双膜耦合系统（MBR-MBfR）处理低碳氮比污水实验研究

为解决实际低碳氮比废水高效脱氮问题，以MBR-MBfR双膜耦合系统为研究对象，探究不同C/N双膜系统的脱氮效果。结果表明，当C/N=2时，其对NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN及COD的协同去除效果最好，COD、NO₃^--N、NO₂^--N、NH₄⁺-N、TN的去除率分别达到79.16%、78.40%、88.41%、77.04%和77.31%，是适合MBR-MBfR双膜耦合系统的最佳碳氮比。用于处理实际废水经过20 d的运行，结果表明，COD、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN去除率分别达到75.88%、80.02%、76.42%和80.92%。达到较好的双膜耦合效果，为反应器高效脱氮以及去除含有有机碳的低C/N废水提供参考和技术支持。高通量测序结果表明：1)作为氨氧化菌(AOB)的亚硝基...     

多级AO生物膜反应器处理农村污水的影响因素

以多级AO生物膜工艺为主体设计了华水罐一体化反应器处理农村生活污水。实验以河南省某高校生活污水为研究对象，对出水COD、NH₄⁺-N、TN进行了测定，考察了混合液回流比、流量分配比和温度对处理效果的影响。结果表明：综合考虑处理效果和运行成本，当混合液回流比为200%，流量分配比为2:1，温度大于15℃时，COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为84.2%、95%、64%，此时出水COD、NH₄⁺-N均可满足DB 41/1820-2019污水排放一级A标准。华水罐一体化反应器具有结构紧凑、占地面积小、运行管理方便等特点。     

MABR系统处理空间站模拟废水的研究

微生物法处理空间站废水是未来空间站水回收管理系统的发展方向之一，为了探究生化法对空间站废水的处理效果，设计并搭建了一套MABR反应器，以出水COD、NH₄⁺-N和TN等作为主要考察指标，并结合NO₂^--N、NO₃^--N等指标对反应器的处理效果进行评估和分析。试验对比了不同曝气压力、不同断面流速下反应器的处理效能，从而找出各因素对反应器处理效果的影响规律，然后在一定条件对空间站模拟废水进行处理。结果表明：反应器启动后具有同步硝化反硝化功能；当处理市政污水时，设定曝气压力为0.015 MPa，断面流速为2.5 mm/s,HRT为24 h,COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别达到99.9%、97.8%和86.69%；当处理空间站模拟废水(稀释10%)时，补充碳源150 mg/L(葡萄糖)，曝气压力为0.02 MPa，断面流速为2.5 mm/s,HRT为24 h,COD、NH₄⁺     

响应曲面法优化分析MBR钨冶炼废水处理过程研究

钨冶炼废水具有高盐度、低碳氮比等特点，对于生化处理是一个极大的挑战。本研究采用膜生物反应器(MBR)处理5%盐度钨冶炼废水，考察了不同运行条件(HRT、pH和DO)对处理效能的影响，并通过响应面分析法对反应器去除COD、NH₄⁺-N和TN的效果进行优化分析。结果表明，反应器处理效果随HRT的增加而提高；pH对去除COD影响较小，NH₄⁺-N和TN则相反，pH在8左右时，去除效果最优；DO在1 mg/L左右时，系统对污染物去除效能最好。对响应面结果进行实验验证后表明在HRT为21.7 h、pH为7.7～8.0、DO为1 mg/L时，MBR系统在5.0%盐度下对COD、NH₄⁺-N和TN去除率可达91.24%、83.87%和75.26%。     

竹炭/陶粒及组合填料BAF处理高氨氮沼液的挂膜启动效应

为研究竹炭/陶粒及组合填料曝气生物滤池(BAF)处理高氨氮沼液的启动特性,在水力停留时间为6 h,水温23.2～26.5℃,气水比5:1(DO 3～4 mg/L),进水NH₄⁺-N浓度为33.1～222.3 mg/L,COD 42.5～242.3 mg/L的运行条件下,对比考察了竹炭BAF(Z-BAF)、陶粒BAF(T-BAF)和组合填料BAF(ZT-BAF)的生化特性、沿程变化和挂膜启动效应。结果表明,Z-BAF、T-BAF及ZT-BAF分别在26、18和13 d完成挂膜启动。挂膜期间,平均出水NH₄⁺-N浓度分别为24.4、15.9及8.5 mg/L;平均出水COD分别为78.6、73.02和47.2 mg/L。通过检测不同运行天数BAF的沿程生化特性变化,发现挂膜24 d时,去除COD的异养菌主要集中在反应器下部,负责转化NH₄⁺-N的自养菌主要集中在反应器中下部;在第24～40天,自养菌在与异养菌的竞争中逐步取得优势,逐步向反应器下部生长繁殖。电镜...     

组合CRI工艺对印染二级生化出水的深度脱氮效果

采用好氧+厌氧组合人工快渗(OCRI+ACRI)工艺处理印染二级生化出水,考察了运行过程中氮素污染物的迁移转化规律及脱氮效果。结果表明,组合工艺运行28 d后可成功启动部分亚硝化和厌氧氨氧化,稳定运行期间COD、NH₄⁺-N、TN平均去除率分别为87.2%、99.0%、96.9%,出水浓度均达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)的直接排放标准。组合CRI工艺共运行180 d,OCRI反应器内主要发生部分亚硝化,其对COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为87.3%、60.1%、5.2%。ACRI反应器内主要发生厌氧氨氧化,其对COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为12.7%、39.9%、94.8%。     

低温条件下MBBR工艺处理农村厕所废水研究

为探究MBBR工艺对寒冷地区农村厕所废水处理的效果，采用快速排泥法启动MBBR装置进行实验。结果表明，24 天后挂膜过程基本完成；在水力停留时间为 12 h、曝气量为 1.5 L/min、填充率为 40%、进水 COD、NH₄⁺-N 浓度约为 1 200 mg/L 和 100 mg/L 的条件下，MBBR 工艺保持生物活性的最低温度为 8～10 ℃；在上述条件下，延长水力停留时间至24 h，增大曝气量至2.4 L/min为MBBR工艺在保持生物活性最低温度下的最佳运行参数，COD、NH₄⁺-N、TN 和 TP 的平均去除率分别为 82.85%、83.43%、47.31% 和 46.12%，出水水质可达到农田灌溉水的标准。研究结果可为寒冷地区乡镇及农村厕所废水处理提供数据参考和技术支撑。     

HRT和曝气量对AAO-BAF系统反硝化除磷性能的影响

以COD/TN为4左右的生活污水为处理对象,通过调节系统进水流量和曝气生物滤池（BAF）曝气量,研究了水力停留时间（HRT）和BAF气水比对AAO-BAF反硝化除磷系统运行性能的影响。结果表明,气水比和水力负荷（HLR）对BAF的硝化性能有显著影响,BAF气水比为3：1时,NH₄⁺去除率降低到了72%;当AAO的HRT为4 h,BAF的HLR为3 m³·m^-2·h^-1时,即使BAF的气水比达到8：1,也不能保证NH₄⁺的完全去除。试验得出,AAO-BAF反硝化除磷系统的PO₄^3-去除率与NH₄⁺去除率存在良好的相关关系,为保证90%以上的磷去除率,NH₄⁺去除率应该达到98%。当AAO的HRT≥6 h,BAF气水比≥4：1时,AAO-BAF系统对COD、NH₄⁺、TN和PO₄^3-的去除率分别可达87%、99%、80%和95%。     

生物炭添加对人工湿地处理农村生活污水的影响

以生物炭作为基质填料构建垂直流人工湿地,探讨不同进水C/N和曝气量条件下,人工湿地处理农村生活污水的净化效果。结果表明：进水C/N减小会导致湿地出水NH₄⁺-N、TN和TP浓度显著升高;曝气量从0.2 L/min提高至0.6 L/min时,湿地对COD、NH₄⁺-N和TN的去除率增加,但是继续提高曝气量,出水TP浓度明显增大;间歇微曝气-改性生物炭添加的湿地系统对COD、NH₄⁺-N、TN和TP的平均去除率分别为85.09%、99.15%、99.41%和91.40%,出水水质达到《城镇污水处理厂排放标准》(GB18918-2002)一级B标及以上。以生物炭为人工湿地基质填料可提高农村生活污水的处理效果。     

木质框架土壤渗滤系统处理养猪废水厌氧消化液的效能

为处理高氨氮、低C/N比的养猪废水厌氧消化液, 构建了具有缓释碳源特性的木质框架土壤渗滤系统(WFSI), 并通过运行测试了进水浓度和表面水力负荷(SHL)对系统处理效能的影响。在SHL为0.2 m³·m^-2·d^-1条件下, 当进水COD和NH₄⁺-N平均浓度分别从152和175.5 mg·L^-1提高到421和788.7 mg·L^-1时, 系统对COD的去除率从52.3%提高到61.2%, NH₄⁺-N去除率从84.2%下降到61.5%, TN去除率从28.6%提高到了33.5%, NH₄⁺-N和TN去除负荷分别达到了75.5和41.7 g·m^-3·d^-1。当SHL提高为0.32 m³·m^-2·d^-1时, 系统仍能维持运行, 但处理效能受到显著影响。在进水COD 和NH₄⁺-N分别为265和465 mg·L^-1左右时, COD、NH₄⁺-N及TN的去除率分别平均为56.5%、53.3%和20.9%。木质填料及其附着层形成的NH₄⁺-N浓度梯度, 可使系统承受较高的SHL的同时获得缓释碳源, 并保护氨氧化细菌免受自由氨毒性。     

预氯化对原水长距离输水管道硝化性能的破坏与恢复

采用稳定运行的环状生物膜反应器(bio-films annular reactor,BAR)模拟原水长距离输水管道水质净化过程,以不同投氯方式进行预氯化对原水输水管道硝化性能的破坏与恢复试验研究。结果表明,预氯化对管道生物膜AOB损伤较大,灭活率为4.96log,对NH₄⁺-N、NO₂^--N去除效能影响明显。恢复阶段CT值越高生物膜中AOB恢复生长速率越快。生物膜对NH₄⁺-N去除效能的恢复较NO₂^--N快2 d,NH₄⁺-N、NO₂^--N分别在第8 d和第10 d完成恢复。生膜中AOB数量的恢复与管道对NH₄⁺-N的去除率之间存在明显的相关性,其相关系数可达到92%。     

水力负荷和填料对华南冬季条件下潮汐流人工湿地去除氨氮的影响

供氧不足是导致传统人工湿地硝化速率和水力负荷低的关键因素。此外,低温条件下微生物活性下降会进一步加剧该问题。针对上述情况,构建两组供氧能力强的潮汐流实验柱,在华南冬季条件下考察水力负荷和填料对系统NH₄⁺-N去除效率的影响。结果表明,NH₄⁺-N去除负荷与水力负荷成正比。以沸石与碎石混合填充的潮汐流实验柱(TFCW-Z)对NH₄⁺-N的平均去除率(67.20%～77.28%)显著高于以碎石填充的实验柱(TFCW-G)NH₄⁺-N平均去除率(43.23%～51.77%)(p<0.05)。在日平均温度为6～19.5℃,水力负荷为4 m/d条件下,TFCW-Z出水中NH₄⁺-N质量浓度始终低于黑臭水体标准值8 mg/L,此时NH₄⁺-N平均去除率为67.20%,NH₄⁺-N平均去除负...     

曝气量对移动床生物膜反应器中微生物硝化活性的影响

移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)兼具活性污泥和生物膜两者的优点,硝化和反硝化能同步进行。为研究曝气量对MBBR运行效果的影响,分别设置曝气量为0.3 L/min、0.4 L/min和0.5 L/min,培养5 d后测定反应器中NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N浓度变化,分析不同曝气量下反应器生物膜中微生物的硝化活性差异。结果表明,在COD浓度为350 mg/L、NH₄⁺-N浓度为45 mg/L时,曝气量为0.4 L/min的微生物硝化活性最佳,结果为以后高效运行MBBR提供依据。     

磁化活性污泥强化SBR工艺性能的实验研究

通过向传统 SBR反应器中投加适当的强磁性粉末（Fe₃O₄）以强化活性污泥沉淀性能、降低污泥负荷,实现了反应器内污水处理效果的增强。实验结果表明：投加的磁粉粒度为 30 nm,磁粉浓度为 2 000 mg/L时,整体优于传统SBR 法,期间 COD、NH₄⁺-N、TP 的平均去除率分别为 98.51%、95.27%、83.90%;磁粉加入后,提高了污泥浓度,即使SV₃₀达到 70% 以上,MLSS 达到 9 500 mg/L 左右时,在处理高浓度的食堂淘米污水条件下,反应器也可以正常运行;实验期间3种工况均对COD、NH₄⁺-N 去除效果较好,对 TP、TN 去除率也能达到 70% 左右。     

双系统曝气生物滤池处理玉米青贮渗出液

采用双系统改性沸石曝气生物滤池(BAF)反应器对玉米青贮渗出液进行除碳脱氮处理,研究了对COD、氨氮、总氮(TN)的去除效果及其影响因素气水比(流量比)、水力停留时间、有机负荷和回流比。结果表明:挂膜成熟后,沸石生物膜反应器对COD和氨氮有较好的去除效果;挂膜23 d后,COD的去除率可以稳定在70%,氨氮去除率可以稳定在80%以上;当气水比为2∶1,水力停留时间为12 h,生物膜活性达到最高,COD去除率达到83.4%;有机负荷对氨氮去除效果影响较大,有机物质量浓度从160 mg/L提高到280 mg/L时,NH4+-N的去除率由88.6%降为32.7%;回流比对COD、氨氮去除率影响不大,但对TN的去除影响显著,回流比从50%提高到300%,TN去除率从42.3%上升到81.3%。双系统改性沸石BAF反应器明显地改善了玉米青贮渗出液的出水水质。     

碳氮比对好氧流化床生物膜反应器氮去除机制研究

以好氧流化床生物膜反应器为研究对象,探究了不同碳氮比条件下系统运行过程中污染物的去除效果,解析了24 h内不同时间氮的去除规律,旨在深入完善该系统的脱氮机制。研究发现,碳氮比显著（P<0.01）改变了总氮（TN）、氨氮（NH₄⁺-N）和总磷（TP）的去除效果,去除率分别可达 84.22%、84.83% 和 87.33%;低碳氮比条件（C/N=4.8）下 NH₄⁺-N 的质量浓度呈降低趋势（t<10 h）,当运行时间 t≥10 h,其含量基本稳定不变;在较高碳氮比（C/N≥9.5）时,随着运行时间的增加 NH₄⁺-N 质量浓度呈现逐渐降低的趋势,且高碳氮比增加了 NH₄⁺-N 的去除。合适的碳氮比有助于改善处理污水中脱氮过程的进行。     

A/O1/O2生物膜系统污染物降解特性

将传统A/O工艺的好氧单元分为两段,在各反应器中设置填料,构建了A/O₁/O₂生物膜系统,对锦纶废水进行处理,研究了污染物在系统各段的降解情况,并借助红外光谱分析方法探讨了污染物中官能团的变化规律。结果表明,A/O₁/O₂生物膜系统处理锦纶废水的效果良好,COD、NH₄⁺-N和TN的平均去除率分别为92.70%、85.35%和58.85%。当有机负荷从1.64～4.61 kg/(m³·d) 变化时,A段、O₁段和O₂段中COD、NH₄⁺-N和TN的降解变化趋势均不相同。对于COD的去除,A段、O₁段和O₂段的平均贡献率分别为63.08%、29.72%和4.16%;对于NH₄⁺-N的去除,O₁段和O₂段的平均贡献率分别为23.80%和75.99%;对于TN的去除,A段、O₁段和O₂段的平均贡献率分别为74.97%、19.77%和4.09%。经A段缺氧、O₁段和O₂段好氧处理后,废水中酰胺化合物、氨基酸和脂肪族化合物含量减少,出现了无机的NH₄⁺、NO₃^－、HCO₃^－以及碳水化合物。     

温度降低对UMSR处理高氨氮低碳氮比养猪废水效能的影响

针对干清粪养猪废水高氨氮低碳氮比的特点,前期研发了升流式微氧活性污泥反应器（UMSR）,在23℃条件下可实现碳氮的高效同步去除。为降低处理成本,在HRT 8 h和出水回流比45：1的条件下,对UMSR在20℃、17℃和15℃下的COD、NH₄⁺-N和TN去除效果进行了考察。结果表明,当温度阶段性地从20℃降低为15℃时,UMSR对养猪废水COD的去除率变化不大,均可保持在60%以上,但NH₄⁺-N和TN去除率分别从98.9%和79.8%左右大幅下降到了61.8%和39.7%左右。在17℃条件下,UMSR对COD、NH₄⁺-N和TN的去除率分别平均为62.4%、80.7%和71.2%,出水浓度分别为71、55.5和80.7 mg·L^-1左右,完全满足《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）的要求。在15～20℃范围内,温度的降低并没有显著改变UMSR系统的脱氮机制,仍然保持着以anammox为主要脱氮途径的特征。     

蔬菜型人工湿地资源化处理农村分散生活污水

为对农村分散生活污水进行资源化处理，以空心菜为湿地植物，在温度(32±2)℃、水力负荷2.40 m³/(m²·d)条件下进行湿地污水处理实验，评价了蔬菜型人工湿地对污水的处理性能及其资源化回收潜能。结果表明，当COD、TP、NH₄⁺-N平均进水浓度分别为198.52、2.92、20.69 mg/L时，平均去除率分别为63.8%、64.0%、27.6%，将COD、TP、NH₄⁺-N平均进水浓度降低为148.12、1.81、15.14 mg/L时，湿地去除效果明显提升，平均去除率分别为76.5%、73.0%、41.3%，平均出水浓度分别为34.83、0.49、8.89 mg/L，出水COD、TP、TN达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 8918-2002)一级A标准，NH₄⁺-N达到二级标准，实验期间空心菜生长状态良好，每株平均增重45.88 g，增长47 cm，具有较大的资源回收潜力。     

基于FBG力学传感的曝气生物滤池中剪切力分布研究

了解曝气生物滤池(biological aerated filter, BAF)中运行条件变化对反应器处理效率的影响机制具有重要意义。采用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating, FBG)对BAF中剪切力分布进行了原位监测。同时，借助CFD模拟计算了水力停留时间(HRT)和气水比(A/L)对BAF内部流场分布特性的影响。实验表明，剪切力的增加促进了生物膜的更新代谢，当HRT为8 h、A/L为10∶1时，生物膜量/剪切力(M/S)为0.17,BAF对COD和NH₄⁺-N的去除率分别达到86.58%和82.17%。结果表明BAF内部适宜的剪切力促进了生物膜的更新代谢，提高了反应器的运行效率。因此，利用M/S探讨了剪切力对反应器运行性能的影响，可为反应器后续的优化提供理论基础。