超声波参数对短程硝化的影响

在SBR连续运行过程中,采用20 k Hz的超声波,在不同声能密度与辐照时间下处理浓缩污泥,考察超声波参数对短程硝化的影响。结果表明,低强度超声波可有效促进氨氧化细菌(AOB)活性并抑制亚硝酸盐氧化细菌(NOB)活性。适宜的超声波声能密度为0.05 W/m L,辐照时间为20 min,能量为23 k J/g VSS。在此条件下,SBR的NH_4~+-N去除负荷为2.54 mg/(g VSS·h),亚硝酸盐积累率(NAR)为59.6%,在过度曝气条件下仍可维持短程硝化状态。同时AOB活性达到最大值8.06 mg O_2/(g VSS·h),比未超声组提高了近114%。胞外聚合物(EPS)、蛋白质与多糖浓度分别提高了62.0%、200.3%与30.1%,超声波可加快细胞新陈代谢进而促进胞外聚合物分泌。因此,合适能量的超声波是维持短程硝化的有效措施。     

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%.     

SBBR系统短程硝化处理低碳城市污水研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR),应用短程硝化技术处理南方地区的低碳城市污水。在进水TN为25.6～32.1 mg/L、COD为50～100 mg/L、pH值为7.1～7.6、温度为24～29℃的条件下,进行曝气量对氨氧化速率及短程硝化效果的影响研究,同时考察了SBBR反应器的生物膜特性。结果表明:在曝气量为100～200 L/h范围内,氨氧化速率随着曝气量的增加而增大;在曝气量为100～120 L/h条件下能够实现NO2--N的稳定积累和高效短程硝化,且有较明显的同步硝化反硝化(SND)过程,对TN的去除率在48.1%～60.1%之间。同时,由于生物膜复杂的食物链结构,还实现了系统的污泥减量。     

低曝气量与实时控制下的常温短程硝化研究

为了使短程硝化反硝化技术应用于工程,采用SBR法处理实际的生活污水,考察了曝气量对亚硝酸氮积累的影响,以及实现短程硝化后,通过在线监测DO、pH实时控制曝气时间并逐渐提高曝气量,维持短程硝化的效果.结果表明,23℃下,当固定曝气时间为10 h、曝气量为40L/h时,DO平均为2 mg/L,未出现亚硝酸氮积累;当曝气量为32L/h时DO平均为0.5 mg/L,亚硝化率（NO2^-/NOx^-）平均达到了34%;当曝气量为28L/h时DO平均为0.3 mg/L,亚硝化率可达80%以上,实现了短程硝化.此后逐渐提高曝气量至40、48、56L/h,同时通过在线监测DO、pH实时控制曝气时间,不仅未破坏短程硝化,而且使硝化时间不断缩短,同时亚硝酸氮的积累率稳定维持在95%左右.     

不同溶解氧环境下氨氧化菌的氧半饱和常数比较

为了研究溶解氧(DO)浓度对实现短程硝化的影响,在小试反应器内研究了长期不同溶解氧环境下稳定运行的硝化污泥中氨氧化菌(AOB)的氧半饱和常数(K_(O2,AOB))。结果表明,长期在DO为(0.5±0.1)mg/L条件下运行的硝化污泥中AOB的K_(O2,AOB)值为(0.281±0.026)mg O_2/L,长期在DO为(2.5±0.5)mg/L条件下运行的硝化污泥中AOB的K_(O2,AOB)值为(0.064±0.008)mg O_2/L,表明其AOB对氧具有极高的亲和力,并且在高DO浓度下,可以维持较高的比氨氧化速率。两个系统的K_(O2,AOB)值均较低,说明无论低DO或高DO浓度,均可能实现短程硝化,且在高DO浓度下更容易实现短程硝化。     

城市污水短程硝化的快速启动试验研究

以低C/N值城市生活污水作为研究对象,以污水厂二沉池回流污泥作为接种污泥,采用SBR反应器,分析短程硝化快速启动的方法及其主要控制条件。试验结果表明,对接种污泥持续曝气(DO约为2. 5 mg/L) 13 d后,在SBR反应器采用连续恒量供氧方式、水温为(30±1)℃、p H值为7. 8～8. 2的条件下,反应器连续运行35 d,成功实现了低C/N值城市生活污水的高效短程硝化,亚硝态氮积累率达到94%。对培养过程中活性污泥的菌种变化跟踪检测表明,SBR反应器稳定运行后,AOB/NOB的菌种比例达到38. 1∶1。对曝气量进行优化后发现,控制曝气量为1. 5L_气/(L_水·h),历时4 h即可实现短程硝化最大化积累。     

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.     

短程硝化反硝化快速启动及稳定运行研究

为了考察短程硝化反硝化的影响因素,对短程硝化反硝化快速启动和稳定运行的影响因素,采用实时控制手段研究.结果表明:通过DO和pH联合实时控制,低DO条件下可以实现短程硝化反硝化快速启动.启动成功的短程硝化污泥,过度曝气对NO2-N积累影响较大.合理控制曝气时间,应用实时控制策略,控制NH4+-N刚刚氧化完成时停止曝气,可保证NH4+-N完全氧化,防止NO2-N进一步氧化.实时控制可实现短程硝化,而且可以维持短程硝化稳定运行.     

改良型CAST工艺短程生物脱氮的实现与破坏

以改良型CAST反应器处理实际生活污水,研究了系统实现短程生物脱氮的条件及其稳定性。结果表明:控制曝气量为0.5 m3/h、温度为(28±0.5)℃、污泥龄为15 d,成功地在改良型CAST反应器内快速实现了短程硝化;继续降低曝气量至0.4 m3/h,短程硝化稳定维持了128个周期,在此阶段系统内亚硝态氮积累率均值为73.43%,最高可达86.08%,总氮去除率为69.35%,较全程硝化的脱氮效率提高了18.45%,且污泥沉降性能良好。研究还发现,降低进水总氮浓度会导致亚硝态氮积累率下降甚至破坏短程硝化,且短程硝化一旦被破坏,即使再次提高进水总氮至原浓度并调节温度和曝气量至最有利于短程硝化的条件,系统的短程生物脱氮性能在长期内仍不能恢复。     

城市污水双泥龄复合脱氮工艺的脱氮机理分析

基于部分厌氧氨氧化的双泥龄复合脱氮工艺能实现自养脱氮和异养脱氮的耦合，在城市污水低成本高效脱氮方面表现出良好的应用潜力。为进一步探究该工艺的脱氮机理，对运行2年的中试反应器开展了脱氮途径解析与优化、主要脱氮功能菌活性测定以及微生物群落结构分析。结果表明，间歇曝气可以促进短程硝化和厌氧氨氧化过程的耦合，当曝气量为20 mL/min[DO为（0.18±0.03） mg/L]时，脱氮效率最高；厌氧氨氧化菌（AnAOB）主要分布在生物膜上，活性为44.60mg/（gVSS·d），检测到的AnAOB为Candidatus Brocadia，相对丰度为0.28%；氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）主要分布在悬浮污泥中，活性分别为61.53、86.95 mg/（gVSS·d），检测到的AOB和NOB分别为Nitrosomonas和Nitrospira，相对丰度分别为0.10%、2.10%。     

A/O-SBR中羟胺氧化酶活性变化与N_2O的产生

在以A/O方式运行的SBR中,研究了三种不同曝气量下硝化与反硝化过程中N2O的释放及污泥羟胺氧化酶(HAO)活性的变化。结果表明,在曝气量为0.6 L/min下,N2O总释放量为2.747 mg;好氧段的HAO活性同N2O释放浓度的变化趋势相反。在曝气量为0.8、1.0 L/min下,N2O的总释放量分别为1.032、1.006 mg,相差不大。在曝气量为0.8 L/min下,好氧阶段的HAO活性与N2O释放浓度的变化呈正相关,N2O的释放浓度随HAO活性的增减而相应变化。在曝气量为1.0 L/min下,好氧段的HAO活性同N2O释放浓度变化呈相反趋势,HAO活性出现极大值时,N2O释放量出现极小值;反之,亦然。在三种不同曝气方式下,曝气量为0.6 L/min时,缺氧段N2O的释放与HAO作用有关,其他条件下N2O的释放则与HAO无关。因此,硝化阶段N2O的释放与HAO活性密切相关,HAO是影响N2O释放途径的关键酶;反硝化阶段释放的N2O主要是反硝化作用的结果,仅当硝化反应进行得不彻底时,反硝化释放的N2O才与HAO相关。     

新型短程硝化反硝化工艺处理高浓度氨氮废水

研发了一种新型短程硝化反硝化工艺——ANITATMShunt,它通过特殊的自控系统来控制N2O的释放。采用500 L的SBR中试装置处理消化污泥脱水上清液,经过18个月的稳定运行表明:通过短程硝化反硝化途径可以实现90%的脱氮率,并且释放的N2O不足总脱氮量的0.7%。将通过pH值、温度和在线监测的NO-2-N浓度实时计算的亚硝酸浓度与亚硝酸浓度设定值进行比对,以便对曝气过程进行调控,从而抑制了N2O的释放并实现了对SBR短程硝化反硝化工艺的自动控制。同时证实了在低溶解氧条件下,由氨氧化菌(AOB)在短程硝化反硝化过程中产生的N2O并非与高亚硝酸盐浓度有直接关系,而是与游离亚硝酸浓度有关。     

短程硝化反硝化对污泥沉降性能的影响及其控制措施

短程硝化反硝化技术是实现污水厂深度脱氮和节能降耗的重要方法之一,但是在目前的研究中普遍出现了污泥沉降性能变差的现象。针对北京清河污水厂的倒置A2/O工艺在冬季运行中出现的污泥上浮并严重堵塞污水设施的情况,采用批式试验分析了曝气时间、投加FeCl3、投加厌氧池浮泥对污泥沉降性能的影响。试验结果表明,该厂亚硝酸盐氮的累积量远大于硝酸盐氮的累积量,并且短程硝化反硝化效果随着厌氧池浮泥投量(0、10、50、200mL)的增加而增强,其同步硝化反硝化的效率分别为26%、40%、47%、62%。因此,短程反硝化是造成污泥上浮的主要原因,短程硝化反硝化工艺应避免亚硝酸盐在好氧段出水中的累积。     

SBR反应器短程同步硝化反硝化处理垃圾渗滤液

采用序批式活性污泥法(SBR)处理垃圾渗滤液,在控制系统温度为(28±1)℃、进水pH值为7.9~8.2、MLSS为4 000~4 500 mg/L,并保持进水COD为900~1 000 mg/L、NH+4-N为480~500 mg/L的条件下,考察DO对短程硝化反硝化的影响。结果表明,在80~120 L/h的曝气量下能快速实现稳定的短程同步硝化反硝化,对NH+4-N的平均去除率可达92.5%,NO-2-N的平均积累率为89.3%;系统的最佳曝气量为120 L/h,此时对氨氮的去除率为96.9%,亚硝酸盐积累率为97.2%,好氧段对总氮的去除率为74.7%。     

城市污水的低氧短程脱氮中试研究

采用中试A<'2>/O系统处理实际城市污水,考察了在低氧条件下实现短程脱氮的可行性.结果表明,当缺氧池D0从1.0 mg/L降到0.2 mg/L,好氧池DO从2.5 mg/L降到1.0 mg/L时,系统的脱氮效果显著提高,对TN的去除率从(34.96±4.91)%上升到(71.44±13.45)%,污泥浓度(MLSS)从1 800 mg/L上升到2 100 mg/L.当控制好氧池的DO在1.0 mg/L左右时,出水中发生了亚硝酸盐积累现象,从而证实了在低氧条件下利用连续流活性污泥法实现短程脱氮的可行性,在降低系统曝气能耗的情况下还提高了系统的脱氮效率.但当DO浓度降低时,污泥沉降性能将有所变差,污泥体积指数(SVI)从150 mL/g上升到300 mL/g左右.     

新型短程硝化同步反硝化除磷工艺的快速启动

构建以厌氧/好氧/缺氧/快速曝气单元组成的短程硝化同步反硝化除磷工艺,并在常温、低氧条件下用于处理实际城市污水。结果表明,设定水力停留时间(HRT)为9 h,污泥龄为20～25 d,污泥浓度(MLSS)为2 000～4 000 mg/L,且控制好氧1池的溶解氧(DO)浓度为1. 5～2mg/L,好氧2池的DO为0. 5～1 mg/L,并投加氢氧化钠溶液调控好氧池的pH值在8. 5以上,可以实现短程硝化反硝化的快速启动,且出现了反硝化除磷现象,出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准。     

环境温度下短程硝化的低氧启动与维持

采用序批式反应器(SBR)处理模拟氨氮废水,通过控制溶解氧浓度在中温下实现了短程硝化,并在较低温度下维持稳定的短程硝化。以全程硝化污泥为种泥,当溶解氧浓度从3.5～4.5 mg/L降低至0.8～1.3 mg/L时,可迅速实现NO 2--N的积累,持续运行中NO 2--N的积累率稳定在80%以上。利用随季节变化温度逐渐降低的特点,在中温下实现NO2--N的积累和氨氧化菌(AOB)的优势生长,然后随着气温的逐渐下降使AOB逐渐适应低温环境,当水温为13℃时NO 2--N的比积累速率为0.119 g/(gMLVSS.d)。单周期运行情况表明,游离氨(FA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制作用主要在反应前期,而游离亚硝酸(FNA)、pH值的抑制作用主要在后期。     

短程反硝化除磷系统的驯化及除磷特性研究

依据反硝化除磷(DBP)原理,采用批式试验,以城市污水为处理对象,研究了以NO_2~-为电子受体的反硝化除磷菌的筛选与富集,并对其反硝化除磷性能进行了考察.结果表明:NO_2~-对传统EBPR系统的抑制作用明显高于以NO_3~-为电子受体的反硝化除磷系统;对以NO_3~-为电子受体的反硝化除磷污泥用NO_2~-进行驯化,经过52个周期,缺氧吸磷量由0.3 mg/L升高到9.1mg/L,短程反硝化除磷系统驯化成熟;驯化成熟的短程反硝化除磷系统仍能以氧和NO_3~-作为电子受体进行吸磷并维持较高的吸磷速率,以亚硝酸盐为电子受体的除磷菌占总除磷菌的58.82%,说明短程反硝化除磷菌存在于传统除磷系统中,且能够很好地利用氧和硝酸盐为电子受体进行反硝化除磷.     

曝气方式对氧化沟工艺脱氮效果的影响

采用混合反应器模拟氧化沟运行的方式,探讨曝气方式对其脱氮效果的影响.结果表明:分点曝气的溶氧效率高,好氧区长,而分段曝气的氧有效利用(用于硝化)率高,两者的硝化率相当,但采用分点曝气时好氧区的整体DO水平偏低,其硝化菌活性不如分段曝气的,两者的硝化菌活性分别为4.55和4.89 mgNH4 - N/(gMLVSS·h).两种方式下对有机物的去除效果相当,去除率分别为91.01％和92.19％,出水COD皆在30 mg/L以下,但在分段曝气中有机物主要用于反硝化脱氮,反硝化效率高,而在分点曝气方式下只有一小部分有机物用于反硝化,脱氮率低,出水硝态氮浓度高.分点曝气的污泥沉降性能较好,但运行稳定性不如分段曝气系统,好氧区与缺氧区的比例受进水水质的影响较大,从而影响处理效果.     

利用好氧颗粒污泥实现同时除磷脱氮

为实现同时除磷脱氮,以单级SBR中的好氧颗粒污泥为研究对象,在温度为 25℃、pH值为 7~8、厌氧反应 80~90min、好氧反应 240min、曝气阶段的DO为 1~2mg/L、SRT为 20d的运行条件下进行了研究。结果表明,大量反硝化聚磷菌能够与硝化菌在颗粒污泥中共存并富集,反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的 73. 1%;系统处于稳态时对氮、磷和有机碳具有非常稳定的去除效果。当进水氨氮、磷和乙酸碳浓度分别为 25~50、8~15、100~180mg/L,MLSS为 7. 0g/L,MLVSS为 6. 4g/L时,对氨氮、总无机氮、磷、乙酸碳的平均去除率分别为 97. 8%、89. 7%、96. 8%和98. 8%。