純膜MBBR工藝處理微污染水的工程啟動研究
【谷騰環保網訊】摘要(yao)(yao):采用兩級(ji)(ji)純(chun)膜(mo)(mo)(mo)MBBR工藝處理低基質河道(dao)水,研究了啟動(dong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)性能(neng),并同(tong)步分(fen)(fen)(fen)析了生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)厚(hou)度(du)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)量及微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)群變化(hua)情況。結果顯示(shi),在(zai)冬季(ji)最不(bu)利水溫條件下不(bu)接種(zhong)(zhong)污泥直接原水啟動(dong),經過(guo)(guo)10d系(xi)統(tong)調試成功,出(chu)水氨氮穩(wen)(wen)定達(da)標,一(yi)、二(er)(er)級(ji)(ji)MBBR區出(chu)水氨氮分(fen)(fen)(fen)別(bie)為(1.35±0.38)、(0.43±0.15)mg/L,硝(xiao)(xiao)化(hua)負(fu)荷(he)(he)分(fen)(fen)(fen)別(bie)為(0.182±0.026)、(0.066±0.020)kg/(m3·d),系(xi)統(tong)氨氮去(qu)除率達(da)到(88.98±3.03)%,同(tong)時,系(xi)統(tong)具有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)COD去(qu)除能(neng)力;啟動(dong)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong),負(fu)荷(he)(he)增長至第(di)(di)14天達(da)到穩(wen)(wen)定,生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)量于(yu)第(di)(di)28天達(da)到穩(wen)(wen)定,一(yi)、二(er)(er)級(ji)(ji)MBBR區的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)量分(fen)(fen)(fen)別(bie)為(2.66±0.36)、(2.14±0.19)g/m2,生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)厚(hou)度(du)分(fen)(fen)(fen)別(bie)達(da)到(197±23)、(157±17)μm;生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)負(fu)荷(he)(he)具有(you)一(yi)定余量,能(neng)夠抵抗(kang)進水負(fu)荷(he)(he)沖擊。啟動(dong)階段,生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)物(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)豐(feng)富度(du)于(yu)第(di)(di)21天基本達(da)到穩(wen)(wen)定,一(yi)級(ji)(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)豐(feng)富度(du)、物(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)布均勻程(cheng)度(du)高于(yu)二(er)(er)級(ji)(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo),具有(you)更高的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)多樣性;生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)中(zhong)優勢微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)主(zhu)要(yao)(yao)有(you)Nitrospira、Hyphomicrobium、Nitrosomonas、Kouleothrix、Pedomicrobium、Pedobacter等,其中(zhong)硝(xiao)(xiao)化(hua)菌(jun)(jun)屬Nitrospira在(zai)一(yi)、二(er)(er)級(ji)(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)對豐(feng)度(du)分(fen)(fen)(fen)別(bie)達(da)到8.48%~13.60%、6.48%~9.27%,Nitrosomonas的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)對豐(feng)度(du)分(fen)(fen)(fen)別(bie)達(da)到2.89%~5.64%、0.00%~3.48%,而(er)Hyphomicrobium和Pedomicrobium等菌(jun)(jun)屬的(de)(de)(de)(de)存在(zai)可(ke)能(neng)與(yu)進水中(zhong)芳(fang)香烴類DOM的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)化(hua)有(you)關。
微(wei)(wei)(wei)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui),即受到輕度污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)的(de)(de)(de)自然水(shui)(shui)(shui)(shui)體,其物理(li)(li)、化(hua)學(xue)和(he)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物指(zhi)標(biao)(biao)已不(bu)能(neng)達到《地表水(shui)(shui)(shui)(shui)環境(jing)質(zhi)量標(biao)(biao)準(zhun)》(GB 3838—2002)的(de)(de)(de)要求,多(duo)數情況涉(she)及氨氮和(he)CODMn的(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)量污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)。由(you)于其污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)濃度不(bu)高(gao),水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)指(zhi)標(biao)(biao)一(yi)般低于《城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物排放標(biao)(biao)準(zhun)》(GB 18918—2002)中的(de)(de)(de)一(yi)級B或一(yi)級A標(biao)(biao)準(zhun)限值,若采(cai)用傳統方法(fa)處(chu)理(li)(li)難以有效富集活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni),因此多(duo)采(cai)用生(sheng)物膜(mo)法(fa)處(chu)理(li)(li)。移動(dong)床(chuang)生(sheng)物膜(mo)反應(ying)(ying)器(MBBR)在污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)領域(yu)應(ying)(ying)用廣泛,其在微(wei)(wei)(wei)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui)領域(yu)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用亦受到關(guan)注。與市政(zheng)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)應(ying)(ying)用的(de)(de)(de)MBBR形式(shi)不(bu)同,微(wei)(wei)(wei)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)基于生(sheng)物膜(mo),稱之為純膜(mo)MBBR工藝。筆者針(zhen)對MBBR工藝應(ying)(ying)用于河(he)道(dao)水(shui)(shui)(shui)(shui)脫氨的(de)(de)(de)工程效果,研究了(le)啟動(dong)和(he)運行階段懸(xuan)浮(fu)載體的(de)(de)(de)硝化(hua)性(xing)能(neng)及其生(sheng)物膜(mo)生(sheng)物量和(he)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物組成(cheng)的(de)(de)(de)變化(hua),以彌補MBBR工藝處(chu)理(li)(li)微(wei)(wei)(wei)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui)啟動(dong)過程研究的(de)(de)(de)缺失,為MBBR應(ying)(ying)用于微(wei)(wei)(wei)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)提供(gong)理(li)(li)論(lun)和(he)調試依據。
1 應用工程簡介
廣東某水(shui)質(zhi)凈化(hua)廠,設(she)計水(shui)量為260×104m3/d,處理對(dui)象為微污(wu)染河道水(shui),共分(fen)為兩期,水(shui)量均為130×104m3/d。水(shui)廠原處理工(gong)藝(yi)為單級混凝(ning)工(gong)藝(yi),對(dui)進水(shui)中(zhong)的TP、SS、COD去除(chu)效(xiao)果較(jiao)好,但對(dui)氨氮(dan)幾乎沒有處理能力;為響(xiang)應政(zheng)府治理河道水(shui)的號(hao)召,強化(hua)水(shui)廠對(dui)氨氮(dan)的處理能力,采用純膜MBBR對(dui)水(shui)廠進行改造,切割39%的混凝(ning)沉淀區(qu)(qu)并(bing)鑲嵌MBBR工(gong)藝(yi)包形成MBBR區(qu)(qu),MBBR區(qu)(qu)設(she)置(zhi)(zhi)兩級工(gong)藝(yi),池(chi)體(ti)(ti)中(zhong)間設(she)置(zhi)(zhi)攔截篩網,將(jiang)懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)(zai)體(ti)(ti)固定于各池(chi)體(ti)(ti)內(nei)。MBBR區(qu)(qu)的懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)(zai)體(ti)(ti)填充率(lv)為40%,投加的懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)(zai)體(ti)(ti)類(lei)型(xing)為SPR-Ⅲ型(xing),材質(zhi)為高密(mi)(mi)度聚乙烯(xi)(HDPE),載(zai)(zai)體(ti)(ti)直徑為(25±0.5)mm,高為(10±1)mm,有效(xiao)比(bi)表(biao)面積>800m2/m3,附著生物膜后密(mi)(mi)度與水(shui)接近(jin),符合《水(shui)處理用高密(mi)(mi)度聚乙烯(xi)懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)(zai)體(ti)(ti)填料》(CJ/T 461—2014)行業標準的要求(qiu)。MBBR區(qu)(qu)設(she)置(zhi)(zhi)穿孔和(he)微孔曝(pu)氣(qi)(qi),穿孔曝(pu)氣(qi)(qi)保證懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)(zai)體(ti)(ti)的流化(hua),微孔曝(pu)氣(qi)(qi)保證MBBR系統(tong)供(gong)氧。MBBR區(qu)(qu)的設(she)計氣(qi)(qi)水(shui)比(bi)最(zui)大為2.0。
改造前后水(shui)(shui)廠(chang)的(de)主要工藝(yi)流程見(jian)圖1。設計進(jin)(jin)水(shui)(shui)COD、BOD5、TP、SS分別為40、15、1.5、60mg/L,設計出(chu)水(shui)(shui)濃度分別為30、7、1、50mg/L。對氨氮(dan)的(de)處理要求與進(jin)(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質相關,當(dang)進(jin)(jin)水(shui)(shui)氨氮(dan)≥6mg/L時(shi),系(xi)統對氨氮(dan)的(de)去(qu)除量需(xu)大(da)于5mg/L;當(dang)進(jin)(jin)水(shui)(shui)氨氮(dan)為3~6mg/L時(shi),系(xi)統對氨氮(dan)的(de)去(qu)除率不得低于84%;當(dang)進(jin)(jin)水(shui)(shui)氨氮(dan)<3mg/L時(shi),要求出(chu)水(shui)(shui)氨氮(dan)<0.5mg/L。
系(xi)統采用原水(shui)啟(qi)動,于2020年11月5日完成懸(xuan)浮(fu)載(zai)體的投加,以一期工程(130×104m3/d)為研究對象(xiang),系(xi)統運行(xing)至12月21日時,其(qi)間日處(chu)(chu)理(li)水(shui)量(liang)均值為(135.89±9.06)×104m3/d,其(qi)中(zhong)處(chu)(chu)理(li)水(shui)量(liang)超過(guo)設計(ji)值的天數(shu)為34d,占(zhan)比(bi)超過(guo)70%,最大日處(chu)(chu)理(li)水(shui)量(liang)達(da)到了149×104m3/d。實際運行(xing)的氣水(shui)比(bi)為1.0~1.7,MBBR區水(shui)溫維持在18~24℃;一、二(er)級MBBR區溶解氧(yang)自啟(qi)動開(kai)始至出(chu)水(shui)水(shui)質(zhi)達(da)標(biao),分(fen)別由8.5、9.3mg/L降至5.6、7.6mg/L,并在后(hou)續穩定(ding)運行(xing)期維持在(5.30±0.68)mg/L和(8.07±0.79)mg/L。
系統(tong)(tong)采(cai)用原水(shui)(shui)(shui)啟動,于2020年11月(yue)5日完成懸浮載體的投加,以一期(qi)工程(130×104m3/d)為(wei)(wei)研(yan)究對象(xiang),系統(tong)(tong)運行至(zhi)12月(yue)21日時,其間日處(chu)理水(shui)(shui)(shui)量(liang)均(jun)值為(wei)(wei)(135.89±9.06)×104m3/d,其中處(chu)理水(shui)(shui)(shui)量(liang)超過設計值的天數為(wei)(wei)34d,占比(bi)超過70%,最大日處(chu)理水(shui)(shui)(shui)量(liang)達到了149×104m3/d。實際運行的氣水(shui)(shui)(shui)比(bi)為(wei)(wei)1.0~1.7,MBBR區水(shui)(shui)(shui)溫維持在(zai)18~24℃;一、二(er)級MBBR區溶解氧自啟動開(kai)始(shi)至(zhi)出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)達標,分別由(you)8.5、9.3mg/L降(jiang)至(zhi)5.6、7.6mg/L,并在(zai)后續穩定運行期(qi)維持在(zai)(5.30±0.68)mg/L和(8.07±0.79)mg/L。
2 結果與討論
2.1 純膜MBBR對微污染水的處理效果
研究(jiu)期間(jian)MBBR系(xi)統(tong)(tong)對(dui)(dui)(dui)(dui)氨(an)(an)氮(dan)的(de)去(qu)除效果如(ru)圖2所示。以(yi)單一斷面所采集(ji)水(shui)樣(yang)的(de)混合樣(yang)品(pin)數據進(jin)行分析。進(jin)水(shui)氨(an)(an)氮(dan)濃度為(3.85±0.44)mg/L,懸浮載體(ti)(ti)(ti)投(tou)加(jia)后的(de)2d內,一、二(er)級(ji)MBBR區(qu)(qu)的(de)氨(an)(an)氮(dan)去(qu)除率(lv)均(jun)在(zai)3%以(yi)下,系(xi)統(tong)(tong)的(de)氨(an)(an)氮(dan)平均(jun)去(qu)除率(lv)僅為1.9%;隨著懸浮載體(ti)(ti)(ti)掛(gua)膜(mo)時間(jian)的(de)延長(chang),MBBR區(qu)(qu)對(dui)(dui)(dui)(dui)氨(an)(an)氮(dan)的(de)去(qu)除率(lv)迅速升高,并且在(zai)懸浮載體(ti)(ti)(ti)投(tou)加(jia)完成(cheng)后的(de)第10天(tian)達(da)(da)(da)到(dao)了(le)84%,出(chu)水(shui)氨(an)(an)氮(dan)濃度達(da)(da)(da)到(dao)了(le)設計標(biao)準(zhun);之后,一、二(er)級(ji)MBBR區(qu)(qu)出(chu)水(shui)氨(an)(an)氮(dan)分別為(1.35±0.38)、(0.43±0.15)mg/L,系(xi)統(tong)(tong)對(dui)(dui)(dui)(dui)氨(an)(an)氮(dan)的(de)去(qu)除率(lv)達(da)(da)(da)到(dao)(88.98±3.03)%。盡管(guan)系(xi)統(tong)(tong)長(chang)期處于超負荷運(yun)行狀態,但出(chu)水(shui)氨(an)(an)氮(dan)濃度依舊能夠(gou)穩(wen)定達(da)(da)(da)標(biao),反映(ying)出(chu)MBBR系(xi)統(tong)(tong)對(dui)(dui)(dui)(dui)水(shui)量沖擊有(you)較強(qiang)的(de)抵抗能力(li)。
根據一、二級MBBR池進出(chu)水水質核(he)算其實際(ji)的(de)硝(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he),結果(guo)如圖3所示。懸浮(fu)載體投加后的(de)2d內,兩級MBBR區(qu)的(de)硝(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)(以N計,下同)均低于(yu)0.01kg/(m3·d),系(xi)統(tong)的(de)總(zong)硝(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)不足0.005kg/(m3·d);隨著懸浮(fu)載體掛膜效果(guo)的(de)改善,兩級MBBR區(qu)的(de)硝(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)呈現快速上(shang)升(sheng)趨勢,并于(yu)懸浮(fu)載體投加后的(de)第10天分別達(da)到(dao)了0.226、0.031kg/(m3·d),總(zong)硝(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)為(wei)0.129kg/(m3·d);此后,一、二級MBBR區(qu)的(de)硝(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)分別為(wei)(0.182±0.026)、(0.066±0.020)kg/(m3·d),總(zong)硝(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)達(da)到(dao)了(0.124±0.017)kg/(m3·d),整體運(yun)行(xing)較為(wei)穩(wen)定。
系統運行期(qi)間,一級(ji)MBBR的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)負(fu)(fu)(fu)荷(he)始終高(gao)(gao)于二(er)級(ji)MBBR。該現(xian)象與周正(zheng)興等人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究結果較(jiao)(jiao)為(wei)類似,其在六級(ji)MBBR處(chu)(chu)(chu)理微(wei)污染河道水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工程(cheng)應用(yong)中(zhong)(zhong),核(he)算得(de)到(dao)沿程(cheng)各(ge)級(ji)懸浮載體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)負(fu)(fu)(fu)荷(he)呈現(xian)逐級(ji)遞(di)減的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨勢。對比(bi)發現(xian),在兩個項(xiang)(xiang)目(mu)二(er)級(ji)MBBR區硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)負(fu)(fu)(fu)荷(he)相(xiang)差較(jiao)(jiao)小[0.005 kg/(m3·d)]的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,本(ben)項(xiang)(xiang)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一級(ji)MBBR的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)負(fu)(fu)(fu)荷(he)更(geng)(geng)高(gao)(gao)且較(jiao)(jiao)二(er)級(ji)MBBR高(gao)(gao)出了(le)(le)近5倍,分析原(yuan)因,相(xiang)對較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)水(shui)(shui)基質濃度和(he)(he)流量(liang)使(shi)得(de)本(ben)項(xiang)(xiang)目(mu)中(zhong)(zhong)一級(ji)MBBR區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)水(shui)(shui)負(fu)(fu)(fu)荷(he)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao),進(jin)(jin)而(er)(er)強化(hua)(hua)(hua)了(le)(le)其硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)能力。另外,本(ben)項(xiang)(xiang)目(mu)中(zhong)(zhong)一、二(er)級(ji)MBBR的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)負(fu)(fu)(fu)荷(he)均高(gao)(gao)于徐斌(bin)(bin)等人(ren)研(yan)究中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)負(fu)(fu)(fu)荷(he)[0.057 kg/(m3·d)]。一方面,本(ben)項(xiang)(xiang)目(mu)中(zhong)(zhong)所用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)懸浮載體(ti)有效比(bi)表(biao)面積高(gao)(gao)達800m2/m3,遠超(chao)過徐斌(bin)(bin)等人(ren)研(yan)究中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)100 m2/m3;另一方面,本(ben)項(xiang)(xiang)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)水(shui)(shui)氨氮濃度更(geng)(geng)高(gao)(gao),懸浮載體(ti)附著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)生物生長所需基質更(geng)(geng)加充足(zu),致使(shi)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)性(xing)能更(geng)(geng)強。水(shui)(shui)遠敏等人(ren)利用(yong)MBBR工藝深度處(chu)(chu)(chu)理大連某石化(hua)(hua)(hua)企業二(er)級(ji)處(chu)(chu)(chu)理出水(shui)(shui),發現(xian)在進(jin)(jin)水(shui)(shui)氨氮<1mg/L條件下,當運行水(shui)(shui)量(liang)由原(yuan)先的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1.44×104m3/d提升至3×104m3/d時(shi),系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨氮去除容積負(fu)(fu)(fu)荷(he)由0.046 kg/(m3·d)提升至0.144 kg/(m3·d),可以看出,實際工程(cheng)應用(yong)中(zhong)(zhong)由于處(chu)(chu)(chu)理水(shui)(shui)量(liang)和(he)(he)水(shui)(shui)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)而(er)(er)導(dao)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)水(shui)(shui)負(fu)(fu)(fu)荷(he)變(bian)化(hua)(hua)(hua)能夠(gou)明顯(xian)影響系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)負(fu)(fu)(fu)荷(he)。
TP和(he)SS在(zai)改造前即可通(tong)過原混凝沉(chen)淀池去除,改造后,沉(chen)淀池停(ting)留時間(jian)雖有所降(jiang)低,但仍可滿足對TP及SS的去除要求。研究期間(jian),在(zai)進水(shui)(shui)SS和(he)TP分(fen)別為(34.35±12.33)、(0.23±0.07)mg/L的條件下,出水(shui)(shui)SS和(he)TP分(fen)別為(10.06±5.90)、(0.08±0.04) mg/L,穩定(ding)優(you)于設計(ji)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質標準,其中,MBBR區進水(shui)(shui)SS為(7.82±1.64)mg/L,結合出水(shui)(shui)SS核算MBBR區的污泥產量(以干泥計(ji))為(0.020±0.007)t/104 m3。
本項目的(de)實際進水(shui)(shui)COD濃度較低,并非重(zhong)點(dian)控制指標,但(dan)為(wei)研究MBBR系統(tong)對低濃度COD的(de)降(jiang)解效果,測定了沿程COD濃度變化。結果顯(xian)示,自出水(shui)(shui)氨氮達標后,MBBR區進水(shui)(shui)、一級出水(shui)(shui)、二級出水(shui)(shui)COD濃度分別(bie)為(wei)(7.36±1.20)、(7.04±1.21)、(6.87±1.17)mg/L, COD去(qu)除率為(wei)(6.80±1.68)%。DOM熒光數據的(de)分峰結果如圖(tu)4所示。
進(jin)水中(zhong)僅出(chu)(chu)(chu)現(xian)2個熒(ying)(ying)光峰,其中(zhong)組(zu)(zu)分(fen)A的(de)峰位(wei)置(zhi)為λEx/λEm=240nm/370nm,為類(lei)芳香烴(jing)蛋(dan)白類(lei)物(wu)(wu)質,而(er)(er)組(zu)(zu)分(fen)B的(de)峰位(wei)置(zhi)為λEx/λEm=280nm/320nm,為高激發波長色氨(an)(an)酸(suan),屬于類(lei)蛋(dan)白物(wu)(wu)質;出(chu)(chu)(chu)水中(zhong)出(chu)(chu)(chu)現(xian)5個熒(ying)(ying)光峰,其中(zhong)組(zu)(zu)分(fen)C(λEx/λEm=230nm/370nm)和組(zu)(zu)分(fen)D(λEx/λEm=240nm/380nm)均(jun)為類(lei)芳香烴(jing)蛋(dan)白類(lei)物(wu)(wu)質,組(zu)(zu)分(fen)E(λEx/λEm=340nm/420nm)和組(zu)(zu)分(fen)F(λEx/λEm=340nm/425nm)為可見光區富里(li)酸(suan),而(er)(er)組(zu)(zu)分(fen)G(λEx/λEm=300nm/360nm)則屬于生(sheng)(sheng)化(hua)過(guo)程中(zhong)產生(sheng)(sheng)的(de)色氨(an)(an)酸(suan)。可見,過(guo)低的(de)進(jin)水COD濃度導(dao)致系統COD去除率(lv)不高,但(dan)進(jin)出(chu)(chu)(chu)水中(zhong)的(de)DOM組(zu)(zu)分(fen)卻存在一定差異,且出(chu)(chu)(chu)水DOM類(lei)型更加豐富;另外,進(jin)水中(zhong)主要(yao)為類(lei)芳香烴(jing)蛋(dan)白類(lei)與(yu)色氨(an)(an)酸(suan)類(lei)物(wu)(wu)質,而(er)(er)出(chu)(chu)(chu)水相(xiang)比進(jin)水增加了(le)類(lei)富里(li)酸(suan)類(lei)物(wu)(wu)質,可能是因為進(jin)水中(zhong)的(de)DOM參與(yu)了(le)生(sheng)(sheng)化(hua)反(fan)應,導(dao)致了(le)組(zu)(zu)分(fen)的(de)變化(hua)。
2.2 啟動過程中懸浮載體的硝化性能
研究期間,一(yi)、二級MBBR區懸(xuan)浮(fu)載(zai)(zai)體的掛膜情況如圖5所示(左側(ce)為一(yi)級,右側(ce)為二級)。懸(xuan)浮(fu)載(zai)(zai)體投(tou)加(jia)3d后(hou)即出現(xian)明顯的生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜附著且整體呈現(xian)黃(huang)棕(zong)色(se)(se);10d后(hou),整個載(zai)(zai)體掛膜已基本均勻(yun),顏色(se)(se)進一(yi)步加(jia)深;17 d后(hou),生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜顏色(se)(se)進一(yi)步加(jia)深,開始(shi)從黃(huang)棕(zong)色(se)(se)向黃(huang)褐(he)(he)色(se)(se)轉變(bian);30d后(hou),生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜呈現(xian)深褐(he)(he)色(se)(se);50d后(hou),生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜呈現(xian)深褐(he)(he)色(se)(se)且致密(mi)。同時期內一(yi)、二級MBBR區的懸(xuan)浮(fu)載(zai)(zai)體生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜雖然顏色(se)(se)一(yi)致,但(dan)掛膜效果(guo)存(cun)在(zai)差異。
為了(le)更(geng)準確(que)地表(biao)征懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)體(ti)的(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)能力,投(tou)加懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)體(ti)后(hou)每7d取一、二(er)(er)級懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)體(ti)進(jin)行(xing)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)小(xiao)試(shi),并核算硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)(he)(he)(he)(he),同步測定(ding)(ding)生(sheng)(sheng)物膜(mo)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物量(liang)與(yu)(yu)厚度(du)。硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)小(xiao)試(shi)及生(sheng)(sheng)物量(liang)測定(ding)(ding)結果如圖6所示。懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)體(ti)掛膜(mo)7d后(hou),一、二(er)(er)級的(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)(he)(he)(he)(he)分別(bie)(bie)為0.111、0.075kg/(m3·d);在后(hou)續的(de)(de)7d迅速升高至(zhi)0.328、0.189kg/(m3·d),此(ci)后(hou)分別(bie)(bie)穩(wen)定(ding)(ding)在(0.32±0.008)、(0.21±0.010)kg/(m3·d),一級硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)(he)(he)(he)(he)是(shi)二(er)(er)級硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)(he)(he)(he)(he)的(de)(de)1.5倍左右,且(qie)均高于項目實際運行(xing)中(zhong)(zhong)核算的(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)(he)(he)(he)(he)。由于小(xiao)試(shi)的(de)(de)進(jin)水氨(an)氮濃度(du)較實際工程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)要高,因(yin)此(ci)懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)體(ti)表(biao)現出更(geng)高的(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)(he)(he)(he)(he),這與(yu)(yu)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)負(fu)(fu)荷(he)(he)(he)(he)(he)受進(jin)水基質(zhi)濃度(du)影響的(de)(de)結果相(xiang)符。同時(shi),也說明懸(xuan)(xuan)浮(fu)載(zai)體(ti)生(sheng)(sheng)物膜(mo)存在負(fu)(fu)荷(he)(he)(he)(he)(he)余(yu)量(liang),這為MBBR良好的(de)(de)抗水質(zhi)沖擊(ji)性能奠定(ding)(ding)了(le)生(sheng)(sheng)物學基礎。
另外,一、二級懸浮(fu)載(zai)體(ti)生物(wu)膜(mo)的(de)生物(wu)量(liang)(liang)均(jun)呈(cheng)現迅速升高而(er)后(hou)(hou)逐漸穩(wen)定(ding)的(de)變化趨勢。掛膜(mo)7d時,生物(wu)膜(mo)相對較(jiao)薄(bo),生物(wu)量(liang)(liang)較(jiao)低(di),一、二級懸浮(fu)載(zai)體(ti)的(de)生物(wu)量(liang)(liang)分(fen)別(bie)為0.62、0.49g/m2;此后(hou)(hou)兩級懸浮(fu)載(zai)體(ti)的(de)生物(wu)量(liang)(liang)均(jun)迅速上升,并于28d后(hou)(hou)穩(wen)定(ding)在(zai)(2.66±0.36)、(2.14±0.19)g/m2。受進水負荷較(jiao)低(di)的(de)影響,該生物(wu)量(liang)(liang)水平(ping)與市政污水處理系(xi)統(12.9g/m2)相比明(ming)顯偏低(di)。
雖(sui)然懸浮載體(ti)生物(wu)(wu)膜(mo)的生物(wu)(wu)量(liang)與(yu)硝化(hua)(hua)負荷變化(hua)(hua)趨(qu)勢相似,但(dan)(dan)并不完全一(yi)致(zhi)。啟動階段(duan),硝化(hua)(hua)負荷的上升速度(du)領先于(yu)(yu)生物(wu)(wu)量(liang),分析原(yuan)因,雖(sui)然系(xi)(xi)統(tong)(tong)基質濃度(du)較(jiao)低,但(dan)(dan)污染物(wu)(wu)以氨氮為(wei)主,因此啟動前(qian)期(qi)生物(wu)(wu)膜(mo)以快速富集(ji)自(zi)養硝化(hua)(hua)菌(jun)為(wei)主,此階段(duan)硝化(hua)(hua)負荷上升迅(xun)速;隨著系(xi)(xi)統(tong)(tong)的運行,生物(wu)(wu)膜(mo)中逐漸富集(ji)了(le)一(yi)部(bu)分其他菌(jun)群,該(gai)部(bu)分微生物(wu)(wu)雖(sui)然使(shi)生物(wu)(wu)量(liang)有所增(zeng)加,但(dan)(dan)與(yu)硝化(hua)(hua)關系(xi)(xi)不大。另(ling)外,對于(yu)(yu)MBBR工藝,在系(xi)(xi)統(tong)(tong)穩(wen)定(ding)前(qian),生物(wu)(wu)量(liang)與(yu)硝化(hua)(hua)負荷并非完全相關,對于(yu)(yu)不同水(shui)質、不同階段(duan)需具體(ti)分析。
一(yi)、二級懸浮(fu)載(zai)體的(de)(de)生(sheng)物膜厚度(du)變(bian)化(hua)(hua)如圖7所示(shi)。生(sheng)物膜厚度(du)與生(sheng)物量的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)趨(qu)勢較(jiao)為(wei)一(yi)致,當運(yun)行14 d系統(tong)硝化(hua)(hua)負荷穩(wen)(wen)定后(hou),一(yi)、二級懸浮(fu)載(zai)體的(de)(de)生(sheng)物膜厚度(du)分(fen)別為(wei)(107±28)、(81±16)μm;此后(hou),隨著運(yun)行時間的(de)(de)延長,生(sheng)物膜厚度(du)繼續增長;28 d后(hou)分(fen)別穩(wen)(wen)定在(197±23)、(157±17)μm。
研究過程中發(fa)現(xian),即(ji)便是在同一懸(xuan)浮載體上,生(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)厚度分布也(ye)并不(bu)均勻(yun),且表面較(jiao)為粗(cu)糙,如圖8所示。在水(shui)處理系統中,時刻(ke)發(fa)生(sheng)著老齡(ling)生(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)的脫落與(yu)新生(sheng)生(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)的生(sheng)長,生(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)厚度的差異可能是由于不(bu)同位點生(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)的更新程度不(bu)同。
綜上,采用MBBR工藝處理微污染(ran)河道水時,最不利溫(wen)度下系(xi)統的硝(xiao)化(hua)負(fu)荷僅(jin)需14d即可達(da)到穩定,出水水質穩定達(da)標,但生(sheng)物膜的生(sheng)物量和厚度則需要28d才能達(da)到穩定,相(xiang)比硝(xiao)化(hua)負(fu)荷具有一定的滯(zhi)后性(xing)。
2.3 啟動過程微(wei)生物(wu)多樣性變化及物(wu)種組(zu)成
以Chao和Ace指(zhi)數表征樣品物(wu)(wu)種的(de)(de)豐(feng)(feng)富度(du),指(zhi)數值越大(da),說明該樣本物(wu)(wu)種數越多。如圖(tu)9(a)所示(shi),整個研究階段,生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)Chao和Ace指(zhi)數均無明顯變(bian)化趨勢,但(dan)除第21天外,其他(ta)時間一級生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)Chao和Ace指(zhi)數均高(gao)于同期(qi)二級生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)。可見,系統在啟動初(chu)期(qi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)物(wu)(wu)種豐(feng)(feng)富度(du)就達到了較高(gao)水(shui)(shui)平,但(dan)受進水(shui)(shui)負(fu)荷的(de)(de)影響,一級生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)優(you)先發(fa)揮污染(ran)物(wu)(wu)去除作用,致使(shi)其物(wu)(wu)種豐(feng)(feng)富度(du)高(gao)于二級生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)。
以Simpson和Shannon指(zhi)數表(biao)(biao)征樣品中微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)α多(duo)樣性。Simpson指(zhi)數值越大,說(shuo)明物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)布(bu)越不均(jun)(jun)(jun)勻(yun),群(qun)(qun)落(luo)多(duo)樣性越低;Shannon指(zhi)數與之相反(fan)(fan),其(qi)值越高(gao)表(biao)(biao)明群(qun)(qun)落(luo)多(duo)樣性越高(gao)。如圖(tu)9(b)所(suo)示,前21 d生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)Shannon指(zhi)數逐(zhu)漸升(sheng)高(gao),而(er)(er)(er)Simpson指(zhi)數則相反(fan)(fan);而(er)(er)(er)除第28天(tian)外(wai),其(qi)他(ta)時間一級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)Shannon指(zhi)數均(jun)(jun)(jun)高(gao)于同期(qi)(qi)二(er)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo),Simpson指(zhi)數則相反(fan)(fan)。結(jie)合物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)豐(feng)富(fu)度(du)(du)分(fen)(fen)(fen)析結(jie)果可(ke)知,在(zai)前21d,在(zai)一、二(er)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)豐(feng)富(fu)度(du)(du)較(jiao)為穩(wen)定的(de)基(ji)礎上,物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)布(bu)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)程度(du)(du)逐(zhu)漸上升(sheng)。與硝(xiao)化負荷及(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量(liang)分(fen)(fen)(fen)析結(jie)果相對應,在(zai)啟動初期(qi)(qi),生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)中優(you)先富(fu)集硝(xiao)化菌(jun)(jun)群(qun)(qun),而(er)(er)(er)其(qi)他(ta)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)雖然同樣富(fu)集于生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)中,但整體分(fen)(fen)(fen)布(bu)并不均(jun)(jun)(jun)勻(yun),隨著系統的(de)運行,生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)布(bu)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)性逐(zhu)漸升(sheng)高(gao),也(ye)反(fan)(fan)映了其(qi)他(ta)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)相對豐(feng)度(du)(du)的(de)提(ti)升(sheng),進而(er)(er)(er)導致生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量(liang)升(sheng)高(gao)。而(er)(er)(er)一級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)在(zai)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)豐(feng)富(fu)度(du)(du)較(jiao)高(gao)的(de)同時,物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)(fen)布(bu)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)程度(du)(du)同樣高(gao)于二(er)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo),進而(er)(er)(er)導致其(qi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)多(duo)樣性更高(gao)。
對各樣本屬水平(ping)物(wu)種組成進行分析,結果見圖10。一(yi)、二級生(sheng)物(wu)膜中的(de)優(you)勢(shi)微生(sheng)物(wu)較(jiao)一(yi)致,但(dan)相對豐度存在(zai)一(yi)定差(cha)異,其中一(yi)級生(sheng)物(wu)膜中分類較(jiao)明確的(de)優(you)勢(shi)菌屬包括Nitrospira、Hyphomicrobium、Nitrosomonas、Kouleothrix、Pedomicrobium等,二級生(sheng)物(wu)膜中的(de)優(you)勢(shi)菌屬有Nitrospira、Hyphomicrobium、Pedomicrobium、Nitrosomonas、Pedobacter等。
Nitrospira在(zai)一、二級(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜中的(de)(de)相(xiang)對豐度(du)分(fen)別為(wei)8.48%~13.60%、6.48%~9.27%,該(gai)菌屬的(de)(de)部分(fen)菌種(如Candidatus Nitrospira inopinata、Candidatus Nitrospira nitrosa和Candidatus Nitrospira nitrificans等)除攜帶負(fu)責氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)氨(an)單加氧(yang)酶(mei)(AMO)和羥胺氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)原(yuan)(yuan)酶(mei)(HAO)外(wai)(wai),還(huan)攜帶亞硝酸鹽(yan)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)原(yuan)(yuan)酶(mei)(NXR),具有全程(cheng)氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能(neng)力,即將氨(an)氮直接氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成硝酸鹽(yan)氮。該(gai)菌屬在(zai)不同時間的(de)(de)相(xiang)對豐度(du)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)無(wu)明顯規律,但在(zai)一級(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜中的(de)(de)相(xiang)對豐度(du)均高于同期二級(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜,這(zhe)可能(neng)是由于一、二級(ji)MBBR區進水氨(an)氮負(fu)荷差異所致(zhi)。另外(wai)(wai),根據穩定后的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)量(liang)核算,該(gai)項目中純膜MBBR生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜的(de)(de)比氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)速率(lv)為(wei)0.15kg/(kgMLSS·d),高于李俊等人在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溝短程(cheng)硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)啟動及運(yun)行研究中的(de)(de)比氨(an)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)速率(lv)[0.037kg/(kgMLSS·d)],這(zhe)可能(neng)是由于MBBR懸浮(fu)載體強化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)了對硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)富集效果(guo)。
Hyphomicrobium在一(yi)、二(er)(er)級生(sheng)物膜(mo)中(zhong)(zhong)的(de)相(xiang)對(dui)豐(feng)度分(fen)別(bie)為1.32%~13.40%、1.32%~6.69%,該菌(jun)(jun)屬(shu)除可(ke)利用(yong)甲(jia)醇、甲(jia)胺等(deng)一(yi)碳化(hua)合物作為唯一(yi)碳源和(he)能源進行脫氮外,還可(ke)參與多環芳烴(PAHs)污(wu)染水(shui)體中(zhong)(zhong)菲的(de)降解,這可(ke)能與進水(shui)中(zhong)(zhong)芳香烴類DOM的(de)轉化(hua)有(you)關。在前35d,該菌(jun)(jun)屬(shu)在一(yi)、二(er)(er)級生(sheng)物膜(mo)中(zhong)(zhong)的(de)相(xiang)對(dui)豐(feng)度逐漸升(sheng)高(gao),且在一(yi)級生(sheng)物膜(mo)中(zhong)(zhong)的(de)相(xiang)對(dui)豐(feng)度高(gao)于(yu)二(er)(er)級生(sheng)物膜(mo),說明該菌(jun)(jun)屬(shu)的(de)富集速率(lv)相(xiang)對(dui)較(jiao)慢,且受進水(shui)中(zhong)(zhong)某種成分(fen)在一(yi)、二(er)(er)級MBBR之(zhi)間的(de)濃度差(cha)異影響導致(zhi)相(xiang)對(dui)豐(feng)度不(bu)同。
Nitrosomonas在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)、二(er)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)膜(mo)中的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)(wei)2.89%~5.64%、0.00%~3.48%,該菌(jun)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)(wei)常見的(de)(de)(de)(de)短程硝(xiao)化(hua)細菌(jun),其在(zai)(zai)(zai)(zai)不同時間(jian)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)無明(ming)顯(xian)變(bian)化(hua)規律,但受一(yi)、二(er)級(ji)(ji)進水(shui)氨氮(dan)(dan)濃度(du)影響(xiang),除第(di)35天(tian)(tian)外,其在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)膜(mo)中的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)均(jun)高(gao)(gao)于二(er)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)膜(mo)。Kouleothrix在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)、二(er)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)膜(mo)中的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)(wei)1.00%~5.56%、1.88%~4.38%,該菌(jun)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)(wei)絲狀菌(jun),在(zai)(zai)(zai)(zai)活性污泥系(xi)統中與(yu)污泥膨(peng)脹(zhang)有(you)(you)(you)關,在(zai)(zai)(zai)(zai)生(sheng)物(wu)膜(mo)中則(ze)可(ke)(ke)能參與(yu)生(sheng)物(wu)膜(mo)骨(gu)架的(de)(de)(de)(de)形(xing)成過程,該菌(jun)屬(shu)(shu)(shu)在(zai)(zai)(zai)(zai)不同時間(jian)不同樣品(pin)中的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)均(jun)無明(ming)顯(xian)變(bian)化(hua)規律。Pedomicrobium在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)、二(er)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)膜(mo)中的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)(wei)1.45%~2.88%、1.71%~6.45%,該菌(jun)屬(shu)(shu)(shu)可(ke)(ke)進行(xing)反(fan)硝(xiao)化(hua)脫氮(dan)(dan),同時部分(fen)(fen)菌(jun)種對(dui)(dui)高(gao)(gao)鹽度(du)具(ju)有(you)(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)耐受性。Pedobacter僅在(zai)(zai)(zai)(zai)第(di)7天(tian)(tian)大(da)量存在(zai)(zai)(zai)(zai)于一(yi)、二(er)級(ji)(ji)生(sheng)物(wu)膜(mo)中,相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)(wei)12.38%、11.37%,其余時間(jian)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)均(jun)小于0.05%,該菌(jun)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)(wei)污水(shui)處理系(xi)統內常見的(de)(de)(de)(de)脫碳菌(jun),部分(fen)(fen)菌(jun)種可(ke)(ke)降解酚類物(wu)質(zhi),其在(zai)(zai)(zai)(zai)啟動前期相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)豐(feng)(feng)度(du)較高(gao)(gao)可(ke)(ke)能與(yu)進水(shui)水(shui)質(zhi)差異有(you)(you)(you)關。
3 結論
① 采(cai)用MBBR工藝(yi)處理微污染水,在冬季(ji)最不利水溫條(tiao)件下不接種污泥直接原水啟動,經過10d系(xi)統調試成功,出(chu)水氨氮穩定達標(biao),一、二(er)級MBBR出(chu)水氨氮分(fen)(fen)別(bie)為(wei)(1.35±0.38)、(0.43±0.15)mg/L,系(xi)統對(dui)氨氮的(de)去除率達到(88.98±3.03)%,一、二(er)級MBBR的(de)硝化負荷分(fen)(fen)別(bie)為(wei)(0.182±0.026)、(0.066±0.020)kg/(m3·d);同時,系(xi)統具有一定的(de)COD去除能力,相比進水,出(chu)水DOM組(zu)分(fen)(fen)中增加了類(lei)富里酸類(lei)物質。
② 在MBBR處理微污染水(shui)的(de)(de)啟動過程中,硝化負荷增(zeng)(zeng)長于(yu)14d后達到穩定,生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)量增(zeng)(zeng)長滯后于(yu)硝化負荷增(zeng)(zeng)長,于(yu)28d后達到穩定,一、二級生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)量分別為(2.66±0.36)、(2.14±0.19)g/m2,生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜厚度分別達到了(197±23)、(157±17)μm;生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜負荷具(ju)有一定余量,能夠抵(di)抗進(jin)水(shui)負荷沖擊。
③ 啟動階段,生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)種豐富(fu)度(du)于21d后基本(ben)達到穩(wen)定(ding),一(yi)級(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)種豐富(fu)度(du)和(he)分布均勻程度(du)高于二(er)級(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo),具有更(geng)高的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)種多樣性;生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)中(zhong)(zhong)優勢(shi)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)主要有Hyphomicrobium、Nitrospira、Nitrosomonas、Kouleothrix、Pedomicrobium、Pedobacter等(deng),其中(zhong)(zhong)硝化(hua)菌(jun)屬Nitrospira在(zai)一(yi)、二(er)級(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)相對豐度(du)分別為8.48%~13.60%、6.48%~9.27%,Nitrosomonas的(de)(de)(de)豐度(du)分別為2.89%~5.64%、0.00%~3.48%,而Hyphomicrobium和(he)Pedomicrobium等(deng)菌(jun)屬的(de)(de)(de)存在(zai)可能與進水中(zhong)(zhong)芳香烴(jing)類DOM的(de)(de)(de)轉(zhuan)化(hua)有關。
④ 采用(yong)MBBR工藝處理微污染水(shui),通(tong)過在已有(you)絮凝沉淀池內鑲嵌懸(xuan)浮載體系統,強化氨氮去除效果(guo),工程(cheng)驗證技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)可行,且啟(qi)動周期短,處理效果(guo)穩(wen)定,可為(wei)微污染水(shui)旁位(wei)處理提(ti)供技(ji)術(shu)思路(lu)。

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