环境生物学脱氮磷及污泥减量介绍.ppt

第九章：脱氮除磷与污泥减量技术原理 9.1 生物脱氮技术原理 （1）自然界中氮的循环 微生物主导的硝化反硝化/短程硝化反消化过程 （2）生物脱氮原理 厌氧铵氧化过程 （3）常用脱氮工艺 AO工艺，SBR工艺等 生物除磷由一类统称为聚磷菌的微生物完成的。聚磷菌生长较慢，但能在厌氧和好氧系统中均占优势，这和它能够进行聚磷和储存、分解PHB有关。 厌氧条件下，聚磷菌将体内储藏的聚磷分解，产生磷酸盐转移到细胞外（放磷），同时释放的能量可供给聚磷菌生长和在胞内合成PHB 好氧环境下胞内PHB氧化分解，产生大量ATP（吸磷） 好氧下的吸磷效率远高于厌氧下的放磷效率 9.2 生物除磷工艺原理 （1） 生物除磷原理 厌氧 好氧 （2）A2O工艺脱除氮磷 9.3 污泥减量技术原理 污水量大 处理率提高 处理标准提高等 含水量高，易腐蚀 病原菌，寄生虫 有害无机污染物，重金属等 工艺复杂 管理要求高 费用高 处理标准提高 污泥产量大 危害性高 处理难度大 (1) 污泥的特性 （2）国内外污泥减量化技术和方法 化学法 (臭氧，氯气氧化) 物理法 (超声波) 生物法 (延长曝气时间和污泥龄，原生动物捕食) 生化法 (活性污泥的解偶联代谢） （3）污泥解偶联代谢技术原理 基质 ATP 分解代谢 合成代谢 细胞 解偶联剂 热量 单位污泥分解代谢效率是否提高是判别是否发生解偶联代谢的重要指标！！ （4） 代谢解偶联技术研究路线 筛选药剂 确定浓度 对系统运行效能 的影响 (COD去除率) 污泥减量效果的 影响 (排泥量和Yobs) 污泥沉降性能的 影响 (SVI) 微生物种群的影响 (PCR+DGGE+镜检) 解偶联剂的命运及安全评价 a.化学解偶联剂的筛选 筛选优良的 解偶联剂 药剂1？ 药剂2？ 药剂3？ 药剂4？ 药剂5？ 污泥产量少 出水效果好 用量少，低毒 解偶联剂对Yobs的影响 TCP例：4mg/l 0.106mgMLSS/mgCOD 　8 0.092 　 30 0.132 解偶联剂对COD去除率的影响 TCP例： 4mg/l 80.87% 　 8 74.57% 　 30 55.94% 筛选相对优良的解偶联剂 综合考察：减量效果，COD去除率，用量，毒性 b.解偶联剂对污泥性能和系统效能的长期影响 解偶联剂对污泥 性能和系统运行 效能的长期影响 70天SBR 活性污泥系统 污泥累计排泥量 出水水质 污泥沉降性能 SVI 迁移转化与安全性研究 累计排泥量 投加阶段：空白1.014g/d 丙 0.709g/d ↓30.08% 　TCP 0.529g/d ↓47.83% 对Yobs的影响 空白　Y=0.431mgMLSS/mgCOD 丙 　　0.287 　　　　　　　　　　↓33.41% T 　　0.183 　　　　　　　　　　↓57.54% 对COD去除率的影响 空白 　 91.70% 丙 74%　↗ 　 84.16% T 　72% 　↗　 84.01% 对SVI值的影响 空白 　 SVI≈100 丙 　正常↗330 TCP 稍增加,随之缓慢下降,最后维持在100 c.解偶联剂对污泥微生物种群的影响 微生物种群 的变化 总DNA提取 DGGE分析和测序 PCR扩增 传统镜检 细胞层面 分子层面 镜检结果 a、b、c分别为空白对照，添加了丙二酸和TCP的污泥 a 中絮体较紧密，主要以球菌和短杆菌为主，还存在一定数量的原/ 后生动物. b 中丝状菌极多，絮体结构松散，没有发现原后生动物. c 中丝状菌数量不多，菌胶团较松散，没有发现后生动物，原生动 物的数量也较少.