Fe3+和Na+共存对缺氧污泥脱氮除磷效率和胞内外聚合物的影响

作者：张兰河; 徐英; 陈子成^*; 张小雨; 关晓辉; 张海丰; 徐平

来源：农业工程学报, 2020, 36(08): 197-205.

• 金属离子
• 废水
• 缺氧污泥
• 胞内聚合物
• 胞外聚合物
• 絮凝性

为了提高多种金属离子共存的含盐废水脱氮除磷效率和生物絮凝性,考察Fe3+和Na+共存对A2O工艺缺氧区污染物去除率的影响,研究缺氧区胞内聚合物(Intracellular Polymeric Substances,IPS)和胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的变化,采用气相色谱法与蒽酮比色法分析IPS中聚-β-羟丁酸(Poly-β-hydroxybutyrate,PHB)和糖原含量的变化,结合三维荧光光谱(Three-dimensional Excitation Emission Matrix Fluorescence Spectroscopy,3D-EEM)与傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)探索EPS组成结构的变化,以期揭示共存的Fe3+和Na+、IPS及EPS与污泥絮凝性的关系。结果表明:1)单一Fe3+的加入有助于提高COD、TN和TP的去除率,增加碱性磷酸酶与酸性磷酸酶活性,IPS和EPS总量增多。2)在Fe3+和Na+共存的条件下,当Fe3+浓度为10 mg/L、Na+浓度为0.5 g/L时,低浓度的Na+提高了COD、TN和TP去除率,增强了碱性磷酸酶与酸性磷酸酶活性,增加了IPS总量,但是抑制了微生物EPS的分泌,EPS总量下降;当Fe3+为10 mg/L,Na+浓度(>1 g/L)继续升高时,高浓度的Na+导致COD、TN和TP去除率下降,IPS总量降低,但是促进了微生物EPS的分泌,EPS总量增加。3)由FTIR分析可知,Fe3+和Na+浓度的变化并未导致松散结合型胞外聚合物(Loosely Bound Extracellular Polymeric Substances,LB-EPS)和紧密结合型胞外聚合物(Tightly Bound Extracellular Polymeric Substances,TB-EPS)的官能团发生明显变化,主要成分始终为蛋白质(Protein,PN)和多糖(Polysaccharide,PS);由3D-EEM分析可知,Fe3+的加入使三维荧光光谱中出现了可见区类色氨酸峰,Na+的加入使色氨酸、腐殖酸类物质降解,EPS的成分改变。4)IPS和EPS之间存在竞争生长,IPS/EPS比值较高时,IPS占主导作用,污泥絮凝性能好。

• 单位
  东北电力大学; 吉林建筑大学