低溶解氧下活性污泥法的短程硝化研究

研究了低溶解氧(DO)下,在SBR和CSTR反应器内实现短程硝化的条件及其污泥性状的变化。试验结果表明,当SBR进水氨氮浓度为260mg/L时,氨氧化期间反应器内DO接近零,出水中亚硝酸盐氮占到亚硝酸盐氮和硝酸盐氮总和的80%以上,污泥沉降性能良好(SVI<100mL/g);当CSTR的DO为0.2～0.3mg/L、SRT≤30d时实现了亚硝酸的积累,但运行50d后发生了污泥膨胀,导致污泥流失,硝化效率下降。     

硝化颗粒污泥的培养及其硝化性能研究

在连续流上流式好氧反应器中接种厌氧颗粒污泥进行硝化颗粒污泥的培养及其硝化性能研究,结果表明,通过逐步提高进水N/C值能培养出高活性硝化颗粒污泥;进水氨氮浓度对系统的硝化性能没有显著影响,系统对氨氮的去除率85%;当氨氮容积负荷0.40kgNH4+-N/(m3.d)时,系统实现短程硝化,亚硝酸盐氮积累率平均高达83%。     

硝化-膜生物反应器去除双酚A的机理分析

采用硝化-膜生物反应器处理含双酚A(BPA)废水,考察了在自养硝化污泥驯化期间反应器中NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N浓度的变化以及对低浓度BPA的去除效果,讨论了吸附和生物降解对去除BPA的贡献。在污泥负荷为0.032~0.055 gBPA/(kgSS·d)、进水氨氮浓度为100~350 mg/L时,硝化污泥对BPA的去除率可达70%以上,对氨氮的去除率90%。硝化污泥吸附去除的BPA量占总去除量的25%以下,并随着进水BPA浓度的增加而减小。经过驯化后,反应器可以在去除较高浓度氨氮的同时降解一定浓度的BPA。当污泥负荷0.055 gBPA/(kgSS·d)时,低浓度BPA的加入对硝化-膜生物反应器去除常规污染物能力的影响较小。     

好氧颗粒污泥处理高氨氮污水的半亚硝化研究

半亚硝化是高氨氮污水通过厌氧氨氧化(ANAMMOX)途径脱氮的基础和关键步骤。在序批式反应器(SBR)中接种好氧颗粒污泥(AGS)并处理高氨氮污水,研究了实现半亚硝化的可行性。首先通过调节水力停留时间及进水氨氮浓度实现稳定的短程硝化。进水NH+4-N约为220mg/L时,对NH+4-N的去除率达到98%左右,亚硝态氮积累率(NAR)约为95%,并能够保持稳定运行。此后通过缩短水力停留时间为6 h可控制反应器出水NH+4-N/NO-2-N值在1.0左右,满足ANAMMOX对进水水质的要求。在氨氮氧化过程中NO-3-N浓度基本保持不变,氨氧化菌(AOB)为优势硝化菌群;扫描电镜表明颗粒污泥中主要是球菌、短杆菌,符合AOB的形态特征。     

低碳城市污水脱氮工艺中硝化颗粒污泥的培养

为了实现低碳城市污水高效深度脱氮，构建短程反硝化/厌氧氨氧化+硝化颗粒污泥脱氮工艺，研究硝化颗粒污泥的培养策略。结果表明，采用上向流污泥床（USB）反应器以序批式运行，并逐步缩短沉淀时间，成功培养出了硝化颗粒污泥，其中90.52%的污泥颗粒粒径>0.5 mm；颗粒污泥的沉降速度随着粒径的增大而增大，0.5～0.9 mm粒径的颗粒污泥平均沉降速度为15.66 m/h。颗粒污泥形成后，USB反应器的氨氮容积去除速率达到1.31 g/（L·d）。短程反硝化厌氧氨氧化+硝化颗粒污泥工艺的脱氮性能分析结果表明，该工艺脱氮效率高、有机碳源需求量低，适合处理低碳城市污水并实现深度脱氮。     

短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化工艺处理焦化废水

通过对短程硝化和厌氧氨氧化工艺的研究,开发了短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化(O1/A/O2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理.控制温度为(35±1)℃、DO为2.0～3.0mg/L,第一级好氧连续流生物膜反应器在去除大部分有机污染物的同时还实现了短程硝化.考察了HRT、DO和容积负荷对反应器运行效果的影响.结果表明,当氨氮容积负荷为0.13～0.22gNH4+-N/(L·d)时,连续流反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮.通过控制一级好氧反应器的工艺参数,为厌氧反应器实现厌氧氨氧化(ANAMMOX)创造条件.结果表明,在温度为34℃、pH值为7.5～8.5、HRT为33 h的条件下,经过115 d成功启动了厌氧氨氧化反应器.在进水氨氮、亚硝态氮浓度分别为80和90 mg/L左右、总氮负荷为160 mg/(L·d)时,对氨氮和亚硝态氮的去除率最高分别达86%和98%,对总氮的去除率为75%.最后在二级好氧反应器实现氨氮的全程硝化,进一步去除焦化废水中残留的氨氯、亚硝态氮和有机物.O1/A/O2工艺能有效去除焦化废水中的氨氮和有机物等污染物,正常运行条件下的出水氨氮＜15 mg/L、亚硝态氮＜1.0 mg/L,COD降至124～186 mg/L,出水水质优于A/O生物脱氮工艺的出水水质.     

环境温度下短程硝化反硝化试验研究

在环境温度(20～30 ℃)下,通过控制反应体系的曝气量和pH,培养了短程硝化反硝化污泥,成功实现了SBR短程硝化反硝化.试验结果表明,在高pH条件下,有利于NH3-N的氧化,同时NO 2-N的累积率大大增加;降低曝气量可提高NO-2-N在体系中的累积率,控制系统的DO为0.4～0.7 mg/L(曝气量为0.1 L/min)、pH=8.3,在进水NH3-N为50 mg/L时,NO-3-N累积率>70%;高进水NH3-N浓度对硝酸菌有明显的抑制作用,而对亚硝酸菌的影响不大.进水NH3-N为120 mg/L时,NO-2-N累积率可达80%.     

常温下部分亚硝化的启动中试研究

在常温(16.4 ～25.5℃)、限氧(DO =0.20 ～0.80 mg/L)条件下,以A/O除磷工艺出水为原水,在中试规模的反应器中采用SBR及高低氨氮(平均值分别为303.9和82.4 mg/L)交替进水方式,经过24个周期的连续运行成功实现了短程硝化,氨氮氧化率超过50％,亚硝化率超过90％.高FA( 11.36 mg/L)、FNA(0.033 mg/L)及低DO(＜0.80 mg/L)的联合抑制是实现亚硝酸盐氧化茵(NOB)被淘汰的关键因子,而限时曝气策略是SBR短程硝化得以稳定维持的重要因素.在低氨氮、连续流下控制HRT为7～9h、反应器各格室的曝气量为2～5 L/min、DO为0.10～0.60 mg/L,可使氨氮氧化率维持在55％左右,亚硝化率在95％以上,出水NO-2 -N/NH+4 -N平均值为1.32,为后续厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器提供了适宜的进水水质.     

亚硝化颗粒污泥的培养、强化方法及其特性

采用生活污水和SBR反应器,通过控制沉淀时间及在进水中投加氨氮,成功培养出了亚硝化颗粒污泥并实现了处理性能的强化。颗粒污泥平均粒径为0.77 mm,粒径0.6 mm的颗粒占到61.4%,亚硝化率稳定维持在95%以上,氨氮容积负荷达到0.94 kg/(m3·d)。控制沉淀时间是培养亚硝化颗粒污泥的有效手段,当沉淀时间10 min时亚硝化颗粒污泥难以形成,当沉淀时间为4 min左右时,亚硝化污泥的颗粒化速度较快。维持进水氨氮浓度在175 mg/L左右,可在短期(18 d)内显著增强亚硝化颗粒污泥的氨氧化性能,氨氮容积负荷是强化前的两倍。亚硝化污泥的颗粒化,不仅提高了污泥的沉降性能,而且增强了系统的抗冲击负荷能力,强化了亚硝化的稳定性。     

曝气生物滤池的短程硝化反硝化机理研究

通过小试研究了曝气生物滤池实现短程硝化反硝化的效能和机理。试验结果表明,曝气生物滤池在滤速为1～2m/h、气水比为3∶1、水温为21～26.5℃、进水COD负荷为1.18～5.57kg/(m3·d)、NH3-N负荷为0.26～0.62kg/(m3·d)、TN负荷为0.28～0.63kg/(m3·d)的条件下可以取得良好的去除有机物和脱氮效果。试验中还发现,反应器中出现了明显的NO-2积累现象,并表现出显著的短程硝化反硝化特征,进行机理分析后认为曝气生物滤池的结构特征和运行方式是其能够进行短程硝化反硝化的主要原因。