剩余污泥用作反硝化碳源时的有效电子供体

剩余污泥用作反硝化碳源时的有效电子供体目前,我国现行污水处理厂主要采用传统的生物脱氮技术,而反硝化碳源不足的问题已成为制约生物脱氮效率的重要因素。随着国家对于污水中氨氮、总氮浓度的重视,氮元素的去除已经成为必要目标。

当前所用的反硝化碳源主要是添加简单的有机物,成本非常高昂。因此,寻找低成本的电子供体来驱动反硝化反应是许多城市污水处理厂的重要目标。

同时,污水处理厂每年都会产生大量的剩余污泥,需要对其进行处理处置。剩余污泥含有丰富的有机物,可以作为污水处理厂内部产生的低成本的电子供体,但必须对其进行处理,使其具有更高的生物可利用性。

本文基于利用剩余污泥作为生物脱氮技术的外加碳源的目的,用超声波和紫外光分别处理好氧和缺氧条件驯化的污泥,并将它们的上清液用作电子供体用于反硝化作用,并以乙酸钠作为基准,采用动力学和化学计量计算两种污泥的生物可利用率的差异,探究污泥中可生物利用的具体成分,且在实验过程中运用现代分子生物学技术——高通量测序探究微生物群落的多样性。本课题取得的主要结论如下:(1)超声处理后的好氧污泥和缺氧污泥的上清液可以作为可生物利用的电子供体用于反硝化反应,主要是因为超声处理破坏了污泥中的菌胶团,释放出了絮凝体内的有机质,增加了上清液中的颗粒COD(PCOD)含量。

(2)超声处理后,好氧和缺氧污泥上清液的生物可利用COD分别为总

COD(TCOD)的75%和82%,紫外光照射处理后,生物可利用率分别提高了1%和14%。超声处理与紫外光处理相比,对于两种污泥的生物可利用性的提高有更主要的作用。

(3)超声处理后,缺氧污泥上清液的生物可利用性高于好氧污泥,反硝化反应

速率比好氧污泥快54%,紫外光照处理后,反硝化反应速率比好氧污泥快48%。(4)反硝化反应速率与加入的电子供体的浓度有关,在一定范围内,电子供体浓度越大,反硝化反应速率越快。

(5)根据乙酸钠的COD浓度C与反硝化反应速率k值之间的关系,可以计算出好氧和缺氧污泥经过超声处理后上清液的有效电子供体含量分别为总COD(TCOD)的56%和76%。(6)在好氧污泥和缺氧污泥的可生物利用的COD中,颗粒状

COD(PCOD)是主要成分,在好氧和缺氧两种污泥中的比例分别为82%和91%。

(7)反应器内部的微生物群落虽然没有锥形瓶内驯化的两种污泥的多样性丰富,但是具有反硝化功能的菌种更多。