集成化净水装置净水效果试验研究

根据三峡库区小城镇水源特点,开发了集成化净水装置,并对该装置的净水效果进行了试验研究.试验结果表明该装置对氨氮、亚硝酸盐氮、有机物和浊度等均有较高的去除效果,其中氨氮和亚硝酸盐氮的去除率分别为52.94%～63.54%和66.67%～81.82%,CODMn的去除率为41.86%～56.27%,其出水浊度均在0.5 NTU以下.     

无纺滤布生物膜反应器对厌氧氨氧化脱氮负荷提高的实现

采用无纺滤布生物膜反应器,研究了厌氧氨氧化工艺脱氮负荷提高的可行性.研究结果表明,封存污泥经过15 d培养,可成功实现厌氧氨氧化活性恢复,氨氮去除率可以指示活性恢复程度.厌氧氨氧化无纺滤布ASBR反应器具有较高的脱氮潜能,试验阶段氮容积去除负荷最高可以达到2.06 kg/(m3·d).     

回流比对短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理晚期垃圾渗滤液自养脱氮的影响

采用"连续流短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺"处理低碳氮比高氨氮浓度的晚期垃圾渗滤液.主要考察了在不同外回流比(100%~600%)的条件下,A/O反应器中氨氮转化率以及亚硝酸盐积累率的变化,游离氨(free ammonia,FA)与游离亚硝酸(free nitrite acid,FNA)的平均质量浓度变化;UASB反应器的厌氧氨氧化活性及其在相同高度(10 cm)处的粒径变化情况.试验结果表明,当回流比维持在300%时,A/O反应器中的亚硝酸盐氧化细菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)被FA和FNA联合抑制,进而达到了较好的短程硝化效果,A/O反应器中氨氮转化率、亚硝酸盐积累率分别达到93.5%、95.6%以上,UASB厌氧氨氧化反应器污泥持留性与活性均达到较高的水平,总氮去除负荷达到1.04 kg/(m~3·d)以上.定量PCR结果表明,厌氧氨氧化菌占全菌的比例达到了试验期间的最大值3.78%.     

预氯化对输水管道净水效能影响及恢复研究

为保障原水输水过程中水质安全性,采用生物膜环状反应器(BAR, Biofilms Annular Reactor)考察预氯化对管道生物膜净水效能的影响及其性能恢复过程．结果表明,管道预氯化后,对管道生物膜损伤较大,影响NH₄+-N、NO₂--N、CODMn、TP去除效果;出水出现短暂的CODMn和TP质量浓度上升、NO₂--N积累现象,出水NO₂--N最大积累量可达7倍．冲击实验后稳定运行阶段,生物膜对NH₄+-N去除效能恢复时间较NO₂--N快2 d,NH₄+-N、NO₂--N分别在第8天和第10天完成恢复;稳定运行至第8天,管壁生物膜完成对CODMn和TP去除效能的恢复．     

亚硝化反应器的启动及控制因子研究

为探究亚硝化反应器的启动,在常温条件下,经190d运行,对温度、pH、游离氨(FA)和溶解氧进行了监测.在SBR运行方式下,在进水中投加铵盐,使氨氮质量浓度达200mg·L-1、溶解氧为0.2mg·L-1,在连续流运行方式下停止投加铵盐,维持溶解氧为0.2mg·L-1.结果表明,高氨氮进水氨氧化菌(AOB)可以得到强化增殖,亚硝酸盐迅速积累;连续流低氨氮进水仍可实现亚硝酸的稳定积累,但当溶解氧质量浓度0.5mg·L-1时,硝酸化现象严重,而恢复低溶解氧一段时间后,亚硝酸盐又得到重新积累;氨氧化菌虽对温降敏感,但升温后硝化性能立即恢复.高氨氮可加快亚硝化反应器的启动,而低溶解氧却是维持亚硝酸盐积累的控制因子.     

常温条件下厌氧氨氧化生物滤池影响因素

为了推动厌氧氨氧化(ANAMMOX)在城市污水处理中的工程化应用,在常温条件下,采用生物滤池反应器,分别考察了硝酸盐、磷酸盐、氨盐和亚硝酸盐对ANAMMOX运行效能的影响.试验结果表明:当进水NO3--N质量浓度提高至约500mg/L时,不会对总氮去除负荷产生明显的影响;而当进水总磷质量浓度大于10mg/L时,总氮去除负荷下降明显,停止投加磷酸盐后,总氮去除负荷可以得到恢复;适当提高NH4+-N和NO2--N的浓度,有利于总氮去除负荷的提高.可见常温条件下,硝酸盐对于低氨氮城市污水ANAMMOX生物滤池的脱氮活性基本不存在影响.而正磷酸盐浓度负荷对于ANAMMOX反应具有一定的影响,且进水磷酸盐浓度的提高对常温低氨氮城市污水ANAMMOX反应存在可逆性抑制作用.     

氨氮对内循环生物流化床亚硝化过程影响

为实现内循环生物流化床(ITFB)短程脱氮处理高氨氮废水,在小试ITFB反应器内考察了氨氮浓度对生物膜亚硝化特性的影响.通过5个月的连续试验,研究了ITFB反应器历经启动培养、短暂亚硝化、硝化系统破坏、硝化系统恢复、完全硝化五个过程中,氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的转化规律及游离氨毒性作用对短程硝化过程的影响.试验结果表明:反应器启动初期出现了短暂亚硝化,平均亚硝化率为79%;在进水氨氮浓度增加到300 mg/L时,系统再次实现了亚硝化,平均亚硝化率达81%,但由于游离氨浓度的影响使得系统硝化能力受到严重影响,系统氨氮去除率降低至22%;系统恢复后,亚硝化现象不明显.反应器内游离氨浓度随进水氨氮浓度升高而增加至8 mg/L时,系统内硝化细菌和亚硝化细菌活性均受到抑制.通过提高进水氨氮浓度来实现系统短程脱氮过程稳定运行的可逆性较差.     

序批式移动床生物膜反应器处理高氨氮废水

试验采用以新型聚乙烯塑料为序批式移动床生物膜反应器研究了其对于高氨氮废水的处理能力.结果表明,填料的填充高度与MBBR有效高度的比例约为80%时较容易实现挂膜,填料的最佳长度为4mm左右;pH在8.0～8.5之间时,系统氨氧化速率较大,最大达到53.97mg/(L·h);MBBR氨氮去除容积负荷、去除率随着进水氨氮容积的升高而先增大后降低,氨氮容积负荷为1.5kgN/(m3·d)时,其去除容积负荷最大,达到1.03kgN/(m3·d),氨氮容积负荷为0.75kgN/(m3·d)时,去除率最大,达到99.6%以上;试验中出现稳定的亚硝酸盐积累,当进水氨氮浓度为200mg/L时,氨氮去除率达到97.7%以上,亚硝酸盐氮约占氨氮去除总量的96.2%.     

间歇曝气MBBR深度处理含氮废水效能研究

采用间歇曝气移动床生物膜反应器(IAMBBR)处理废水时具有很好的污染物去除效果,而且可以改善MBBR工艺对于总氮的去除效果,尤其适用于含氮废水的深度处理过程。实验重点考察了有机负荷及曝气方式对IAMBBR处理含氮废水时污染物去除效能的影响。实验结果表明,当进水COD浓度为720mg/L,氨氮为20mg/L,NO3--N为100mg/L时,控制反应器的水力停留时间(HRT)为12h、温度为25±2℃、pH为6~9、有机负荷在1.44kgCOD/(m3·d)、并采用曝气2h,停止曝气4h循环模式的曝气方式时,IAMBBR对COD、氨氮和TN的平均去除率分别为95.88%、92.22%和76.73%,可在同一反应器内实现较好的有机物去除和脱氮效果。同时,IAMBBR不同的运行方式对于反应器内悬浮填料上的生物膜形态也有较为显著的影响。     

臭氧预氧化与混凝联用工艺处理低温微污染水的试验研究

目的研究臭氧投加量、接触氧化时间等因素对臭氧预氧化与混凝联用工艺处理低温微污染水的影响,以及臭氧预氧化在常规水处理工艺基础上的净水效果.方法采用静态试验,改变臭氧投加量,接触氧化时间等参数,分别对比了高锰酸盐指数、浊度和色度的去除效果.结果臭氧投加量0.5(mg.L-1)时,沉淀出水各项指标就具有明显的去除效果.在投加量为3(mg.L-1)接触氧化时间为15 min时,沉淀后出水的高锰酸盐指数、浊度、色度分别降低了18.4%、95.9%和81.9%.比直接采用聚合氯化铝混凝的去除率分别提高了5.8%、23.6%和22.4%.结论对于低温微污染水源水,臭氧预氧化与混凝联用工艺能有效地去除有机物、浊度、色度,使处理后水质达到标准.     

悬浮填料挂膜阶段硝化效果及其FISH检测研究

采用悬浮填料处理生活污水的挂膜启动试验,研究了挂膜启动过程中出水中主要污染物质随时间的变化情况,并对生物膜中硝化细菌进行检测研究。结果表明,在温度为:20～30℃,溶解氧为3.0～4.0 mg/L,MBBR在19 d左右完成挂膜启动,氨氮去除率达到88%,没有发生亚硝酸盐的积累;荧光原位杂交技术分析揭示生物膜中硝化菌随挂膜时间的变化,第15天生物膜中氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌分别占总真细菌数的14%和10%,第27天生物膜中氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌分别占总真细菌数的22%和19%,硝化细菌在挂膜后期有较大的增殖。     

亚硝酸型硝化在生物陶粒反应器中的实现

为确定低氨氮污水处理过程中的亚硝酸型硝化的特性,采用生物陶粒反应器对其亚硝化效果和稳定性进行研究.试验结果表明,在水温20~25℃,水力负荷0.6 m3/(m2.h),气水比(3~5)∶1,进水COD负荷106~316 mg/L,氨氮负荷42.78~73.62 mg/L的条件下,反应器对氨氮的平均去除率可达到81.32%,且亚硝酸氮积累率基本稳定地保持在91%~99%.结合反应器中氮元素沿程变化分析及反应器内生物膜中微生物的计数结果表明,通过控制低溶解氧,实现了在常温条件下稳定的亚硝酸盐积累.     

DO对SBR短程硝化系统的短期和长期影响

采用实际的生活污水,在SBR反应器内分别考察了溶解氧(DO)对短程硝化效果及污泥种群结构的短期和长期影响.结果表明,通过采用实时控制曝气时间,高ρDO(ρ(DO)=(3±0.5)mg/L)与低ρDO(ρ(DO)=(0.5±0.1)mg/L)条件下SBR系统的亚硝酸盐积累率均能达到90%以上,而低ρDO相对于高ρDO更利于提高系统的同步硝化反硝化(SND)效果,两者的平均同步硝化反硝化率(SND率)分别为45.5%和9.5%,低ρDO下最高SND率达86%.FISH的检测结果表明,实时控制模式下反应器内亚硝酸氧化菌(NOB)逐渐被淘洗,而氨氧化细菌(AOB)变为优势硝化菌群.在高ρDO运行末期,稳定的短程污泥中AOB和NOB的相对数量分别为8%～10%和不足0.5%;在低ρDO运行末期,AOB数量出现了微弱上升,增至10%～12%,而NOB进一步被淘汰,基本检测不出.可见,采用好氧曝气时间实时控制,能对短程硝化系统内污泥种群起到优化作用,且在高、低ρDO下均能实现稳定的短程硝化效果,而低ρDO更有利于系统内亚硝酸氧化菌(NOB)的淘洗、短程硝化率的提高以及系统SND效果的加强.     

运用PCR-DGGE和克隆技术对串联附积床系统生物膜菌群的分析

采用PCR-DGGE﹑克隆等分子生物学手段研究了多级串联附积床同时硝化反硝化脱氮系统生物膜菌群的时间演变,并对生物膜菌群进行同源性分析和系统发育树构建,同时讨论了生物膜菌群对系统中有机物的去除及对同时硝化反硝化脱氮的贡献.结果表明,随着时间的推移,生物膜菌群发生了较大演变而且具有高度多样性.对DGGE图谱优势条带进行分析表明,优势菌群分为5个不同的细菌类群:β-变形菌类群(β-proteobacteria)﹑γ-变形菌类群(γ-proteobacteria)、未分类菌类群(unclassified bacteria)、α-变形菌类群(α-proteobacteria)、放线菌类群(Actinobacteria).β-变形菌类群不仅在数量上占有优势,而且在有机物的降解、营养物质的去除中起着重要作用.生物膜细菌中起硝化作用的主要是亚硝化单胞菌和硝化螺旋菌;起反硝化作用的主要是施氏假单胞菌.     

Anammox反应器运行稳定性及其机理研究

采用模拟废水研究了厌氧氨氧化UBF(upflow biofilm filter)的运行性能。结果表明,在高负荷工况下,厌氧氨氧化反应器的稳定性较差。当容积负荷超过反应器的最大转化潜能时,反应器性能恶化。厌氧氨氧化反应是致碱反应,引起反应器内pH值长期维持在8.50~9.05,超出了厌氧氨氧化菌生长的最适pH范围(6.70~8.30),直接抑制厌氧氨氧化菌的生长和代谢,导致厌氧氨氧化反应器失稳。pH值过高引起反应器内游离亚硝酸浓度（free nitrous acid, FNA）降低至(1.9±4.3)×10-5 mg•L-1~(2.2±2.5)×10-5 mg•L-1,低于Anammox菌FNA半速率常数(KS,FNA),会造成亚硝酸“饥饿”。pH升高还可引起游离氨浓度（free ammonia, FA）升高至178.1 mg•L-1,超过了Anammox菌FA半抑制常数KI,FA,严重抑制Anammox菌的生长和代谢,并加剧反应器性能恶化以致失稳并且不能自行恢复。反应器性能失稳后,应及时用清水从反应器内洗出残余基质,反应器功能可快速恢复。     

MUCT工艺亚硝酸型SND途径对污染物的去除

采用MUCT工艺处理低ρ(C)/ρ(N)比实际城市生活污水,研究在短程硝化稳定运行的基础上实现亚硝酸型同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND).反应器在(28±2)℃下运行177 d,试验结果表明:通过控制溶解氧(DO)质量浓度为0.3～0.6 mg/L、水力停留时间(HRT)为6 h实现了短程硝化,亚硝酸盐积累率(nitrite accumulation rate,NAR)达到90%以上,短程硝化反硝化稳定运行118 d.在短程硝化的基础上,好氧区低氧运行实现了亚硝酸型SND,通过亚硝酸型SND途径的总氮去除率平均33%,最高达到56%.亚硝酸型SND途径下氨氮、总氮、磷的去除率明显提高,无外加碳源时分别达到99%、83%和96%.因此,MUCT工艺实现亚硝酸型SND是低碳源污水处理的一种有效的运行方式,能充分利用原水中的有机碳源,总氮去除率的提高和碳源的节省保证了磷的去除效果.     

膜生物反应器用于饮用水处理的启动特性

以粉末活性炭(PAC)作为生物载体,考察了短水力停留时间情况下膜生物反应器(MBR)用于饮用水处理时的启动特性.结果表明,对于NH3-N在初始困难阶段(20 d)之后,系统的自然启动可以在9 d内完成;之后MBR一直保持着稳定的NH3-N去除效率(89.4%).而在亚硝化细菌的成熟过程中MBR出水中出现了NO-2-N的积累,硝化细菌的成熟滞后了6 d.对于机污染物,由于反应器内PAC吸附和生物降解的综合作用,系统并未表现出明显的异养菌落成熟的标志.整个试验期间,MBR对TOC、CODMn、DOC和UV254的平均去除率分别为26.4%、30.7%、20.4%和21.7%.     

Advanced purification of filtered water by aerobic IBAC

Dongjiang River,the main drinking water source ofGuangdong Province and the only fresh water source ofHong Kong SAR,is an eutrophic-shock water body be-cause of high concentration of Ammonia and Nitrite Nitro-gen caused by rapid urbanization,commercial-in…     

抗高盐菌株的驯化及其对高盐含氮废水的处理

针对生物处理法处理高盐废水时普遍存在微生物易失活甚至死亡的问题,在上流式固定床反应器中,通过小幅度提高进水盐度来驯化抗高盐厌氧氨氧化菌株。实验结果表明,盐度从0增加至30g/L,系统对氨氮、亚硝氮、总氮的去除率平均值分别为72.56%、92.54%、73.83%,氨氮、亚硝氮、总氮的容积负荷去除分别为0.81、1.03、1.74kg/(m3·d);盐度高于30g/L时,细菌活性受到抑制,系统脱氮能力显著下降;减小盐度,细菌活性恢复。此外,系统能较快适应负荷的变化,具有较强的抗负荷冲击的能力。