一种用于诊断污水除磷系统中聚磷菌构成的检测方法技术方案

技术编号:1765107 阅读:367 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种用于诊断污水处理系统中除磷菌(Poly-PAccumulating Organisms,PAO)构成的检测方法。该方法包括NO↓[2]↑[-]抑制性检验试验与吸磷量测定试验两个操作阶段:在第一个阶段,通过考察不同NO↓[2]↑[-]初始浓度对试验污泥反硝化吸磷的影响,确定污泥所能承受的最高NO↓[2]↑[-]浓度;在第二阶段,使污泥分别在O↓[2]、NO↓[3]↑[-]和NO↓[2]↑[-]三种不同电子受体条件下进行好氧或缺氧吸磷反应,获得吸磷量M↓[O]、M↓[ON]和M↓[ONn]。在此基础上,根据计算公式及其适用范围,掌握污泥中好氧除磷菌(a-PAO)、反硝化除磷菌(d-PAO)、兼性除磷菌(f-PAO)、专性好氧除磷菌(oa-PAO)、专性缺氧除磷菌(od-PAO)等各类PAO的数量比例,以利于及时诊断并改善除磷系统的运行效能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于诊断污水处理系统中聚磷菌(Poly-P Accumulating Organisms, PAO )构成的^r测方法,属于环境工程水污染控 制4支术领域。(二) 背景4支术作为污水的绿色处理与回用技术,生物除磷脱氮工艺因其经济高效和碳、氮、磷同时去除的伊^点而疼世界范围Pl得—到广泛应用。除磷系统通过 A/O或A/A环境的交替,可实现PAO在污泥中的诱导富集及其对PO 一 的超量吸收去除目的。但实际上,聚糖菌的竟争干扰、N(V对PAO厌氧 释磷的抑制及过度曝气等原因均会导致污水厂的运行溃败。由此,加强对除磷系统中PAO功能菌种类和数量的监测意义重大。 虽然,应用传统微生物分离培养方法和新兴分子微生物学技术对PAO进 行研究有助于除磷理论及工艺的革新,但聚磷和反硝化概念源于环境工程 学角度,且现有细菌分类系统中缺少相应微生物的定义与鉴别方法,造成 目前基于培养基细菌鉴定的研究方法与结果互不相符,且存在耗时和误差 大等弊端。另外,PAO种群呈现生物多样性的特点,除磷系统中优势菌 群结构与进水水质和工艺形式密切相关,PCR ( Polymerase Chain Reaction ) 、 DGGE ( Denaturing Gradient Gel Electrophoresis ) 、 FISH (Fluorescence In Situ Hybridization)等核酸监测技术虽然方法先进,但 其研究结果之间往往缺乏可比性及可供工程借鉴和应用的实效性。事实上,除磷系统中PAO种群可根据Q2、 NO" N02l等不同电子受体的供给情况实时作出动态响应,进而形成各类PAO的此消彼长及其与 聚糖菌的生态竟争关系。随着&PAO、 /- 八0的发现及80 8、 Dephanox 和A2N-SBR等新型反硝化除磷工艺的推广,从工程学的角度掌握PAO对 02、 N(V和N(V不同电子受体的利用特性,以及基于此的各种类PAO的 定量方法,有利于快速、有效的监控污泥中PAO结构及除磷系统运行状 况。虽然,先前已有一些报道给出了类似的方法,但其对PAO构成及计 算方法存在较大局限(1 )仅将PAO粗略的分为a-PAO和d-PAO两类或 尸o、尸av和户o她三类,而忽略了尸w和/y^V"等o尽PAO,对a-PAO、 d-PAO、 /-PAO、 oa-PAO、 od-PAO等不同种类PAO区分不够全面和确切;(2)先 前用于尸0、尸缀和尸OA^定量,计算公式实际上只适用于A/O除磷系统, 对于A/A反硝化除磷系统由于污泥中PAO种类构成不同而并不适用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种用于诊断污水除磷系统中聚磷菌构成的检 测方法,利用PAO对02、 NO/和NCV不同电子受体利用能力的差异,掌 握除磷系统中"-PAO、 d-PAO、 /-PAO、 oa-PAO和od-PAO等不同功能菌 的构成状况,以指导污水厂的运行。本专利技术采用的技术方案是,所述方法包括(1) 取除磷系统厌氧释磷段取的活性污泥进行N02-抑制性检验试 验,通过考察不同N02-初始浓度对活性污泥反硝化吸磷的影响, 确定污泥所能承受的最高N(V浓度Xmax;(2) 分别检测除磷系统吸磷段的活性污泥在DO>2mg/L的02电子 受体条件、60mgN/L的NCV电子受体条件和N(V浓度为Xmax的NCV电子受体条件下的吸磷量Mo、 M(m和M0Nn ; (3)根据不同电子受体条件下的吸磷量计算活性污泥中不同PAO分 类及数量对于A/O除磷系统,活性污泥中只以02为电子受体的聚磷菌数量P0、 以02和N(V为电子受体的聚磷菌数量P,及以02、 N(V和N(V为电子 受体的聚碌菌数量Po怖,各自占PAO总数P的比例分别为尸 M0 尸 M0其中a为PAO有氧呼吸产能与无氧呼吸时的比值,通常为2; 对于A/A反硝化除磷系统,活性污泥中兼性聚磷菌/-PAO和专性缺 氧聚磷菌od-PAO各自占PAO总数P的数量比例分别为。w+,論(%) = xi■尸尸w化 )=^Z^x画% 尸其中PN为只以N(V为电子受体的聚磷菌数量、Pn为只以N(V为电子受体的聚磷菌数量、P他为以N(V和NO/为电子受体的聚磷菌数量;a 为PAO有氧呼吸产能与无氧呼吸时的比值,通常为2;其中具有反硝化N(V能力或反硝化NO「和(V能力的聚磷菌各占PAO 总数P的数量比例为" (%) =x i 00%尸 Mow<formula>formula see original document page 8</formula>所述的PAO计算公式是基于污泥在02、 NCV和N(V不同电子受体 条件下的吸磷量(M0、似ow和Mow")及产能特点(PAO有氧呼吸的产能 和吸磷量为无氧呼吸时的a倍, 一般a-2)而建立的,具体表达形式与除 磷系统采用的工艺有关;对于A/0常规除磷系统,污泥中不存在ocZ-PAO (iV和iV尸涵),而只有"-PAO ( oa-PAO和/PAO ),其中户0、尸ojv和尸0她 各自占总PAO (P)的数量比例分别为&(%) = M。 —flM。w xl00% 、1(%)= fl(M。w —M論)x丄ooo/o和^L(y。卜f^^"ooM ;对于A/A反硝化除磷系统,污泥中不存在o"-PAO 而只有APAO (/PAO和c^-PAO,即尸藩、尸,"、&和ZV/V"),且/PAO和oAPAO的数量比例分别为<formula>formula see original document page 8</formula>, 其中 户 aMOJV 尸 aMow尸舰+ A /4 (%) = xi■的apao具有反贿化N02-的能力,而剩余 ^ 尸训+ %) = M。w-M。w" xl00%的&PAO则以N(V和CV为电子受体。 尸 本专利技术鉴于PAO多样性及其在生物除磷系统中的重要作用,利用静 态试验监测活性污泥在02、 N(V和N(V不同电子受体条件下的吸磷数量 (M0、 Mcw和Mo她),结合好氧和缺氧呼吸的产能特点判断系统中不同种 类PAO的构成特点。该方法包括NCV抑制性检验试验与吸磷量测定试验 两个操作阶段在第一个阶段,通过考察不同>102-初始浓度对试验污泥 反硝化吸磷的影响,确定污泥所能承受的最高N(V浓度;在第二阶段, 使污泥分别在02、 N(V和NO/三种不同电子受体条件下进行好氧或缺氧 吸磷反应,获得Mo、 M缀和Mcw"。在此基础上,根据计算公式及其适用范围,掌握污泥中好氧聚磷菌(aera&c PAO, a-PAO )、反硝化聚磷菌 (&"^妙Z"gPAO, APAO)、兼性聚磷菌(/acw/to"ve PAOs,/-PAO )、专性 好氧聚磷菌(oW&afe a-PAO, oa-PAO )、专性缺氧聚磷菌(oW/gflfe &PAO, oAPAO)等各类PAO的数量比例,以利于污水厂及时诊断并改善除磷系 统的运4亍岁文能。本专利技术依据其对02、 N(V和N02—电子受体的利用能力,PAO可分为 六类,(1 )尸o—本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于诊断污水除磷系统中聚磷菌构成的检测方法,所述方法包括: (1)取除磷系统厌氧释磷段的活性污泥进行NO↓[2]↑[-]抑制性检验试验,通过考察不同NO↓[2]↑[-]初始浓度对活性污泥反硝化吸磷的影响,确定污泥所能承受的最高NO ↓[2]↑[-]浓度X↓[max]; (2)分别检测除磷系统吸磷段的活性污泥在DO≥2mg/L的O↓[2]电子受体条件、60mgN/L的NO↓[3]↑[-]电子受体条件和NO↓[2]↑[-]浓度为X↓[max]的NO↓[2]↑[-]电 子受体条件下的吸磷量M↓[O]、M↓[ON]和M↓[ONn]; (3)根据不同电子受体条件下的吸磷量计算活性污泥中不同PAO分类及数量: 对于厌氧/好氧(A/O)除磷系统,活性污泥中只以O↓[2]为电子受体的聚磷菌数量P↓[O] 、以O↓[2]和NO↓[3]↑[-]为电子受体的聚磷菌数量P↓[ON]及以O↓[2]、NO↓[3]↑[-]和NO↓[2]↑[-]为电子受体的聚磷菌数量P↓[ONn],各自占PAO总数P的比例分别为: P↓[O]/P(%)=***×10 0% P↓[ON]/P(%)=a(M↓[ON]-M↓[ONn])/M↓[O]×100% P↓[ONn]/P(%)=aM↓[ONn]/M↓[O]×100% 其中a为PAO有氧呼吸产能与无氧呼吸时的比值; 对于A/A反硝 化除磷系统,活性污泥中兼性聚磷菌f-PAO和专性缺氧聚磷菌od-PAO各自占PAO总数P的数量比例分别为: *** 其中P↓[N]为只以NO↓[3]↑[-]为电子受体的聚磷菌数量、P↓[n]为只以NO↓[2]↑[-]为电子受体的 聚磷菌数量、P↓[Nn]为以NO↓[3]↑[-]和NO↓[2]↑[-]为电子受体的聚磷菌数量;a为PAO有氧呼吸产能与无氧呼吸时的比值; 其中具有反硝化NO↓[2]↑[-]能力或反硝化NO↓[3]↑[-]和O↓[2]↑[-]能力的聚磷 菌各占PAO总数P的数量比例为: ***。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋轶锋陈建孟陈浚
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:86[中国|杭州]

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