浅谈曝气生物滤池处理工艺

简述了曝气生物滤池的发展状况,滤池的原理和形式,同时论述了滤池中填充的不同滤料.叙述了曝气生物滤池生物膜的形成,生物膜净化机理,曝气生物滤池的技术特点和工艺参数,最后叙述了曝气生物滤池的功能.     

载体填料高度对生物滤器处理高浓度含氮海水效果的影响

在曝气生物滤池（BAF）中,微生物沿填料层高度有不同分布,参与氧化分解有机物的好氧异养菌和硝化菌之间存在着对生物膜表面空间、溶解氧以及营养盐的竞争,从而使得在生物滤池不同高度处对有机物和NH4-N的去除能力不同.为确定BAF在实际运行的最佳填料高度,本实验采用以竹球、悬浮填料以及陶粒为填料的曝气生物滤池处理高浓度含氮海水.实验结果表明,当流速为1 m/h、温度为18-28℃、气水比为1-3∶1以及pH为7.0-8.5时,以竹球、悬浮填料及陶粒为填料的曝气生物滤池的最佳填料高度为60 cm,出水完全达到养殖水水质要求.     

曝气生物滤池的除磷效果及滤料生物相特征

利用曝气生物滤池处理啤酒废水,通过监测分析挂膜阶段和正常运行过程中除去可溶性正磷酸盐的效果和反应池内的微生物相特征. 结果表明,曝气生物滤池对磷酸盐的去除率在反冲洗后较短时间内就可达到最高,但很快就下降到负值,无法维持对磷酸盐的高去除率;另外发现若固着态微生物快速繁殖,可使曝气生物滤池迅速挂膜.      

曝气生物滤池的自然挂膜启动分析

目的 研究曝气生物滤池挂膜启动过程,寻求用于判断挂膜启动完成的快速、简便、合理的方法 ,为曝气生物滤池快速启动提供理论依据.方法 曝气生物滤池自然挂膜启动过程中,每天测试COD和NH4 -N的去除率以及出水DO和pH值的变化情况.结果 曝气生物滤池自然挂膜过程显示:在水力停留时间(HRT)为2～4 h、气水比为3～4、水温保持在15～22℃的条件下,经过20 d生物膜即可成熟,NH4 -N和COD去除率分别达到90%和80%左右,随挂膜进程出水pH值逐渐下降最后趋于稳定,出水DO在挂膜初期下降,后期略有回升.结论 曝气生物滤池自然挂膜过程中可以通过NH4 -N和COD去除率变化,以及出水pH值和DO的变化来判断填料挂膜的进程和生物硝化作用进行的程度.     

曝气生物滤池的除磷效果及滤料生物相特征

利用曝气生物滤池处理啤酒废水,通过监测分析挂膜阶段和正常运行过程中除去可溶性正磷酸盐的效果和反应池内的微生物相特征．结果表明,曝气生物滤池对磷酸盐的去除率在反冲洗后较短时间内就可达到最高,但很快就下降到负值,无法维持对磷酸盐的高去除率;另外发现若固着态微生物快速繁殖,可使曝气生物滤池迅速挂膜．     

厌氧-曝气生物滤池组合工艺处理城市污水厂沉砂池出水

通过小试试验研究了厌氧-曝气生物滤池组合工艺对城市污水处理厂沉砂池出水COD和氨氮的净化效果。结果表明：厌氧-曝气生物滤池组合工艺对COD和氨氮的平均去除率分别达到90.1%和94.8%。COD的降解主要发生在厌氧段,氨氮的去除主要发生在曝气生物滤池中,且氨氮的去除是微生物硝化作用和沸石强化脱氮共同作用的结果。     

生物滤池脱氮除磷的强化及其对含盐废水的处理

为实现含盐废水中营养类污染物的有效去除,构建并启动了曝气生物滤池系统,确定了系统最佳运行参数。实验废水为人工配制的模拟废水,其主要水质参数如下:CODCr 300～400mg／L,总氮30～45mg／L,总磷3.5～5.5mg／L。为提高曝气生物滤池脱氮除磷能力,对滤池曝气模式进行改变,研究了间歇曝气生物滤池的处理性能并确定了最佳间歇曝气周期。结果显示,间歇曝气生物滤池CODCr、总氮及总磷的去除率分别可达92.1％、77.9％和70.3％,脱氮除磷效果明显优于常规曝气生物滤池。研究发现,在含盐废水(盐度0％～3％)的处理中,微生物系统对有机物的去除较对氮磷的去除受盐度的影响更小;与其他生物工艺相比,间歇曝气生物滤池表现出较高的耐盐能力和营养污染物去除效率,因而此工艺具有较好的应用前景。     

曝气生物滤池处理生活污水的试验研究

研究了采用上向流曝气生物滤池(BAF)直接处理生活污水时,气水比大小、水力负荷以及进水有机物浓度的变化对处理效果的影响,并对滤池不同高度处COD和NH3-N去除率的变化以及微生物特征进行观察与分析.当气水比在4:1~5:1,水力负荷在1.0~2.0 m3/(m2.h),进水有机物浓度在300~400m g/L左右时,有机物和氨氮的去除率都比较高.曝气生物滤池有降解能力强、处理效果好以及耐冲击负荷的优点.     

O/A式曝气生物滤池挂膜启动试验

目的研究两级串联O/A曝气生物滤池挂膜方法,及挂膜阶段曝气生物滤池对COD和NH4 -N的去除效果.方法采用复合式接种挂膜(接种挂膜 自然挂膜),好氧挂膜与缺氧挂膜同时进行,污泥闷曝7 d后,进水流速由1 m/h逐步增加到3 m/h,曝气量稳定在0.4 L/min,持续21 d.结果历时28 d,出水COD NH去除率为84.54%,NH4 -N去除率为52.95%.结论采用复合式接种挂膜启动快,微生物生长良好,与缺氧微生物相比,好氧微生物更易培养.     

粉煤灰生物滤料应用于BAF的基本性能研究

曝气生物滤池(简称BAF)是一种新型高效的生物膜污水处理技术,核心在于供微生物栖息的载体-生物滤料.粉煤灰生物滤料是一种人工烧结的无机载体,应用于BAF具有启动快、挂膜时间短的特点,一般直接启动只需9 d就可达到正常处理要求;粉煤灰生物滤料在容积负荷较大变化的条件下,处理出水CODCr平均质量浓度为39.25 mg/L,已达到了国家城市杂用水水质标准;粉煤灰生物滤料在反冲洗后短时间内出水水质有所下降,但恢复期只要约1.5 h即可恢复到原有正常处理水平,说明其具有较好的耐冲洗能力,微生物在其上的附着性能强.     

基于宏基因组学研究污水生物处理系统微生物暗物质

活性污泥和微生物生物膜是污水生物处理系统的主要菌群存在形式,利用微生物的不同代谢途径可实现水中污染物的转化和降解.微生物群落结构直接影响污染物生物转化速度和末端产物的类型,而全面了解微生物群落结构和功能可为污水生物处理的定向调控提供微生物学依据.由于绝大多数微生物未获得纯培养,因此,揭示生物处理系统中的微生物暗物质成为重要的挑战.核酸测序技术和生物信息学的快速发展推动了环境微生物学和微生物生态研究.近年来,基于高通量核酸测序的宏组学技术为研究未培养微生物和未知基因资源提供了重要工具.宏基因组学和宏转录组学技术可以研究特定环境下未培养微生物的生理功能和代谢,揭示生态条件变化下微生物的环境适应和代谢调控机制.目前,基于宏组学研究微生物暗物质,已经获得了一些突破传统认识的物质循环新机理.本文回顾了核酸测序技术的发展,综述了近年宏基因组学和宏转录组学在污水生物脱氮、强化生物除磷及微生物电化学技术微生物学研究的进展,对多组学在污水处理微生物学研究的前景和面临的主要挑战进行分析.     

BAF与前置反硝化BAF的启动与挂膜对比分析

∶通过曝气生物滤池与前置反硝化曝气生物滤池的启动与挂膜试验,对比分析了两种不同运行方式BAF在挂膜过程中CODCr及NH4 -N去除率随时间变化的特点。结果表明,挂膜过程中,CODCr和NH4 -N去除率的提高不是同步的,生物膜增长过程中,好氧异养菌的增殖速度较快,硝化菌的增殖速度较慢。在试验进水CODCr和NH4 -N条件下,两种运行方式BAF有几乎相同CODCr去除规律,挂膜初期前置反硝化BAF的NH4 -N去除率小于BAF。挂膜启动成功后,两种运行方式BAF的CODCr,NH4 -N平均去除率分别能稳定在70%和90%以上;它们都有良好的去除有机物和硝化能力,但前置反硝化BAF脱氮能力高于BAF;它们的好氧段的生物膜内存在相同的生物相,前置反硝化BAF的缺氧段内存在反硝化作用的生物絮体。     

微动力复合生物污水处理系统的研究

微动力复合生物污水处理系统是在传统生物处理工艺基础上开发出的新型微动力固定床复合生物反应器,反应器中同时存在活性污泥（悬浮相）和生物膜（附着相）两类多种微生物。通过充分发挥附着相和悬浮相多种微生物消解、转化能力,增强对废水中COD、BOD的去除效果。     

两级木炭曝气生物滤池的挂膜启动研究

以木炭作为两级曝气生物滤池的填料,以城市污水处理厂二沉池回流污泥为接种污泥,并以初沉池出水为原水启动挂膜,研究两级木炭曝气生物滤池在污水处理中的各级挂膜启动状况,考察在不同实验条件下水中污染物的去除规律。试验结果表明,启动初始阶段,两个滤柱对C0D的初始去除率均达到60％以上,并且在较短时间内填料表面能形成稳定的生物膜;两级滤柱串联运行过程中,一级滤柱对C0D的去除起主要作用,二级滤柱主要用于去除NH3-N,两级木炭曝气生物滤池在启动后期对COD和NH3-N的累积去除率均达到80％以上。     

Ecological responses to substrates in electroactive biofilm:A review

Substrate as the electron donor of bioelectrochemical system(BES) has fateful impacts on the microbial community composition of electroactive biofilm(EAB), via the selection upon functional microorganisms such as exoelectrogens, fermenters and methanogens, as well as their interactions. Electrochemical performance as the terminal reflects of electroactivity and the correspondence between community members have been summarized. Exoelectrogens responsible to the conversion towards electricity from their respective preferred substrates such as acetate, propionate, glucose and cellulose has been found to be finite in a small range, e.g., Geobacter, Shewanella and Pseudomonas. Their demands of micromolecular electron donors and the selective pressure of primary substrates facilitate the existence of competitive or cooperative biological processes to exoelectrogenesis. The inherent mechanisms of the dynamics of such interactions have been explored with electrochemical methods,defined co-culture experiments and community analysis. Complete view of the metabolic network in electroactive microbial communities has been shed light on, and appeals further investigation.     

运用PCR-DGGE和克隆技术对串联附积床系统生物膜菌群的分析

采用PCR-DGGE﹑克隆等分子生物学手段研究了多级串联附积床同时硝化反硝化脱氮系统生物膜菌群的时间演变,并对生物膜菌群进行同源性分析和系统发育树构建,同时讨论了生物膜菌群对系统中有机物的去除及对同时硝化反硝化脱氮的贡献.结果表明,随着时间的推移,生物膜菌群发生了较大演变而且具有高度多样性.对DGGE图谱优势条带进行分析表明,优势菌群分为5个不同的细菌类群:β-变形菌类群(β-proteobacteria)﹑γ-变形菌类群(γ-proteobacteria)、未分类菌类群(unclassified bacteria)、α-变形菌类群(α-proteobacteria)、放线菌类群(Actinobacteria).β-变形菌类群不仅在数量上占有优势,而且在有机物的降解、营养物质的去除中起着重要作用.生物膜细菌中起硝化作用的主要是亚硝化单胞菌和硝化螺旋菌;起反硝化作用的主要是施氏假单胞菌.     

单级自养脱氮反应器效能与微生物群落结构的相关性

于稳定运行但效能有明显差异的2套序批式生物膜反应器单级自养脱氮系统,研究了微生物群落结构的PCR—DGGE、real—timePCR等现代分子生物学特点及其运行效能与之的相关性。结果表明：运行效能好的反应器活性污泥及生物膜浓度较高,微生物群落结构差异较大,二者相似性为58．3％,溶解氧在活性污泥及生物膜内的分布特点为各类微生物及其代谢创造了良好环境,系统中好氧氨氧化菌AOB及厌氧氨氧化菌ANAMMOXz在数量上绝对占优,各类细菌的协同代谢使系统总氮去除率达到80％以上。运行效能相对较差的反应器,由于在反应器启动过程中没有将亚硝酸氧化菌NoB完全“洗脱”,系统中出现NO3-积累,且系统挂膜不理想,生物膜浓度低,生物膜与活性污泥微生物群落结构相似性为100％,优势功能菌单一,从而造成运行效能较低,总氮去除率仅为20％～30％。维持SBBR自养脱氮系统微生物群落结构的稳定及平衡性,生物膜是关键性因素。     

3种填料曝气生物滤池处理效能及硝化特性对比

为考察天然斜发沸石、页岩陶粒和石灰岩碎石曝气生物滤池的处理效能,利用模型试验对比分析3种填料滤池的氨氮及pH空间分布特征,探讨进水负荷及pH对3种滤池硝化效率的影响规律.结果表明,在较高的进水pH(pH>6.5)条件下,沸石BAF的氨氮去除能力优于石灰岩BAF和陶粒BAF.提高进水有机物负荷、氨氮负荷到一定程度将抑制曝气生物滤池的硝化效率,增加进水pH可有效提高3种填料BAF的氨氮去除率.沸石、陶粒和石灰岩曝气生物滤池均具有较好的有机物和悬浮物去除能力,沸石BAF和石灰岩BAF的硝化除氨效率优于陶粒BAF.石灰岩BAF能够很好地适应进水pH的变化,具有稳定的硝化效率,比较适于处理低pH和高氨氮负荷的污水.