论文摘要
目前,对于高磷废水的处理主要方法有吸附法、化学法和生物法。吸附法和化学法分别存在吸附剂的抗干扰性差、溶解损失、再生困难和运行费用较高、化学污泥量大、处置难度大等问题;而聚磷菌生物除磷工艺则存在富磷剩余污泥排放量大、二次污染和污泥处置等问题。近年来,随着水环境氮磷污染和富营养化的加剧,以及氮磷排放标准的提高,开发高效除磷技术成为当务之急。本研究以超高盐高磷榨菜腌制废水为研究对象,开展基于磷酸盐生物还原的新型除磷技术研究,以实现磷的高效低耗去除和剩余污泥的减排。研究以在反应器中构建磷酸盐生物还原系统为目标,对负荷、温度及进水pH值对磷酸盐生物还原系统构建的影响进行了系统研究,通过正交试验,探讨了各因素对系统构建的综合影响,并建立了厌氧条件下的定量正交回归方程。经过对多种磷酸盐生物还原系统构建方式的研究比较,采用先好氧再转厌氧的启动方式,首次在生物反应器中成功地构建了磷酸盐生物还原系统,得出了系统构建的方法及关键控制参数;同时实现了嗜盐菌系统的快速构建。主要研究成果如下:①采用直接厌氧启动方式时,盐度提升方式、负荷和温度对反应器降解COD效能的影响较大,而对反应器去除正磷酸盐效能的影响较小。水温30℃,负荷为1.0kgCOD/m3·d,盐度提升方式采用初始盐度为2.0%（NaCl计,下同）,在某一盐度下反应器的COD去除率达到70%后,然后每次提升0.5%的盐度直至达到目标盐度7%,反应器启动完成时间为127d,COD去除率达70%;但相应条件下,反应器的正磷酸盐去除率较低,最高时只有15%左右。此时,反应器中优势菌种为杆状嗜盐菌。②采用先好氧再转厌氧的启动方式时,好氧条件下,盐度提升方式对反应器COD及正磷酸盐处理效能的影响不显著。负荷对COD去除的影响不显著,当负荷为0.5kgCOD/m3·d和1.0kgCOD/m3·d时,反应器的COD去除率均达90%以上;但负荷对反应器正磷酸盐去除效能影响较显著,负荷为1.0kgCOD/m3·d时正磷酸盐去除率较高,维持在40%左右。此时,优势菌群为杆状嗜盐菌。反应器在好氧启动过程中未排除剩余污泥,泥龄较长,为长泥龄系统。③反应器好氧启动再转厌氧运行稳定后,负荷和温度对反应器COD及正磷酸盐处理效果的影响较显著,进水pH值的影响较小。采用正交试验考察了负荷、温度及进水pH值对构建磷酸盐还原系统的综合影响,研究结果表明,负荷对反应器COD及正磷酸盐处理效能的影响高度显著,温度次之,进水pH值的影响不显著,并得出Nv、t与出水COD的回归方程和Nv、pH、t与出水正磷酸盐的回归方程,分别为COD=8122.5+1378NV-241.8t+322和（NV-1.5）（t-27.5）PO43--P=122.87+5.64NV-1.13t-6.73pH。30℃下、负荷为1.0kgCOD/m3·d和进水pH值为7.1时,反应器对COD及正磷酸盐处理效能较高,去除率分别为73.73%和44.88%,初步构建了磷酸盐生物还原系统。④通过氧环境对磷酸盐还原系统影响研究发现, NO3--N可以促进磷酸盐还原作用;好氧条件下反应器的正磷酸盐去除效能高于厌氧条件下,正磷酸盐去除率为42.43%,比厌氧条件下高25.61%。研究内容针对性强,研究结果具有重要的实用价值,为开发基于磷酸盐还原的新型生物除磷工艺提供了理论和技术支持,具有相当的前沿性,是现有生物除磷的革新技术,研究具有重要的现实意义。