（环境科学专业论文）城市污水Alt2gtO工艺调控、监控体系优化与异常修复技术研究.pdf

竺奎塑蔓奎兰里兰堡主兰垒丝苎苎茎 d h a 、p h b 、o u r 、a t p 和d n a 分子标记分析技术优化了a 2 o 工艺传统 监控体系，有利于从微生物生理生化活性和群落结构演替角度解析a 2 o 系统功 能变化的过程机制，并准确和灵敏地评价a 2 o 系统的即时运行状态。 稳定高效的a 2 o 系统其对应的d h a 介于3 0 - - 4 0 m g t f g t s s h 之间，d h a 含量过高和过低时出水水质恶化，d h a 上限值约为6 0 m g t f g t s s h 左右。 稳定高效的a 2 o 系统中厌氧池p h b 含量介于2 3 - 2 8 r n g g m l s s 之间，提 高温度和f ，m 对p h b 合成有促进作用，平均约消耗1 4 0 m g p h b 去除1 m g 磷。 a 2 o 实验系统的o u r 值介于7 1 - , 1 3 3 m 9 0 2 g m l s s h ，硝化o u r 介于o 8 8 - , 2 9 5 m 9 0 2 g m l s s h 之间。温度与o u r 及硝化o u r 成正相关，高f m 可增 加o u r ，但同时会降低系统的硝化o u r ，导致硝化功能恶化。 a t p 可表征活性污泥中活体微生物数量的增减，a 2 1 0 实验系统的a t p 含量 介于1 1 4 1 8 6 m g g m l s s ，上限约为2 0 8 m g g m l s s ，温度和f m 对a t p 的影 响与微生物的生长繁殖有关。 p c r - d g g e 可有效分析a 2 o 系统中氨氧化细菌a o b ( a 嗍i a - o x i d i z i n g b a c t e r i a ) 和硝化细菌n o b ( n i t r i t e - o x i d i z i n gb a c t e r i a ) 群落结构的动态变化。温度 的变化对硝化菌群落结构影响较大，低温时多样性相对丰富，高温时群落结构 相对稳定，其中a o b 2 、a o b 4 和a o b 6 在a o b 菌群中占优势种，n o b 菌群以 n i t r o b a c t e r 为主，优势种为n b 7 、n b 8 和n b 9 ，n i t r o s p i r a 优势种主要为n p 2 ；f m 0 3 2 b o d d g m l s s d 时适生种较少。不同f m 条件下a o b 优势种为a o b 2 、a o b 4 和a o b 6 ， n i t r o b a c t e r 优势种为n b l 、n b 2 、n b 4 和n b 7 ，n i t r o s p i r a 菌群优势种主要为n p 6 。 ( 3 ) a 2 1 0 系统强化a n a mm o x 的效能 在a 2 o 系统曝气池中通过限制d o 的方式可形成n o n 积累，强化 a n a m m o x 反应，提高系统脱氮能力。强化a n a m m o x 反应的兼氧池n h 4 * n 和t n 去除率分别提高1 5 个百分点和9 个百分点，而系统t n 的去除率提高约 7 个百分点。但采用限制d o 的运行方式对c o d 和t p 的去除有一定影响，同 比条件下，c o d 去除率下降5 个百分点，t p 去除率下降1 4 个百分点。 a n a m m o x 脱氮率约占a 2 1 0 系统t n 去除率的2 1 9 ，反应基质以n h 4 * n 和n 0 2 - n 为主，在反应过程中生成少量n 0 3 n ，3 者的比例约为1 ：1 2 5 6 ：0 1 5 5 ； 兰查壁蔓奎兰墨堂堡主茎堡堡茎 塑茎 最佳反应p h 约为7 争8 0 ；d o 对a n a m m o x 有抑制作用；温度对其反应速率 影响较大，从3 0 6 至2 4 6 c 变化过程中，a n a m m o x 反应速率由1 4 7 r n g l h 降低至1 1 7 5 m g l h 。 ( 4 ) 低c n 冲击效应及修复技术 c n = 3 5 时可明显降低系统的硝化功能，c n = 1 2 可使反硝化功能完全停 止，同时降低c o d 和t p 的去除功能，并导致污泥膨胀和产生“漂泥。而采 用加大回流比的方法可有效缩短修复时间，相同条件下n h 4 + - n 去除率平均可 提高2 0 个百分点，t n 去除率提高约7 4 个百分点，c o d 去除率提高约5 4 个 百分点，但是该方法对修复系统除磷功能的作用不明显：提高f 舢和降低s r t 的修复方法可有效提高系统的处理功能，同比条件下n h 4 + n 去除率平均提高 约5 个百分点，硝化o u r 提高7 ，亚硝化o u r 提高4 2 ，t n 去除率提高 约4 7 个百分点，c o d 去除率提高约7 。4 个百分点，t p 的去除率提高约4 。5 个 百分点。 本论文通过对a 2 o 工艺的技术参数选择、监控方法优化和异常问题修复等 方面的研究，为保障a 2 o 工艺处理低c n 城市合流污水的稳定和高效运行提 供了可靠的科学依据，具有良好的应用前景。 关键词：a 2 o 工艺；脱氮除磷；温度与f m ；微生物监测；a n a m m o x ；修 复措施 华东师范大学理学博士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t b a s e do nt h e f u n c t i o n s o fn i t r o g e na n dp h o s p h o r u sr e m o v a l ，t h e a 2 op r o c e s si s p l s y i n g 钔i m p o r t a n tr o l ei nw a t e rp o l l u t i o nc o n t r 0 1 b u tt h e f u n c t i o no fn i t r o g e na n d p h o s p h o r u sr e m o v a l 鲫曲b ef u r t h e rim p r o v e d 。b e c a u s eo fr e s t r ic t in gb yi t sm u lt ip le s e l f - f a c t o r s o i m p r o v i n gt h e f u n c t i o na n de x t e n d i n ga p p l i c a t i o no fa 2 op r o c e s sh 笛 b e c o m et h en e s u b j e c ti nw a s t e w a t e rt r e a t m e n tf i e l d f u r t h e r m o r e , t h ew a s t e w a t e r o fc o m b in e ds e w a g es y s t e mh a ss p e c ia lc h a r a c t e r is t ic so flo wc na n dh ig hc o n t e n t o fna n dpt h e s ep r o b l e m sh a v eg r e a t l yh i n d e r e dt h ee f f i c e i n ta n ds t a b l eo p e r a t i o n o fs e w a g et r e a t m e n 【e q u im m m t h e r e f o r e , i ti sv e r yim p o r t a n tt ot im e l ya n d a c c u r a t e l ye v a lu a t et h eo p e r a t i o ns t a t u so fs y s t e m ，d i a g n o s i st h ea b n o r m a lc o n d i t i o n s , p u t sf o r w a r ds o l v i n go o u n t e r r n e a s u r e , a n di m p r o v ep r o c e s sf u n c t i o nb ye n h a n c i n g a n a m m o xt e c h n o l o g y t h es t u d yh a sg r e e ts i g n i f i c a n c ei nt h ew a t e rp o l l u t i o n c o n t r o l ld o f f e r ，e s p e c i a l l yi nv v 譬e r b o d ye u t r o p h i c a t i o nc o n t r o lf i e l d t h i st h e s i si sb a s e do nt h ep r q e c to fp r o c e s st e c h n o l o g yu p g r a d ea n dt r a n s f o r m i nw a s t e w a t e rt r e a t m 舐p 4 a n t9 p 叫刮b ys h a n g h a ic o m m i t t e ef o ru r b a n c o n s t r u c t i o na - d t r a n s p o r t a l o n b ys i m u l a t i n g r e a l s y s t e m o f b a l l o n g g a n w a s t e w a t e rt r e a t m e n tp i 矾，t h er e s e a r c hi n v e s t i g a t e dt h ee f f e c to ft e m p e r a t u r ea n d f ，mo ns y s t e m 。a n ds t u d yt r e a t m e n te f f i c i e n c ya f t e re n h a n c i n ga n a m m o x t e c h n o lo g y t h ep u r p o s eo fe p e r im e n tw a st oe x p lo r et h eim p a c te f f e c to flo wc n ， p u tf o r w a r ds o l v i n gt e c h n i q u e , a t t e m p tt oe s t a b l i s ht h em o n i t o r i n ga n de v a l u a t i n g s y s t e mo fb io c h e m is t r yin d e x e sa n df u r t h e rim p r o v et h en i t r o g e na n dp h o s p h o r u s r e m o v a lf u n c t i o n t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h et e m p e r a t u r ea n dt h ep r o c e s s in gf u n c t i o n so fa 2 1 0 p r o c e s sw e r ed o s e l yr e l a t e d a n dt h es e a s o r dc h a n g eh a ds o m en e g a t i v e 酐鳅o n t r e a t m e n te f f i c i e n c y c o dr e m o v a lr a t ew a sd s i n gf r o m7 0 t o8 5 w h e n t e r r c 料a t u r ec h a n g e df r o m15 1 3t o2 5 ，a n dr e m o v a lr a t ew a ss t a b l ew h e nt h e t e m p e r a t u r ew a su pt o2 5 1 3 t h et e m p e r a t u r er a n g eo f2 5 1 3 - 3 0 1 3w a st h eb e s tf o r d e n i t r i f i c a t i o n ，a n dt o oh i g ho rt o ol o wt e m p e r a t u r ec o u l di n h i b i tf u n c t i o no f i v 华东师范大学理学博士学位论文a b s t r a c t n i t r o g e nr e m o v a l int h i st e m p e r a t u r er a n g e , t h er e m o v a lr a t eo ft nw a sa b o u t7 0 ： n i t r i f i c a t i o nc o u l dr e a c ht o9 5 t h ei n f l u e n c eo ft e m p e r a t u r ev a r i a t i o no nt h e p h o s p h o r u sr e m o v a lw a sl i m i t e d ，b u tt h ep h o s p h o r u sr e m o v a lc o u l de a s il yb e a f f e c t e db yo p e r a t i o nc o n d i t i o n s o ，t h e f l u c t u a t i o no fp h o s p h o r u sr e m o v a lw a s l a r g e , a n da v e r a g er e m o v a lr a t ew a s5 0 t h eb e s tr a n g eo ff mf o rc o dr e m o v ew a s0 1 4 - - 0 2 2 9 b o d s g ml s s d t h e b e s tr a n g eo f f ，m f o rd e n i t r i f i c a t i o nw a s0 1 2 5 , 0 2 3 9 b o d s g m l s s d t h eb e s t r a n g eo ff m f o rn i t r i f i c a t i o nw a s0 1 4 - 0 2 8 9 b o d s g ml s s d ，a n db e s tr a n g eo f f mf o rp h o s p h o r u sr e m o v ew a s 0 1 4 , 0 2 3 9 b o d 5 g f mls s d in 刚m m 冒。t h eb e s t r a n g eo ff ，m f o rt h ea 2 o 剐s t e mw a s0 1 4 - 0 2 2 9 b o d s g m l s s d i tw a ss l i g h t l y h i g h e rt h a nt h ed e s i g ns t a n d a r do fa ；o i tw a ss h o wt h a ti n c r e a s i n gf ，mw a sa n e f f e c t iv es o lu t io nt ot h ep r o b le m se n o ：，u n t e r e dinlo w ( 3 nw a s t e w a t e rt r e a t r r i e n f s y s t e m b i o c h e m i c a li n d e o fd h a 、p h b 、o u ra n da t pc o u l dn o to n l yr e f l e c tt h e o r g a n i cm a t t e rd e g r a d a t i o ne f f i c e n c yo fm i c r o b e 。b u ta l s oc o u l dj u d g et h eo r g a n i c r n a t e rd e g r a d a t i o nv e l o d t ya n do p e r a t i o nc o n d i t i o n so ft h et r e a t m e n te q u i p m e n t s t h es u i t a b l er a n g eo fd h aw a s3 0 咖t f ，g t s s h ，u p p e rl i m i tv a l u ew a s 6 0 m g t f g t 篱h 。t o oh i g ho rt o ol o wc o n c e n t r a t i o no fd h ac o u l dl o w e ra f f l u e n t q u a l i t y t e m p e r a t u r e a n dr o u t i n e f mh a dd i s t i n c ti n f l u e n c e o nt h e w n t h e s i s o fri b ， t h e c o n c e n t r a t i o no fp h bi na n a 百o b i c t a n ki sb e t w e e n2 3 m g g m l s s , , 2 8 m g g m l s s , m 卸c o n s u m p t io n1 4 0 m gp h bc o u ldu p t a k elm gp h o s p h o r u sn o r m a lo urw a s b e t w e e n7 1 1 3 3 r n 9 0 2 g m l s s c o n v e n t i o n a lv a l u e o fn i t r a t i o no u r w a s b e t w e e n 0 8 8 - 2 9 5 m 9 0 2 g ml s s h ，t h ev a lu eo fo u rw a sc o r r e s p o n d in g l ya d j 呶e db y t e m p e r a t u r e i n c r e a s et h ef mw a sb e n e f i tt ot h eo u r b u th i g hf ，mw o u l di n h i b i t n i t r i f i c a t i o na l dn e g a t i v e l ya f f e c tt h ef u n c t i o no fn i t r o g e nr e m o v a l a t pc o u l d c h a r a c t e r i z et h eq u a n t i t yo fl i v i n gm i c r o b eo fa c t i v a t e ds l u d g e , t h er a n g eo fa t p w a s b e t w e e n1 1 4 - 1 8 6 m g g m l s s , t h ei n f l u e n c eo ft e m p e r a t u r ea n df ，mo na t pw a s r e l a t e dt og r o w t ha n dr e p r o d u c t i o no fm i c r o b e , t h eu p p e ri i m i tv a l u eo fa t pw a s a b o u t2 0 8 m g g ml s s v 华东师范大学理学博士学位论文 a b s t r a c t p c r - d g g ec o u l de f f e c t i v e l ya 怕l y z et h ee c m l m u n i t ys t r u c t u r ev a r i a t i o no f a o ba n dn o bw h i c hw a st h em a i np a r t so fn i t r o b a c t e r i at h ev a r i a t i o no f t e m p e r a t u r ec o u l de a s i l ym 出et h e 删o r l so fn i t r o b a c t e r i a t h es p e c i e so f e o m m u n i t yw a sr e l a t i v e l ya b u n d a n tw h e nt h et e m p e r a t u r ew a sl o w , b u tt h e e o r n m u n i t ys t r u c t u r ew a ss t a b l ew h e nt h et o n p e r a t u r ew a sh i g h t h ed o m i n a n t b a c t e r i ao fa o bw e r ea o b 2 ，a o b 4a n da o b 6 t h ec h j 百n o bo fm i c r o f l o r aw a s n i t r o b a c t e ro fw h i c hd o m i n a n tb a c t e r i aw a sn b 7 。n b 8 ，n b 9 。a n dt h en p 2w a st h e m a i n l yo fn i t r o s p i r a j u s tl i k et h ee f f e c to ft e m p e r a t u r e , t h em a i nm i c r o b e so fa o b w e r ea o b 2 ，a o b 4a n da o b 8w h e nt h ef mc 卜i 笥l g | e c i b u tt h em a ns p e c i 箦o f n i t r o b a c t e rw e r en b l ，n b 2 ，n b 4a n dn b r ，a n dt h en p 6o fn i t r o s p i r a , w h i c hw a s d i f f e r e n tw i t ht h et e m p e r a t u r e o nt h eo t h e rh a n d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tf m 兼氧池 曝气池) 变化规律不符合传统的a 2 o 系统中聚磷菌在厌氧池中“释磷 学说1 1 3 9 】， 表明a 2 o 系统中“释磷”作用主要以非p 0 4 3 。- p 形式进行。 曝气池中p 0 4 3 p 的去除率变化幅度不大，与温度变化的相关性不明显( 见 图2 1 4 ) ，说明a 2 o 系统中聚磷菌对温度的适应能力较强，在1 3 c 一3 3 c 温度 区间均可正常代谢与生长，“释磷 和过量“吸磷 功能不受影响。这一结论与 同济大学刘长青等 h o 】研究结果类似。 华东师范大学理学博士学位论文 4 0 0 0 3 5 0 0 3 0 0 0 2 5 0 0 怠2 0 0 0 ，1 5 0 0 9 1 0 0 0 0 5 0 0 o o o o a 2 ，o 系统处理功能的影响 3 - 53 - 2 54 - 24 1 14 2 35 - 65 - 1 65 - 2 56 - 3 0 采样l t 期 图2 - 1 3 温度对p o , - p 浓度的影响 f i g 2 1 3e f f e c to f t e m p e r a t u r eo nc o n c e n t r a t i o no f p 0 4 3 - p 3 5 3 0 2 5 2 0p 1 5 芦 1 0 5 0 55 - 2 54 - 24 - 114 - 2 35 - 65 1 65 - 2 56 - 3 0 采样日期 图2 - 1 4 温度对曝气池阳3 。- p 去除的影响 f i g 2 - 1 4e f f e c to f t e m p e r a t u r eo np 0 4 3 - pr e m o v a li na e r o b i ct a n k ( 9 ) 温度对t p 去除的影响 a 2 o 系统的生物除磷功能主要依赖污泥中聚磷菌的两个重要生理过程： 在厌氧池中分解、释放磷酸盐并储存有机物；在曝气池中氧化有机物并过量 吸收可溶性磷化合物。因此，衡量a 2 o 系统除磷效率的高低，需要同时考察聚 磷菌在厌氧池中“释磷效果以及在曝气池中“吸磷”效果f 。 由图2 1 5 可见，厌氧池中聚磷菌的“释磷”效果显著，磷释放率在2 3 7 0 之间波动，平均约5 0 ；但“释磷 效果与温度的相关性较差，无明显变化规 律，表明系统中聚磷菌在1 3 3 3 范围内受温度的影响较小。 图2 1 6 显示了在曝气池中聚磷菌“吸磷”效率与温度成正相关，“吸磷 率随温度变化而波动上升，波动范围为1 0 - - - 7 6 ，平均约4 0 。“吸磷 效果 与“释磷 效果同温度相关性产生差异的原因初步推测认为，由于温度上升不 但提高了污水中无机磷的溶解性，增加了聚磷菌“摄食浓度，而且温度升高 提高了聚磷菌的代谢活性，有利于聚磷菌发挥“吸磷 作用，最终导致了“吸 磷”效果与“释磷”效果的差异。这一推测还有待进行深入探讨。 2 9 o o 0 0 o o o 弱 加 佰 竹 曩 n 口e睁餐qd1b山 华东师范火学f l l ! 学博 ：学伊论文 第二章外源条件对a 2 ，o 系统处j ! | ! 功能的影响 t p 去除率和出水中t p 含量与温度的相关性较差( 见图2 1 7 ) ，这与聚磷菌 的“释磷温度关系类似，而与“吸磷”温度关系不同，说明a 2 o 系统的生 物除磷过程中“释磷”作用为控制因素；出水中t p 含量介于0 6 1 4 m g l 之间， 平均约1 0 9 m g l ，略超过国家地表水质标准一级b 标准，主要原因是a 2 o 系 统除磷作用主要依靠微生物吸磷储存或同化，通过剩余污泥排放而去除，本文 实验系统因污泥量有限，排泥不规律，导致出水中磷含量偏高，且变化较大。 1 2 0 0 一- 1 0 芝8 0 o 誊6 0 0 聋 4 0 0 2 0 0 o 0 3 h 53 2 54 - 2 卅14 - 2 35 - 65 - 1 6 5 - 2 56 3 0 3 5 3 0 2 5 2 0g 1 5 1 0 5 0 采样口期 围2 - 15 温度对厌氧池释磷率的影响 f i g 2 1 5e f f e c to f t e m p e r a t u r eo np h o s p h o r u sr e l e a s ei na n a e r o b i ct a n k 蠢 盛 擎 3 - 63 2 54 2 卅14 - 2 35 - 6 孓1 65 - 2 5 6 - 3 0 p ： 采样口期 图2 - 16 温度对曝气池吸磷率的影响 f i g 2 1 6e f f e c to f t e m p e r a t u r eo np h o s p h o r u s u p t a k ei na e r o b i ct a n k 采样口期 图2 - 1 7 出水中磷含量的变化 f i g 2 1 7e f f e c to f t e m p e r a t u r eo nc o n c e n t r a t i o no f t p p 型 寤 3 0 弘乾；勰筋“挖加侣侣住 华东师范大学理学博士学位论文第二荤外源条件对a 。o 系统处理功能的影响 2 4 2 负荷( f m ) 对a 2 o 系统处理功能的影响 生物除磷工艺要求较高的f m ，因为污水中的磷需要通过微生物的吸附、 同化而去除，较高的f m 可产生较多的活性污泥，从而可去除更多的磷；而脱 氮工艺要求低f m ，过高的f m 可使曝气池中异养菌群过度增殖，抑制硝化菌 群的生长，从而降低系统的脱氮功能。因此，在常规的a 2 o 系统中为同时满足 脱氮和除磷的要求，其f m 值往往控制在较窄的范围，客观上f m 工艺参数的 限定，严重地制约了a 2 o 系统对有机物的处理潜能。 对白龙港污水处理厂的这种以工业废水为主、c n 较低的城市合流污水水 质，研究并确定其适宜的f f m 条件及波动范围，对日后白龙港污水处理厂的高 效运行有着重大意义。本文研究的f m 值为a 2 o 系统的总有机负荷。 ( 1 ) f m 对c o d 去除率的影响 由图2 1 8 可见，a 2 o 系统c o d 总去除率随f m 的增加也呈现先升高后下 降的抛物线型变化，f m 介于o 15 o 2 8 9 b o d s g m l s s d 区间时，a 2 o 系统对 c o d 去除最为有效。当f m 低于0 1 5 9 b o d s g m l s s d 时，有机污染物含量与 c o d 降解速率的关系符合莫诺( m o n o d ) 方程1 1 4 劲，即有机物负荷越高，c o d 降 解速度越快；当f m 高于0 2 8 9 b o d s g m l s s d 时，c o d 降解速率显著下降， 这主要受实验调控f m 的方式影响，高f m 条件下，污水停留时间过短，有机 物被吸附和氧化不充分，导致c o d 去除率降低。 与a 2 o 系统c o d 去除率的变化规律相类似，厌氧池和兼氧池中c o d 的 去除率随负荷增加呈现先升高后降低的变化趋势( 见图2 1 9 ) ，其中厌氧池f m 高效点约为o 1 7 9 b o d s g m l s sd ，兼氧池的f m 高效点为0 2 3 9 b o d s g m l s sd ； 较高的f m 更有利于兼氧池对c o d 去除的原因是：厌氧池前置，高负荷污水 经厌氧池处理后，部分有机污染物得以去除，使进入兼氧池的c o d 浓度降低， 相对适宜处理。 曝气池对c o d 的去除率相对稳定，实验条件下f m 的变化对其影响较小， 原因可能是污水经厌氧池和兼氧池的处理后，有机物得以大量去除，实验设定 的a 2 o 系统的高负荷在进入曝气池时，f m 已降至基本正常，对曝气池的处理 功能未能产生较大的负面影响。 华尔师范人学里l j 学博t 2 ，o 系统处里i ! 功能的影响 7 0 o o 5 0 o 芝 鲁卜4 0 0 蟹 a 0 o 。2 0 0 1 0 0 o o 135791 11 31 51 71 92 12 3 2 5 采样颁次 图2 - 1 8f i n 对c o d 去除率的影响 f i g 2 - 1 8e f f e c to f f mo nc o dr e m o v a lr a t e o 艏 o 4 o 3 , 5 审 o 3 雪 o 筠委 o 2 笞 0 1 5e o 1差 o 0 5 1357，1 11 了1 51 71 92 1盈z 5 采样场次 图2 - 19f n 对厌氩池和兼气池c o d 去除率的影响 f i g 2 1 9e f f e c to f f mo l lc o dr e m o v a li na n a e r o b i ca n da e r o b i ct a n k ( 2 ) f m 对b o d 5 去除率的影响 由图2 2 0 所示，不同f m 条件下，a 2 o 系统对b o d 5 的去除率与c o d 去 除率变化规律十分类似，即系统对b o d 5 的去除率、厌氧池对b o d 5 去除率和 兼氧池对b o d 5 去除率均随着f m 的增加呈现先升高后降低的变化趋势，并且 根据数据统计结果，最佳f m 区间约为o 1 4 0 2 2 9 b o d s g m l s s d ，略高于普 通a 2 o 系统的f m 设计标准( 0 1 0 o 1 5 9 b o d 5 g m l s s d ) t 1 4 3 1 ，表明在处理低 c n 水质的a 2 o 系统中，为保证微生物生长和对有机物的降解效率，充分挖掘 处理装置的潜能，提高处理出水的质量，有机负荷率应适当提高。 另外，兼氧池与厌氧池去除b o d 5 的最佳f m 范围较为接近，均介于 0 1 5 o 2 8 9 b o d s g m l s s d 之间( 见图2 - 2 1 ) ，而去除c o d 的最佳f m 范围有差 异，原因在于，a 2 o 系统中厌氧池对难降解的有机污染物具有水解作用，使污 水中有机污染物的可生化性增加，抵消了厌氧池去除b o d 5 的缓冲作用，客观 上使进入厌氧池和兼氧池的b o d s 浓度相当，从而造成厌氧池与兼氧池去除 b o d 5 的变化趋势与去除率基本相同。 3 2 一 一piw6，doo一=芷 件一钙4骑。衢2侣， 祭一o o o o o o o o o o ：一o o o o o o o o o o o蚁一吼弧眦孢觚5i祀孤化n 卿一 术、静：i-由ooo 华东师范大学珲学博+ 学位论文第二章外源条件对a 2 1 0 系统处珲功能的影响 1 0 0 0 9 0 o 芝o 錾7 0 0 誊6 0 0 o 5 00 4 0 o 8 0 o 蓬 * 凿 硝 d o 135791 1 31 51 7 92 12 32 5 采样频次 图2 2 0f i m 对系统b o d 5 去除率的影响 f i g 2 - 2 0e f f e c to ff mo bb o d sr e m o v a lp a t eo fs y s t e m 8 0 07 5 0 0 r 4 0 0 l 3 0 or 2 0 0 1 0 0h 0 0 l 0 4 5 o 4 o 1 差 o 0 5 o 135791 11 31 51 71 92 12 3z 5 采样颁次 图2 2 1f m 对厌氩池和兼氧池b 0 0 5 去除率的影响 f i g 2 - 2 1e f f e c to f f mo l lb o d 5r e m o v a li na n a e r o b i ca n da n o x i ct a n k ( 3 ) f m 对o r p 的影响 增加f m 提供了更多的微生物生长繁殖基质，微生物大量氧化有机质的同 时将消耗曝气池中大量的溶解氧，造成a 2 o 系统中污水氧化还原特性的改变， 从而影响微生物发挥其最佳处理功能。 由图2 2 2 可见，随着系统f m 的增加，曝气池中o r p 下降速度较快，表 明污水中溶解氧含量急骤降低。为避免曝气池中出现厌氧环境，防止微生物的 处理功能受影响，选择在第1 1 次、1 7 次和2 5 次监测期间增加曝气池中供氧量， 形成了曝气池中o r p 的变化呈显著的锯齿型波动下降的趋势。 兼氧池污水中o r p 的变化相对缓和，当f m 达到o 1 5 9 b o d s g m l s s d 之 后，o r p 值基本稳定，平均值约为6 8 m v 左右；厌氧池污水中o r p 值随f m 的增加持续下降，主要原因是厌氧池首先承纳系统的进水，大量可生化的有机 物促使厌氧池污水的微量d o 及含氧酸根( 化合态氧) 进一步被消耗。 一pss-i=6，doo一=汪 艏43箱2俘， o o o o o o o o o o 一审-l=6户do口一 弱3 为2 侣 o o o o o 华东l j i | i 范大学理学博! ：学化论文瓤二蕈外源条件对a 2 ，o 系统处理功能的影响 一0 4 5 l 户舶0 4 一蠹 名i ：基瓯磊i 荔焉 + 曝气池+ 兼飘池 + j 犬轧池+ f m 0 3 5 ： 0 3 。e 0 2 5 笔 0 28 o 1 5 耋 0 1 芷 o 0 5 o 图2 2 2f m 对o r p 的影响 f i g 2 2 2e f f e c to ff m0 1 1o r p ( 4 ) f m 对反硝化功能的影响 在反硝化反应中，污水中有机碳源是反硝化菌群最重要的能量来源和电子 供体，研究表明，每反硝化1 9 n 0 3 - n ，约需要消耗掉3 7 9 左右的c o d t 1 ，因 此系统f f m 可直接影响系统的反硝化功能。 由图2 2 3 和图2 2 4 可见，兼氧池中t n 和n o b - n 的去除率变化趋势比较 类似，低f m 条件下( 0 0 3 0 0 6 9 9 b o d s g m l s s d ) ，碳源的缺失使兼氧池的反 硝化功能受到严重抑制f | 4 5 1 ，n 0 3 - n 的去除率较低，平均约为1 2 9 ，并且由于 兼氧池反硝化功能受抑制，t n 的去除也受较大影响，平均去除率约为1 0 8 ； 当f m 介于0 1 2 5 - 4 ) 2 3 9 b o d s g m l s s d 时，兼氧池中n 0 3 。- n 的反硝化脱氮效 果最好，去除率达到2 5 q 5 ，平均约2 9 8 ，同时兼氧池中 i n 的去除率处 于峰值，平均约为2 9 2 ，这一f m 范围略高于普通a 2 o 系统正常运行参数， 主要原因是：可作为反硝化有机碳源的多为醇类、有机酸类等生化性较好的短 链碳水化合物，对低c n 和工业废水为主的废水，适当提高a 2 o 系统的f m 有助于提高系统的反硝化功能 1 4 6 1 ；当系统f m 高于0 2 5 9 b o d 5 g m l s s d 时， 反硝化功能显著下降，产生这一现象的原因可能有两方面，是过高的f m 促 使曝气池中异养茵群过度增殖，竞争性地抑制了硝化菌群的生长，从而使反硝 化缺乏足够的基质( 硝酸盐氮和亚硝酸盐氮) ；受实验f m 调控方式的影响， 高f m 时进水流量过大，a 2 o 系统的污水停留时间过短，使n h 4 + - n 无法获得 充分的硝化。 由此可见，由于a 2 o 系统中不同功能菌群对f m 的要求不一致，所以不 同装置应根据实验结果，维持系统的f m 在适当的范围内运行，才能保证较高 的脱氮效果。 o的 狮撕伽伽o锄栅董搴狮鼍 e d 芷o 华东师范大学理学博上学位论文 第二章外源条件对a 2 ，o 系统处理功能的影响 13 5 7 91 1 31 51 71 92 12 32 52 72 93 13 3 采样顿次 图2 2 3f m 对兼氧池反硝化功能的影响 f i g 2 2 3e 甬烈o f f m o nd 锄i t r i f i c a t i o nf u n c t i o ni na n o x i ct a n k 1罩搴，譬1 11 了1 01 ，1 92 1z 了z 0z ，z 譬3 1w 采样额次 图2 - 2 4f m 对兼氧池州去除率的影响 f i g 2 - 2 4e f f e c to f f mo nt nr e m o v a li nm r l o x i ct a n k ( 5 ) f m 对硝化功能的影响 由图2 2 5 可见，系统中n 0 3 - n 浓度与f m 呈现反相关关系，低f i v l 运行 条件有助于系统中n 0 3 - n 浓度的提高，而随着f m 的增加，污水中n 0 3 n 含 量持续下降。这是因为硝酸菌群与亚硝酸菌群都是严格的好氧专性化能自养菌， 由于两类硝化菌群在氧化氮元素时所获得的能量很少，因此氧化和合成反应相 对较慢，低f i v l 运行时污水停留时间长，有利于n h 4 + - n 和n 0 2 - n 被充分氧化， 另外，a 2 o 系统的低负荷条件不利于反硝化反应的进行，形成了n 0 3 - n 盐的 积累；而高f m 条件下，污水停留时间较短，n h 4 + - n 无法充分硝化形成n 0 3 。- n ， 并且由于高f m 条件下碳源相对充分，反硝化效率提高，可迸一步减少污水中 的n 0 3 - n 含量。 图2 - 2 6 表明f m 介于0 1 枷2 8 9 b o d j g m l s