低溫條件下復(fù)合填料協(xié)同強(qiáng)化A-O-BAF脫氮除磷試驗研究.pdf

1、中國北方地區(qū)村鎮(zhèn)污水處理技術(shù)滯后，尤其低溫期污水處理效果不佳、出水多項指標(biāo)難以達(dá)標(biāo)。曝氣生物濾池(BAF)是一種高效的生物膜污水處理技術(shù)，具有投資運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小和處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合村鎮(zhèn)污水處理，但其脫氮效能受各種條件影響而不穩(wěn)定，且傳統(tǒng)生物除磷出水難以達(dá)標(biāo)。本文旨在低溫條件下(10～15℃)通過對比具有復(fù)合填料體系（陶粒和沸石）的BAF-A反應(yīng)器與增加了富鐵填料的BAF-B反應(yīng)器，進(jìn)行脫氮除磷效能與微生物多樣性研究。試驗

2、首先對比研究兩套反應(yīng)器低溫掛膜啟動過程和對污染物的去除效能及其影響因素，以優(yōu)選工藝參數(shù)，其次探究了BAF-B反應(yīng)器內(nèi)污染物沿程變化規(guī)律，最后分析了低溫下污染物去除效能及微生物群落多樣性變化。
　　兩套反應(yīng)器低溫運(yùn)行37d后，COD的去除率穩(wěn)定至80％以上，NH4+-N去除率穩(wěn)定在60％左右，認(rèn)為掛膜啟動基本完成。選取富鐵填料高度(40、60、80、100cm)、水力負(fù)荷(0.25、0.50、0.75、1.00、1.25m3/(m2

3、·h))、回流比(0、100％)進(jìn)行污染物去除效能對比，繼而確定較優(yōu)工藝參數(shù):水力負(fù)荷0.50m3/(m2·h)、回流比100％、氣水比10∶1和富鐵填料高度80cm。水溫14.0℃時，BAF-B反應(yīng)器對COD、NH4+-N、TN、TP和SS去除率分別可達(dá)到84.08％、96.84％、45.97％、97.52％和98.14％，且出水COD、NH4+-N、TP和SS濃度均達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，特別對TN和TP的去除效果與BAF-A反應(yīng)器相比

4、有明顯的提升，分別提高了10.86％和51.70％。
　　沿水流方向，SS的去除主要集中在厭氧柱內(nèi)0.0～0.3m和好氧柱內(nèi)2.0～2.3m填料層處;COD在好氧柱中上段和前端濾柱部分的去除效果明顯;缺氧柱內(nèi)TN、NO3-N和NO2-N濃度減小，NH4+-N濃度變化不大，而在好氧柱中極少量的TN可被去除，NH4+-N、NO2-N濃度呈下降趨勢，NO3-N的濃度逐漸增大;TP濃度在富鐵填料濾柱內(nèi)下降最為明顯;BAF-B反應(yīng)器內(nèi)pH值

5、總體呈先增大后減小的趨勢。
　　溫度由14℃降低至10℃，BAF-A反應(yīng)器對COD、NH4+-N、TN、TP和SS去除效果分別下降了6.72％、10.60％、1.33％、13.92％和1.44％;盡管BAF-B反應(yīng)器處理效果較好，但也分別下降了7.35％、11.60％、9.49％、9.20％和4.55％。分別在溫度14℃、12℃下對AL14、BL14、AL12和BL12四個樣品進(jìn)行硝化細(xì)菌群落多樣性分析，獲得2門、3綱、4目、4科

6、、6屬、12種、25個OTU。樣品OTU豐度排序為:BL14＞AL12＞AL14＞BL12;群落多樣性為:AL14＞AL12＞BL14＞BL12。富鐵填料對物種總數(shù)影響不大，但硝化細(xì)菌多樣性有所降低，而溫度下降使物種總數(shù)和多樣性均出現(xiàn)減少。
　　檢測8個樣品得到細(xì)菌、古菌群落28門、59綱、110目、196科、334屬、502種、794個OTU。古菌多樣性僅檢測出廣古菌門的甲烷鬃菌屬，分布在AM14、BM14和AM12三個樣品中。

7、細(xì)菌菌群豐度由高到低順序為:AM12、BM12、BU14、AU14、AL14、BM14、AM14和BL14;細(xì)菌群落多樣性由高到低的順序為: AM12、AU14、BM14、BL14、BU14、AM14、BM12和AL14。表明反應(yīng)器沿水流方向上不同濾層高度的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性均發(fā)生了一定的變化，且富鐵填料使得物種總數(shù)和細(xì)菌群落的多樣性有所增加，溫度降低使物種豐度有所降低，而細(xì)菌群落的多樣性卻有所增加。
　　通過OTU聚類和不同水

8、平的分類學(xué)分析，可見兩套反應(yīng)器好氧柱上部的以去除有機(jī)物類微生物數(shù)目較多，而下部以參與硝化反應(yīng)的物種數(shù)量較多;富鐵填料主要使硝化、反硝化等脫氮類微生物的豐度增加，而對以降解有機(jī)物為主的微生物的豐度變化有正反兩個方向;溫度降低對以降解有機(jī)物為主，硝化、反硝化等脫氮類微生物的微生物的豐度變化均有正反兩個方向，總體上來說反方向的仍占大多數(shù);溫度的變化和富鐵填料的使用兩者耦合作用對各功能微生物的影響與前述分析結(jié)果類似。此外，冗余分析可得出與環(huán)境因