移动床生物膜反应器启动及污水处理效果研究

采用快速排泥法对小试规模的移动床生物膜反应器(MBBR)进行启动运行,并探究水力停留时间(HRT)和碳氮比(C/N)对污水处理效果的影响。结果表明,反应器启动后12 d污水处理效果基本达到要求,COD和NH_4~+-N去除率分别为82.9%±4.4%和69.4%±2.0%;COD与TP去除率随HRT延长先增大后减小,在HRT为10 h时去除效果为佳,分别达到86.4%±0.8%和75.6%±2.2%;随HRT的增加,出水中NH_4~+-N含量先减小后趋于稳定,去除率在HRT为10 h可达73.7%±3.5%。C/N对TP和NH_4~+-N的去除影响较为明显,高C/N下污水的处理效果较优,在进水COD/ρ(TN)=12时COD、TP及NH_4~+-N的去除率分别达到89.7%±1.6%、82.5%±1.5%和92.0%±2.0%。     

连续曝气生物膜反应器同步脱氮除磷实验研究

为进一步提高生物处理工艺脱氮除磷效果,采用连续曝气生物膜反应器对生活污水进行了实验研究,分析了污染物去除效果和主要影响因素。结果表明,在HRT=3 h的条件下,将DO的质量浓度控制在2 mg/L可取得较好的同步脱氮除磷效果,出水NH_4~+-N、TN、TP的质量浓度和COD分别为2.83、11.9、0.56 mg/L和24.7 mg/L。在HRT=3 h、ρ(DO)=(2±0.2) mg/L的条件下,提高进水碳氮比可进一步优化同步脱氮除磷效果,COD/ρ(TN)=8时,NH_4~+-N、TN、TP去除率分别为92%、77.6%、85.4%。     

HRT和硝化液回流比对小型一体化污水处理装置的影响

研发了1种小型一体化污水处理装置,采用自然充氧和机械曝气相结合的方式,以减少能源消耗。实验考察了HRT和硝化液回流对处理效果的影响。结果表明,设定的4组HRT条件(厌氧36 h、好氧16.8 h,厌氧18 h、好氧8.4 h,厌氧12 h、好氧5.6 h,厌氧12 h、好氧2.8 h)中,处理效果与HRT成正比,COD、NH3-N、TP的去除率分别为79%~91%、57%~79%、41%~62%;综合考虑处理效果和成本,HRT以厌氧12 h、好氧5.6 h时较为适合,出水COD和NH3-N、TP可分别满足GB 18918-2002污水排放一级A标准和二级标准。当硝化液回流体积比分别为50%、100%和200%时,TN的去除率分别为52%、60%、64%;回流体积比在100%和200%时,出水TN的质量浓度低于20 mg/L。     

2种生物膜挂膜方法对比分析及其影响因素研究

采用模拟生活废水对比分析了生物膜反应器的2种挂膜方法 (自然挂膜法和接种挂膜法),并探究了HRT和DO对生物膜反应器去除COD和NH_4~+-N的影响。结果表明:同等工况条件下,采用接种挂膜法和自然挂膜法的COD和NH_4~+-N去除率分别为85.3%、67.8%和84.6%、66.2%,采用自然挂膜法完全可以取得接种挂膜法的效果;HRT和DO对生物膜反应器去除COD和NH_4~+-N有着重要影响,当HRT为6 h,DO为4.0 mg/L时,COD和NH_4~+-N去除率分别为90.2%和85.5%。     

一体化污水处理装置中DO及回流比对处理效果的影响

利用一体化污水处理小试装置考察了溶解氧(DO)及回流比对装置处理效果的影响,试验结果表明,DO和回流比对COD和NH_4~+-N的去除影响较大,DO为4.0~4.5 mg/L时,COD、NH_4~+-N的去除率最高分别为92.9%、93.5%;回流比为300%时COD去除率最高达到96.4%。DO和回流比增加对TN、TP的去除率呈现先上升后下降的趋势,在DO为3.5~4.0 mg/L时,TN、TP去除率最高至54.8%、70.6%;回流比为200%时,TN、TP去除率最高分别为68.6%、75.5%,而DO和回流比的进一步增加抑制了反硝化细菌脱氮以及聚磷菌厌氧释磷的过程,从而使得TN、TP去除率下降。     

垂直流填料床逐级增氧池一体化生物膜反应器性能应用研究

采用旁路回流逐级曝气的增氧工艺,设计了一种垂直流填料床逐级增氧池一体化生物膜反应器,维持了高密度生物膜,对污染物进行多级好氧深度处理。填料床分别以不同粒径阳离子改性陶粒、凹凸棒土烧结粒、海绵钢渣为填料,在好氧条件下,实现高效生物脱氮、化学除磷,有效避免了脱氮与除磷过程中不同微生物对碳源的竞争,反应器在第10天启动成功,具有挂膜速度快、体积小、生物量大、曝气效率高且脱氮除磷效果良好的特点。模拟低C/N污水COD为90~100 mg/L,TN、NH_4~+-N、TP进水质量浓度分别为20~24、18~20、5~8 mg/L。经过60 d稳定运行结果表明,HRT为6 h时,出水COD为1.8 mg/L,TN、NH_4~+-N、TP出水质量浓度分别为1.5、1.2、0.2 mg/L,对模拟污水COD、TN、NH_4~+-N、TP的去除率分别可达98.2%、92.1%、93.2%、97.8%。出水水质均达到城镇污水处理厂污染物排放标准的一级A排放标准,同时达到地表水环境质量标准的Ⅳ类水质标准。     

ABR-MAP-MBR组合工艺处理高浓度养殖废水研究

针对养殖废水高悬浮物、高有机物及高氨氮的特点,采用厌氧折流板反应器/磷酸铵镁沉淀/兼氧-好氧膜生物反应器(ABR-MAP-MBR)组合新工艺对其进行中试处理研究,考察生物反应器的启动运行条件;考察水力停留时间(HRT)、水温和溶解氧(DO)等运行参数对养殖场废水各阶段处理效果的影响;考察MAP沉淀法对ABR厌氧出水的NH_4~+去除效果。结果表明:采用阶梯负荷启动策略,60 d完成ABR反应器的启动,厌氧环节在HRT为24 h、水温25~35℃时COD去除率达73.5%;磷酸铵镁沉淀过程中选择氯化镁、磷酸三钠作为沉淀剂,控制Mg~(2+)∶NH_4~+∶PO_4~(3-)摩尔比为1.2∶1∶0.95,pH为8.5~9.0条件下处理ABR厌氧出水,COD、NH_4~+和PO_4~(3-)-P去除率分别为28.2%、85.4%和89.7%;通过对A/O-MBR反应器HRT和DO的条件优化,该单元的COD、SS、NH_4~+和TN等指标的去除率分别为82.0%、95.2%、72.4%和67.7%(HRT=16 h,O区DO≥3.0 mg·L~(-1))。经过组合工艺的综合处理,系统出水各项主要指标(SS、COD、TN和TP等)达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596—2001)一级排放标准,表明该新工艺在规模化养殖场废水处理中具有良好的应用前景。     

碳纤维填料处理生活污水的研究

通过构建碳纤维填料的接触氧化反应器,与A/O工艺进行对比。通过单因素研究,考察水力停留时间(HRT)与溶解氧(DO)对生活污水COD、氨氮(NH_4~+—N)和总氮(TN)去除效果的影响。结果表明,在HRT为10 h、DO质量浓度为2.5 mg/L时,接触氧化反应器对COD、NH_4~+—N和TN的去除率分别为94.75%、88.30%和84.33%;碳纤维填料在水中呈分散状,富集大量的微生物并形成生物膜,具有高生物活性,因此提高了接触氧化反应器脱氮除碳的效率。     

连续流间歇曝气工艺处理生活污水规律探究

采用连续流间歇曝气工艺处理生活污水,探究不同间歇曝气方式对连续流反应器中COD、NH_4~+-N、TN、TP去除效果的影响。结果表明,间歇曝气的运行方式有利于抑制污泥膨胀问题;所有工况COD去除率均高于82%,且随着曝气时间的增加而增加,最高可达到92%;出水TP的质量浓度在1.8~5.5 mg/L,平均去除率约为30%,缺氧阶段NO_x~--N(x=2、3)、好氧缺氧交替频率、温度均是影响TP去除效果的因素;进水TN主要以NH_4~+-N的形式存在,出水TN的质量浓度浓度在51~53 mg/L,去除率23.2%~55.8%,反硝化阶段碳源不足是造成TN去除率低的主要因素;NH_4~+-N平均去除率在78%左右,间歇曝气NH_4~+-N的去除效率均高于连续曝气工况。     

移动床生物膜反应器的启动及影响因素的研究

采用配制模拟废水进水,研究移动床生物膜反应器(MBBR)的启动挂膜,结果表明,在悬浮填料填充率为40%,pH为6.3～7.6,温度为20～30℃,m(C)/m(N)/m(P)=100:5:1的条件下,ρ(DO)=3 mg/L,HRT=6 h时挂膜速度快,COD、NH3-N去除效率可达到90%。当ρ(DO)=1.5 mg/L时前5天COD去除率略高于ρ(DO)=3 mg/L时,此后COD、NH3-N去除率均稳定在80%左右,ρ(DO)=5mg/L时紊动剧烈,不利于挂膜;HRT=6h和HRT=8h时COD、NH3-N去除率比较接近,且远高于HRT=4 h和HRT=12 h时。在试验范围内,COD、NH3-N处理效率均随着DO、HRT值增大而增大,而后随着增大反而降低,可知DO、HRT过高或过低均不利于启动运行。在HRT=6 h,ρ(DO)=3 mg/L的条件下稳定运行时,COD、NH3-N、TN、TP的去除率均值分别为:89.5%、94%、54.76%、56.1%。     

低温下多级AO-MBR工艺处理市政污水中试研究

针对低温条件下常规水处理技术难以满足出水要求的问题,对多级AO-膜生物反应器(MAO-MBR)工艺处理市政污水的情况进行研究,考察在低温下(7~13℃)对有机物和氮磷的去除效果。结果表明,在DO的质量浓度2.0 mg/L、回流体积比150%、HRT为18 h、MLSS的质量浓度6 g/L条件下,NH_3-N负荷、TN负荷分别为15 g/(kg·m~3)、20 g/(kg·m~3),出水COD、NH_3-N、TN、TP的去除率可分别达到96%、98%、85%、97.5%,出水水质达到GB 18918-2002的一级A标准。     

好氧-SNAD-MBBR工艺处理煤气化废水

研究了同步亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化(SNAD)-生物移动床(MBBR)工艺对煤气化废水脱氮的处理效果。结果表明,通过控制低DO含量和低污泥停留时间(SRT)的方法防止了好氧反应器中硝化菌的积累,为后续SNAD反应器提供了合适的进水。煤气化废水经好氧反应器去除COD后进入SNAD MBBR进行脱氮,控制SNAD反应器温度为30～33℃,DO的质量浓度为0.5～0.8 mg/L,p H为7.5～7.7,HRT为24 h。TN去除率达到90.7%,出水TN、NH_4~+-N的质量浓度分别低于20、5 mg/L,COD去除率达到89.6%,出水COD低于60 mg/L。运行25 d后,SNAD反应器中厌氧氨氧化菌的种类由接种时的Candidatus Brocadia变为Candidatus Kuenenia。     

水力停留时间对氧化沟处理农村污水的影响

采用改进型氧化沟装置处理模拟农村生活污水,考察HRT对该系统脱氮除磷效果的影响。结果表明,随着HRT从14 h逐步缩短至8 h,COD和NH_4~+-N的去除率逐渐提高达到最大并维持稳定,TP的去除率显著提高但达到最大后有所下降。在进水COD为300 mg/L,NH_4~+-N、TP的质量浓度分别为40、3 mg/L时,采用HRT为10 h为优化运行条件时,系统对COD、NH_4~+-N和TP的去除率分别达到91%、96%和66%。出水COD和NH_4~+-N含量达到了GB18918-2002的一级A标准,表明装置针对农村污水处理具备可行性。     

水力停留时间对SBR工艺脱氮除磷效果的影响分析

以西安市第四污水处理厂初沉池实际出水为研究对象,研究了SBR试验装置中HRT对有机物、氮、磷的去除效果。结果表明,HRT对COD、PO43--P的去除效果影响较小,对TN和NH4+-N的去除影响较大。TN和NH4+-N的去除率随好氧停留时间、缺氧停留时间的增加而增大。试验装置在缺氧段、好氧段停留时间分别为5 h、3.5 h的运行条件下,对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别达到了86%、98%和74%,出水水质除TP之外,均达到了城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)一级A排放标准要求,试验结果为SBR工艺污水厂升级改造提供了工艺运行参数,也可供同类型污水处理厂工艺升级改造设计时参考。     

人工湿地-塘组合处理村镇严重污染河水效果

构建潜流人工湿地-塘组合中试系统,探讨系统对村镇严重污染河水中氮磷等污染物的处理效果。采用实验模拟的方法,获得不同水力停留时间HRT及不同塘水深条件下系统对氮磷净化效果的数据,并进行分析。结果表明,组合系统HRT对COD、TN、NH3-N的影响显著,随HRT的增大去除效果明显提高。对TP的影响呈现先提高后降低且总体变化不大的现象,除磷的最佳区间是HRT 2.5~3.0 d。当HRT2.1 d,COD、TN、NH3-N和TP的去除率大于54.0%、57.8%、67.7%和80.6%,出水COD优于Ⅳ类水体标准,TN、NH3-N均优于城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准,TP优于Ⅲ类水体标准。COD、TN、NH3-N和TP的去除率随塘水深变化不大,均出现一个先高后低的现象,当塘水深为0.5 m时,去除率最高,COD、TN、NH3-N和TP的去除率分别达到48.9%、55.3%、63.7%和83.9%,出水水质最好,分别为20.49、9.51、4.59、0.19 mg/L,COD优于Ⅳ类水体标准,TN、NH3-N优于一级A标准,TP优于Ⅲ类水体标准。     

菌藻共生序批式生物膜反应器处理猪场沼液

采用活性污泥、光合细菌和小球藻组成的菌藻共生序批式生物膜反应器(SBBR)对猪场沼液进行了净化处理,研究了HRT和光照度等因素对污染物去除效果的影响。结果表明,优化HRT为2 d、光照度为5 klx。系统运行稳定后,COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除率分别为92.16%±0.82%、97.98%±0.53%、87.95%±0.55%和84.25%±0.45%,出水COD和NH_4~+-N、TN、TP的质量浓度分别为(143.3±15.0)mg/L和(14.24±3.74)、(97.48±4.45)、(5.20±0.15)mg/L。该系统稳定性好,能有效地去除沼液中的污染物,可用于猪场沼液净化。     

新型复合生物滤池处理生活污水实际应用

研究了序批式泥膜复合生物滤池(CSBF)串联深度处理滤池(EBF)组合的新型复合生物滤池在城镇生活污水的应用。20天运行数据结果显示,新型滤池工艺对COD、NH_3-N、TN、TP有良好去除效果,运行期间COD平均去除率94.63%、NH_3-N平均去除率99.02%、TN平均去除率77.89%、TP平均去除率97.99%,各指标稳定达GB8978-1996的一级A标准,其中COD、NH_3-N、TP可达地表水Ⅳ类标准。     

可回流式生物膜组合反应器脱氮的影响因素

利用生物膜组合反应器处理实际生活污水,探讨了水力停留时间(HRT)、溶解氧(DO)和回流比(R)对系统脱氮性能的影响. 结果表明,在无回流时,HRT和DO仅对氨氮(NH4+-N)去除影响较大,而对总氮(TN)去除影响不大,硝化液回流后,系统TN去除率明显提高. 在水温为19~28℃、进水COD浓度为208~496 mg/L及NH4+-N浓度为29.5~89.5 mg/L的条件下,当HRT为3 h,O和B段DO分别为3~4和6~7 mg/L、系统回流比为150%时,该生物膜组合反应器对NH4+-N和TN的去除效果达到最佳,其平均去除率分别为98.97%和76.27%,此时系统出水NH4+-N和TN分别为0.43和11.2 mg/L,达到GB18918-2002规定的一级A标准.     

水解酸化+水力增氧床+人工湿地组合工艺处理生活污水的试验研究

研究了水解酸化-水力增氧床-人工湿地组合工艺对实际生活污水中COD、NH_4~+-N、TN、TP和浊度的去除效果。结果表明,组合工艺对污水中COD、NH_4~+-N、TN、TP和浊度的去除效果显著,平均去除率分别为94.3%、92.0%、60.3%、83.6%、93.4%,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,可用于中水回用。     

前置反硝化曝气生物滤池处理低浓度生活污水

在水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)为1 h和2 h、气水比为5:1、回流比为100%的条件下,考察了前置反硝化曝气生物滤池工艺对低浓度生活污水的处理效果,并研究了反冲洗对该工艺去除效果的影响。试验结果表明:当HRT为2 h时,前置反硝化曝气生物滤池对低浓度生活污水中COD、NH_4~+-N和TN的平均去除率分别为70%、91%和53%,当HRT降至1 h时,COD、NH_4~+-N和TN平均去除率分别降低12%、34%和20%。在反冲洗后2～3 h,该工艺能恢复到正常处理水平。