A2O工艺处理低C/N比生活污水的试验研究

采用52.5 L的A²O试验装置处理实际生活污水,研究了A²O工艺在处理低C/N比生活污水时的脱氮除磷特性,并探讨了如何通过强化缺氧吸磷来提高系统的脱氮除磷效率。试验结果表明：在厌氧/缺氧/好氧体积比为1/1/2、HRT为8 h、污泥回流比为70%、内回流比为300%的工况下处理C/N为7.89的生活污水,TN和SOP去除率分别能够达到85.4%和93.3%,系统中存在反硝化除磷,缺氧吸磷占总吸磷量的25.3%。同样的运行条件下处理C/N为4.20的生活污水时,SOP去除几乎不受影响,但TN去除率降低至62.2%,平均出水TN浓度也超过20 mg•L^-1。维持厌氧区体积不变,增大缺氧区体积,使得缺氧/好氧体积比为5/8时,TN去除率可上升到70.7%,缺氧吸磷占总吸磷量的55.2%。同时改变内回流比的试验表明250%的内回流比能最大程度地强化反硝化除磷的作用,此时TN去除率可提高至77.3%。强化A²O工艺中的反硝化除磷,能克服碳源不足对脱氮除磷的影响,显著提高低C/N比污水的脱氮除磷效率。     

多点进水改良型复合A2/O处理低C/N污水

以低C/N比城市生活污水为研究对象,重点考查了改良A²/O工艺的脱氮除磷性能。原水按一定比例分配给厌氧池和缺氧池,以合理分配厌氧释磷和缺氧反硝化所需的碳源;在好氧池和缺氧池中分别投加填料,以稳定系统的硝化和反硝化效果,提高系统的脱氮性能;厌氧池和缺氧池出水都直接进入好氧池。在进水COD/TN平均为5.54,HRT为11 h,SRT为15 d,MLSS为3000～4000 mg·L^-1,污泥回流比为50%条件下,通过三种不同进水分配比以及三种混合液回流比的对比试验研究,得到系统最佳进水分配比5:5,对分配脱氮和除磷所需碳源更加合理;而混合液回流比为200%,过高会破坏缺氧池的溶解氧环境,过低又会导致缺氧池反硝化作用不能充分发挥。在最优工况下COD、NH₃-N、TN和TP出水水质分别为29.7、0.1、11.8和0.42 mg·L^-1,平均去除率分别达到87.8%、99.7%、72.4%和91.3%,出水优于国家GB 18918-2002一级A排放标准,并且在缺氧池中发生了明显的反硝化除磷现象。     

前置+后置反硝化滤池强化脱氮效果研究

通过中试实验研究了三级组合生物滤池强化脱氮效果,考察了第二级好氧滤柱回流比对工艺前置反硝化的影响,第三级滤池外加碳氮比对后置反硝化强化脱氮效果的影响。结果表明,在进水流量为0.5 m~3/h,水温为18℃左右,第二级好氧滤柱气水比为3:1时,在回流比为100%时,前置反硝化脱氮能达最佳效果,TN去除率为54.07%,出水TN浓度平均值为19.94 mg/L,不同回流比下,COD、NH_4~+-N均有较高去除率。为进行强化脱氮,在第三级缺氧滤柱前投加碳源,碳氮比为7:1时,第三级对TN去除率为40.7%,出水TN平均值为11.84 mg/L。三级组合生物滤池结合前置和后置反硝化工艺对TN有很好的去除效果,稳定运行后,系统对TN平均去除率达到72.96%。     

以污泥微氧水解发酵液为碳源处理低C/N城市污水

采用污泥微氧水解发酵液为碳源用于厌氧/好氧/缺氧模式运行的SBR工艺处理低C/N城市污水,考察了不同C/N下系统的脱氮除磷能力。结果表明:随着C/N的提高,SBR工艺的脱氮除磷效果逐渐强化,当C/N在7、8时,系统内出现了反硝化除磷现象,并在C/N=8时实现了高效同步脱氮除磷,对COD、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为93.7%、98.9%、84.3%、96.1%,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。     

双污泥-诱导结晶工艺除磷脱氮试验研究

针对传统污水处理脱氮除磷工艺碳源不足、聚磷菌与硝化菌泥龄矛盾、磷资源无法有效回收利用等问题,开发出"双污泥-诱导结晶"新型工艺,对其去除有机物和脱氮除磷性能进行了考察和分析。结果表明:当进水COD为152～237mg.L-1,TP为3.92～7.68mg.L-1,TN为31.3～50.5mg.L-1,C/N比约为3.91～5.21时,COD、TN和TP平均去除率分别为93.2%、71.2%和95.7%。厌氧段COD去除量约占系统COD去除总量的85.9%。TN的去除主要由缺氧池承担,厌氧池、硝化池、缺氧池、后置曝气池TN去除量约占系统TN去除总量的31.7%、11.4%、54.9%和2.0%。结晶在除磷过程中起着主要作用,结晶除磷量平均约占总除磷量的81.5%。双污泥工艺在系统中的主要作用为辅助化学除磷和脱氮。侧流比是保证系统稳定运行的关键参数。后置曝气池对超越污泥中COD和氨氮的去除有重要作用。     

活性污泥法+后置反硝化BAF处理电镀污水厂物化出水中试

针对某电镀污水处理厂物化出水,采用活性污泥法+后置反硝化曝气生物滤池(BAF)工艺进行脱氮深度处理中试研究,结果表明,活性污泥法单元COD和NH3-N平均去除率分别达49.37%和69.30%。反硝化BAF单元NO_3~--N和TN平均去除率分别达90.47%和60.42%,出水NO_3~--N的质量浓度基本在10 mg/L以内;停留时间对反硝化BAF脱氮效果影响不大,43 min出水时NO_3~--N容积负荷可达1.5 kg/(m3·d);去除单位氮(N)的碳源消耗量和碱度增加量与理论值相近,反硝化BAF运行成本(碳源部分)为0.41元/t,折合去除每10 mg/L的N运行成本较低,为0.08元/t左右。     

A~2/O工艺强化反硝化除磷控制策略研究

在传统A2/O工艺的基础上,通过设立预缺氧区(即建立A-A2/O工艺)、外加碳源等手段,强化A2/O工艺处理低C/N生活污水的脱氮除磷能力。试验结果表明,经过强化后的A2/O反应器对COD、TN及TP去除效果良好,COD、TN及TP的去除率分别为92%、98%、85%。系统表现出明显的反硝化除磷现象,缺氧区除磷量占总除磷量的17.18%。反硝化除磷现象的产生降低了碳源缺乏对A2/O工艺脱氮除磷性能的影响,提高碳源的利用效率。为采用A2/O工艺处理低C/N生活污水的污水处理厂提供理论依据。     

污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧强化内源反硝化深度脱氮

目前,如何经济有效地实现低C/N生活污水深度脱氮仍是污水处理厂面临的一个重大挑战。理论上后置反硝化可以实现深度脱氮效果,但往往由于缺乏外碳源难以同时满足经济高效脱氮。本研究建立的新型污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧(AOA)工艺有利于富集培养以Candidatus Competibacter为主的反硝化聚糖菌(DGAOs),能够开发与利用内碳源脱氮。该系统长期处理低C/N (3.2)实际城市生活污水,TIN去除率达91.81%,出水TIN浓度为4.36 mg·L^-1。此外,提高第二污泥回流量增加了缺氧区的MLSS同时提升了比内源反硝化速率,是深度氮去除的主要原因。随着去除效果的提升,充分的厌氧环境使得内碳源贮存量升高,脱氮效果呈现正向循环。二沉池底部产生的额外碳源随第二回流引入系统进一步强化脱氮。本研究阐明了污泥双回流-AOA系统节碳脱氮的原理与关键,为低C/N城市污水的脱氮效率提供了一种可行性。     

低温下组合生物滤池脱氮效能研究

通过中试探讨了在水温分别为10、12、18、23℃下3级组合生物滤池的脱氮效果,并确定优化工艺条件。结果表明,在进水体积流量为1.54 m3/h时,温度对系统TN去除效果的影响远大于对于系统COD去除效果的影响,水温由常温降低至10℃左右时,系统TN去除率降低了近15%,出水TN的质量浓度平均由12.06 mg/L升高至17.28mg/L;低温条件下第2级好氧滤柱气水体积比为4:1,回流体积比为100%时,反硝化脱氮能达最佳效果;通过在第3级缺氧柱前投加碳源进行强化脱氮,优化的COD/ρ(TN)为5:1,第3级对TN去除率为33.52%,出水TN的质量浓度平均为11.48 mg/L,能稳定达到GB 18918-2002一级A排放标准。     

基于原位碳源补充强化污水处理深度脱氮技术的中试

针对某污水处理厂出水TN无法稳定达标问题,拟采用反硝化生物滤池工艺,同时利用污水厂原水水解酸化池产生的挥发性脂肪酸和乙酸钠溶液联用作为反硝化外加碳源,强化对二级出水深度脱氮处理。中试试验结果表明,在挂膜成功后,采用水解酸化VFAs与乙酸钠混合作为外加碳源,按照COD/NO_3~-N=5:1(COD_(乙酸钠):COD_(酸化液)=3:2)投加,反硝化滤池出水TN浓度稳定,低于5 mg/L,且出水COD、氨氮达到一级A标准。研究表明,污水处理厂进水中低品质碳源经过水解酸化后产生的VFAs可作为反硝化碳源的补充,实现良好的反硝化处理效果,同时能有效地减少人工碳源的投加使用,削减反硝化滤池工艺运行成本。     

曝气生物滤池后置反硝化效能研究

以甲醇为外碳源,对生活污水进行两级串联O-A曝气生物滤池脱氮及去除COD的试验研究。采用陶粒为填料,向二级滤柱中投加甲醇,确定甲醇的最佳投量,考查该种形式的曝气生物滤池脱氮效果及出水COD浓度是否达标。试验表明,甲醇投量为20mg/L时,曝气生物滤池二级出水COD﹑NH3-N﹑NO3--N﹑TN平均质量浓度分别为49.3﹑3.3﹑1.6﹑5.5mg/L,其去除率分别为85.3%﹑85.7%﹑77.1%﹑82.0%。达到很好的脱氮及去除COD效果。出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准中的B级标准。     

A Pilot Study on Performance of a Membrane Bio‐Reactor in Treating Fresh Water Sewage and Saline Sewage in Hong Kong

Abstract

The results of two pilot studies of an immersed membrane bioreactor (MBR) treating fresh water and saline sewage in Hong Kong are presented. The objectives were to demonstrate suitability of the MBR technology to the treatment of Hong Kong sewage and its ability to achieve total nitrogen removal effectively. When operated in nitrification/denitrification mode, the MBR was able to achieve 98% BOD removal, 90–93% COD removal and 82–84% total nitrogen removal with a HRT of 6.8 hours and 300% internal flow recirculation. Very low effluent NH₄ ⁺‐N levels were observed throughout the study suggesting complete nitrification. The MBR was able to achieve full denitrification utilizing organic matter in the raw sewage as a carbon source. The nitrogen removal capacity of the MBR was limited by nitrogen loadings rather than the biological activity in the reactor. The results did not indicate any significant differences in treatment performances with fresh water and saline sewage except that a higher frequency of membrane cleaning was required for the latter.     

改良多级A/O对低C/N生活污水强化除磷效果研究

针对传统多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水除磷效果差的问题，通过增设前置厌氧段改良多级A/O工艺，重点研究了除磷效果的可行性。结果表明：在温度为17℃±3℃、流量分配比为100%∶0∶0、水力停留时间为10h、污泥回流比为50%、污泥龄为14天的条件下，系统总体除磷效果较好。其中COD、TP平均去除率分别为89.81%、90.35%，出水平均浓度分别为32.65mg/L、0.49mg/L，均优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。由于受到硝化反硝化的综合影响，对污水中含有的氮素去除效果一般，其中NH₃-N、TN去除率均为50%左右，出水平均浓度为30.32mg/L、30.41mg/L，可通过外加碳源的方式增强反硝化能力，进一步提高系统脱氮效果，出水有望达到一级B标准。改良工艺在保证有机物去除效果的基础上基本实现了脱氮除磷，可为实际生活中处理低C/N生活污水提供参考。     

多级生物膜反应器分段进水方式对脱氮效能影响研究

提出多级生物膜反应器,考察了分段进水方式对反应器处理城镇污水生物脱氮效能的影响.结果表明,分段进水点的数量、流量分配及容积分配对反应器脱氮效能的影响显著,分段进水方式有效地提高了碳源利用率以及反应器脱氮效能.在水温为25℃左右,溶解氧为5mg·L~(-1),挂膜密度为30%,COD负荷为1.2 kg·m~(-3)·d~(-1),总氮负荷为0.22 kg·m~(-3)·d~(-1)的条件下,反应器分段进水方式采用第1级、第3级、第6级分段进水,容积分配比为2:3:4,流量分配比为2:2:1时,可使出水COD为38 mg·L~(-1),出水NH_4~+-N和TN的质量浓度分别为1.5 mg·L~(-1)和11.1 mg·L~(-1),去除率分别为80.8%,95.3%和69.2%,与单点进水方式相比TN去除率提高了8.4%.     

固液碳源对反硝化脱氮及污泥产量影响研究

分别用乙酸钠和聚己内酯作为外加碳源,对反硝化滤池中固液碳源对污水厂出水脱氮的反硝化效果和污泥产量进行了对比研究。结果表明,液体碳源的反硝化速率更快,可达到2.19 g/(L·d),氮去除率最高可达到95%以上,固体碳源的反硝化速率低于液体碳源,受HRT的影响更大。固体碳源中NO2^--N几乎不积累,液体碳源更容易积累且积累量与HRT有关,2种碳源中均存在异化性硝酸盐还原成铵反应,但出水NO2^--N和NH4^+-N含量均未超标。固体碳源的出水COD稳定低于50 mg/L,当HRT缩短时,液体碳源出水COD存在超标的风险。液体碳源的浓缩污泥产量和单位污泥产量分别为固体碳源的3倍和1.6倍。使用固体碳源可以有效减少污泥的产生。     

新型厌氧水解酸化-短程反硝化厌氧氨氧化工艺同步处理生活污水和含硝酸盐模拟废水

构建新型厌氧水解酸化（AnHA）-短程反硝化厌氧氨氧化（PD/A）工艺,实现了低碳氮比模拟生活污水和低浓度硝酸盐模拟废水的同步和高效处理。通过控制进水NO₃^--N/NH₄⁺-N=1.2、COD/TN=2.36,调控生活污水分段进水比为3∶7,AnHA反应器HRT=3.2h,AnHA-PD/A系统实现了94.78% TN去除,相应出水TN浓度仅为5.47mg/L,远低于我国城镇污水处理厂一级A排放标准。稳定运行期间,PD-Anammox过程作为AnHA-PD/A系统内最为主要的氮素去除过程,其对系统TN去除贡献率高达95.87%。气相色谱结果表明,乙酸作为AnHA出水主要有机成分（43.65%）,即优质碳源供给极大地促进了PD/A系统内NO₂^--N供给过程。微生物高通量测序表明,Commamonas和Omatilinea作为AnHA系统内相对丰度最高的水解和酸化菌属,在大分子有机物的降解产酸过程中发挥重要作用,相应丰度分别为2.97%和3.74%;PD/A系统内主要优势功能菌属为Candidatus Brocadia和Thauera,相应丰度分别为2.93%和7.37%。     

改良UCT分段进水脱氮除磷工艺性能及物料平衡

采用改良UCT分段进水试验装置研究了该工艺处理实际生活废水的脱氮除磷性能,建立了该系统碳(COD)、氮、磷的物料衡算公式,并以稳态条件下试验数据为基础分析评价了各指标的物料分布情况。结果表明,工艺出水水质稳定,抗冲击负荷能力较强,平均出水COD、总氮、总磷含量分别为43.5、8.51、0.29mg·mL-1,满足国家城镇生活污水一级A排放标准。此外,根据建立的物料衡算公式及工艺各反应区污染物指标的转化途径分析发现,高达67.1%的反硝化脱氮作用(包括缺氧反硝化和好氧同步硝化反硝化)是该工艺深度脱氮的根本原因;系统反硝化和释磷过程利用的COD占总去除量的62.1%,体现了该工艺充分利用原水碳源的优势;氮素和COD的平衡率均高达99.8%,证明了所建立的公式的有效性。系统对磷的去除主要依赖于排放的剩余污泥,占总量的71.7%。     

改进AB工艺对城市污水的处理

针对传统AB工艺在生物脱氮除磷方面的碳源相对不足问题，本试验采用改进AB工艺处理城市污水，以强化传统AB工艺的生物脱氮除磷功能。平行对比试验结果表明：改进AB工艺可以显著提高传统AB工艺的生物脱氮除磷功能，在进水COD浓度250～620mg／L，NH3-N45～70mg／L，TN60～90mg／L，TP7～12mg／L的条件下，改进AB工艺对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除效率分别达到82．1％、90．3％、79．8％、90．61％，出水COD、NH3-N和TP等各项污染指标均能实现达标排放。