关键词：
螺旋藻-细菌体系
三级处理
生物反应器
脱氮除磷
摘要：
随着人们的生活水平的不断提高,水体受到人类生活污水的污染也日益严重,特别是其中N、P的污染。传统的生物污水处理方式存在着投资大、运行成本高、难以在中小城镇普及应用以及对N、P污染的处理效果有限等缺点。许多学者通过对污水中N、P的处理进行了大量研究发现:利用微型藻类不仅能有效去除污水中的N、P污染物,还可以收获具有较高价值的副产物(藻蛋白等)等优势,此外,近年来光生物反应器的极大发展也对微藻在水处理领域中的应用起到了促进作用,所以与传统的生物污水处理方式相比具有更广阔的发展前景。论文选用钝顶螺旋藻为实验藻种,采用柱状光生物反应器为实验用反应器。探究了不同p H对螺旋藻系统的影响,不同水力停留时间(HRT)和不同的蔗糖浓度对反应器系统出水水质的影响;探究了在添加以及不添加蔗糖两种情况下系统对污水中TN、TP的去除效果;探究了在添加蔗糖的情况下,反应器内螺旋藻-细菌构成的体系对污水中TN、TP的去除效果。通过以上研究为污水中N、P的深度处理提供技术支持。研究结果表明:(1)通过反应器水力停留时间(HRT)实验:在兼顾TN、TP的去除效果和尽量缩短HRT的原则下,在未添加蔗糖时HRT=8d为最佳的停留时间。(2)通过反应器内p H实验:当p H约为8.5时,反应器中系统的NO2--N累积现象最弱。(3)在HRT=8d(即不添加蔗糖,下同)时,当进水中N以NH-N存在,1#、2#反应器系统对污水中TN的去除率分别为81.72%、80.49%,对污水中TP的去除率分别为94.44%、91.77%,对污水中NH-N的去除率分别为88.01%、91.25%;其中TN出水浓度均<5.59mg/L,TP出水浓度均<0.2mg/L,NH-N出水浓度均<2.23mg/L。(4)在HRT=8d时、当进水中N以NH-N存在,1#、2#反应器系统内均出现了NO2--N累计现象,其NO2--N的最大累积量分别为3.10mg/L、6.47mg/L。(5)在HRT=8d时、当进水中N以NO-N存在,1#、2#反应器系统对污水中TN的去除率分别为86.67%、84.26%,对污水中TP的去除率分别为83.62%、80.34%,对污水中的NO-N的去除率分别为85.69%、83.59%;其中TN出水浓度均<3.15mg/L,TP出水浓度均<0.35mg/L;NO-N的出水浓度均<2.89mg/L。(6)在HRT=8d时,两种污水的去除效果表明:当进水中N以NH-N存在时,反应器系统对TP的去除率更高;当进水中N以NO-N存在时,反应器系统对TN的去除率更高。(7)通过反应器内添加蔗糖的实验:在外加蔗糖时,系统对污水中TN、TP的去除效果大大提高。最佳的蔗糖添加水平为300mg/L,此时反应器的HRT可以缩短至5d。(8)在HRT=5d(蔗糖水平300mg/L,下同)时、当进水中N以NH-N存在,1#、2#反应器系统对污水中TN的去除率分别为96.86%、97.23%,对污水中TP的去除率分别为97.49%、96.19%,对污水中的NH-N的去除率分别为99.25%、98.73%;其中TN出水浓度均<1.0mg/L,TP出水浓度均<0.15mg/L,NH-N的出水浓度均<0.5mg/L。(9)在HRT=5d时、当进水中N以NH-N存在,1#、2#反应器系统内只出现了NO2--N轻微累计的现象,最大累计量均<1.0mg/L,且迅速即被去除。(10)在HRT=5d时、当进水中N以NO-N存在,1#、2#反应器系统对污水中TN去除率分别为97.05%、97.85%,对污水中TP去除率分别为94.04%、93.82%,对污水中NO-N去除率分别为98.69%、99.08%;其中TN出水浓度均<1mg/L、TP出水浓度均<0.2mg/L,NO-N的出水浓度均<0.5mg/L。(11)在HRT=5d时,系统对两种污水的去除效果接近,对污水中N、P都保持了极高的去除效果;其中系统对TN的去除在第1-3天最快,且第3天TN的去除率在86%-95%左右;系统对TP的去除在第1-4天最快,且第4天TP的去除率在85%-90%左右。(12)添加蔗糖(HRT=5d)与未添加蔗糖(HRT=8d)的情况相比,整个系统对污水中N、P的去除效果大大加强。系统对污水中N、P污染物的去除速度和去除率都显着提高,并且NO2--N的累积情况得到了极大的改善。(13)在HRT=5d(蔗糖水平300mg/L,下同)时,反应器污水中TN、TP的减少量比例大约在11-13:1之间,系统内螺旋藻-细菌混合生物量中TN、TP的增加量比例大约在1-1.3:1之间。(14)在HRT=5d时,系统内螺旋藻-细菌混合生物量中TN的增加量约占污水中TN减少量的7%-9%,螺旋藻-细菌混合生物量中TP的增加量约占污水中TP减少量的
