（环境工程专业论文）海洋聚磷菌的筛选、鉴定及其除磷特性的研究.pdf

原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：蛊垒垡日。凝：垫| 蓦jg关于学位论文使用授权的声明本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。( 保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：盔迎导师签名：j 祧日期：划扩 山东入学硕士学位论文 目录 摘要1 a b s t r a c t 3 第一章绪论5 1 1 生物除磷5 1 1 1 发展背景，5 1 1 2 除磷工艺6 1 2 聚磷菌8 1 2 1 聚磷菌除磷机理8 1 2 2 聚磷菌的筛选。1 0 1 2 3 聚磷菌的应用11 1 3 生物除磷新理论与发现11 1 4 除磷影响因素1 3 1 4 1 磷浓度的影响1 3 1 4 2 盐度的影响1 3 1 4 3 培养温度的影响1 5 1 4 4 初始p h 值的影响1 7 1 4 5 溶解氧的影响1 8 1 5 磷回收1 9 1 6 研究内容、意义及创新点2 0 1 6 1 本论文研究内容2 0 1 6 2 研究意义及创新点2 l 第二章实验材料与方法2 2 2 1 实验材料2 2 2 1 1 菌种及污泥来源2 2 2 1 2 主要试剂2 2 2 1 3 主要仪器设备2 2 山东大学硕士学位论文 2 1 4 培养基及合成废水2 3 2 2 实验方法2 4 2 2 1 聚磷菌的初筛2 4 2 2 2 聚磷菌的复筛2 5 2 2 3 菌种的鉴定2 6 2 2 4 除磷特性研究( 摇瓶实验) 2 7 2 2 5 单级好氧s b r 生物强化除磷2 8 第三章聚磷菌的筛选与鉴定3 0 3 1 聚磷菌的筛选3 0 3 2 菌种的鉴定3 1 3 2 1 菌落及菌体形态观察结果3 1 3 2 2 生理生化特征：3 2 3 2 3 分子生物学鉴定3 2 3 3 本章小结3 4 第四章摇瓶实验结果与分析3 5 4 1 最佳培养时问的确定3 5 4 2 其他营养物去除的测定3 6 4 3 聚磷影响因素的研究3 8 4 3 1 磷浓度的影响3 8 4 3 2 盐度的影响3 9 4 3 3 培养温度的影响4 0 4 3 4 初始p h 值的影响4 1 4 3 5 溶解氧的影响4 2 4 4 本章小结4 3 第五章单级好氧s b r 强化除磷4 5 5 1 反应器运行结果及分析4 5 5 2 剩余污泥中磷组分分析5 0 5 3 除磷机制的分析5 1 5 4 本章小结5 2 山东人学硕士学位论文 第六章结论与展望5 4 参考文献5 6 致谢6 6 硕士期间发表的论文6 7 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t 1 a b s t r a c t 3 1i n t r o d u c t i o n 5 1 1b i o l o g i c a lp h o s p h o r u sr e m o v a l 5 1 1 1b a c k g r o u n d 5 1 1 2b i o l o g i c a lp h o s p h o r u sr e m o v a lp r o c e s s e s 6 1 2p a o s 8 1 2 1b i o l o g i c a lp h o s p h o r u sr e m o v a lm e c h a n i s m 8 1 2 2s c r e e n i n go fp a o s 10 1 2 3a p p l i c a t i o no fp a o s 11 1 3n e wt h e o r i e sf o rp h o s p h o r u sb i o - r e m o v a l 11 1 4e f f e c t so f f a c t o r so np h o s p h o r u sr e m o v a l 1 3 1 4 1p h o s p h o r u sc o n c e n t r a t i o n 13 1 4 2s a l i n i t y 13 1 4 3t e m p e r a t u r e 15 1 4 4p h 17 1 4 5d i s l o v e do x y g e n 18 1 5p h o s p h o r u sr e c o v e r y 。19 1 6c o n t e n ta n di n n o v a t i o no f t h i sr e s e a r c h 2 0 1 6 1c o n t e n to ft h i sr e s e a r c h ：! ( ) 1 6 2l n n o v a t i o no f t h i sr e s e a r c h 2 1 2 e x p e r i m e n t a lm a t e r i a l sa n dm e t h o d s ，2 2 2 1e x p e r i m e n t a lm a t e r i a l s 2 2 2 1 1r e s o u r c eo fs t r a i n sa n da c t i v a t e ds l u d g e 2 2 2 1 2r e s o u r c eo fs t r a i n sa n da c t i v a t e ds l u d g e 2 2 2 。1 3e x p e r i m e n t a li n s t r u m e n t s 2 2 2 1 4m e d i u ma n ds y t h e n t i cw a s t e w a t e r 2 3 i v l j j 东大学硕士学位论文 2 2e x p e r i m e n t a lm e t h o d s 2 4 2 2 ip r e l i m i n a r ys c r e e n i n go fp a o s 2 4 2 2 2f u r t h e rs c r e e n i n go fp a o s 2 5 2 2 3i d e n t i f y i n go fb a c t e r i a 。2 6 2 2 4e f f e c t so f f a c t o r so np h o s p h o r u sr e m o v a l 2 7 2 2 5w a s t e w a t e rt r e a t m e n to fs b r 2 8 3 s c r e e n i n ga n di d e n t i f i c a t i o no f p a o s 3 0 3 1s c r e e n i n go fp a o s 3 0 3 2l d e n t i f y i n go f b a c t e r i a 31 3 2 1c o l o n ya n dm o r p h o l o g yt r a i t s 31 3 2 2p h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c s 3 2 3 2 3m o l e c u l a rb i o l o g yr e s u l t s 3 2 3 3 s u m m a r y 3 4 4 r e s u l t so fs h a k ef l a s kt e s t 3 5 4 1d e t e r m i n a t i o no f c u l t i v a t i o nt i m ef o rg r o w t ha n dp h o s p h o r u sr e m o v a l 3 5 4 2e f f i c i e n c yo fs c r e e n e dp a o sf o rn u t r i e n t sr e m o v a l 3 6 4 3e f f e c t so ff a c t o r so np h o s p h o r u sr e m o v a l 3 8 4 3 1p h o s p h o r u sc o n c e n t r a t i o n 3 8 4 3 2s a l i n i t y 3 9 4 3 3t e m p e r a t u r e 4 0 4 3 4i n i t i a lp h 4 1 4 3 5d o 4 2 4 4s u m m a r y 4 3 5 r e s u l t so fs t r e n t h e n e ds b rf o rp h o s p h o r u sr e m o v a l 4 5 5 1 p h o s p h o r u sr e m o v a lf o rs b r 4 5 5 2a n l y s i so fp h o s p h o r u sf r a c t i o n si ns e w a g es l u d g e 5 0 5 3d i s c u s s i o no f t h em e c h n i s mo f p h o s p h o r u sr e m o v a l 51 5 4s u m m a r y 5 2 6c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t 5 4 r e f e r e n c e s 5 6 v 山东大学硕士学位论文 a c k n o w l e d g e m e n t s 6 6 p a p e r sd u r i n gt h ep r o c e s so f m a s t e rd e g r e e 6 7 山东大学硕士学位论文 摘要 水体富营养化已成为全球最为关注的环境问题之一，磷被认为是引起水体富 营养化的最关键因素，因此磷的去除意义重大。海水直接利用可以有效的解决沿 海地区淡水资源短缺问题，而海水利用后产生的废水与城市污水混合后会对原有 城市污水处理系统产生一定的冲击，采用具有耐盐特性的菌种进行生物处理可以 很好的解决这一问题。因此筛选海洋聚磷菌来进行含盐生活污水中磷的去除意义 重大。 实验采用蓝白斑筛选与除磷率测定相结合的方法，从胶州湾底泥中分离筛选 得到株高效海洋聚磷菌，经鉴定为交替假单胞蔺属，命名为p s e u d o a l t e r o m o n a s s p a 3 1 0 。通过摇瓶实验对磷浓度、盐度、初始p h 、温度及溶解氧等因素对菌株 的生长和除磷性能的影响进行了研究。 确定p s e u d o a l t e r o m o n a ss p a 3 1 0 除磷的最优条件为1 5 0 c ，盐度3 0g l ，p h 为 7 0 ，对1 0m g l 的模拟废水2 4h 的磷去除率高达9 6 9 8 ，其菌体含磷量达1 2 4 6 ， 摄磷能力较强。菌株在处理磷浓度范围在5 1 5m g l 之间的模拟废水时除磷率保 持在9 0 以上，可适用于不同磷浓度的污水处理。菌株可在盐度范围为0 1 0 0g l 下生长，其除磷和生长的最适盐度为3 0g l 。当盐度为 1 0 0 l 时，除磷率和生 长量极低。在1 0 3 5 0 c 范围内除磷率均可达到8 0 以上，1 5 0 c 时菌株生长情况最 好，除磷效果最高达到9 6 ，当温度低于1 0 0 c 时，磷去除率和菌株生长开始受到 影响。菌株可在p h 4 0 1 0 0 范围内生长，p h j - , j 7 0 时除磷效果最好，达至u 9 5 以上。 当p h 值低于4 o u g ，除磷牢和菌体生长明显降低。实验发现无厌氧阶段的存在也 能获得较好的除磷效果。 采用改进后的s b r _ t _ 艺( 单级好氧工艺) ，即进水后未经过厌氧段直接曝气进 行除磷效果的研究，通过对照投加高效聚磷菌株的反应器r l 的强化除磷效果与 未投加菌株的反应器r 2 除磷效果发现：反应器r l 磷去除率可达到9 0 以上，较 未投加菌株的反应器r 2 除磷率提高了近2 0 ，加快了系统启动速度，反应未设厌 氧段简化了运行工艺，对盐度为1 0g l 的污水除磷率高效稳定，可以承受一定的 盐度冲击。说明在活性污泥处理系统中投力n p s e u d o a l t e r o m o n a ss p a 3 1 0 对一定盐 山东大学硕士学位论文 度的生活污水进行生物强化除磷是可行的。对反应器污泥中的磷组分进行分析发 现：反应器r 1 和r 2 中污泥主要以无机磷( i p ) 的形态存在，分别占总磷( t p ) 的7 1 9 3 ，7 0 9 9 ；有机磷( o p ) 含量较低，仅为3 4 5 3 、2 6 1 9 ；而在无机磷中，非 磷灰石无机磷( n a i p ) 是主要的存在形态，分别占i p 的4 4 5 5 、4 4 8 1 。表明污泥 中的磷具有较高的潜在生物可利用性。 关键词：富营养化；海洋聚磷菌；生物除磷；单级好氧；生物强化技术 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t e u t r o p h i c a t i o nm a i n l yc a u s e db yt h ed i s p o s a lo fn u t r i e n t s 州a n dp ) i sb e c o m i n g o n eo fw o r l d w i d ee n v i r o n m e n t a l p r o b l e m s p h o s p h o r u sr e m o v a li so fg r e a t s i g n i f i c a n c et oa v o i de u t r o p h i c a t i o n n o w a d a y su s i n gs e a w a t e rc a ne f f e c t i v e l ye a s e w a t e rs h o r t a g ec r i s i si nc o a s t a la r e a s b u tt h ef o l l o w i n gp r o b l e mist h a t ，t h ee n t e r yo f s e a w a t e ri n t ot h es e w a g et r e a t m e n ts y s t e mc a nd e t e r i o r a t et h ep h o s p h o r u sr e m o v a l a b i l i t yb e c a u s eo fh i g hs a l i n i t y u s eo fs a l t - r e s i s t a n tm i c r o o r g a n i s m si sa ne f f i c i t i v e s o l u t i o na n di ti sn e c e s s a r yt os c r e e nm a r i n ep h o s p h o r u sa c c u m u l a t i n gb a c t e r i aa i m e d t ot r e a t i n gd o m e s t i cs e w a g em i x e dw i t hs e a w a t e r o n es t r a i nw i t hh i g hp h o s p h o r u sr e m o v a le f f i c i e n c yw a ss c r e e n e df r o mj i a o z h o u b a ys e d i m e n tb yt h eq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o do fb l u e w h i t es p o ta n d p h o s p h o r u sr e m o v a le f f i c i e n c yd e t e r m i n a t i o n ，t h i ss c r e e n e ds t r a i nw a se n t i t l e da s p s e u d o a l t e r o m o n a s s p a 3 - 10 e f f e c t s o ff a c t o r s i n c l u d i n g p h o s p h o r u s c o n c e n t r a t i o n ，s a li n i t y ，i n i t i a lp h ，t e m p e r a t u r ea n dd i s s o l v e do x y g e no nt h eg r o w t h a n dp h o s p h o r u sr e m o v a lw e r es t u d i e d b y t h es h a k e - f l a s kt e s tm e t h o d t o t a l p h o s p h o r u sr e m o v a le f f i c i e n c yw a sa c h i e v e du p p e r9 6 a f t e r2 4h o u r sc u l t u r i n g ，t h e p h o s p h o r u sc o n c e n t r a t i o no fi f f i u e n tw a s10m g lw h i l et h ep h o s p h o r u sc o n t e n tr a t i o i nt h eb o d yw a sh i g ha s12 4 6 ( d r yw e i g h t ) t h ep h o s p h o r u sr e m o v a le f f i c i e n c yw a s k e p tu p p e r9 0 i nt r e a t i n gs y n t h e t i cw a s t e w a t e rw i t hp h o s p h o r u sc o n c e n t r a t i o nr a n g e f r o m5t o15m g l t h es a l i n i t yt o l e r a n c eo fs t r a i n r a n g e df r o m0t 0 10 0g l ，t h e o p t i m u ms a l i n i t yf o rp h o s p h o r u sr e m o v a la n dg r o w t hw a s3 0g l ，t h ep h o s p h o r u s r e m o v a le f f i c i e n c ya n dg r o w t hw e r ev e r yl o ww h e nt h es a l i n i t yh i g h e rt h a n10 0g l t h ep h o s p h o r u sr e m o v a le f f i c i e n c yw a sa c h i e v e du p p e r8 0 w i t ht h et e m p e r a t u r e r a n g ef r o m 10t o3 5 。c ，t h eo p t i m u mt e m p e r a t u r ew a s15 。cw i t ht h e p h o s p h o r u s r e m o v a le f f i c i e n c yo f9 6 p h o s p h o r u sr e m o v a la n dg r o w t hw e r es t a g n a t e dw h e n l o w e rt h a n10 。c t h es t r a i nc a ng r o wu n d e rt h ei n i t i a lp hr a n g e df r o m4 0t o10 0 t h e p h o s p h o r u sr e m o v a le f f i c i e n c yo fu p p e r9 5 p e a k e da tp h7 0a n dh i g hp h o s p h o r u s 3 山东大学硕士学位论文 r e m o v a le f f i c i e n c yw a sa c h i e v e de v e nw i t h o u ta n a e r o b i cs e c t i o nt h a tw a sd i f f e r e n t f r o mt h et r a d i t i o n a lp h o s p h o r u st h e o r y b i o a u g m e n t a t i o nw i t hs t r a i np s e u d o a l t e r o m o n a s a 3 10w a sa p p l i e dt oa c c e l e r a t e t h e s t a r t u p o fs b rw i t h s i n g l e - o x i cs t a g ep r o c e s s a n d t h ei n f l u e n c eo f b i o a u g m e n t a t i o nw a sa l s oi n v e s t i g a t e dw i t h o u ta n a e r o b i cs e c t i o n t h ep h o s p h o r u s r e m o v a le f f i c i e n c yo fr e a c t o rr 1w i t hp s e u d o a l t e r o m o n a ss p a 3 - 10a d d i t i o nw a s a c h i e v e d u p p e r9 0 ，i m p r o v e db y 2 0 t h a nr 2w i t h o u t s c r e e n e ds t r a i n a d d i t i o n b i o a u g m e n t a t i o no fp s e u d o a l t e r o m o n a ss p a 3 1 0i sf e a s i b l e t h a tc a n s h o r t e nt h es t a r t u po fs e w a g ep h o s p h o r u sr e m o v a lw i t hs a l i n i t yo f10g l t h es l u d g e p h o s p h o r u sc o m p o n e n t so fr e a c t o rw a sa n a l y s e db ys m tp r o t o c o la n dt h er e s u l t s w e r et h a tp h o s p h o r u sc o m p o n e n t so fr e a c t o rrla n dr 2s l u d g ew a sm a i n l yi n o r g a n i c p h o s p h o r u s ( i p ) ，w i t h t h ep r o p o r t i o no ft o t a lp h o s p h o r u s ( t p ) 71 9 3 ，7 0 9 9 r e s p e c t i v e l y ；o r g a n o p h o s p h a t e ( o p ) c o n t e n tw a sl o w ，j u s t3 4 5 3 ，2 6 19 ；a n d a p a t i t ei n o r g a n i cp h o s p h o r u so n a i p ) w a st h em a i nf o r mi ni n o r g a n i cp h o s p h o r u s ， w i t ht h ep r o p o r t i o no f4 4 5 5 ，4 4 81 i nt h ei pr e s p e c t i v e l y t h es l u d g es h o w e d h i g hp o t e n t i a lo fb i o l o g i c a lu t i l i z a b i l i t ya n dp h o s p h o r u sr e c o v e r y k e yw o r d s ：e u t r o p h i c a t i o n ；m a r i n ep o l y p h o s p h a t ea c c u m u l a t i n go r g a n i s m s ； e n h a n c e d b i o l o g i c a lp h o s p h o r u s r e m o v a l ； s i n g l e - s t a g e o x i c p r o c e s s ； b i o a u g m e n t a t i o n 4 山东大学硕= ：学位论文 第一章绪论 工农业的迅速发展，人口的急剧增长，城市化进程的加快等因素的作用，加 剧了氮、磷等营养物质向水体的排放量，造成植物过量生长和整个水体生态平衡 的改变，加快了富营养化进程。水体富营养化严重降低了水资源的利用价值，对 城市经济、自然环境构成严重威胁，当前水体富营养化已成为全球最为关注的环 境问题之一。在所有的营养元素中磷被认为是引起水体富营养化的最关键因素， 因此磷的去除意义重大。近年来世界各国对污水处理厂出水水质的要求不断提 高。一方面水域水质恶化使得对部分城市污水处理厂出水水质要求更为严格；另 一方面由于污水再生回用的需求，要求污水处理工艺出水水质进一步提升。因此， 将现有的污水生物营养物去除( b n r ，b i o l o g i c a ln u t r i e n tr e m o v a l ) i 艺，升级为 强化营养物去除工艺( e n r ，e n h a n c e dn u t r i e n tr e m o v a l ) ，甚至技术极限( l o t ， l i m i t so f t e c h n o l o g y ) 营养物去除工艺，尽可能降低工艺出水中总氮和总磷含量， 就成为各个污水处理厂所面临的一个迫切任务。 日前污水除磷技术应用较广的有化学除磷和生物除磷法，因生物除磷法可避 免化学除磷法中出现的大量化学污泥，减少活性污泥膨胀现象，节约能源，降 低运行费用，可同时去除废水中有机物而受到普遍关注【2 1 。生物除磷已经成为现 在污水除磷的主要技术之一，其中聚磷菌的筛选是该领域研究的热点之一。 1 1 生物除磷 1 1 1 发展背景 污水生物除磷技术主要经历了几个阶段：一是对具有明显除磷能力的污泥和 生产性污水处理厂进行了观测和试验研究，证明了除磷作用的生物学本质和生物 诱导化学沉淀的辅助作用。二是认识到在好氧区之前设置厌氧区，污泥进行厌氧 好氧交替循环的必要性，从而开发了多种生物除磷工艺流程，并开始在工程上应 用。三是试验研究和工程实践中认识到，避免缺氧或好氧性电子受体( 硝态氮或 溶解氧) 进入厌氧区的必要性，开发了优化生物除磷性能的工艺和运行技术。四 是认识到简单低分子量( 可快速生物降解) 基质的作用及存在的必要性，引入了生 5 山东大学硕士学位论文 物化学和生物力能学理论，使污水生物除磷技术进入了定量化模拟和优化阶段。 五是对除磷系统快速生物降解基质( 低分子有机物) 供给的人工强化，建立了生物 除磷的数学模型，污水生物除磷技术在世界范围内得到广泛的重视和应用。 2 0 世纪6 0 年代在美国的些废水处理厂发现：由于曝气不足而使呈厌氧状 态的p 0 4 3 p 浓度增加。之后生物除磷工艺开始得到人们的关注。废水生物除磷 最早是由g r e e n b e r g 于19 5 5 年提出的。g r e e n b e r g 等人【3 】发现在一定条件下活性 污泥具有超量吸磷的现象后，各种强化生物除磷( e n h a n c e db i o l o g i c a lp h o s p h a t e r e m o v a l ，e b p r ) 工艺相继开发。s r i n a t h 于1 9 5 9 年最早报道了印度的一家污水处 理厂中活性污泥的生物超量除磷现象 4 1 。1 9 6 1 年美国a l a r c o n 报道了活性污泥出 现这样的生物超量除磷现象i 5 1 。 1 9 6 5 年l e v i n 和s h a p i r o 第一次对生物除磷的特性进行了研列6 1 ，发现在厌氧 或低p h 值条件下，活性污泥会释放磷；而在好氧条件下会发生磷的超量吸收。 他们首先提出磷的吸收是生物学过程，报道了在没有外加化学沉淀剂情况下，污 水中去除的磷量比微生物自身需要量要高很多的现象，聚磷微生物摄磷量可达到 普通活性污泥的3 7 倍。再次证明活性污泥中的微生物具有“超量摄磷”作用。 1 9 7 5 年f u h s 和c h e n 提出了污水生物除磷完全是生物作用的假设【7 1 ，发现厌氧段 对生物除磷的必要性，并假设在厌氧段产生低级脂肪酸，为除磷菌在好氧阶段的 新陈代谢作用提供底物。 1 1 2 除磷工艺 经过几十年的发展与改进，生物除磷技术已经成为一项较为成熟的技术，并 逐步在污水除磷处理工艺中得到了广泛应用，目前用于工程实践的工艺主要有： a d o 、a 2 o 、b a r d e n p h o 工艺、p h o r e d o x 工艺、u c t 、改良型u c t 、s b r 、p h o s t r i p 工艺以及氧化沟工艺等。 1 、a d o 工艺 a d o 工艺是最基本的生物除磷工艺，微生物先进入a d o 法的a 段，处于厌氧 或兼氧环境中，积存于体内的多聚磷酸盐就会释放到水体中去。然后进入a d o 法的o 段，处于好氧环境，此时微生物吸收污水中大量可溶性磷酸盐，并在体 内合成多聚磷酸盐而积累起来。含磷污泥一部分就以剩余污泥的形式排出，另外 一部分则回流至a 段重新进入放磷与聚磷的循环过程。 6 山东人学硕士学位论文 a o 法除磷工艺流程简单，不需要投加化学药品，建设费用和运行费用均较 低。存在的问题是脱磷效果决定于剩余污泥排放放量，而且要求进水中磷与b o d 之比较低。否则由于b o d 负荷较低，剩余污泥量较少，因而较难以达到稳定的 运行效果。用该工艺磷的去除率在7 5 左右，出水含磷约1m g l 或略低，很难 进一步提高。 2 、a v o 该工艺是在a o 工艺基础上增加了一个缺氧阶段，使好氧区中的混合液回流 至缺氧区使之反硝化脱氮，从而使去除磷的脱氮相结合。缩小了曝气区的体积， 并且有望降低产生的剩余富磷污泥量。但是南于存在内循环，系统排放的剩余污 泥中只有少部分经历了完整放磷吸磷过程，其余基本上未经过厌氧状态而直接由 缺氧区进入好氧区，这对系统除磷是不利的。而且为了降低回流污泥中的硝酸盐， 必须提高混合液回流量从而增加电耗。 3 、p h o s t r i p 工艺 该工艺把生物法和化学除磷结合在一起，将一部分回流污泥( 约为进水流量 的l o 一2 0 ) 分流到厌氧池除磷，污泥在厌氧池i j 通常停留8 一1 0h ，聚磷菌则在 厌氧池中进行磷的释放，脱磷后的污泥回流到曝气池中继续吸磷。含磷上清液进 入化学沉淀池，投加石灰生成沉淀。它除磷效果可达9 0 以上，处理出水含磷量 可低于lm g l ，对进水水质波动的适应性较强，较少受进水b o d 的影响，加之 大部分磷以石灰污泥的形式沉淀去除，因此污泥处理4 i 像高磷剩余污泥那样复 杂。 4 、b a r d e n p h o 脱氮除磷工艺 b a r d e n p h o 工艺设计了两级a o 工艺，涵盖了二级缺氧及好氧运行过程，具有 较好的脱磷效果，一是因为在二沉沉中会有磷的释放，二是在第一个缺氧池中会 有局部的厌氧条件也有磷的释放现象。但该法很明显的一大缺点工艺流程长、构 筑物多。 5 、氧化沟工艺 氧化沟工艺由于其特殊的运行方式，在空间卜形成了缺氧、好氧的交替变化， 达到硝化、反硝化和生物除菌的目的。其可在低负荷和较长的泥龄条件下运行， 7 山东大学硕士学位论文 由于无需回流，比一般工艺节能1 0 2 0 。若水量大或负荷高，则工艺节能占 地面积会很大。 6 、s b r 工艺 间歇式活性污泥法( s e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r ，简称s b r ) 又称序批式活性污 泥法，是活性污泥法初创时期反应器的一种改进模型。由于s b r 工艺的低造价 和高效率，在世界各国得到广泛应用，各种类型的s b r 工艺都投入运行。我国在 上世纪8 0 年代中期开始对s b r 法的应用研究，自1 9 8 5 年第一座s b r 处理设施在上 海投产运行以来，s b r 工艺在已成功用于屠宰、含酚、啤酒、化工试剂、制药等 工业污水和生活及城市污水的处理。随着自动控制水平的提高及对其的深入研究 与改进，s b r 工艺将在污水处理中将发挥更大的作用。 s b r 的运行以间歇操作为主要特征。所谓序列间歇式有两种含义：一是运行 操作在空间上按序列排、间歇的，整个系统要由两个池或多个池子组成；二是每 个s b r 的操作在时间上也是按次序排的、间歇的。一个运行周期按次序分为五 个阶段：进水、反应、沉淀、排水和闲置阶段，s b r 工艺流程如图1 1 所示。 出水 进水期_ 反应期叶沉淀期_ 排水排泥炳闲置期 图1 1s b r 工艺流程 f i g 1 ls b rp r o c e s s s b r 工艺流程简单，反应效率高，占地面积小、造价低；特别是小城镇的 污水处理可比普通活性污泥法节省基建投资3 0 以上【引。营养物质去除效果及脱 氮除磷效果好，能有效防止污泥膨胀，耐冲击负荷能力强。适应性良好，操作灵 活多样，易于维护管理。 1 2 聚磷菌 1 2 1 聚磷茵除磷机理 污水生物除磷是利用聚磷菌( p o l y p h o s p h a t ea c c u m u l a t i n go r g a n i s m s ，p a o s ) 的超量磷吸收现象，通过聚磷菌以不溶性的聚磷酸盐的形式将溶解性的正磷酸盐 8 山东大学硕士学位论文 过量储存于体内，排放含磷量很高的剩余污泥来实现有效除磷的。聚磷菌代谢过 程途径如图1 - 2 所示。 厌氧 a细 好氧 c 0 2 图l 一2 聚磷两代谢过程途径不意图 f i g 1 - 2m e t a b o l i cp a t h w a yo fp a o s 生物除磷过程的基本特征是活性污泥在好氧及厌氧条件下不断循环，同时废 水不断流入厌氧段。这样可富集聚磷微生物，使之在装置中占优势，通过排放含 磷量很高的剩余污泥可有效除磷。聚磷菌由于能水解储存的聚磷而在厌氧好氧 装置中占优势，为其厌氧吸收碳源提供能量。聚磷菌一旦处于厌氧条件下，它会 释放出在好氧条件下吸收的磷。然后进入好氧区后，聚磷菌即可将积贮的p h b 好氧分解，释放出的大量能量可供聚磷菌生长繁殖。当环境1 1 1 有溶解磷存在时， 一部分能量可供聚磷菌主动吸收磷酸盐，并以聚磷的形式积贮在体内。此时对磷 的积累作用超过微生物正常生长所需的磷量，可见微生物在好氧条件下吸收的磷 大人超过了在