《好氧/沉澱/厭氧(OSA)工藝的污泥減量機制及其調控研究》是依託上海電力大學，由周振擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：好氧/沉澱/厭氧(OSA)工藝的污泥減量機制及其調控研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周振
- 依託單位：上海電力大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生物污泥減量是通過微環境營造利用特殊的微生物種群將顆粒態有機組分（包括微生物和顆粒態有機物）水解溶胞轉化為溶解性有機物（DOM）的過程。本申請項目以具有良好套用前景的好氧-沉澱-厭氧（OSA）污泥減量工藝為研究對象，構建缺氧-OSA（A+OSA）系統，系統研究其運行特性、污泥減量機制和調控策略。通過指紋圖譜手段分析DOM在系統中的遷移轉化規律，考察DOM的產生和降解途徑；通過調控進水碳源和工藝參數，同步最佳化A+OSA系統的污泥減量和脫氮效果；通過454高通量測序技術綜合分析微生物的16S rRNA基因，系統研究其微生物種群結構和污泥減量功能菌群；通過數學模型構建和參數最佳化估計分析微生物衰減、顆粒態有機物水解和胞外聚合物離解的動力學特性，綜合評價A+OSA系統的減量效果。本研究成果將為OSA技術的運行調控和減量效果測算奠定理論基礎，推動OSA污泥減量技術在污水處理廠的套用。
結題摘要
由於對污泥特性和出水水質影響較小，在污泥回流管線中設定厭氧側流反應器（ASSR）實現污泥原位減量被認為是解決困擾污水處理行業的剩餘污泥問題的最佳可行技術之一。然而，ASSR工藝的污泥原位減量機制與運行條件調控對策尚未完全明確。本項目構建了缺氧-好氧-沉澱-厭氧（A+OSA）和ASSR耦合缺氧膜-生物反應器（A-MBR）工藝，系統研究了ASSR系統的污染物去除、污泥減量效果和微生物種群演化規律，並考察了側流比、ASSR水力停留時間（HRTA）、側流反應器微氧水平等因素對工藝運行特性的影響。 200天的運行結果表明，A+OSA具有與缺氧-好氧（AO）工藝同樣高效的COD和氨氮去除率。由於ASSR中溶解性有機物（DOM）釋放和反硝化作用，A+OSA總氮去除率更高。A+OSA工藝污泥產率為0.179 gSS/gCOD，較AO減量30.4%。A+OSA中微生物種群豐度和穩定性明顯高於AO，並會富集厭氧發酵菌和慢速生長菌。 作為ASSR的重要工藝參數，側流比和HRTA會顯著影響工藝運行特性。3套A-MBR長期平行試驗表明，A-MBR具有很高的COD和氨氮去除率。側流比由0.2增加至1.0促進了二次基質釋放，有助於改善脫氮效率，實現污泥減量率由6.0%提升至49.7%。高通量測序分析表明，高側流比有助於慢速生長菌的富集，而低側流比則會富集水解菌和捕食菌。HRTA由3.3 h提高至6.7 h，A-MBR的TN去除率會明顯提升，污泥減量率由8.0％提高至40.9％。MBR和ASSR的污泥衰減係數分別為0.022和0.042 d-1。ASSR中惰性顆粒有機物（POMs）的水解速率常數（0.054 d-1）明顯高於MBR（0.018 d-1）。動力學模型分析與高通量測序結果均表明，A-MBR大量富集了水解和發酵細菌，ASSR中POMs的厭氧水解對污泥減量貢獻最大，其次為好氧池中活性微生物溶胞。 側流反應器變更為微氧條件（MSSR）後，HRTM由3.3 h提升至6.7 h時，污泥減量率由10.8%提高至47.5%，並通過富集水解、發酵和捕食菌促進了DOM的釋放和利用。HRTM為3.3 h的MSSR大量富集反硝化菌，並實現了最高的總氮去除率。HRTM為5.0 h的M-MBR實現了聚磷菌的富集，且總磷去除率最高。延長HRTM至6.7 h可富集絮體形成菌並抑制絲狀菌的生長，改善污泥脫水性能。
