反硝化除磷菌富集试验研究

采用A2-SBR反应器对反硝化除磷菌进行富集研究,结果表明反硝化除磷菌存在于污水处理厂活性污泥中,通过厌氧／缺氧的强化交替运行,能使反硝化除磷菌得到富集。厌氧／好氧批实验结果表明,反硝化除磷菌能够利用氧气作为电子受体进行吸磷,其比吸磷速率高于缺氧比吸磷速率。     

活性污泥法脱氮除磷工艺优化设计的灵敏度分析

以ASM2D为机理模型对活性污泥法脱氮除磷工艺进行优化设计,在满足出水水质标准的前提下,使总设计费用达到最低,对优化模型中的各种参数进行灵敏度分析。结果表明,不同种类参数的灵敏度差别很大,其中目标函数中各参数对结果影响最大,最大灵敏度达到-99.02%;进水组分、化学计量系数和动力学参数的最大灵敏度分别为16.06%、11.9%和7.60%。随着排放标准的下降,系统的总费用也随之减少。对优化设计中参数进行灵敏度分析可以得出一些重要参数对结果的影响程度,为参数校正和结果输出提供理论依据。     

活性污泥法脱氮除磷工艺的优化设计

利用活性污泥2D模型对城市污水厂脱氮除磷工艺进行优化设计,构建A²/O工艺的仿真模型,通过模型校正对工艺参数进行优化,并将优化设计与传统设计法和试算法进行比较。结果表明,优化模型得出的模拟结果与实验测定值基本相吻合。优化设计法得出的污水厂基建费用和运行成本与其他两种方法相比,都有了很大的降低,虽然出水水质略有下降,但仍满足国家排放一级B标准。活性污泥2D模型可以对污水厂进行优化设计和控制。在满足出水水质前提下,降低污水厂的费用,并对以后的工艺设计提供理论指导。     

序批式活性污泥法反硝化聚磷菌的培养驯化研究

以某污水处理厂活性污泥作为种泥,采用序批式活性污泥法(SBR)进行反硝化聚磷菌(DPB)培养驯化研究。结果表明,经过厌氧-好氧,厌氧-换水-缺氧,厌氧-缺氧,厌氧-缺氧-短时曝气4个阶段培养驯化,系统出水效果良好:出水PO43--P的质量浓度稳定在0.5 mg.L-1以下,平均除磷率达96%;出水COD稳定在50 mg.L-1以下,平均去除率达77%。DPB占聚磷菌的比例约为65.02%。当投加不同含量的NO3--N时,硝酸盐的含量只影响吸磷速率而不影响吸磷量。当缺氧段DPB体内的PHB为限制因素时,缺氧吸磷过程在不同NO3--N含量下基本相同。     

活性污泥2号模型的应用与校正

采用国际水质协会提出的活性污泥2号模型,以MATLAB为工具编制计算软件,采用该软件对常州市污水厂进行计算,在输入典型的动力学和化学计量参数值后,计算结果表明出水CODCr指标大部分得到较好的模拟,但NH3-N、TP和TN出水指标模拟值与实际值有差异。通过对参数灵敏度的分析,在考虑温度影响的条件下,进行模型校正,模型校正后,预测精度得到显著提高。     

活性污泥沉降速率模型的研究进展

活性污泥沉降速率是二沉池模型的核心内容,以固体通量理论为基础的沉降速率模型主要包括幂函数模型、指数模型、Cho模型、双指数模型和颗粒分类沉降模型。在二沉池模拟中,指数模型和双指数模型较为实用且应用较多。指数模型的参数估计可通过模型参数与SVI关联实现,而双指数模型的参数则需将批沉降试验与最优化技术相结合才能确定。对活性污泥沉降速率模型的进一步研究工作提出展望。     

A~2/O工艺反硝化除磷试验研究

在A2/O工艺中,通过调节混合液回流比,实现了反硝化除磷菌的富集。COD和氨氮的平均去除率分别为85%和95.6%,达到稳定除磷效果时,磷酸盐的平均去除率为82.9%。缺氧段吸磷量所占比例从27.4%增至65.7%,反应后期平均比值为62.6%。污泥特性实验表明最大缺氧吸磷速率为5.79 mgP/(gMLSS.h),最大好氧吸磷速率为9.29 mgP/(gMLSS.h),两者的比值为62.3%。     

序批式生物反应器工艺脱氮除磷过程控制参数

为了实现序批式生物反应器(SBR)的自动控制,利用SBR工艺厌氧-好氧-缺氧(AOA)的运行方式处理模拟废水,考察溶解氧(DO)、p H值及氧化还原电位(ORP)作为各反应阶段终止(包括厌氧释磷、好氧硝化、曝气、好氧吸磷和缺氧反硝化)控制参数的可行性。结果表明:厌氧段,p H值与ORP曲线下降至平台的转折点对应厌氧释磷的终点;好氧段,p H值曲线的最低点对应硝化作用的终点,p H值、DO与ORP在硝化结束后均上升至一个稳定的平台,三者结合来判断曝气时间的结束以及好氧吸磷的终点;缺氧段,ORP曲线的最低点对应反硝化作用的终点。DO,p H值与ORP的特征点可以作为SBR工艺脱氮除磷的过程控制参数。     

混合液回流比对A/A/O工艺反硝化除磷的影响

以生活污水培养驯化污泥的小试规模A/A/O工艺为研究对象，进行了混合液回流比为100%、200%和300%时对反硝化除磷的影响研究，并利用厌氧/缺氧批式试验方法对污泥特性进行单独考察。结果表明，随着混合液回流比的增大，缺氧除磷在系统除磷所起的作用、反硝化聚磷菌缺氧利用单位聚羟基链烷酸（PHAs）的吸磷量和反硝化数量出现先升高后下降，厌氧合成单位PHAs的释磷量和好氧利用单位PHAs的吸磷量并没有受到影响，以200%时反硝化除磷和系统脱氮除磷效果为最好，过高或过低NO₃-N浓度均会影响反硝化聚磷菌的缺氧吸磷速率和PHAs降解速率，但并没有影响其本身所固有的特性。     

亚硝氮为电子受体缺氧吸磷的试验研究

为进一步了解反硝化除磷菌,以SBR反应器在厌氧/好氧条件下培养的聚磷菌为对象,进行批次试验,研究了不同浓度NO_(2-)~--N对缺氧吸磷过程的影响。结果证实:NO_(2-)~--N可以作为缺氧吸磷的电子受体,但吸磷速率比好氧吸磷低,吸磷量比好氧吸磷少。反应开始时的NO_(2-)~--N/P对反应过程影响很大,该试验中NO_(2-)~--N/P为0.60时缺氧吸磷量和吸磷速率均达到最高。低于该值时,吸磷量和吸磷速率随着氮磷比的提高而增加,NO_(2-)~--N消耗完时,体系出现"二次释磷"现象;高于该值时,吸磷量和吸磷速率随着氮磷比的提高而减少。NO_(2-)~--N浓度达到80mg/L时,没有发现对反应的抑制作用。     

强化生物除磷系统中聚磷菌菌群特性

为了研究强化除磷系统中聚磷菌(PAOs)菌群特性,通过批次试验分别考察了厌氧/好氧(A/O)污泥和厌氧/缺氧(A/A)污泥吸磷特性。试验结果表明:A/O污泥好氧吸磷速率(qPo)大于缺氧吸磷速率(qPa),而A/A污泥qPo却小于qPa。基于此试验结果可得出目前普遍应用qPa与qPo的比值表征反硝化聚磷菌(DPAOs)占PAOs的相对百分比的方法不合理。聚磷菌菌群构成与电子受体类型有关,根据电子受体类型可将PAOs分为三种,即:PON(既能以氧作为电子受体,也能以硝态氮作为电子受体)、PO(只能以氧作为电子受体)和PN(只能以硝态氮作为电子受体)。     

Advanced removal of organic and nitrogen from ammonium-rich landfill leachate using an anaerobic-aerobic system☆

A novel system coupling an up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) and sequencing batch reactor (SBR) was introduced to achieve advanced removal of organic and nitrogen from ammonium-rich landfill leachate. UASB could remove 88.1%of the influent COD at a volumetric loading rate of 6.8 kg COD·m?3·d?1. Nitritation–denitritation was responsible for removing 99.8%of NH4+-N and 25%of total nitrogen in the SBR under alternating aerobic/anoxic modes. Simultaneous denitritation and methanogenesis in the UASB enhanced COD and TN removal, and replenished alkalinity consumed in nitritation. For the activated sludge of SBR, ammonia oxidizing bacteria were preponderant in nitrifying population, indicated by fluorescence in situ hybridization (FISH) anal-ysis. The Monod equation is appropriate to describe the kinetic behavior of heterotrophic denitrifying bacteria, with its kinetic parameters determined from batch experiments.     

Influence of an aerobic selector on copper and hexavalent chromium biosorption by activated sludge

The influence of an aerobic selector on biosorption of Cu and Cr(VI) by activated sludge was studied. In‐vitro batch adsorption tests were performed using sludge harvested from bench‐scale activated sludge systems. Metal biosorption by activated sludge was rapid with equilibrium usually reached within an hour. Adsorption behaviour closely followed a Freundlich isotherm model. Experimental data suggested that an aerobic selector increased the biosorption of the metal ions by activated sludge, confirming observations by others in a similar study but with different heavy metals. Freundlich isotherms indicated that the biosorption capacity of activated sludge was increased by 15% for Cu and 30% for Cr(VI). Activated sludge from both systems had a greater biosorption capacity for Cu than for Cr(VI). The effects of pH and sludge concentration were also investigated. The results indicate that these parameters may influence the biosorption characteristics of activated sludge. © 2002 Society of Chemical Industry     

连续流双污泥反硝化除磷工艺数学模型

污泥是典型的反硝化除磷工艺,在处理低碳源生活水方面,极具应用前景。目前有关双污泥工艺的试验研究成果较多,而在双污泥工艺相关数学模型方面研究报道较少。本文的研究目的为建立一种可模拟双污泥反应过程的数学模型。参照ASM2D等模型,对主要生化反应过程的动力学模型进行线性简化,并列出了各单元污染物的物料平衡方程组,成为双污泥工艺数学模型的核心。模型的输入量包括水水质、各反应器停留时间、厌氧池污泥浓度、硝化池污泥浓度、回流比、越流比。模型的动力学参数与化学计量学参数由一实验室双泥系统的稳定运行数据估计得出（英文摘要给出了各参数的具体值）。针对目前反硝化聚磷数学模型无法体现厌氧释磷对反硝化聚磷过程影响的问题,采用平均比污泥聚磷速率与缺氧池反应时间乘积来描述缺氧聚磷过程的线性简化模型,平均比污泥聚磷速率与厌氧释磷量及反应时间有关,因此可反映厌氧释磷过程对缺氧聚磷速率的影响。 可查比污泥反硝化聚磷速率表得出,该表反映了比污泥反硝化聚磷速率与比污泥厌氧释磷量及反应历时之间的关系,可由反硝化聚磷实验获得。在模型求解之前,因比污泥厌氧释磷量未知,所以 无法确定,故无法通过一次求解模型中的线性方程组得出模型的解,针对此种情况,采用试算法求解模型。模型通过一连续流实验室双泥系统验证,结果表明,模型对各污染物浓度及沿程变化规律的预测具有较高准确性,但模型中可能存在不同误差相抵的情况,仍需进一步验证或改进。     

A novel nearly plug‐flow membrane bioreactor for enhanced biological nutrient removal

The feasibility of enhanced biological nutrient removal by a new process called nearly plug‐flow membrane bioreactor (NPFMBR) is studied. Results of long‐term observations showed that average removal degrees of (1) chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) reached 95%, 85%, and 89%, respectively, at the steady operation period. Process success was further corroborated by batch experiments. Data of specific oxygen uptake rates demonstrated the abundance and/or high activities of ammonium oxidation bacteria and nitrite oxidation bacteria in the sludge. Observed specific rates of nitrification, denitrification, phosphorous release/uptake of the sludge were higher than those reported in previous research. Because of the unique flow pattern of sludge and alternant aerobic–anoxic operating conditions in the bioreactor, mass transfer and biotransformation of nutrients were expected to be improved. The NPFMBR could offer a new option for the wider application of MBRs. © 2012 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 59: 46–54, 2013     

好氧颗粒污泥降解有机物的数学模拟

利用好氧颗粒污泥在不同F/M值条件下进行有机底物的批式降解试验,监测降解过程中底物的利用及溶解氧的消耗,采用活性污泥3号模型(ASM3)对降解过程进行数学模拟,利用Aquasim对模型的主要参数进行估计,得到异养菌的最大比生长速率(uH)为17.17 d-1,异养菌产率(YH)为0.74g[COD]/g[COD],储存物质产率(YSTO)为0.85g[COD/]g[COD];模型验证表明模型能够很好地描述好氧颗粒对有机物的降解过程。     

A2N2双污泥系统反硝化除磷工艺的启动与稳定

采用低C/N比实际生活污水,以A₂N₂-SBR（厌氧/硝化/缺氧/硝化）双污泥系统为研究对象,重点考察了A₂N₂系统启动过程中的脱氮除磷特性。试验结果表明：采用在A²/O-SBR和N-SBR单元分别接种种泥,分开培养驯化聚磷菌污泥和硝化菌生物膜,并利用A²/O-SBR单元的出水作为N-SBR单元的进水,25 d好氧硝化菌生物膜挂膜成功,氨氮去除率稳定在93%以上;A²/O-SBR单元采用先厌氧/好氧（A/O）后厌氧/缺氧（A/A）的运行方式,43 d成功培养富集了反硝化聚磷菌（DPAOs）,DPAOs占PAOs的67.81%,反硝化除磷率在77.9%以上;启动成功后原水中约73%和13%的COD分别在A²/O-SBR单元的厌氧段和N-SBR单元曝气过程中被去除,系统出水COD、NH⁺₄-N、PO₄^3--P、TN浓度分别为40.6、0、0.4、13.5 mg·L^-1,达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A排放标准。