不同挂膜方式填料成膜过程及其强化反硝化效能

针对污水处理厂出水总氮达标排放存在难度的现实问题,通过对SPR-1型悬浮填料缺氧挂膜过程的研究,对比悬浮填料系统和活性污泥+悬浮填料复合系统两种挂膜方式的成膜特性,提出基于缺氧生物膜技术的强化总氮去除方法。结果表明,采用好氧预挂膜结合快速排泥法对填料进行缺氧挂膜,悬浮填料上附着生物量显著提高,胞外聚合物总量与蛋白质/多糖值均升高,说明填料缺氧挂膜具有稳定的结构,硝态氮平均去除率达到97%,总氮平均去除率高于94%,且复合系统强化反硝化效果更为显著。在填充率为30%的条件下,污水处理厂曝气池填料+活性污泥系统和实验室培养填料+活性污泥系统达到90%硝态氮去除率的时间分别减少30.9%和47.4%。提高进水硝酸盐负荷后,复合系统填料达到90%硝态氮去除率的时间有所减少,而纯填料系统略微增加,复合系统在高硝酸盐负荷情况下表现出更好的反硝化能力,纯填料系统则更适用于低硝酸盐负荷条件。     

自来水厂污泥基陶粒作为湿地填料处理生活污水

采用自来水厂污泥经高温煅烧制成的陶粒作为填料,设置了"污泥陶粒+植物"、"煤渣+植物"和"污泥陶粒"三组生活污水人工湿地处理装置,并记录了各组人工湿地连续运行期间出水COD、TP、氨氮、TN、硝态氮、亚硝态氮的浓度。结果显示,"污泥陶粒+植物"的人工湿地装置的除污效能最佳。对比分析采用其他填料的人工湿地运行效果,发现以自来水厂污泥基陶粒作为填料的人工湿地处理生活污水,其对COD、TP的去除效果优于以煤渣、页岩、沸石、钢渣等作为填料的人工湿地,对氮的去除效果则未表现出明显优势。     

接触氧化/BAF工艺处理城市生活污水的挂膜研究

为了实现污水的就地处理与回用,开发了接触氧化／BAF工艺,并对该工艺的挂膜启动进行了研究,分析了其挂膜过程中生物相的变化情况及对COD、NH4^＋-N的去除效果。结果表明,该工艺对COD的去除主要集中在接触氧化段,对NH4^＋-N的去除主要集中在BAF段;当接触氧化段对COD的去除率稳定在80％左右、BAF段对NH4^＋-N的去除率稳定在90％以上,且填料中的生物相趋于稳定时,标志着系统挂膜成功,历时约27d。此时,系统出水COD和NH4^＋-N的浓度分别稳定在50、0．2mg／L左右。     

分层填料土地渗滤系统处理生活污水

为提高土地渗滤系统水力渗透性能,构建了2套不同填料的渗滤系统,1装置由红壤与砂分层装填,2装置由红壤与煤渣分层装填,并将二者分别用于处理生活污水。在水力负荷10 cm3/(cm2·d)运行下,1装置对COD、总磷、氨氮的去除率分别为91.1%、97.6%、80.1%,2装置为94.9%、98.3%、89.0%;1装置出水硝氮和亚硝氮的平均浓度分别为54.7 mg/L和0.09 mg/L,2装置为60.3 mg/L和0.15 mg/L。试验结果表明,2装置对COD、总磷和氨氮的去除效果稍优于1装置,但1装置更利于硝氮和亚硝氮的脱除,进一步说明分层装填能充分利用填料性能,有效地提高了土地渗滤系统的水力渗透性能且保持了良好的去除污染物的能力。     

A~2O-BAF工艺处理低C/N值生活污水的快速启动

以低碳氮比的实际生活污水为处理对象,重点研究了A2O-BAF工艺的快速启动。结果表明,先单独对硝化型曝气生物滤池进行挂膜后再将A2O与BAF连接起来可成功启动该双污泥系统。采用快速排泥挂膜法和自然挂膜法相结合的复合挂膜法,使用不含有机物的配水对曝气生物滤池进行挂膜,18d后曝气生物滤池挂膜成功。系统连续运行44d后达到稳定。使用碳氮比为3.21的生活污水进行驯化,反硝化除磷菌占聚磷菌的比例为66.7%,缺氧吸磷为系统的主要除磷方式,此时出水氨氮、正磷酸盐浓度均接近于零,出水硝态氮为15.1mg/L左右,对COD、氨氮、总磷和总氮的去除率分别为82%、100%、100%和67%。表明该双污泥系统运行效果稳定,启动成功。     

反硝化潜流人工湿地系统的挂膜启动

研究了反硝化潜流人工湿地系统的挂膜启动过程,寻求判断系统挂膜启动进程的方法,为反硝化潜流人工湿地的启动提供理论依据。在进水流量为2~3 L/h、温度为6~10℃、DO控制在5 mg/L、p H值为7.0~8.0的条件下,25 d内挂膜成功。挂膜成功后,系统对COD和氨氮的去除率分别约为60%和40%,对TN和硝态氮的去除率分别达到50%和70%以上,出水亚硝态氮为0.08~0.9 mg/L,水质较为清澈。此时,系统基质上生物膜为黄褐色,厚度约为0.5 mm,生物相较为丰富。     

MBR中厌氧氨氧化菌群落结构及膜污染性能研究

采用浸没式厌氧氨氧化膜生物反应器(Amx IMBR)培养厌氧氨氧化菌,当进水氨氮与亚硝态氮浓度均为450 mg/L、氮负荷为0.6 kg/(m~3·d)时,总氮去除率稳定在86%左右,氨氮、亚硝态氮去除率分别稳定在90%、97%以上;氨氮去除量∶亚硝态氮去除量∶硝态氮生成量基本为1∶1∶0.18。Amx IMBR的临界通量为8.63 L/(m~2·h),这与长期运行的结果相符。膜污染的来源主要是紧密型胞外聚合物,其中蛋白质和多糖含量分别为2.42、0.84 g/m~2。运行过程中,厌氧氨氧化菌形态从红棕色颗粒污泥变成了浮游态污泥,是Amx IMBR最显著的特征之一。高通量分析结果显示,浮游态污泥中的优势菌群主要为拟杆菌门(Bacteroidetes,47.83%)、浮霉菌门(Planctomycetes,21.2%)、变形菌门(Proteobacteria,18.85%),其中优势厌氧氨氧化菌属为Candidatus Kuenenia,相对丰度为17.08%。     

老龄化垃圾渗滤液的短程硝化效能研究

老龄化垃圾渗滤液具有高氨低碳的水质特征.以构建能承受高氨氮浓度的自养生物脱氮系统为目标,考察了DO、负荷、pH及挂膜密度对该系统短程硝化效能的影响.结果表明:在温度为30℃、DO为2.5 mg/L、氨氮负荷为1.0 kg/(m3·d)、pH值为8.0、挂膜密度为30%、反应器运行工况为进水0.25 h/反应23 h/沉淀0.5 h/出水0.25 h、进水氨氮为2 000 mg/L的条件下,系统能够获得87.7%的氨氮去除率及77.4%的亚硝态氮积累率.挂膜密度对系统自养脱氮效能的影响显著,在挂膜密度为60%时,系统对总氮的去除率为55.5%,其中自养脱氮的分担率约为76.6%.     

BIOFOR生物滤池的反硝化/厌氧氨氧化协同脱氮研究

结合大连马栏河污水处理厂二期工程,介绍了水解酸化/前置反硝化BIOFOR生物滤池组合新工艺,重点研究了反硝化生物滤池对氮的去除效果.研究发现:在反硝化生物滤池中,除了反硝化反应外,还发生了厌氧氨氧化反应,其对氨氮和硝态氮的去除量分别为2.78、1.93 mg/L.     

人工湿地—微生物燃料电池强化尾水脱氮产电效能

采用人工湿地—微生物燃料电池工艺(CW—MFCs)处理城市污水厂尾水,强化脱氮并产生电能。分别以氨氮(Ⅰ号反应器)和硝态氮(Ⅱ号反应器)作为单一氮源,考察了两组反应器的COD、氨氮、硝态氮去除率及输出电压。结果表明,Ⅰ号反应器的COD去除率高于Ⅱ号反应器,最高达到78.81%;两组装置对氨氮/硝态氮的去除率均平稳上升;Ⅰ号反应器的产出电压和最大功率密度分别达到了126 mV和6.01 mW/m~3,高于Ⅱ号反应器(58 mV、1.12 mW/m~3)。通过检测DO、COD和氮浓度的分布发现,Ⅰ号反应器中的DO分布梯度大于Ⅱ号反应器,COD的去除主要发生在阳极区,硝化反应主要发生在阴极区,反硝化反应主要发生在阳极区。