A~2/O工艺的旁路化学除磷及污泥减量研究

为了确保脱氮除磷效果并降低剩余污泥产量,在A2/O系统的污泥回路上增加厌氧/好氧交替污泥减量池,并对部分厌氧释磷液实施旁路化学除磷。结果表明,在A2/O系统中接入污泥减量装置后,污泥表观产率为0.278 gMLSS/gCOD,污泥产量降低了37.9%;系统出水TN≤14.6 mg/L、TP≤1.31 mg/L,与常规A2/O工艺相比,对TN的去除率提高了3.84%,但对TP的去除率降低了2.87%。在A2/O系统中接入污泥减量装置并辅以旁路化学除磷后,系统出水COD≤55 mg/L、TN≤14.6 mg/L、TP≤0.70 mg/L,出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准,并实现了污泥减量的目的。     

厌氧/好氧耦合反应器的除污效能及污泥减量效果

基于流离和多相生物反应原理开发了厌氧/好氧耦合生物反应器,并考察了该反应器的除污效能及污泥减量效果。研究表明,当耦合生物反应器的进水COD负荷从0.64 kgCOD/(m3.d)上升到1.58 kgCOD/(m3.d)时,对COD的去除率均在80%以上,即其能承受较大的COD负荷;该反应器具有较好的脱氮性能,在常温、HRT为8 h的条件下,对总氮的去除率>55%;它的污泥平均产率为0.028 5 kgMLSS/kgCOD,与现有污水处理工艺相比,其污泥减量效果显著。     

旁路微氧污泥减量效果及其影响因素

通过对旁路微氧污泥减量技术中好氧污泥在微氧池中的减量效果及其影响因素的研究,发现污泥减量效果与微氧池的污泥浓度(MLSS)、好氧污泥与厌氧污泥的比例(α)、微氧池的氧化还原电位(ORP)、微氧池的污泥停留时间有关。当微氧池的α=2∶8、MLSS为10 000 mg/L时,减量效果最佳;通过不同MLSS和不同α值两组试验,得出在最佳值时的减量率分别为19.15%和19.61%。低ORP值条件下微氧池污泥颗粒细碎,中位粒径为20.24μm,而好氧污泥的中位粒径为32.18μm。同时,混合液中溶解性大分子有机物含量明显增加。该工艺使污泥有更充分的时间进行内源呼吸和EPS的离解释放,从而实现了污泥减量。     

电磁波加载内回流硝化液的A/A/O系统污泥减量研究

将电磁波加载于A/A/O系统的内回流硝化液,在分析溶胞率与内回流硝化液特性变化关系的基础上,探析系统的污泥减量提升效果及功能菌属的分布特征。结果表明,将电磁波加载于内回流硝化液可显著提升A/A/O系统的污泥减量效果,功能菌属中慢性生长细菌、水解细菌、发酵细菌和捕食细菌的总相对丰度增加。在电磁波加载功率为100 W、加载时间为75 s、内回流硝化液加载比例为10%的条件下,系统污泥表观产率降低了15.68%,厌氧池、缺氧池和好氧池的功能菌属总相对丰度分别增加了19.51%、20.59%、31.55%;而当电磁波加载功率增至400 W时,系统污泥表观产率降低了43.14%,厌氧池、缺氧池和好氧池的功能菌属总相对丰度分别增加了18.34%、26.30%、33.91%。     

臭氧氧化污泥减量和碳源回收利用研究

将臭氧氧化技术和A2/O生物脱氮除磷工艺相结合,考察了同时实现污泥减量和碳源回收用于生化系统脱氮除磷的可行性。A2/O工艺运行稳定后,控制臭氧浓度为25 mg/L,对剩余污泥连续破解并投加到缺氧池。结果表明:经臭氧氧化后,混合液中的SCOD浓度增加到氧化前的3.5倍,对SS和VSS的去除率分别可达46.8%和42.3%;经过臭氧氧化的剩余污泥回流到A2/O系统后,使C/N和C/P值均提高了约一倍,但是脱氮除磷效率却没有提高。这是因为DO浓度过高,破坏了厌(缺)氧环境;同时,所释放的COD中能够被微生物快速利用的较少。     

基于好氧颗粒污泥的三槽交替反应器的运行效能与微生物菌群分析

在新开发的三槽交替反应器基础上接种厌氧反应器中的颗粒污泥,采用较高的进水负荷快速培养好氧颗粒污泥,考察了三槽交替反应器的运行效能,并进行微生物菌群结构分析。结果表明:在PLC自动控制条件下,反应器实现了周期性独立控制。经过32 d的培养,好氧颗粒污泥在厌氧颗粒污泥的基础上培养成功。在人工配水的条件下,氮、磷去除效能较低。通过改善进水碱度,污泥形态保持稳定,COD、氨氮和磷酸盐的平均去除率分别达到88%、47.80%和28.10%。好氧颗粒污泥微生物菌群结构与厌氧颗粒污泥有较大相似性,α、γ-Proteobacteria的相对丰度明显提高,好氧颗粒污泥中Sphaerotilus、Acidovorax、flavobacterium等菌属的热度(相对变化强度)较高,对好氧颗粒污泥的形成和稳定运行起到重要作用。     

组合式折流板反应器启动程序的研究

介绍一种组合式折流板反应器(CBR),由缺氧区—厌氧区—好氧区组成。好氧区部分出水回流至缺氧区进行脱氮,实现了A2/O与折流板反应器的嵌套,在保留厌氧折流板反应器(ABR)优点的同时,强化了COD去除率和脱氮效果。采用模拟污水,通过先启动厌氧区,再启动好氧区,最后启动缺氧区的方式成功启动了CBR,获得了启动过程中COD去除率、pH、产气量、TN等参数随时间的变化规律。反应器启动后COD去除率可以稳定达到90%以上,总氮去除率可以达到80%以上。电镜扫描结果表明,厌氧区各格室颗粒污泥具有明显的相分离特性。     

SBR好氧颗粒污泥的理化性质研究

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,以葡萄糖为碳源,采用SBR反应器培养出了好氧颗粒污泥,对其外观、理化性质及除污效果进行了考察。结果表明,好氧颗粒污泥呈黄色或黄褐色,外观呈球状或椭球状,其表面和内部存在孔隙。好氧颗粒污泥的湿密度平均为1.057 g/cm^3,高于普通活性污泥的;含水率为96.7%～98.4%,低于普通活性污泥的;完整系数（IC）为97%～100%,具有较好的物理强度。好氧颗粒污泥的平均粒径为1.3 mm,小于厌氧颗粒污泥的;MLVSS/MLSS值为0.78～0.91,具有良好的生物活性;SVI值〈70 mL/g,沉降速度为12～78 m/h,具有良好的沉降性能。反应器稳定运行初期,对COD的去除率〉80%,对NH3-N的去除率为54.8%～75.7%,表明好氧颗粒污泥具有良好的除污效果。     

连续流生物流化床中好氧颗粒污泥的形成特征

将上流式厌氧污泥床(UASB)与气升式间歇反应器(SBAR)相结合而形成连续流生物流化床,并以兰州市七里河安宁污水处理厂的活性污泥为种泥,在连续运行方式下培养好氧颗粒污泥,考察颗粒污泥的形成特征及除污效果。在反应器运行至第17-19天有小颗粒形成,生物量从0.5g/L增到约1.0g/L,MLVSS/MLSS值达到0.75左右,对COD和NH_3-N的去除率达到90%。当培养至第29天时污泥颗粒密实且具有较大的粒径,镜检时丝状菌清晰可见,此时对TP的去除率约为60%,MLVSS/MLSS值达到0.8以上。培养至第47天时发生丝状膨胀,MLVSS/MLSS值下降至0.7,对NH_3-N和TP的去除率降至40%左右;第62天丝状膨胀开始得到有效控制,MLVSS/MLSS值上升至0.8以上,生物量超过2.0g/L,对有机物的去除效果得到恢复,此后反应器中生物量和除污效果等均呈上升趋势,SVI值趋于稳定。     

SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集

反硝化除磷菌(DPAOs)能够在缺氧条件下同步完成脱氮除磷,是反硝化除磷工艺的主体。以武汉沙湖污水处理厂二沉池的回流污泥为种泥,采用二段式SBR工艺实现了反硝化除磷菌的快速富集。在第一阶段反应器采用厌氧/好氧(A/O)模式运行,可以实现对除磷菌(PAOs)的快速诱导和富集,运行13 d后,SBR反应器对氮、磷的去除率均达到85%以上。而后进入第二阶段,采用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)模式运行,以快速富集培养反硝化除磷菌,经过26 d的运行,反应器对氨氮和磷酸盐的去除率分别达到92.2%和91.2%左右,且典型周期内硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系,表明系统的反硝化除磷能力得到显著增强。