溶解氧对膜生物反应器处理生活污水的影响研究

论文研究了溶解氧(DO)对同步硝化反硝化膜生物反应器(SNdNMBR)处理生活污水过程脱氮除磷的影响.在一定的条件下控制DO浓度于不同的范围,考察MBR内同步硝化反硝化过程及对COD的去除效果.试验结果表明:当水力停留时间(HRT)在6 h左右、C/N(浓度比)约为8和pH在微碱性范围内时,反应器进行低氧曝气且将DO控制在1.0 mg/L左右,系统表现出良好的SNdNMBR过程脱氮除磷效果,膜生物反应器系统对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到89.43%、80.5%、75.72%和76.37%.     

碳源对生物膜同步硝化反硝化脱氮影响

利用序批式移动床生物膜反应器研究了有机碳源对低碳氮比ρC/ρN(指ρCOD/ρTN,以下同)生活污水同步硝化反硝化脱氮的影响,结果表明,在无外加碳源时,同步硝化反硝化条件下TN去除率为59.8%,COD平均去除率为83.12%,NH+4-N去除率为94.9%(最高达到99.8%);分别以淀粉、葡萄糖和甲醇为外加碳源,ρC/ρN=7时,发现投加外碳源有利于有机物、NH+4-N和TN的降解和转化,NH+4-N转化受碳源种类影响不大,投加淀粉时有机物降解不完全导致系统有恶化趋势,投加甲醇碳源时系统脱氮效率最高,TN去除率达84.5%,投加葡萄糖时,TN去除率为80.55%,从安全和经济方面考虑,确定投加葡萄糖较为合适.     

进水COD及投加方式对A2O-BAF工艺反硝化聚磷的影响

为了提高系统的反硝化除磷脱氮效率及碳源可利用性,主要研究了进水COD及投加方式对A2O-BAF工艺反硝化聚磷的影响.试验设计了不同的进水ρ(C)/ρ(P)(25 ～71)及COD投加方式(1次投加、3次投加、连续投加),分别考察各污染物的去除规律.试验结果表明:当ρ(C)/ρ(P)≤34时,A2O中出现磷和硝态氮的累积,去除效果恶化;当45≤ρ(C)/ρ(P)≤59时,磷的去除率稳定在90％左右,出水ρ(P)低于0.5 mg·L-1;当ρ(C)/ρ(P)≥63时,磷的去除率随ρ(C)/ρ(P)的增加而下降.当ρ(C)/ρ(P)≥39时,ρ(C)/ρ(P)的变化对COD和TN去除率影响不大,平均去除率分别高于83％和76％;当ρ(C)/ρ(P) =57时,系统处理效果最佳.相同质量浓度的COD,连续投加的方式可以提高碳源的可利用性,增加厌氧释磷量,提高缺氧反硝化除磷脱氮速率.     

复合式UCT-MBR脱氮除磷效果的试验

目的 考察复合式UCT-MBR对生活污水的脱氮除磷效果.方法 针对生活污水特点,采用除磷能力较强的UCT(the University of Cape Town process)与膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)相结合的工艺,在反应器内投加立体弹性填料,构成复合式UCT-MBR,形成悬浮污泥与附着污泥共存的复杂生物相体系.结果 在HRT=8～12 h,SRT=30 d,膜出水量为10 L/h,气水比为40∶ 1条件下,经过42 d的污泥驯化,挂膜成功,其后60 d的稳定运行中,对CODCr、NH3-N平均去除率分别达到95.7%、97.7%,出水ρ(NH3-N)<2.4 mg/L.回流比为300%和400%时,TN去除效率分别为78.9%、84.1%,出水ρ(TN)<15 mg/L,并且由于生物膜的作用在好氧区发生了同步硝化反硝化.当硝化液回流比为300%时,TP的去除效果最佳,为83.2%,出水ρ(TP)<1 mg/L,满足一级B标准.结论 采用该工艺处理生活污水运行稳定,具有较强的抗冲击负荷能力,出水水质良好,达到了国家生活杂用水的要求.     

同步硝化反硝化脱氮影响因素探讨

利用批量实验模拟SBR反应器中的硝化反硝化反应,考察不同温度、pH值、溶解氧(ρDO),碳氮比(COD/NH3)对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明,在温度为30℃,ρDO为5 5mg/L,pH为7 0,碳氮比为20 7时总氮去除率可达48 7%;同时可以推断活性污泥中可能同时存在异养硝化菌和好氧反硝化菌。     

A^2O工艺处理生活污水反硝化除磷研究

采用A2O工艺处理低ρ(C)/ρ(N)实际生活污水,研究其脱氮除磷性能和反硝化除磷特性.试验结果表明:处理低ρ(C)/ρ(N)实际生活污水时,在不设置预缺氧区、无外加碳源的情况下,A2O工艺的脱氮除磷能力受到严重影响,出水ρ(NO3--N)高达35 mg/L,TN平均去除率仅为47.1%;此时A2O工艺除磷能力较差,缺氧段有释磷现象的发生.当设置预缺氧区后,A2O工艺的脱氮除磷能力明显提高,TN平均去除率可达60.7%,PO43--P平均去除率为55.9%;此时系统存在反硝化除磷现象,缺氧段除磷率为31.4%～46.9%.在设置预缺氧区的基础上,通过外加碳源,提高进水ρ(C)/ρ(N),可进一步提高系统的脱氮除磷能力,TN平均去除率可达74.4%,出水ρ(PO34--P)小于0.5 mg/L,缺氧段除磷率高达66.2%～90.9%.同时研究了外加碳源情况下污泥内PHA成分、含量及糖原含量在A2O系统内的沿程变化趋势.经过驯化、富集,反硝化聚磷菌相对于全部聚磷菌的代谢活性从31.1%提高到74.7%.A2O工艺反硝化除磷能力的增强,提高了碳源的利用效率.     

碳氮比对生物反硝化中N_2O产量的影响

利用间歇式反应器(sequencing batch reactor,SBR),以乙醇作为外加碳源,考察不同化学需氧量(chemicaloxygen demand,COD)与氮的质量浓度的比值对全程和短程反硝化脱氮过程中N2O产量的影响.全程反硝化过程中,调节ρ(COD)/ρ(N)为1.56、2.83、4.56、6.01和10.0,短程反硝化中调节ρ(COD)/ρ(N)为1.51、2.45、3.33、4.13和9.7.结果表明,全程和短程反硝化的最佳ρ(COD)/ρ(N)分别为6.01和4.13,硝酸盐和亚硝酸盐完全被还原,反硝化过程中几乎没有N2O产生,1 g混合液悬浮固体(mixed liquor suspended solids,MLSS)每天还原的硝态氮和亚硝态氮分别可达0.077和0.089 g.在碳源充足的条件下,反硝化速率不再随着有机物的增加而增加.在低ρ(COD)/ρ(N)时,短程反硝化过程中N2O产量远大于全程反硝化过程,最高可达0.607 mg/L.在碳源不足时,亚硝酸盐对氧化亚氮还原酶(N2O reductase,N2OR)的抑制作用和ρ(COD)/ρ(N)不足是影响系统N2O产量增加的主要原因.     

SBR反应器同步硝化反硝化影响因素及其特性

为进一步探讨同步脱氮机理和提高反应系统同步硝化反硝化效率,利用培养驯化出高效同步硝化反硝化活性污泥,研究有机物负荷、溶氧和温度等因素对SBR反应器同步硝化反硝化脱氮效能的影响.结果表明：当温度为25～30℃、pH为7～9时,系统脱氮效果较好;当碳氮比在1：1～8：1时,COD、氨氮、TN去除率随着碳氮比的升高而降低,分...     

同步硝化反硝化脱氮影响因素探讨

利用批量实验模拟SBR反应器中的硝化反硝化反应，考察不同温度、pH值、溶解氧(ρDO)，碳氮比(COD／NH3)对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明，在温度为30℃，ρDO为5．5mg／L，pH为7．0，碳氮比为20．7时总氮去除率可达48．7％；同时可以推断活性污泥中可能同时存在异养硝化菌和好氧反硝化菌。     

分体式间歇运行膜生物反应器处理生活污水的试验研究

目的通过降低膜负荷缓解膜污染，提高膜生物反应器的处理有机物、脱氮效果．方法采用分体式间歇运行膜生物反应器，生物反应器间歇运行的方式处理污水，处理后的出水进行膜分离处理，并测量原水、生物反应器出水、膜分离出水的COD、NH3-N、NO2^--N、NO3^--N、TN、TMP，考察分体式间歇运行膜生物反应器处理有机物、脱氮效果及膜污染速率．结果试验表明，系统处理COD平均去除率达到87．9％，NH3-N的平均去除率为93．8％，对TN的平均去除率为82．5％，并且与一体式膜生物反应器相比膜污染速率大大降低．结论分体式间歇运行膜生物反应器具有良好的有机物和含氮污染物的去除能力，生物反应器中硝化反应、反硝化反应进行彻底，膜污染速率降低．     

限氧曝气实现亚硝酸型同步硝化反硝化的研究

在(19±1)℃条件下,采用SBR工艺处理低碳氮比实际生活污水,没有外加有机碳源,通过限氧曝气实现了亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮(simultaneous nitrification denitrification via nitrite,亚硝酸型SND).试验结果表明,较长污泥龄下(50～66 d),通过控制曝气量使系统溶解氧处于较低水平,好氧末端ρDO2.0 mg/L,平均ρDO≈0.65 mg/L,不仅可在常温条件下实现短程硝化,ρ(NO2--N)/ρ(NOx--N)稳定在95%以上,而且可同时在该好氧硝化系统中获得高效的反硝化效果,稳定运行后,经亚硝酸型SND途径的总氮去除率(ESND)平均为52%,最高可以达到63.1%.试验分析表明,低ρDO水平是实现亚硝酸型SND的关键因素,通过低ρDO影响硝化菌群的构成、反硝化菌的缺氧微环境以及有机物和ρ(NH4+-N)的降解特性,促进了亚硝酸型SND的形成.     

电流对三维电极生物膜耦合硫自养脱氮工艺的影响

针对污水处理厂尾水TN去除问题,研究了电流对三维电极生物膜耦合硫自养脱氮工艺(3DBER-S)脱氮性能及菌群结构的影响.运行结果表明:在进水pH为7.0~7.5,ρ(NO_3~--N)为35 mg/L,ρ(C)/ρ(N)为1,HRT为12h条件下,电流由60 mA增大到800 mA,NO_3~--N和TN去除率变化不明显,分别稳定在87%和76%左右;随电流增大,体系氢自养反硝化作用所占比例由22.8%逐渐上升到74.4%.基于nirS基因的克隆文库结果表明:3DBER-S中与异养、硫自养和氢自养反硝化功能菌属相似的细菌均占有一定比例;随电流增大,与氢自养反硝化功能菌属相似的细菌所占比例增大.该体系中存在异养、氢自养和硫自养反硝化协同去除硝酸盐氮的作用,维持了稳定高效的脱氮效果,且增大电流利于氢自养反硝化作用的增强.     

生物膜法同步硝化反硝化影响因素的分析

研究了生物膜法同步硝化反硝化系统中曝气时间、溶解氧和进水COD负荷对COD及脱氮效率的影响 .研究结果表明 :在溶解氧浓度为 1.0～ 3.0mg/L范围内 ,随着反应器内溶解氧浓度的降低 ,总脱氮去除率提高 ,保持较好脱氮率的溶解氧浓度为 2 .0mg/L左右 ;在进水COD负荷为 0 .864～ 1.44 0kg/ (m3·d)范围内 ,保持较好脱氮率的最佳有机负荷为 1.15 2kg/ (m3·d) ,降低或提高有机负荷时总脱氮率均下降     

ρ(C)/ρ(N)对3BER-S工艺特性及反硝化细菌群落特征的影响

为提高三维电极生物膜工艺脱氮效率,通过运行不同TOC与TN的质量浓度比(ρ(C)/ρ(N))条件下三维电极生物膜-硫自养耦合工艺(3BER-S),并建立基于反硝化特异性基因nirS克隆文库,研究了ρ(C)/ρ(N)对3BER-S运行特性及反硝化细菌群落的影响.结果表明:ρ(C)/ρ(N)对3BER-S工艺的脱氮效率影响较小,不同ρ(C)/ρ(N)条件下的TN去除效率基本稳定在80%以上.ρ(C)/ρ(N)对3BER-S体系内的反硝化细菌种群结构和营养类型均有一定影响.高ρ(C)/ρ(N)条件下,反硝化细菌种类较少,Thauera(陶厄氏菌属)是体系内的优势菌群,脱氮作用以异养反硝化过程为主;当ρ(C)/ρ(N)降低时,反硝化细菌种类增多,硫自养反硝化细菌所占比例升高.总之,由于硫磺单质的加入,弥补了3BER工艺低ρ(C)/ρ(N)时的反硝化作用电子供体不足,使得3BER-S耦合体系在不同ρ(C)/ρ(N)条件下均能保持高效且稳定的脱氮效果.     

复合生物反应器亚硝酸型同步硝化反硝化

以实际生活污水为对象,利用有效容积为12L的间歇式复合生物反应器(填料体积填充比为30%),通过控制ρ(DO)稳定实现了亚硝酸型同步硝化反硝化脱氮.试验结果表明,在同步硝化反硝化条件下,随着ρ(DO)的升高,亚硝化率逐渐降低,总氮去除率也呈下降趋势.曝气结束,ρ(DO)>4 mg/L时,系统的亚硝化率和总氮去除率均小于50%;当ρ(DO)为2 mg/L,温度维持在(28±1)℃,硝化过程中亚硝化率始终维持在85%以上,ρ(NH_4~+ -N)去除率大于98%,总氮去除率在75%左右.因此,在试验条件下,只要控制曝气量,使得曝气结束时反应器内ρ(DO)为2 mg/L,就可实现稳定的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮.     

分点进水频繁曝气SBR工艺除磷脱氮影响因素

分点进水频繁曝气SBR工艺将分点进水和频繁曝气技术手段相结合,促进硝化菌、聚磷菌等目的菌群的增殖优势,提高处理污水的能力.实验考察不同进水方式、不同进水比例对系统除磷脱氮效率的影响.结果表明,进水方式及进水比例(厌氧段进水量/频繁曝气段进水量)对系统除磷脱氮效率有着明显的影响.在进水比例0.4/0.6,仅在厌氧段和缺氧段进水的条件下,实验系统除磷脱氮能力最强.在最佳进水方式条件下,通过考察系统在不同泥龄、ρ(C)/ρ(N)、ρ(C)/ρ(P)下的除磷脱氮效率,发现系统在泥龄为10 d和5 d时的除磷脱氮效果相对较好,NH 4+-N、TN、TP去除率可达97%、87%、99%左右;而当ρ(C)/ρ(N)为20时系统的除磷脱氮能力最佳,CODCr、TN、TP去除率为95%、92%、99%;当ρ(C)/ρ(P)为88.9时系统的CODCr、TN、TP去除率分别达97%、89%、99%.     

生物膜同步硝化反硝化脱氮过程中N2O的产生量及机理分析

为了考察生物膜同步硝化反硝化脱氮过程中氧化亚氮(N2O)的释放量,以碳纤维为填料,采用SBR反应器研究了实际生活污水生物膜同步硝化反硝化过程中N2O释放量并对其产生机理进行了分析.在低溶解氧水平(0.2～1.5 mg/L)下系统同步硝化反硝化率维持在79%以上.在4个溶解氧水平0.2、0.4、1.0、1.5 mg/L下,每去除1 g氨氮N2O释放量分别为0.005、0.025、0.021、0.025 g,远低于短程硝化反硝化系统N2O释放量.1个反应周期内,N2O释放量随NH4+-N氧化而增加,NH4+-N氧化结束后,N2O释放量急剧减少.在曝气状态下,N2O释放速率与ρ(COD)呈现了较好的相关性.分析发现,生物膜同步硝化反硝化系统中N2O主要是由异养硝化和好氧反硝化产生.     

MBR-SNAD工艺处理生活污水效能及微生物特征

为考察基于膜生物反应器(MBR)的同步亚硝化厌氧氨氧化反硝化(SNAD)工艺处理生活污水的可行性,在SNAD工艺稳定运行的MBR中逐步加入生活污水,同时微调曝气量及HRT等参数,考察生活污水中污染物的去除效果,通过物料衡算计算不同阶段反应器内的脱氮路径,同时通过克隆-测序技术分析了微生物种群特征.结果表明,MBR-SNAD工艺可以实现生活污水中C、N及SS的同时高效去除,总氮去除负荷达0.65 kg/(m3·d),出水氨氮小于5 mg/L;COD去除率达87%,出水COD小于50 mg/L;浊度去除率达99%,出水浊度在1 NTU以下,SS在10 mg/L以下,达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)的一级A排放标准.反应器中存在约12%的反硝化脱氮和88%的全程自养脱氮(CANON),实现了异养脱氮和自养脱氮的协同合作.好氧氨氧化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌共存于系统内.MBR-SNAD是处理生活污水的适宜工艺.     

亚硝化颗粒污泥系统中氮损失特性分析

对亚硝化颗粒污泥系统在启动和运行过程中氮的损失特性进行了考察.结果表明,当进水氨氮容积负荷为1.2 kg/(m3·d)时,系统氮损失率保持在20％左右,而且在第45～58天期间氮损失率有上升趋势.分析认为氮的损失主要归因于发生在颗粒污泥内部的反硝化过程,而氨氮吹脱、厌氧氨氧化等对其贡献微弱.随着颗粒污泥粒径的逐渐增长和结构的愈加密实,反硝化效果不断增强.另外,亚硝化颗粒污泥系统具有良好的COD去除效果,COD容积负荷为2.4 kg/(m3·d)时,COD去除率稳定在70％左右.COD好氧降解量的减少被增强的缺氧降解过程(反硝化)所弥补.     

末端间歇曝气A2/O工艺处理低碳氮（磷）比生活污水

为提高A2/O工艺处理低碳氮(磷)比污水的同步脱氮除磷效率,使出水达到GB18918—2002一级A标准,采用2种模式A2/O工艺处理实验废水.模式1为投加填料的A2/O工艺,反应器在优化工况tHR=8.2 h、污泥回流比R=80%、硝化液回流比r=250%~300%、ρ(DO)=1.5~0.5 mg/L条件下运行,出水TP质量浓度仍超标.模式2为模式1的改良——末端间歇曝气填料A2/O工艺,好氧段后增设1个间歇曝气段,并改变污泥回流和排泥方式,系统在长污泥龄tSR=22.3 d、A2/O段优化工况、间歇曝气段tHR=4 h、曝气周期1 h(曝气1 min(ρ(DO)=0.3~0.5 mg/L)、沉淀59 min)的条件下,COD、NH4+-N、TP和TN的平均去除率分别达87.8%,99.1%,95.5%和90.8%,出水亚硝化率在70%以上,污泥中反硝化除磷菌与聚磷菌比达95.65%.系统实现了短程硝化反硝化途径的氮磷同步去除,出水满足国家一级A标准.