反硝化生物滤池在污水深度处理中的应用

以苏州市某污水处理厂二沉池出水为原水,分析反硝化生物滤池(DNBF)的脱氮效果以及影响因素。结果表明,DNBF在较宽泛的流速范围内,当进水COD/TN值≥3. 5时能达到较好的脱氮效果,出水TN可降至3 mg/L以下,尤其在进水COD/TN值为5时出水TN可降至1 mg/L左右,TN平均去除率为87. 1%,NO3--N平均去除率为96. 1%;当流速升至120 L/h(HRT=15. 18min)时,初期出现NO2--N积累现象,但仅数日便缓和,DNBF显示出较强的耐水力负荷冲击能力;当进水NH4+-N超高或NO2--N过高时,DNBF对NO3--N和NO2--N的去除率仍处于较高水平,具备较强的抗含氮污染物冲击能力;通过监测DNBF中原水COD以及沿程TN、pH值的变化,及时调整碳源投加量,可确保良好的脱氮效果并保障水质达标。     

生物接触氧化法的同步硝化反硝化影响因素研究

研究了生物接触氧化法同步硝化反硝化系统中HRT、DO、COD及生物膜厚度对脱氮效率的影响.结果表明:在DO=2.0 mg/L的条件下,出水COD、TN、NH+4-N值随HRT的增加呈下降趋势,在HRT达到8 h时,出水COD、TN、NH+4-N值趋于稳定,去除率分别为94%、55.9%和73.3%;5-DO为2.0～4.0 mg/L范围内,对TN的去除率随着反应器内DO浓度的降低呈上升趋势,保持较好脱氮率的溶解氧为2.5～3.0 mg/L;进水COD为400 mg/L时,系统对TN、NH+4-N的去除率及容积去除率都处在较高水平,对TN的平均去除率达到60%;生物膜厚度对同步硝化反硝化有较大影响,增加生物膜厚度有利于同步硝化反硝化的进行.     

DN/CN强化脱氮技术在污水厂提标改造中的应用

以某市城镇污水处理厂NO_3~--N浓度较高的生化出水为研究对象,采用反硝化生物滤池+曝气生物滤池(DN/CN)工艺,研究了碳氮比(C/N值)、进水负荷、温度等对TN去除效果的影响。结果表明,当增加的C/N值为3. 6、水力负荷≤9. 44 m~3/(m~2·h)[NO_3~--N最大负荷为4. 8 kg/(m~3·d)]时,出水TN满足国标要求(≤10 mg/L);去除单位质量TN需3. 7倍COD,碳源不足会导致NO_2~--N积累和碳源单耗升高; 14℃时的TN去除率较19℃时下降了约15%;反硝化过程中pH值增量和TN去除量存在一个对应关系,可用于反硝化滤池处理效果的辅助判断。     

反硝化生物滤池脱氮的中试研究

以某城市污水厂初沉池出水为原水,采用中试规模的移动床生物膜反应器/沉淀池/反硝化生物滤池工艺进行生物脱氮,重点考察了反硝化生物滤池的脱氮效果及C/N值对脱氮效率的影响,探讨了反硝化生物滤池再启动后的恢复情况,并构建了反硝化生物滤池脱氮动力学模型。结果表明,在稳定运行期间反硝化生物滤池对TN的去除率为86.4%~96.5%,当2.5C/N值5时,TN去除率与C/N值无相关性,平均去除率为93.3%,最佳C/N值为3.45。反硝化生物滤池经过3 d维护后再启动,运行12 h后即可恢复到滤池维护前的脱氮水平。在该中试条件下,反硝化遵循零级反应动力学,反应速率为174.4 mg/(L·h)。     

高排放标准下城市污水深度脱氮技术研究

在对某城市污水处理厂二级出水中氮组分解析的基础上,研究将深床滤池改造为深床(反硝化)滤池后的脱氮效果、反硝化启动及脱氮影响因素。结果表明,在水温为24～25℃、碳源投加量为20～35 mg/L的条件下,历时10 d反硝化功能启动完成,与深床滤池相比,对NO~-_3-N的去除率提高了23.1%,对二级生物处理工艺的脱氮过程起到了有效补充作用。深床(反硝化)滤池去除单位质量NO~-_3-N消耗的COD量随水温降低呈对数增加趋势,低温期采用高碳源投加量提高脱氮效果存在COD超标风险时,需设置出水COD保障单元。     

间歇曝气脱氮系统的影响因素研究

通过观察间歇曝气生物脱氮系统在不同水温、C/N值下的脱氮效率以及好氧/缺氧一周期内的硝化和反硝化过程,分析了温度和缺氧期C/N值对硝化和反硝化速度的影响,探讨了冬季所需外加碳源量。试验结果表明,秋、冬季提高缺氧期C/N值是保障间歇曝气脱氮系统运行效率的有效措施;在TN负荷为0.034kg/(kgMLVSS·d),水温为15℃时最适C/N值为7,10℃时最适C/N值为9。为了降低冬季运行费用,有必要寻找廉价的外碳源。     

三级BAF工艺处理低C/N值生活污水的脱氮效能

通过中试研究了三级BAF工艺(C+N+DN)处理低C/N值生活污水的脱氮效能,考察了硝化液回流比的影响.结果表明:在C柱和N柱的气水比分别为3:1和2:1,C柱、N柱和DN柱的HRT分别为1.25、1.25和0.84 h,以及水温为25～32℃的条件下,增加硝化液回流比可以明显提高系统对NH+4-N和TN的去除效果,但对去除COD无明显影响.当回流比为0.25%、50%和100%时,系统对NH+4-N的去除率分别为84%、88%、97%和98%,对TN的去除率分别为68%、84%、89%和90%,但对COD的去除率均约为87%.考虑到经济性,建议选择回流比为50%,此时系统出水NH+4-N、TN和COD浓度均达到了国家一级A排放标准.     

固体碳源生物膜反应器的脱氮性能及机理研究

为研究固相反硝化的脱氮性能及其机理,利用板块状热塑性淀粉/PCL共混固体碳源构建了上流式固体碳源生物膜反硝化反应器,重点研究了固体碳源填充方式、反应器HRT以及进水硝态氮浓度对反硝化效果的影响。结果表明,折流倾斜填充方式比竖直悬挂填充方式具有更好的脱氮效果。当生化池尾水中的TN平均浓度为20 mg/L时,在HRT为3 h条件下,折流式反应器的平均反硝化速率为4.9 mg/(L·h),出水TN和COD平均浓度分别为5.5和12 mg/L;竖直悬挂式反应器的平均反硝化速率为2.5 mg/(L·h),出水TN平均为12.6 mg/L、COD平均为18 mg/L。另外,在折流式反应器中,TN去除率与反硝化速率分别与HRT和进水硝态氮浓度之间存在显著线性相关性,且TN的去除率和反硝化速率随HRT的延长及进水硝态氮浓度的增加而上升。扫描电镜观察结果证明了生物膜的附着及其对固体碳源的降解。PCR-DGGE分析结果进一步证实了Myxobacterium AT3-03和Comamonas granuli是生物膜中主要的反硝化微生物。     

多级A/O耦合生物膜反硝化处理低C/N值生活污水

首先采用分段进水多级A/O工艺处理低C/N值生活污水,通过投加乙酸钠强化反硝化性能,并针对试验过程中出现的污泥膨胀、碳源利用率低等问题,提出了多级A/O耦合生物膜反硝化强化脱氮工艺。探究C/N值对多级A/O工艺以及耦合系统性能的影响,并对比两者的异同;同时通过批式试验考察了碳源类型对污泥沉降性能的影响。当进水C/N值为2~5时,两种工艺对COD的去除效果差异不大,出水COD均低于50 mg/L。两者去除NH_4~+-N的差异较大,当C/N值=5时多级A/O工艺对NH_4~+-N的去除率为88.8%,出水NH_4~+-N高于5 mg/L,而耦合工艺受C/N值的影响不大,对NH_4~+-N的去除率保持在96.8%~99.6%,平均去除率为98.7%。两者对TN的去除率都随C/N值的增大而升高,但在C/N值=3~5时,耦合工艺较多级A/O工艺分别高出5.4%、5.4%、9.7%,且耦合工艺对TN的去除率呈线性增长。另外当底物充足时,乙酸钠、葡萄糖、淀粉均不会对污泥膨胀造成进一步恶化。     

C/N值对异养硝化同步脱氮系统效能的影响

针对现有自养硝化过程效能低的问题,以高盐高氮高有机物浓度榨菜废水为研究对象,考察了C/N值对基于异养硝化的压力生物膜反应器同步脱氮系统效能的影响。采用16S rDNA与PCR-DGGE技术探讨了C/N值对系统微生物种群的影响。结果表明:对COD为8 960 mg/L、NH+4-N为175 mg/L、TN为185 mg/L的高盐废水,C/N值对系统的脱氮效能影响显著,在盐度为3%(以NaCl计)、温度为(35±0.5)℃、C/N值为50、有机负荷为23.04 kgCOD/(m3·d)、氮负荷为0.48 kgN/(m3·d)时,对COD、NH+4-N、TN的去除率分别为97.87%、98.93%、98.18%。在高负荷条件下,反应器中氮和有机物呈现同步降解的规律,表明系统中的硝化过程为异养硝化。同时,C/N值对系统微生物的群落结构有影响,C/N值过高或过低时微生物种群丰富度和多样性指数值均有所降低;但不同C/N值条件下的微生物种群有较高的相似性。     

反硝化滤池深度处理污水厂尾水的效能研究

研究了基于水体环境标准的污水厂尾水反硝化滤池深度处理技术,重点考察了C/N值、填料粒径对系统效能及微生物种群的影响。结果表明,当C/N值≤6时,系统处理效能随C/N值的增加而提高,C/N值对反硝化速率影响显著;在温度为25~30℃、水力负荷为3 m~3/(m~2·h)、NO_3~--N负荷为0.77 kg/(m~3·d)、C/N值为6的条件下,系统反硝化速率为33.58 mg/(L·h),TN去除率为91.60%,出水COD、NH_4~+-N、TN浓度满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水体要求;且随C/N值的增加,系统对NH+4-N、PO3-4-P的去除率提高。填料粒径对系统效能的影响与C/N值密切相关,填料粒径对系统微生物种群的多样性有影响,但对优势种群影响不显著。反硝化滤池对污染物的去除主要发生在填料层的0~90 cm区域,对COD、TN、NO_3~--N的去除分担率分别为85.89%、83.57%、95.22%;生物量、生物活性与填料高度呈负相关,底层生物量、生物活性分别为顶层的2、6.85倍。     

某再生水厂反硝化滤池脱氮性能与生物膜特征解析

反硝化滤池是污水处理厂强化脱氮的重要技术途径之一。研究了进水碳氮比(COD/N)和空床停留时间(EBRT)对某再生水厂后置反硝化滤池反硝化脱氮性能的影响,同时考察了生物膜特征及其活性。在进水COD/N值为4.5、EBRT为28.2 min时,NO_3~--N去除率最高为72.69%,去除负荷为0.42 g N/(m~2·d);在相近EBRT(27.7 min)下,提高进水COD/N值至6.5和7.5,NO_3~--N去除负荷明显提高,分别为0.75和0.73 g N/(m~2·d)。在反硝化滤池底部滤层NO_3~--N的沿程降解符合半阶动力学方程,半阶动力学系数随EBRT的降低和进水COD/N值的提高而增大。反硝化所需COD/N值平均为5.67。中层滤料生物膜的生物量及其厚度最大(分别为8 678.43 mg/m~2和131.25μm)。生物膜密度由下至上逐渐增大,分别为52.58、66.12和104.59mg/cm~3。反硝化活性由下至上略微增大,分别为11.34、11.44和13.47 mg N/(g VSS·h)。生物膜微生物以Beta变形菌为主,相对丰度大于85%;Methylophilaceae科菌群相对丰度最高(42.1%);所检测到的主要菌属包括Georgfuchsia(24.3%)和Sulfuricella(4.6%)。     

一体式A/O复合反应池脱氮性能的研究

结合太原市经济技术开发区污水处理厂工艺性能试验,重点考察了一体式A/O复合反应池的环境温度、C/N比和硝化液回流比对一体式A/O复合反应池脱氮效果的影响,结果表明:在20℃～35℃时,NH3-N的去除率在70%～80%;当C/N值为3时,NH3-N去除率为79%左右,平均出水TN为12.1 mg/L;当回流比为200%时,NH3-N去除率为98.6%,TN去除率为75.5%。     

自(异)养脱氮在低C/N污水处理厂的应用实践

低C/N污水处理厂面对碳氮高标准尾水提标要求时,宜采用异养反硝化与自养脱氮滤池的串级。自养脱氮滤池的脱氮效率易受系统进水水温、DO、NO_3~--N负荷等影响,当进水水温为25～30℃、NO_3~--N15 mg/L、HRT20 min时,滤池脱氮负荷达到0.56 kgTN/(m~3·d),脱氮率约60%,对应活性滤料消耗量与TN削减量之比为3.9,进水DO超过2 mg/L时会导致部分硫核滤料被氧化而无效消耗,可辅助投加Na_2S_2O_3作为电子供体。选用粒径为2.0～3.5 mm的改性硫核活性滤料,辅以适量砂料的双料复合滤层,以确保TN和SS的协同削减,且自养滤料节药效益明显。自养脱氮滤池需长期关注低水温时的脱氮效率,以及SO_4~(2-)、H_2S、NO_2~--N等副产物是否积累。自养滤料的微生物优势菌落为Thiobacillus和Sulfurimonas两类硫杆菌,二者丰度之和超过50%。     

反硝化生物滤池深度处理酸洗废水试验研究

以酸洗废水的二级出水为研究对象,考察了反硝化生物滤池的挂膜启动速度,研究了滤池的脱氮效果及其影响因素。结果表明:采用接种挂膜法,以驯化后的反硝化污泥为种泥,反硝化生物滤池13 d后便可稳定运行,此时对NO-3-N的去除率为97.87%,且无NO-2-N的积累;稳定运行期间,当进水p H值为6.5~7.5、温度为24~28℃、C/N值为4.0、HRT为20 min时,对TN、NO-3-N的去除率分别为87.70%和97.49%,出水NO-2-N为0.56 mg/L;分析反硝化生物滤池内不同氮素形态沿程分布发现,TN、NO-3-N浓度随滤层高度的增加而降低,NO-2-N浓度则呈现先上升后下降的趋势,0~600 mm滤层对TN、NO-3-N的去除贡献率最大,分别为97.46%和96.70%,因此确定最佳滤层高度为600 mm。     

新型缓释碳源耦合海绵铁同步脱氮除磷的研究

为探讨低碳氮比污水厂尾水的深度脱氮除磷技术,以自制新型缓释碳源、海绵铁和活性炭作为反硝化生物滤池的复合填料,在不同HRT和进水硝态氮浓度条件下,探究反硝化系统的深度脱氮除磷效果。结果表明,复合填料反硝化系统具有较高的同步脱氮除磷效率。当HRT为3.65 h时,对TN和TP的平均去除率分别可达到85.7%和93.37%,出水COD平均浓度为29.2mg/L;在3个月的连续运行期间未出现明显的填料层堵塞及亚硝态氮和氨氮积累的现象;系统具有稳定p H值的能力,出水p H值无显著升高且趋于中性。该新型缓释碳源耦合海绵铁复合填料作为反硝化滤池的生物载体时,具有脱氮除磷效果好、无需连续投加碳源、出水p H值稳定等特点。     

生物滤池/生态砾石床处理含氮微污染地表水

采用生物滤池/生态砾石床组合工艺进行了微污染地表水(含低碳、高NO3--N浓度)的脱氮研究,通过投加乙酸钠为碳源考察了C/N值、温度、水力负荷对反应器脱氮效能的影响。结果表明,C/N值对反应器的脱氮效能影响较大,在C/N值为10时可以取得较高的反硝化效率(>90%)。在低温下(2～10℃)反应器的反硝化效能受到严重抑制;在13～17℃条件下,反硝化效率恢复到60%左右;当水温>20℃时,在水力负荷为8 m3/(m2.h)的条件下(此时生物滤池和生态砾石床的水力停留时间分别为15、30 min),对NO3--N的去除率能够达到90%以上。生态砾石床能够将生物滤池出水中残余的碳源去除,保证了出水的水质安全。     

反硝化生物滤池用于白酒废水深度脱氮处理研究

采用反硝化生物滤池处理某白酒废水处理厂二沉池出水,研究了以连续进水培养方式进行挂膜和启动的过程,以及碳源投加量对脱氮效果的影响。结果表明:采用原水即白酒废水作为碳源,在停留时间为2 h、水力负荷为6 m3/(m2·d)、进水温度为30~35℃的条件下,针对白酒废水深度脱氮处理的合适COD/TN值为3.5,此时对TN的去除率可以达到85%以上。升流式反硝化生物滤池对污染物的降解主要发生在底部填料层,在填料层60 cm处,对TN和NO-3-N的去除率分别可达到77%和88%。     

气水比对高分子填料BAF脱氮效能的影响

采用高分子载体作为生物填料,以模拟生活污水为处理对象,对两级曝气生物滤池(BAF)的脱氮效能进行了试验研究,着重考察了气水比对BAF去除COD、NH3-N和TN的影响,并探讨了系统内氮素的转化规律和提高脱氮效能的途径。结果表明,当平均水温为22~32℃、进水流量为4 L/h、进水COD为150 mg/L左右、进水NH3-N为60 mg/L左右、一级BAF的气水比为4∶1、二级BAF的气水比为2∶1时,系统的处理效果最佳,对COD、NH3-N和TN的总平均去除率分别达到84.33%、87.84%和56.06%。系统通过同时短程硝化反硝化实现了低能耗、高效率的脱氮。     

反硝化滤池深度脱氮效能分析及工程应用

利用中试装置考察了不同滤速(4.8、6.0、8.9 m/h)、碳源种类(乙酸钠、甲醇)及投加量等因素对反硝化生物滤池(DNBF)深度脱氮效果的影响,并采用实际再生水工程的运行数据进行了验证。结果表明,DNBF在不同碳源种类条件下均能达到较高的脱氮率(80%以上);碳源投加量是影响DNBF脱氮效率的关键因素,在8.9 m/h的高滤速下,以甲醇为碳源的最优C/N值为5.0,此时脱氮率可达到70%以上;采用中试得出的优化参数运行的实际再生水工程脱氮效果良好,出水TN稳定在15 mg/L以下,满足国家和北京市相关标准。