厌氧氨氧化前置亚硝化反应器启动及稳定研究

采用序批式活性污泥法反应器(SBR),接种好氧硝化污泥,通过FA含量、DO含量和碱度3个控制因素研究了半亚硝化反应器启动及控制条件简化后亚硝化稳定性的变化。结果表明,在3个控制因素下,半亚硝化反应器能够在16 d后成功启动,出水NO2--N与NH4+-N的质量比维持在1左右。当取消碱度控制时,出水水质出现一些波动,但基本稳定。当仅通过质量浓度为0.6 mg/L的DO控制时,出水NO2--N与NH4+-N的质量比仍维持在1左右。说明在半亚硝化厌氧氨氧化联合工艺中仅通过DO含量控制可以实现亚硝化稳定的运行,能够满足厌氧氨氧化工艺进水基质的要求。     

生物填料的投加对厌氧序批式反应器启动影响研究

采用厌氧序批式反应器(ASBR)和厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR),以相同的反硝化污泥作为接种污泥,自配模拟废水,调节进水pH为7.5~8.0,反应器中水体温度为(30±0.5)℃,研究了生物填料的投加对厌氧序批式反应器厌氧氨氧化反应的启动影响。经过120 d运行,ASBBR成功启动了厌氧氨氧化反应,NH3-N容积负荷为96mg/(L·d),NH3-N去除率达到81.53%,NH3-N、NO2--N减少量与NO3--N生成量之比为1:1.11:0.25。而未投加填料的ASBR没有发生厌氧氨氧化反应,NH3-N容积负荷为22 mg/(L·d),NH3-N去除率达到23.36%,NH3-N、NO2--N减少量与NO3--N生成量之比为1:0.91:1.18。实验结果表明,生物填料的投加使ASBBR易于形成厌氧环境,有利于厌氧氨氧化反应器的启动,同时有利于NH3-N的去除。     

ANAMMOX反应器快速启动及对反硝化聚磷的影响研究

硝化菌的生长快于厌氧氨氧化菌,通过培育硝化生物膜,利用硝化菌的基质多样性和代谢多样性,可使生物膜由催化硝化反应过渡到催化厌氧氨氧化反应,加速ANAMMOX反应器的启动。经过2个月的运行,成功地启动了ANAMMOX反应器,而且反应器运行性能稳定。将厌氧氨氧化引入反硝化聚磷系统中,试验结果表明,在COD和TP的去除率保持基本不变的情况下,NH4+-N的去除率从23%上升到87%,TN的去除率从88%提高到93%,出水NH4+-N和NO2--N的质量浓度均低于2mg/L。     

变基质浓度下SBR亚硝化启动试验研究

采用SBR反应器,在低DO(<1.0 mg/L)及高氨氮浓度(220 mg/L)下,经过20周期(10 d)的连续运行,亚硝化率达到90%以上并且保持稳定。此后逐步降低氨氮浓度,深入研究6个不同水平下亚硝化效果和游离亚硝酸(FNA)及温度对亚硝化的影响。试验结果表明,高氨氮时,实施限时曝气且低DO、较高游离氨(FA)的联合抑制模式,低氨氮下,采取实时控制策略,避免过度曝气,经过130 d的运行,去除负荷稳定在0.301 kg NH 4+-N/(m3.d),污泥负荷稳定在0.374 kg NH4+-N/(kg MLSS.d),亚硝化率一直在95%以上,成功实现了低氨氮SBR亚硝化的启动。同时发现FNA对AOB的抑制具有可逆性,而缓慢升温对亚硝化效果影响不大。     

限氧条件下亚硝化的稳定运行及动力学

采用高氨氮人工配水和序批式反应器,在限氧(0.2～0.3mg/L)条件下,研究了进水氨氮负荷、游离氨和游离亚硝酸对氨氮转化率、亚硝化率和亚硝氮生成速率的影响及游离氨对氨氧化菌的基质抑制动力学。结果表明,在进水氨氮负荷逐步提升过程中,由于高浓度游离氨的抑制作用及负荷冲击的影响,亚硝化效果易出现波动,且负荷越高,亚硝化性能恢复的时间越长。反应系统最终可达到的氨氮容积负荷为3.60kg/(m³·d),亚硝氮生成速率为2.98kg/(m³·d),亚硝化率始终维持在85%左右。反应体系中较高的游离氨浓度(24.4～85.8mg/L)和低浓度溶解氧是维持亚硝化工艺稳定运行的主要因素。游离氨对氨氧化菌的抑制动力学符合Haldane模型,拟合得到最大氨氧化速率为6.71gN/(gVSS·d),游离氨半饱和常数和抑制常数分别为3.2mg/L和27.8mg/L。     

低基质厌氧氨氧化SBBR反应器启动研究

采用SBBR反应器,接种普通污水厂剩余污泥,以人工配制含NH4+-N和NO2--N的低氨氮废水为进水,NH4+-N、NO2--N分别为24.3~32.0 mg/L、31.9~37.5 mg/L,p H为7.60~7.75,水温为(32±1)℃,考察低基质条件下厌氧氨氧化反应器启动及稳定运行特征。结果表明:经100余天后,SBBR厌氧氨氧化反应器成功启动。进水TN为60.8~68.7 mg/L时,平均去除率为88.3%,NH4+-N和NO2--N的去除率均达到95%以上。稳定运行期间,NH4+-N去除量、NO2--N去除量和NO3--N生成量的质量浓度之比为1∶1.37∶0.27,出水p H略高于进水,稳定在7.95左右。     

UAF反应器启动厌氧氨氧化反应的试验研究

本试验以普通活性污泥为种泥,采用升流式厌氧生物滤床(UAF)反应器,在pH为7.5的室温条件下,以NH4Cl和NaNO2配制人工模拟废水,通过逐步提高NH4+-N与NO2--N的负荷对厌氧氨氧化菌进行培养与驯化,在反应器运行到148 d左右时NH4+-N与NO2--N去除率分别达到56%、62%,且在之后的运行过程中其去除率呈同步变化,NH4+-N与NO2--N同时去除。通过镜检发现在反应器下部形成了具有厌氧氨氧化活性的棕红色颗粒污泥,实现了厌氧氨氧化反应的快速启动。     

短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺处理低C/N比生活污水

为快速实现低C/N比生活污水高效低耗稳定脱氮,在常温条件下,对短程硝化-厌氧氨氧化工艺的启动及脱氮性能进行研究,在常温,高DO(2.5 mg·L-1)条件下,采用实时控制结合神经网络模型预测控制可快速启动短程硝化,亚硝积累率达到95%以上。由于生物膜的独特结构可为厌氧氨氧化(Anammox)菌提供良好的厌氧环境,因此选用生物滤池来实现厌氧氨氧化,启动期间克服了温度变化的影响,第173天后,NH4+-N和NO2--N去除率达到90%以上,TN去除率达到80%,Anammox滤池成功启动。后续将短程硝化与厌氧氨氧化耦合,通过逐步提高滤速启动耦合系统,Anammox滤池滤速可提高到0.5 m·h-1,总氮容积负荷达到0.75 kg·m-3·d-1。系统出水TN平均浓度为8 mg·L-1,实现了短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺稳定高效地处理生活污水。     

有机物对厌氧氨氧化的双向影响及抑制解除

以改进型UASB为反应器,采用连续试验方法,研究了不同浓度有机物对厌氧氨氧化反应的影响,并制定了通过调节亚硝态氮浓度解除厌氧氨氧化有机物抑制的方法。结果表明,当COD≤120 mg/L时,有机物对厌氧氨氧化反应产生促进作用,反之则产生抑制作用;NO2-能有效解除由于有机物引起的竞争性抑制,使厌氧氨氧化菌不受反硝化菌竞争性抑制影响的COD、NH4+-N、NO2--N投加质量比为1.6∶1∶1.92。     

盐度条件下UASB厌氧氨氧化反应器启动与运行研究

考察了低盐度条件下启动厌氧氨氧化反应器及其处理高氮高盐废水的可行性。结果表明,在NaCl为3.0 g/L的低盐度、氮负荷为130 mg/(L·d)的条件下采用普通活性污泥作为接种污泥,可在165 d内成功启动UASB厌氧氨氧化反应器,对TN、NH4+-N、NO2--N的平均去除率分别达到80.0%、98.8%、90.0%,NH4+-N、NO2--N去除量与NO3--N生成量之比为1∶(1.15±0.08)∶(0.20±0.02),出水pH稳定在8.42左右,污泥呈棕褐色颗粒状,存在部分浅红色颗粒污泥。将总氮容积负荷和盐度(NaCl)逐步提高到258 mg/(L·d)和12.0 g/L,反应器脱氮效率保持高效、稳定。在低盐度条件下启动厌氧氨氧化反应器之后,通过适当的氮负荷和盐度提升方式,可以处理高氮高盐废水。     

厌氧氨氧化反应的影响因素研究

以厌氧氨氧化活性污泥作为接种物,以无机盐培养液作为实验用水,考察了溶解氧、进水NO2--N与NH4＋-N的比值对厌氧氨氧化反应的影响。反应体系中硝酸盐的产生量随溶解氧浓度增加而增大,总氮去除率则随溶解氧浓度的增加而降低,除氧实验时出水NO3--N浓度平均为67.2mg/L,总氮去除率平均为73.9%;不除氧时出水NO3--N浓度平均为83.0mg/L,总氮去除率平均为67.8%;当进水NO2--N与NH4＋-N比值为1.16时,利于厌氧氨氧化反应的进行,总氮去除率为62.78%。     

高浓度氨氮对活性污泥性能的影响

采用2个SBR反应器RUN1和RUN2在氨氮质量浓度分别为50、350 mg/L的条件下驯化污泥,考察氨氮浓度对污泥活性的影响;并在氨氮质量浓度分别为59、232、368、604和1 152 mg/L的条件下对2个反应器中的驯化污泥进行氨氮适应性试验。结果表明:在较高的氨氮浓度条件下,有机物降解菌对CODCr降解率下降约47%,硝化菌对氨氮的去除率下降约55%,脱氢酶活性下降约56.6%,显示出高浓度氨氮对有机物降解菌和硝化菌的活性都具有一定的抑制作用;当进水氨氮质量浓度从59 mg/L升至1 152 mg/L时,RUN1和RUN2中污泥对CODCr的去除率分别由89.2%和91.9%下降为40.5%和67.6%,对氨氮的去除率则分别由99.8%和99.9%下降为17.1%和22.2%,说明经高浓度氨氮驯化的污泥,其有机物降解菌和硝化菌都显示出对高浓度氨氮更好的适应性。     

长波紫外辐照实现城市污水短程硝化研究

利用紫外线A(UVA,波长315~400 nm,最高365 nm)辅助照射活性污泥,研究了紫外辅助实现城市污水短程硝化工艺的可行性,考察了UVA对活性污泥中氨氧化菌(AOB)和亚硝酸氧化菌(NOB)活性影响。结果表明,不同辐射强度UVA照射下AOB活性略有提高而NOB活性显著下降,辐射强度1.67×10^-6Einstein/(L·s)下对NOB活性的抑制率达40%。通过序批式反应器(SBR),以模拟城市污水为处理对象,在UVA紫外辐射强度0.867×10^-6Einstein/(L·s)下,在常温(25~27℃)、COD为100~150 mg/L、进水NH4^+-N的质量浓度为50 mg/L的条件下,运行30 d后出水NH4^+-N去除率达到90%以上、NO2^--N积累率稳定在80%左右,成功实现了城市污水短程硝化。     

硝铵蒸发冷凝液废水治理回收技术研究

同时含NH3-N ,NO3- -N的硝酸铵装置生产废水的治理是氮肥行业尚未有效解决的环保“老大难”治理问题。本文详细地比较了目前国内外对NH3-N ,NO3- -N废水的各种治理技术的优缺点后 ,提出采用多流通旋转分配阀的连续离子交换分离法是治理回收高浓度、小水量NH3-N ,NO3- -N废水的较适宜技术。通过实验室动态摸拟试验表明 ,多流通旋转分配阀连续离子交换分离法不但能有效治理含NH3-N ,NO3- -N的硝铵废水使废水达标排放 ,而且还能回收、提浓再生的硝铵产品返回硝铵生产工艺而产生经济效益。     

异养硝化菌的分离及脱氮特性研究

从活性污泥中分离得到异养硝化菌株Y1,该菌的最优硝化条件：C／N为9．6,温度为30％,初始pH为9．0,摇床转速为250r／min。在此条件下,初始浓度为152．88mg／L的氨氮经8h降解后浓度降低到4．02mg／L,硝化过程中未发现中间产物亚硝酸氮和硝酸氮积累。菌株Y．不仅具有异养硝化作用,还能以硝酸氮作为唯一氮源进行好氧反硝化作用,40h内对初始浓度为196mg／L的NO3--N降解率为99．05％。     

厌氧氨氧化反应器的启动及其脱氮性能研究

采用添加多层多孔板的升流式厌氧污泥床接种混合污泥,于78 d内成功启动厌氧氨氧化反应器。第75天,反应器对NH4+-N和NO2--N的去除率达95%以上,容积氮去除负荷达0.525 kg/(m3·d)。启动后,快速提高进水基质浓度,反应器出现抑制现象,且抑制前后三氮之比具有显著变化。运行后期,底部出现红棕色污泥。与普通的升流式厌氧污泥床相比,其具有喷动床效应及水利筛分作用,有利于颗粒污泥的形成。     

应用MBBR进行PU合成革废水的脱氮研究

采用一个缺氧/好氧MBBR反应器考察其对TN、NH3-N和有机物的去除,同时采用另一个缺氧MBBR反应器,考察其对NO3--N的去除。试验结果表明:当进水TN的质量浓度为150~300 mg/L,NH3-N的质量浓度为50 mg/L浓度时,缺氧/好氧MBBR对TN和NH3-N的平均去除率大于89.7%和84.0%,出水TN和NH3-N均能达到GB 21902—2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》中规定的要求(ρ(NH3-N)8 mg/L,ρ(TN)15mg/L)。当碳氮比较低时,产生NO2--N的积累,对缺氧/好氧MBBR处理合成革废水而言,维持其碳氮比在3.5左右即可实现有效脱氮。缺氧MBBR反硝化能去除约98.2%的NO3--N和NO2--N,初始时碳氮比较低,产生NO2--N的积累,当碳氮比继续升高时,TN浓度下降,说明当NO3--N的质量浓度高达300 mg/L时,缺氧MBBR的反硝化效果显著。     

氮肥厂含氨废水的生物脱氮研究

采用富集驯化的亚硝酸菌和亚硝酸型反硝化菌对氮肥厂高氨氮废水进行处理。考察了pH的变化特征,研究了进水氨氮负荷对硝化效果的影响。实验结果表明,硝化菌能够耐受高pH废水并能高效脱氮,氨氮去除速率最高达36.07 mg/(L.h);连续运行时水力停留时间24 h,进水NH3-N负荷在0.387～0.667 kg/(m3.d)范围内,稳定运行后硝化出水氨氮去除率大于97%,亚硝化率为80%左右,总氮去除率达90%以上。     

改性稻壳为碳源和生物膜载体的反硝化脱氮研究

为探索稻壳作为载体和碳源的脱氮性能以及对水处理工艺的适应性,以质量分数6%的NaOH处理的改性稻壳为反硝化碳源和生物膜载体,对模拟养殖排放水进行了脱氮处理研究。结果表明,改性稻壳的性能优于蔗糖及淀粉,可实现NO3--N和高含量NO2--N的有效去除。其作为缺氧反应器载体时,挂膜容易、有机碳释放稳定,反应器启动后可高效去除NO3--N。在硝化-反硝化系统中,对NH4+-N去除率达90%以上,且无NO2--N、NO3--N和有机物残留,说明此改性稻壳具备较好的供碳能力和微生物吸附能力,适于作为反硝化碳源及载体。