新型短程硝化同步反硝化除磷工艺的快速启动

构建以厌氧/好氧/缺氧/快速曝气单元组成的短程硝化同步反硝化除磷工艺,并在常温、低氧条件下用于处理实际城市污水。结果表明,设定水力停留时间(HRT)为9 h,污泥龄为20～25 d,污泥浓度(MLSS)为2 000～4 000 mg/L,且控制好氧1池的溶解氧(DO)浓度为1. 5～2mg/L,好氧2池的DO为0. 5～1 mg/L,并投加氢氧化钠溶液调控好氧池的pH值在8. 5以上,可以实现短程硝化反硝化的快速启动,且出现了反硝化除磷现象,出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准。     

短程硝化反硝化AOOA工艺处理老龄垃圾渗滤液

采用厌氧/好氧/好氧/厌氧(AOOA)中试系统处理老龄垃圾渗滤液,通过控制DO在0. 1～0. 5 mg/L等条件成功实现了短程硝化反硝化。在低溶解氧和碱度充足的条件下,O1池的NO-2-N积累率稳定在90%以上,系统对NH+4-N和TN的去除率分别高于95%和66. 5%,有效解决了老龄垃圾渗滤液的脱氮难题。在控制溶解氧为0. 3～0. 5 mg/L的条件下,O1池进行亚硝化的限制条件是实际水力停留时间(AHRT),宜控制在13. 9 h以上。在正常运行阶段,A1池中的优势菌种为反硝化菌,而O1池的优势菌为AOB。此外,O1/O2池实现了NO-2-N的积累,并在一定程度上形成了同步亚硝化反硝化(SND)体系。     

短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化工艺处理焦化废水

通过对短程硝化和厌氧氨氧化工艺的研究,开发了短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化(O1/A/O2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理.控制温度为(35±1)℃、DO为2.0～3.0mg/L,第一级好氧连续流生物膜反应器在去除大部分有机污染物的同时还实现了短程硝化.考察了HRT、DO和容积负荷对反应器运行效果的影响.结果表明,当氨氮容积负荷为0.13～0.22gNH4+-N/(L·d)时,连续流反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮.通过控制一级好氧反应器的工艺参数,为厌氧反应器实现厌氧氨氧化(ANAMMOX)创造条件.结果表明,在温度为34℃、pH值为7.5～8.5、HRT为33 h的条件下,经过115 d成功启动了厌氧氨氧化反应器.在进水氨氮、亚硝态氮浓度分别为80和90 mg/L左右、总氮负荷为160 mg/(L·d)时,对氨氮和亚硝态氮的去除率最高分别达86%和98%,对总氮的去除率为75%.最后在二级好氧反应器实现氨氮的全程硝化,进一步去除焦化废水中残留的氨氯、亚硝态氮和有机物.O1/A/O2工艺能有效去除焦化废水中的氨氮和有机物等污染物,正常运行条件下的出水氨氮＜15 mg/L、亚硝态氮＜1.0 mg/L,COD降至124～186 mg/L,出水水质优于A/O生物脱氮工艺的出水水质.     

DO对A~2O工艺处理效果及运行能耗的影响

通过生产性试验,在五廊道好氧池的前两个廊道采取低曝措施,降低好氧池DO浓度,研究其对A2O工艺处理效果的影响。结果表明:在第1廊道进行低曝,前两个廊道DO浓度为0.12~0.45 mg/L,好氧池出水TN和COD浓度分别下降1.9和6.92 mg/L;在第1、2廊道进行低曝,前两个廊道DO浓度为0.11~0.28 mg/L,好氧池出水TN和COD浓度分别下降3.92、10.21mg/L。近1年的稳定运行结果表明,在好氧池的第1、2廊道低曝,能够有效提高污水厂出水水质,且没有发生污泥膨胀等异象。运行能耗分析表明,与好氧池DO浓度为2.0 mg/L相比,当DO浓度分别为0.6、0.3 mg/L时,可分别减少供气量为15.1%、18.7%。     

同步硝化反硝化在污水处理系统中的生产性应用

某城镇污水处理厂的A系统采用传统活性污泥法,其出水的氮指标不能达到GB18918—2002的一级B标准,鉴于此对其进行技术改造,将原工艺改造为两级A/O工艺模式,并控制在低溶解氧水平下运行,以期能够实现同步硝化反硝化。生产性试验结果表明,在进水量为2 000 m3/h左右、HRT约为6 h、MLSS为4 000 mg/L左右、污泥负荷为0.19 kgBOD5/(kgMLSS.d)、水温为28℃左右的条件下,将好氧区、缺氧区和厌氧区的DO浓度分别控制在1、0.5和0.2mg/L左右,生化反应池内可实现同步硝化反硝化,脱氮效果显著改善,二沉池出水氨氮和总氮浓度可稳定达到GB 18918—2002的一级B标准。另外,由于两级A/O工艺所需的HRT较短、气水比较小、构筑物简单,可节约直接投资费用及运行费用,具有推广应用价值。     

好氧池溶解氧浓度对反硝化除磷产电系统的影响

以模拟城市生活污水为对象,研究了不同的DO浓度对反硝化除磷产电系统的脱氮除磷及产电的影响。在好氧池DO分别为(1.0~1.5)、(2.0~2.5)、(4.0~4.5)mg/L的条件下,反硝化除磷产电系统出水COD平均浓度分别为17.60、12.39和14.07 mg/L,出水氨氮平均浓度分别为5.86、3.41和7.77 mg/L,出水PO_4~(3-)-P平均浓度分别为2.59、1.36和2.28 mg/L,平均开路电压和最大功率密度分别为0.509、0.557、0.542 V和45.94、61.81、55.64 m W/m~2。系统的开路电压和欧姆内阻与DO浓度密切相关,最佳好氧池DO浓度为2.0~2.5 mg/L。     

A2/O2工艺处理氮肥废水的短程硝化反硝化

应用A2/O2工艺(缺氧-厌氧-微氧-好氧)中试装置处理氮肥废水,调节MLSS为3 000～3 500 mg/L,SRT为15 d,污泥回流比为80％,硝化液回流比为200％,亚硝化液回流比为150％,水温处于24 ～28℃.在全程硝化反硝化的基础上通过控制微氧区的DO实现了亚硝态氮的稳定积累,平均积累率达到89％.经过一段时间的稳定运行,在平均进水COD/TN值只有1.2的条件下,出水氨氮平均为10 mg/L,平均去除率达到90％;出水COD平均为28.7 mg/L,平均去除率达到86.4％;出水TN平均为59 mg/L,平均去除率达到68％.     

低碳氮比常温城市生活污水同时硝化反硝化研究

以低氨氮(40mg/L~70mg/L),常温(16℃~20℃)城市生活污水经A/O除磷工艺后的出水为原水,在实现亚硝酸型硝化的基础上利用单级SBR系统,研究了不同C/N(碳氮比)和DO(溶解氧)对同时硝化反硝化(SND)的影响。研究结果表明,当进水COD和NH+4-N浓度分别为50~300mg/L和40mg/L~0mg/L、反应条件为DO=0.2mg/L~0.8mg/L、C/N=1~5,反应器中COD、TN的去除率最高分别达到82.1%、79.5%。     

低DO浓度下A/O型SBR工艺除污性能研究

为了研究低DO浓度下对污染物的去除效果,采用SBR反应器,通过缺氧/好氧(A/O)的运行方式,考察了好氧段DO的平均值为1 mg/L时系统的除污效果,同时与好氧段DO平均值为2mg/L时系统的除污效果进行了对比.结果表明:在低DO浓度下,SBR工艺出水COD < 40mg/L,系统对COD的去除率在90%左右,对COD的去除效果略高于正常DO值条件下的;低DO浓度下,系统对氨氮的去除率在90%左右,对氨氮的去除效果低于正常DO值条件下的,但出水氛氮仍可保持在5 mg/L左右;系统的硝化反应速度较慢,反应结束时亚硝酸盐氮积累率为37%;NO--N生成速率与NH+-N氧化速率之比与DO浓度呈较好的线性关系;DO浓度对正磷酸盐的去除效果影响较小,系统对正磷酸盐的去除率＞90%,出水正磷酸盐浓度＜0.5mg/L;出水非常清澈,镜检可见丝状菌.     

DO和填料对多级A/O工艺同步硝化反硝化的影响

为了解决低碳源污水脱氮效果不佳的问题,挖掘多级A/O工艺强化脱氮的潜力,在小试装置中开展了多级A/O工艺同步硝化反硝化的研究.结果表明,随着DO浓度的升高,同步硝化反硝化率呈现下降的趋势,低DO浓度(0.5 mg/L)下的同步硝化反硝化率高达37.4％.在系统中投加填料之后,系统的同步硝化反硝化脱氮能力得到提升.但是随着DO浓度的升高,填料对同步硝化反硝化的影响逐渐减弱.通过试验,提出了多级A/O工艺在较低溶解氧浓度下的梯级曝气运行控制模式,并确定了最佳运行工况,即各好氧区的最佳DO分别为0.5、1.0、1.5 mg/L,在低曝气能耗下实现了对氨氮的去除与较大程度的同步硝化反硝化.     

DO对好氧/缺氧生物滤池脱氮过程N_2O产生的影响

N_2O是一种强温室气体,对温室效应的贡献远大于CO2和CH4。研究表明,污水处理的硝化和反硝化过程是N_2O产生的主要人为释放源。采用两段式生物滤池工艺,将好氧池和缺氧池串联起来,使硝化和反硝化过程分别在好氧池和缺氧池进行,重点考察DO为2、4、6 mg/L时,硝化和反硝化过程N_2O的产量。结果表明,当DO为2 mg/L时硝化过程的N_2O产生量最高,达到1.850 mg/g COD。随着DO浓度的升高,N_2O的产生量迅速减少,当DO为4和6 mg/L时N_2O产生量分别降为0.742和0.504 mg/g COD;而DO浓度过高又会促进反硝化过程中N_2O的生成,当DO为6 mg/L时N_2O产量最大为0.600 mg/g COD。综合硝化、反硝化过程的N_2O总产生量可以发现,当DO4 mg/L时,继续提高DO浓度,N_2O释放量减小缓慢,因此结合节能降耗考虑控制DO为4mg/L较为适宜。     

填料型A/O工艺处理养猪废水中试研究

在我国农村地区,高氨氮养猪废水不经处理肆意排放诱发地表水富营养化,极大程度地破坏了周边水环境及生态系统。将短程硝化反硝化和同步硝化反硝化脱氮原理相结合,进行了一体式填料型A/O工艺用于高氨氮养猪废水的处理中试研究。结果表明,装置在处理量为3m3/d、内回流比为200%的运行条件下,对COD、NH3-N和TN的去除率可分别稳定在86%、87%和73%,出水水质达到《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)要求。试验过程中,好氧池DO浓度控制在0.8~1 mg/L,出水NO-2-N积累率达到85%,表明好氧池中氨氮氧化反应以短程硝化为主。好氧池中弹性立体填料挂膜成功后,同步硝化反硝化作用明显。     

好氧区DO对A/O工艺处理ABS树脂废水的影响

采用一体式A/O工艺处理ABS树脂废水,研究了在好氧区不同的DO浓度下,对COD、TN及NH+4-N的去除效果,通过三维荧光法分析芳香族类有机物的含量变化,以及采用FISH法测定活性污泥中氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的数量,分析对NH+4-N去除效果变化的原因。结果表明,在总水力停留时间为36 h、回流比为4时,好氧区DO由5 mg/L降至1 mg/L,系统对COD的去除效果不受影响;随着DO浓度的下降,出水TN和NH+4-N浓度逐渐升高,当好氧区DO降至1 mg/L时,出水TN浓度仍满足一级A排放标准,此时出水NH+4-N升高至7.6 mg/L,不能满足一级A排放标准,但氨氧化菌所占比例并未减小(为7.7%),所以低DO浓度下出水氨氮浓度超标的原因并不是活性污泥中缺少氨氧化菌,而是硝化反应速率过低。最后结合对各污染物的去除效果和曝气量,分析得出好氧区DO在2 mg/L左右为较优的操作条件。     

常温下部分亚硝化的启动中试研究

在常温(16.4 ～25.5℃)、限氧(DO =0.20 ～0.80 mg/L)条件下,以A/O除磷工艺出水为原水,在中试规模的反应器中采用SBR及高低氨氮(平均值分别为303.9和82.4 mg/L)交替进水方式,经过24个周期的连续运行成功实现了短程硝化,氨氮氧化率超过50％,亚硝化率超过90％.高FA( 11.36 mg/L)、FNA(0.033 mg/L)及低DO(＜0.80 mg/L)的联合抑制是实现亚硝酸盐氧化茵(NOB)被淘汰的关键因子,而限时曝气策略是SBR短程硝化得以稳定维持的重要因素.在低氨氮、连续流下控制HRT为7～9h、反应器各格室的曝气量为2～5 L/min、DO为0.10～0.60 mg/L,可使氨氮氧化率维持在55％左右,亚硝化率在95％以上,出水NO-2 -N/NH+4 -N平均值为1.32,为后续厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器提供了适宜的进水水质.     

DO对A/O同步脱氮除磷工艺的影响研究

采用A/O同步脱氮除磷工艺处理模拟城市污水,考察了好氧段DO浓度对该工艺处理效果的影响.结果表明,好氧段DO浓度对系统脱氮除磷效果的影响显著,当DO控制在1.5mg/L左右时,系统的处理效果最佳,可实现同步硝化反硝化和反硝化除磷,对NH4+-N、TN、TP、COD的去除率分别为99.12%、94.61%、92.85%、96.10%,平均出水NH4+-N、TN、TP、COD分别为0.25、0.68、0.5和10 mg/L.     

应用DO、pH和ORP在线控制A/O硝化过程

开展了应用DO、pH和ORP传感器在线控制A/O工艺硝化过程的试验研究,结果表明,好氧区第1格室的DO浓度可以指示进水氨氮浓度高低;好氧区首、末端pH差值与进水氨氮浓度具有较好的相关性;好氧区pH曲线可以指示系统硝化进行的程度及曝气量和碱度是否充足;好氧区末端ORP值与出水氨氮、硝酸氮浓度具有很好的相关性;好氧区最后格室的DO浓度和ORP值呈对数相关性。基于上述在线信息建立的A/O工艺硝化过程控制策略,不但能提高出水水质,而且降低了运行能耗。     

A/A/O污水处理工艺脱氮效果模拟及优化

针对武汉某污水处理厂因进水总氮浓度高、碳氮比值低而导致脱氮效果不稳定的问题,基于ASDM模型建立了该污水处理厂A/A/O工艺模型,并利用历史数据对脱氮效果进行了优化模拟。分别对硝化液回流比(0~600%)、好氧段DO(1~6 mg/L)、缺氧段DO(0.005~0.2 mg/L)、温度(16~29℃)等工艺运行参数进行了模拟分析,通过模型模拟筛选出的最优运行参数如下:硝化液回流比为100%,好氧段DO为1 mg/L,污泥回流比为65%,排泥量为550 m3/d,且缺氧段DO浓度越低越有利于脱氮。根据以上结论并结合该污水处理厂实际情况,确定如下优化实施方案:硝化液回流比为300%,好氧段DO为3 mg/L以下,同时关闭硝化液回流点前的曝气头以降低缺氧段DO,并按90kg/d投加碳源(以COD计)。该污水处理厂按照上述方案实际运行2个月,脱氮效果明显提高,出水总氮达标率达到100%。     

耦合反硝化的CANON工艺实时控制策略研究

为实现高氨氮污水的深度脱氮处理,给CANON工艺提供一种有效的控制模式,以某城市污水处理厂初沉池出水为基础,人工配制高氨氮废水,同时利用在线仪表监测脱氮过程中DO、ORP和p H值的变化规律。结果表明,在前置缺氧搅拌阶段可通过ORP曲线一阶导数为零的特征点指示反硝化反应结束,后置好氧曝气阶段可通过DO达到设定值(4.0 mg/L)且保持5 min指示短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮反应的完成;反应过程中ΔNO_3~--N/ΔNH_4~+-N值始终小于理论值(0.11)。通过实时控制,反应器可在DO为2.04~2.62 mg/L下长期稳定运行,平均总氮去除负荷达0.68 kg/(m~3·d),平均总氮去除率90%,平均出水总氮为33.01 mg/L,平均出水氨氮低于3 mg/L。     

DO浓度对SUFR系统同步硝化反硝化的影响

采用螺旋升流式反应器（SUFR）处理生活污水，考察了好氧反应池中DO浓度对其同步硝化反硝化的影响。结果表明，在好氧反应池上部溶解氧浓度为3．0～3．5mg／L时，发生了明显的同步硝化反硝化现象，其对TN的去除量占SUFR系统对TN去除总量的16％左右；好氧反应池中的同步硝化反硝化反应只发生在池的下部，其中、上部只进行了好氧硝化反应；SUFR系统中好氧反应池上部的最佳溶解氧浓度范围为3．0～3．5mg／L，此时系统的硝化和反硝化效果最佳，好氧反应池中的脱氮效果也较好，系统对TN的去除率〉84％。     

DO在SBBR生物膜中传递及对同步硝化反硝化的影响

在序批式生物膜反应器(SBBR)中填充立方体PU填料,通过控制DO浓度以实现同步硝化反硝化。试验过程中运用微电极技术检测生物膜内的DO分布,研究DO在生物膜内的传递及其浓度对同步硝化反硝化的影响。研究表明,当DO为2.5 mg/L时,系统去除效果最好,对NH+4-N的去除率为93.3%,对TN的去除率为83.7%;当DO为5.5 mg/L时,对NH+4-N的去除率达到97.9%,但TN去除率下降到52.5%。系统DO浓度越高,生物膜中好氧区所占比例越大,但DO传递阻力也随之增大。当DO为2.5 mg/L时生物膜中好氧区比例为11.2%,营造了较佳的同步硝化反硝化环境。