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%.     

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。     

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%。     

反硝化除磷中胞内还原型辅酶Ⅰ的荧光光谱分析

采用三维荧光技术对反硝化除磷工艺中微生物胞内还原型辅酶Ⅰ(NADH)进行了分析,并建立了NADH特征峰荧光强度与PO3-4-P和NO-3-N浓度变化的关系。工艺运行结果表明:进水COD和PO3-4-P分别为180 mg/L和7.5 mg/L时,厌氧反应结束后,COD降至22.3 mg/L,而PO3-4-P上升至22.4 mg/L;缺氧反应结束后,PO3-4-P和NO-3-N浓度分别由22.4 mg/L和12.1 mg/L降为0.65 mg/L和0.41 mg/L。三维荧光光谱显示:微生物胞内NADH特征峰中心位置为Ex/Em=350 nm/450 nm,NADH特征峰荧光强度在厌氧阶段由343.8增加到987.1,在缺氧阶段由987.1减少到381.8。NADH特征峰荧光强度与水中PO3-4-P和NO-3-N浓度的相关性分析结果表明:在厌氧和缺氧阶段NADH特征峰荧光强度与PO3-4-P浓度的相关系数(r2)分别达到0.909和0.916,在缺氧阶段NADH特征峰荧光强度与NO-3-N浓度的r2达到了0.921,即可以通过测定NADH的特征峰荧光强度来预测反硝化除磷工艺中PO3-4-P和NO-3-N浓度变化,为间接测定PO3-4-P和NO-3-N浓度提供了一种可行的方法。     

颗粒污泥的反硝化除磷研究

借助SBR反应器,采用厌氧/好氧/缺氧的运行方式,对富集的以反硝化聚磷菌（DNPAOs）为优势菌的活性污泥进行颗粒化培养,约35 d后得到了较成熟的颗粒污泥.考察了该颗粒污泥的脱氮除磷性能,结果表明：当以厌氧/缺氧方式运行时系统具有良好的反硝化除磷性能,缺氧结束时除磷率＞96%,对氨氮的去除率为95%左右;外加NO3^- -N的浓度对缺氧段的反硝化吸磷速率有一定影响;颗粒污泥中的DNPAOs可以利用内碳源进行反硝化吸磷,从而实现了同步脱氮除磷.     

传统与短程反硝化的影响因素及特性研究

分别研究了传统反硝化中硝酸盐氮负荷、COD N、pH值对反硝化速率及效率的影响 ,得出传统反硝化时最大硝酸盐氮负荷为 0 .0 8kg (kgMLSS·d) ,合适的COD N为 6～ 7,适宜的pH值为 7.5～ 8。对分别以NO-3 和NO-2 为初始基质的反硝化速率进行的对比试验结果表明 ,在温度为 2 5℃、pH值为 7、基质浓度 <30 0mg L时以NO-2 为初始基质的反硝化速率较快 ,但当基质浓度 >30 0mg L后反而是以NO-3 为初始基质的反硝化速率较快     

pH和MLSS对短程反硝化过程NO_2~-还原速率的影响

采用UASB-SBR组合工艺处理垃圾渗滤液,在获得稳定短程生物脱氮的前提下,以SBR系统内具有良好短程脱氮特性的污泥为研究对象,重点考察了pH和污泥浓度(MLSS)对短程反硝化过程NO2-还原速率的影响。试验结果表明:当MLSS一定且初始pH值介于6～9之间时,随着pH的升高,NO2-的还原速率加快;当达到最适宜的pH后,NO2-的还原速率随pH的升高而降低。当初始pH一定且MLSS值介于1000～8000mg/L之间时,NO2-的还原速率随MLSS值的增加呈现先升高后下降的趋势。由此可知,pH和MLSS对NO2-的还原速率有较大的影响,过高或过低的pH、MLSS值均不利于NO2-还原过程的进行。试验结果显示:pH值为7～8、MLSS为5000mg/L时,NO2-的还原速率较高,最高可达0.527g/(gVSS.d)。     

采用AOA模式在SBR中实现同步脱氮除磷

借助SBR反应器,通过采用厌氧/好氧/缺氧（AOA）的运行方式来实现同步脱氮除磷.结果表明,在好氧段补充一定量的碳源可以抑制好氧吸磷,进而在缺氧段实现反硝化除磷,从而达到了同步脱氮除磷的目的.最佳碳源投量为30～40 mg/L,补充碳源负荷为12.8～17.2 mgCOD/gMLSS;长期运行时系统的脱氮除磷性能稳定,对TN和PO4^3- -P的平均去除率分别可达85.5%、91.4%,同时NO2^- -N可以作为反硝化聚磷菌吸磷的电子受体;在一个SBR周期内,pH值呈规律性变化并和氮、磷的吸收/释放相关联,通过监测pH值可以初步判断磷释放、氨氮转化和磷吸收的终点.     

低碳源污水的强化反硝化除磷研究

针对低碳源生活污水(COD/TN值<5,COD<200 mg/L)脱氮除磷效果差的问题,设计并运行了一套具有强化反硝化除磷功能的反应器。该反应器结合污泥外循环侧流除磷、剩余污泥碱解技术,并强化反硝化吸磷功能,采用好氧/缺氧交替运行方式。结果表明:在进水COD、TN、NH3-N、TP平均浓度分别为151、31.37、24.80、5.72 mg/L,C/N、C/P平均值分别为4.81、26.99的情况下,系统具有稳定的脱氮除磷效果,出水COD、TN、NH3-N、TP平均浓度分别为20.63、13.25、0.68和0.10 mg/L,平均去除率分别为86.31%、57.80%、97.26%和98.18%。     

A~2/O工艺的反硝化除磷特性研究

为了解传统A2/O工艺中反硝化除磷的作用及强化缺氧吸磷对系统同步脱氮除磷的贡献,以实际生活污水为处理对象,系统研究了缺氧段的反硝化除磷特性及其强化措施,并通过序批式试验考察了除磷微生物种群比例的变化.试验结果表明:稳定运行的A2/O系统中存在反硝化除磷现象,通过提高缺氧段的NO-3-N负荷,可使缺氧除磷贡献率从33.3%提高到53.3%,且系统的除磷率维持在95.4%以上;同时,好氧段的曝气量从400 L/h减少到260 L/h,节约了近35%;反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例由35.4%提高到51.3%左右,微生物种群得到了优化.强化A2/O工艺的反硝化除磷功能,对提高低C/N值污水的脱氮除磷效率及降低运行能耗具有重要的意义.     

(AO)2-SBBR反硝化除磷工艺处理低碳城市污水

低碳源浓度城市污水的脱氮除磷一直是个难题，为此在AO-SBBR工艺中引入一个缺氧段而形成（AO）2-SBBR工艺，研究了AO-SBBR和（AO）2-SBBR对低碳源浓度城市污水中氮、磷的去除效果。试验结果表明：在进水BOD5／TN=3、BOD5／TP=17的情况下，（AO）2-SB．BR工艺比AO-SBBR工艺具有更好的同步脱氮除磷效果，对总磷的去除率达到了79．8％，对总氮的去除率从25．83％提高到51．26％，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级标准。该工艺有效解决了低碳源浓度城市污水在同步脱氮除磷过程中有机物不足的问题，并在单一反应器中实现了反硝化除磷菌的增殖过程，反硝化除磷菌占聚磷菌的比例从14．82％增长到63．04％；反硝化除磷菌能够以低浓度的亚硝酸盐氮作为电子受体进行缺氧吸磷，如亚硝酸盐氮〉10mg／L则会抑制反硝化除磷菌的活性，而且这种抑制作用并不是瞬时的，至少要持续一段时间其活性才能恢复。     

Enhanced nutrient removal by biological treatment systems

The importance of nitrogen and phosphorus in stimulating eutrophic conditions in receiving waters has been well documented. As a result, over the last decade an increased emphasis has been placed on limiting these elements in wastewater effluents. In the future, new discharge permits will include limits on both of these elements.

In 1985 a research program was initiated to conduct a pilot plant study of an anoxic/anaerobic/aerobic treatment train using primary effluent. The facility was operated at varying flow and Qr/Q ratios, and at effective mixed liquor suspended solids (MLSS) concentrations of 3100 mg/L. The results of the first 13 month operational phase indicated that the effluent concentrations of total BOD₅, TSS and nitrate nitrogen were less than 5 mg/L. Ammonia nitrogen was less than 0.2 mg/L. The solids settleability was excellent, and foaming due to Norcadia, was effectively controlled. The average overall phosphorus removal was 48%. Influent BOD₅ concentrations of less than 100 mg/L significantly reduced the system's ability to remove phosphorus. A strong relationship between the amount of carbon source in the influent, phosphorus release in the anoxic and anaerobic tanks and phosphorus uptake in the aeration basin was established.     

乙酸钠对厌氧段释磷过程的影响研究

以乙酸钠为唯一碳源,分别在污泥浓度为2 000和3 000 mg/L时,研究了乙酸钠投配量对厌氧/好氧SBR生物除磷系统厌氧段释磷过程的影响。结果表明:当乙酸钠负荷约为0.15gCOD/gVSS时,厌氧段聚磷菌释磷量相对最大,当乙酸钠负荷小于或大于此值时释磷量都相对较小;并且当乙酸钠负荷<0.24 gCOD/gVSS时,释磷时间随着碳源负荷的增加而越来越长,超过这个值之后,系统中周期内没有明显的厌氧释磷和好氧吸磷现象,其原因归结为乙酸钠浓度增大引起pH值过高,造成厌氧段聚磷菌不释磷,从而导致后续好氧吸磷过程遭到破坏。     

除磷工艺中厌氧释磷和好氧吸磷的影响因素

通过静态试验考察除磷菌的厌氧释磷和好氧吸磷情况。在厌氧状态、低有机负荷率的条件下,污泥释磷的速率随有机负荷率的升高而增加,但当有机负荷率超过一临界数值0.12gSCOD/gMLSS后,有机负荷率不再成为释磷菌厌氧释磷的限制性因素。此外,试验考察了硝态氮的存在对厌氧释磷和后续好氧吸磷的影响,发现硝态氮的存在不利于除磷菌的厌氧释磷从而限制了在后续好氧状态下的吸磷效果。同时,考虑了溶解氧浓度对除磷菌好氧吸磷的速率影响。     

溶解氧对反硝化聚磷菌的影响研究

为考察在有氧条件下好氧聚磷菌与反硝化聚磷菌（DPB）可否共存,以模拟低碳城市污水为原水,在厌氧／缺氧运行的SBR内引入不同时长的好氧段以及在厌氧／好氧运行的SBR内采用相同时长的好氧段和不同的溶解氧浓度,考察了DO对DPB的存活及其除磷脱氮功能的影响。结果表明,聚磷菌（PAOs）以氧或硝酸盐氮为电子受体时的吸磷能力基本相同,且其在缺氧和好氧条件下的活性也基本相同;在有氧条件下,维持低氧环境有利于DPB反硝化除磷的实现,而高DO浓度则利于好氧吸磷。因此,DO对DPB的存活没有决定性影响,DPB和好氧PAOs可以共存,而对DO浓度的合理控制是实现反硝化除磷的关键。     

基于仿真模拟的A/A/O工艺优化设计

通过对污水处理过程的仿真模拟,对A/A/O工艺中的厌氧、缺氧、好氧停留时间比和设计运行参数进行了优化.结果表明,利用仿真模拟技术可有效优化污水厂的设计,降低污水厂的建设费用和运行费用.在冬季,当A/A/O工艺中厌氧、缺氧、好氧停留时间比为1:1:6,MLSS浓度为5 000 mg/L时,反应池的总体积为22 000 m~3;在夏季,当厌氧、缺氧、好氧停留时间比为1:1:2,并适当降低好氧区的溶解氧浓度时,系统的脱氮除磷效果显著提高,不仅节约了33%的供气量,同时也减少了50%的污泥回流量.     

新型一体化生物反应器的同步脱氮除磷影响因素研究

为了提高对污水的处理效能,设计了一种新型一体化生物反应器并采用其处理生活污水,研究了DO和HRT对同步脱氮除磷效果的影响,并探讨了其实现机理。试验结果表明：在进水COD为290～510mg／L、MLSS为2500mg／L、污泥龄为15d以及好氧区和缺氧区的溶解氧分别为2mg／L和0．2mg／L时,系统的脱氮除磷效果较好,对TN、TP的去除率分别可达80％和90％,DO过高或过低都会影响同步脱氮除磷的效果。控制DO为最优值,并保持其他操作条件相同,当HRT为12h时对总氮和总磷的去除率均在80％以上,随着HRT的延长,同步脱氮除磷效果反而下降。该一体化反应器集厌氧、缺氧和好氧区为一体,在一定的运行条件下能够实现同步脱氮除磷,是处理生活污水的有效方法。     

SBR工艺对低碳量城市污水的反硝化除磷研究

广州地区的城市污水含碳量低，碳、氮、磷浓度比例失调，采用传统工艺处理很难达到理想的脱氮除磷效果，为此采用SBR工艺对其进行处理，考察了该工艺的反硝化除磷效果。结果表明，在厌氧／缺氧／好氧的运行模式下，采用逐步增加缺氧段运行时间的方法可有效提高污泥的反硝化除磷性能；在试验进水水质条件下，反应器厌氧运行30min、缺氧运行3h、好氧运行1h可保证对磷的稳定高效去除，出水TP〈1mg／L；ORP值无法指示缺氧反硝化与吸磷过程，pH值可作为缺氧吸磷结束的指示参数，而ORP和pH值均可作为好氧吸磷结束的控制参数。     

温度对A/O工艺反硝化除磷效果的影响

以A／O工艺中充分释磷的厌氧污泥为研究对象,分别投加NO3^- -N和NO2^- -N,考察了温度对反硝化除磷效果的影响。结果表明,在一定范围内,随着温度的升高,NO3^- -N型反硝化除磷和脱氮速率均加快,但消耗单位氮的吸磷量却下降,若要取得良好的氮、磷去除效果,需适当提高缺氧段的NO3^- -N浓度;NO2^- -N对聚磷菌的抑制浓度并非为定值,而是随温度的升高而上升;随温度的升高,NO2^- -N型反硝化脱氮速率加快,而吸磷速率却未表现出明显的上升趋势。     

缺氧生物膜滤池的自养脱氮性能研究

在成功实现亚硝酸盐自养脱氮(厌氧氨氧化)的基础上,探讨了亚硝酸盐浓度对缺氧生物膜滤池脱氮性能的影响。结果显示,在一定范围内提高亚硝酸盐浓度可加快氨氮去除速率,当NO2--N为118.4 mg/L时氨氮去除速率达到最大;此后,进一步提高进水NO2--N浓度会对氨氮的去除产生明显的抑制作用,导致反应速率下降,但此时的厌氧氨氧化菌仍具有较高的活性;为获得良好的脱氮效果,应控制进水NO2--N/NH4 -N值为1.3。