UASB-OAO组合工艺对规模化养猪场废水的生物脱氮除磷研究

同时在第1段好氧期检测到NO2--N和NO3--N浓度的上升，表1为第1段好氧期NO2--N和NO3--N浓度变化情况。可知:NO2--N的浓度随着好氧时间呈现出先上升后下降的趋势，且在4h时达到最大值为26.5mg/L。NO3--N的浓度在第一段好氧期持续增加并最终升高至61.2mg/L。亚硝酸盐氧化菌可在好氧环境中将NO2--N进一步氧化成NO3--N，这与NO2--N含量下降相一致。

聚磷菌(PAO)好氧期超量吸收水体中的磷酸盐需要消耗能量，而胞内聚合物PHA的好氧分解可提供能量用于超量吸磷。图5为好氧期COD和PHA的变化。可知:好氧末期出水ρ(COD)为196mg/L，去除率高达65%。

在好氧期COD迅速被氧化并被微生物所利用转化为胞内聚合物PHA。胞内聚合物PHA的含量在该区域呈现出先上升后下降的趋势，且在第3小时，PHA的含量达到最大值，为5.4mmol/g，并在随后的好氧时间内PHA被分解产生能量用于超量吸收水体中的磷酸盐。PHA的含量在好氧末期恢复至初始含量。

2.3缺氧区对生物脱氮除磷的影响

缺氧期系统主要用于脱氮，反硝化过程需要充足的碳源，而进水中碳源在第1段好氧期已消耗很多，因此有必要从进水中补充碳源。好氧段出水和30%的原水进水混合后ρ(COD)为390mg/L。

图6为缺氧区NO2--N和NO3--N的含量变化。NO2--N和NO3--N的质量浓度随时间的延长呈下降趋势，说明缺氧区反硝化效果良好，缺氧末期NO2--N和NO3--N的质量浓度分别下降至0.56，1.6mg/L，NO2--N和NO3--N的去除率分别高达96.6%和97.3%。此外，在缺氧区还发现磷酸盐浓度下降的现象，这可能是发生了反硝化除磷。反硝化除磷不仅能够有效去除磷酸盐同时还能节约碳源。王亮等在其研究中同样发现了反硝化除磷的现象。

2.4二段好氧区对生物脱氮除磷的影响

第1段好氧期和缺氧期可去除一定量的磷酸盐，但是其含量仍高于排放标准，因此采用二段好氧区以进一步去除废水中的磷酸盐，实现TP达标排放。

图7为第2段好氧区对磷酸盐和COD去除的效果。可知:废水中TP含量呈现下降趋势，并在反应结束时ρ(TP)仅为0.3mg/L。此外，在第2段好氧期中还发现PHA的少量积累与分解，PHA的最大积累量为1.5mmol/g，其随后分解产生能量用于TP的吸收。同时，在第2段好氧期COD也得到相应地降解。其出水各浓度指标均符合GB18596—2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。

2. 5 反应体系中微生物种群结构分析

对反应体系中微生物种群结构进行分析如图 8所示。可知: Betaproteobacteria 是反应体系中组分最多的 功 能 微 生 物，其 比 例 约  占 63% 。据 报 道Betaproteobacteria 是一类与生物除磷密切相关的微生物，该类微生物可在好氧环境中超量吸收水体中的磷酸盐并贮存在体内  。Betaproteobacteria 所占比例较大说明该反应体系具体较高的生物除磷能力。

3结论

本文报道了一种有效处置规模化猪场养殖废水的新工艺，即UASB-A/O/A。实验结果表明，该工艺能够有效地去除猪场养殖废水中的COD、TN和TP，出水满足GB18596—2001排放标准。第1段好氧区TP的去除率为88.2%，缺氧区NO2--N和NO3--N的去除率分别高达96.6%和97.3%。30%原水进水直接加入缺氧段解决了缺氧段进水碳源不足的问题，实现了良好的生物脱氮。微生物种群结构分析表明Betaproteobacteria是反应体系中组分最高的功能微生物，其最大比例约占63%。

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