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倒向折流式连续流反应器中好氧颗粒污泥的形成及分析

倒向折流式连续流反应器中好氧颗粒污泥的形成及分析

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作者：蔡昂浙江工业大学

学位级别：硕士

目前在序批式反应器(SBR)中已经能成功培养好氧颗粒污泥,而在连续流反应器中因其无法同时形成周期性的基质丰富-匮乏(Feast-famine)条件、较大的高径比和合适的选择压,并且在污泥回流的过程中又会对形成的颗粒污泥造成破坏,而很难形成... 详细信息

目前在序批式反应器(SBR)中已经能成功培养好氧颗粒污泥,而在连续流反应器中因其无法同时形成周期性的基质丰富-匮乏(Feast-famine)条件、较大的高径比和合适的选择压,并且在污泥回流的过程中又会对形成的颗粒污泥造成破坏,而很难形成好氧颗粒污泥。但是大部分污水处理厂采用连续流工艺,因此开展连续流好氧污泥颗粒化的研究具有非常重要的意义。本研究设计了新型的连续流反应器—倒向折流式连续流反应器(Reverse Flow Baffled Reactor,RFBR)克服了传统连续流存在的缺陷,采用实际城镇污水进行现场试验。该反应器具有周期性地左右倒向折流,反应器分成多个单元格,并且能调节选择压的特点,从而实现在连续流反应器中形成周期性的Feast-famine条件、较大的高径比和合适的选择压,更加有利于形成好氧颗粒污泥。在倒向折流式连续流反应器中,经过135天的稳定运行,成功培育出成熟的好氧颗粒污泥,污泥容积指数(SVI)可降低至34-35mL/g,颗粒的粒径约为220μm。在颗粒形成的过程中,对BOD5和氨氮都有很好的去除效果。与SBR中形成颗粒比较发现：虽然倒向折流式连续流反应器中形成颗粒时间较SBR晚,但经过长期培养也能形成良好性能的颗粒污泥。从胞外多聚物(EPS)分析可知,无论是来自SBR还是倒向折流式反应器中的颗粒其EPS值均高于接种污泥,而三种污泥的胞外多蛋白/胞外多糖(PN/PS)的比值均在10左右。同时采用DGGE分析了接种污泥、倒向折流式连续流反应器和SBR中颗粒的微生物组成,结果表明倒向折流式连续流反应器和SBR中微生物菌种相似,但仍存在一定的差异性,其中Pedobacter sp.属的细菌会因为较短的沉淀时间而被选择出反应器。通过测试分析颗粒污泥与接种污泥的无机元素组成可以发现：进水中含有的Fe, Ca, Al, Si和P等无机元素在颗粒污泥中发生了富集,形成无机晶核从而促进了颗粒的形成。进一步对比厌氧好氧工艺(A/O)与倒向折流式反应器中污泥特性,说明虽然采用相同进水,但在传统连续流反应器中无法形成好氧颗粒污泥,而在倒向折流式连续流反应器的特殊构型及运行方式对颗粒化起到了至关重要的作用。

关键词：好氧颗粒污泥连续流倒向折流式连续流反应器实际城镇污水菌种分析

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