水蚯蚓死亡虫体对聚磷菌除磷过程的影响-结题总结报告1.doc

水蚯蚓死亡虫体对聚磷菌除磷过程的影响 摘要：水蚯蚓污泥减量效果毋庸置疑，这在前人的研究中已多次得到证实。但有研究者发现，水蚯蚓污泥减量系统在达到污泥减量效果的同时，也出现了出水氮、磷浓度升高的现象。大多数研究者针对这一现象进行了工艺改良，仅有少部分研究者对该现象进行了机理研究。本文首次研究了水蚯蚓残体对聚磷微生物厌氧段释磷、好氧段吸磷过程的影响。结果表明，水蚯蚓残体进入污水系统后对于其初始磷浓度没有显著影响。然而，厌氧段释磷却随着水蚯蚓残体添加量的增加而增加，2.5%和5.0%死亡率处理下厌氧段释磷效率分别比对照提高了31.1%和57.3%。并且，活性污泥PHA含量随着水蚯蚓残体体液的添加而增加。据报道，奇数型碳源能引起PHV合成的增加，因此可推测水蚯蚓残体中某些奇数型有机物可能是促进厌氧段释磷效率的原因之一。但是，好氧段中的污水亚硝酸盐含量却有所增高，这对于聚磷微生物吸磷而言具有一定的抑制作用。因此，尽量避免水蚯蚓残体分解过程中产生的亚硝酸盐是减轻水蚯蚓残体影响除磷过程的有效手段之一。 关键词：水蚯蚓、除磷、厌氧、好氧 1、 引言 目前，世界上超过90%的城市污水处理系统都采用了活性污泥法。随着污水处理设施的进一步普及、处理量的增加、处理标准的提高和处理功能的拓展，活性污泥法处理工艺的最终产物——剩余污泥的产生量也在大幅度地增加。如果不进行妥善的处理与处置，将会对环境造成直接或潜在的污染。现有的污泥处理处置技术通常所需资金巨大，如在发达国家，污泥处理处置费用占污水处理厂总基建费用的比例高达60-70%，因而亟需一种可持续发展的污泥处置新技术。 近年来，有研究发现环节动物门寡毛纲颤蚓科分节蠕虫（俗称水蚯蚓），能大量摄食污泥，每天的食泥量可达本身体积的8-9倍。这种低成本且不产生二次污染的微型动物摄食污泥减量法，因其不可比拟的优势成为了研究的热点。浙江工商大学环境仿真与水污染控制课题组也在此方面做了大量研究，并且与诸暨菲达宏宇环境发展有限公司合作建立了“水蚯蚓-微生物共生系统”。从运行监测2个多月内的结果来看，该共生系统在达到污泥减量的同时，保持了出水水质的达标。其中，对污水中磷的去除效果尤为明显。然而，Huang等曾报道，将基于颤蚓摄食的污泥减量技术与传统活性污泥法相结合，考察其组合工艺对污水处理效果的影响，发现出水中磷的含量有所增加，这显然与本课题组所得到的试验结果有较大的出入。但是，由于对“水蚯蚓-微生物共生系统”的研究正处于起步阶段，其中涉及的许多机理尚未探究清楚，不足以解释造成此差别的原因。因此，本项目试图就“水蚯蚓-微生物共生系统”的除磷机理进行深入研究，考察水蚯蚓虫体的存在对该共生系统除磷过程的影响。2.1 聚磷菌的驯化 本试验采用连续运行的SBR 反应器进行。SBR 是序批式活性 污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的字母缩写。SBR 反应器的特点是以时间顺序来分割流程各单元，整个过程对于单个操作单元而言 是间歇进行的。典型的SBR 系统分为进水、反应、沉淀、排水与闲置五个阶段每个周期由2.5 h厌氧段和3 h好氧段组成，通过定时器控制搅拌和曝气的时间。此外在SBR反应器中放入便携式DO和pH检测仪，在线检测反应过程中DO和pH的变化，利用NaOH和 HCl调节pH值使其控制在7.5~8.0，而DO控制在2~3 mg/L。试验运行期间用空调控制室温为20℃。在每个周期开始时按比例加入A液和B液A液：丙酸3.5 m/L或无水乙酸钠7.2 g/LNH4Cl 1.53 g/L、MgSO4·7H2O 1.23 g/L、无水CaCl2 0.15 g/LATU 0.008 g/L、蛋酵1 ml/L微量元素4 ml/LB液：KH2PO4 6 g/LNaOH 4 g/L、10%HCl用于调节pH），装置运行初期每天洗泥次，以减少杂菌的竞争，除磷效率稳定后可不洗。考虑到PAOs主要是在厌氧段吸收营养物质，而杂菌主要是在好氧段吸收，故在厌氧段结束后用去离子水洗去营养物质。 2.2 mL塑料离心管中进行，分别加入10 mL活性污泥 （控制MLSS为2500mg/L），20mL,营养液和10mL不同浓度的水蚯蚓残体。据当地污水处理厂的实际运行情况知，系统水蚯蚓密度为12?16 mg/mg VSS。在运行良好的情况下，系统水丝蚓hoffmeisteri虫体死亡率低于5％。因此，本测试中水蚯蚓残体浓度相应调整为1440mg/L和2880mg/L。分别代表2.5％和5.0％虫体死亡率。 各反应器通入氮气2.5 h以维持厌氧条件，然后曝气3 h以形成好氧条件。试验参照组加入10 mL蒸馏水代替水蚯蚓残体。2.2.2好氧阶段 在磷充分释放之后，试验用活性污泥