低温胁迫下包埋厌氧氨氧化污泥颗粒的脱氮性能

为解决在厌氧氨氧化反应进程中,厌氧氨氧化菌抗低温能力较差的问题,以聚乙烯醇-海藻酸钠为包埋剂包埋厌氧氨氧化污泥颗粒,采用UASB反应器研究了HRT对驯化过程中氨氮和亚硝态氮去除效果的影响,考察了温度变化对低温下包埋厌氧氨氧化菌颗粒脱氮效果的影响。结果表明,当进水氨氮浓度为50 mg/L,HRT为7 h时,投加15%包埋污泥后的UASB反应器具有较强的脱氮能力,对NH4+-N、NO2--N的去除率分别为95%和89%。相同条件下,水温从30℃阶梯式降低到14℃时,包埋厌氧氨氧化菌颗粒对NH4+-N的去除率从95%下降为70%,对NO2--N的去除率从89%下降为63%。在14℃下运行期间,调节水力停留时间为11 h可以提高脱氮效果,NH4+-N、NO2--N去除率分别在85%和79%左右。采用聚乙烯醇-海藻酸钠为包埋剂包埋厌氧氨氧化细菌,能大幅度提高低温胁迫下的脱氮性能。     

短程硝化/厌氧氨氧化联合工艺处理含氨废水的研究

在SBR中接种普通好氧活性污泥,通过控制运行条件来实现短程硝化,同时提高厌氧生物转盘系统中厌氧氨氧化的氮负荷,使之与SBR出水中NO2--N的积累量相匹配,并将二者组合形成短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮工艺.处理含氨废水的试验结果表明:在SBR的进水NH4+-N为150～250 mg/L、温度为(28±2)℃、pH值为7～8、DO<1 mg/L的条件下,可实现稳定的短程硝化,NO2--N积累率达85%以上,NH4+-N负荷达0.129 kgN/(kgVSS·d),AOB和NOB的数量之比为103:1.将短程硝化出水加入NH4+-N后作为厌氧氨氧化反应器的进水,在(40±1)℃下可以达到自养脱氮的目的,对NH4+-N、NO2--N和TN的去除率分别达86%、97%和90%以上,TN容积负荷为0.488 kgN/(m3·d).     

厌氧氨氧化颗粒污泥UASB反应器的快速启动

利用厌氧氨氧化絮状污泥和厌氧颗粒污泥启动厌氧氨氧化颗粒污泥UASB反应器,通过调整进水基质浓度及上升流速培养富集厌氧氨氧化颗粒污泥。反应器经过140 d的运行,成功培养出厌氧氨氧化颗粒污泥,NH4+-N和NO2--N去除率分别达到96. 41%和99. 11%,总氮去除负荷可以达到0. 26 kg/(m3·d),并且ΔNO2--N/ΔNH4+-N和ΔNO3--N/ΔNH4+-N分别为1. 32±0. 02和0. 26±0. 01,符合厌氧氨氧化化学反应计量学规律。反应器启动过程中厌氧颗粒污泥经历了解体、重组,颜色由黑色变为灰色最终变为红色,经过160 d的运行后形成1～3 mm的厌氧氨氧化颗粒污泥。     

亚硝化/厌氧氨氧化一体化反应器的启动特性分析

以经常规处理后的养猪场废水成功启动自行设计的亚硝化/厌氧氨氧化一体化反应器,着重分析了一体化反应器供氧段和非供氧段的启动特性及处理效果.在启动期间,供氧段对COD、NH4+-N的最大去除率分别达72.24%、71.62%,通过调节曝气量控制系统内的DO浓度实现了稳定的亚硝态氮积累,且出水pH和NO2--N/NH4+-N值满足非供氧段进行厌氧氨氧化的要求;非供氧段可能同时存在反硝化和厌氧氨氧化过程,对NH4+-N、N2--N的最大去除率分别达55.10%、63.74%,脱氮效果明显;第115天,养猪场废水经一体化反应器处理后,对COD、NH4+-N、TN的去除率分别为73.07%、85.00%、67.23%,达到了深度处理的目的.     

金属离子对厌氧氨氧化反应器效能的影响

以序批式生物膜反应器(SBBR)实现厌氧氨氧化,考察了铁、锰离子对厌氧氨氧化效能和细菌混培物生长的影响。经过180 d的培养发现,增加金属离子浓度可以提高反应器的脱氮效率,铁离子浓度为0.08 mmol/L或锰离子浓度达到0.05 mmol/L时,反应器对NH4+-N和NO2--N的去除率均稳定在95%以上;两反应器的VS值分别提高了1.33倍和1.57倍。表明添加金属离子可以促进厌氧氨氧化菌混培物的生长,这对于厌氧氨氧化工艺的运行有着重要的指导意义。     

常温下UASB/生物膜厌氧氨氧化反应器脱氮试验

以人工配水为进水,接种某污水厂氧化沟工艺冬季的活性污泥,在(32±1)℃下快速启动一套容积为3.2 L的UASB/生物膜厌氧氨氧化反应器后,将加热水浴锅关闭,考察该反应器在常温(20~24℃)下的生物脱氮效果。结果显示,在常温下厌氧氨氧化反应仍然是该反应器内的主导反应,厌氧氨氧化菌活性很高,对NH+4-N、NO-2-N、TN的平均去除率分别为99.7%、98.0%和97.7%。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果研究

以低C/N比高氨氮废水作为SBR反应器进水,出水再进入UASB反应器,进行部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果研究。结果表明:UASB反应器进水脱氧时,在稳定运行阶段,NH_4~+-N、TN和CODCr平均去除率分别为87. 04%、80. 70%和86. 97%,最高去除率分别达到91. 32%、82. 88%和88. 89%; UASB反应器进水不脱氧时,在稳定运行阶段,NH_4~+-N、TN和CODCr平均去除率分别为91%、84%和86%,最高去除率分别达到了95. 78%、87. 67%和92. 22%。部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺经过调试后可以稳定运行,对处理低C/N比高氨氮废水具有较好效果;厌氧氨氧化反应器进水不脱氧,仍可以达到较好的处理效果,反应器内是一个好氧氨氧化、异养反硝化、ANAMMOX协同脱氮过程,具体的耦合脱氮机理还有待进一步探讨。     

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。     

好氧颗粒污泥的培养及实现同步脱氮

采用厌氧颗粒污泥和少量活性污泥为种泥,进水为人工配水,在SBR反应器中采用逐渐减少污泥沉降时间的方法造成选择压,培养出了好氧颗粒污泥,颗粒污泥粒径在2 mm左右、SVI值为20 mL/g左右、MLSS为10 g/L左右。结果表明:成熟的好氧颗粒污泥对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为94%、97.5%和68.6%,出水COD、NH4+-N和TN平均浓度分别为64.74、1.92和27.53 mg/L,出水NO3--N和NO2--N平均浓度分别为18.01和4.44 mg/L。结合微生物相观察,可以判断好氧颗粒污泥实现了同步脱氮。     

折流板生物膜自养脱氮反应器的启动特性

以模拟生活污水为原水,向新型复合式折流板反应器中接种厌氧氨氧化污泥,控制反应器温度为(30±1)℃,进水NH+4-N浓度为35～65 mg/L,p H值为7.3～7.5,历时110 d成功启动自养脱氮反应器。反应器包括6个单元格,启动阶段控制反应器前3个单元格为好氧,曝气量分别为0.4、0.3及0.2 L/min,而控制后3个单元格为缺氧环境,通过采用这种前程减量曝气、后程不曝气的方式来实现生物膜自养脱氮反应器的快速启动。在反应器稳定运行阶段,出水NH+4-N和TN平均浓度分别为2.76、11.51 mg/L,平均去除率分别达到95%和75%,反应器氮负荷达到了0.23 kg/(m~3·d)。     

A~2/O系统中强化ANAMMOX反应的可行性研究

通过采用限制DO的运行方式,在A2/O系统中富集NO2--N,从而强化厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应,提高系统的脱氮性能.结果表明,当好氧池中的DO为0.5～1.0 mg/L时,可使NO2--N的浓度提高约500%,形成有效积累,从而在缺氧池中强化ANAMMOX反应;强化AN-AMMOX反应后的缺氧池对NH4-N和TN的去除率分别提高了15%和9%,系统对TN的去除率提高了约7%;通过SPSS13.0软件分析可知,强化ANAMMOX反应的A2/O系统脱氮效果显著;但采用限制DO的运行方式对A2/O系统去除COD和TP有一定影响,其中对COD的去除率下降了5%,对TP的去除率下降了1.4%.     

应用SBR实现有机废水厌氧氨氧化生物脱氮的研究

采用SBR反应器,以硝化污泥和厌氧氨氧化(ANAMMOX)颗粒污泥的混合污泥为接种污泥,以有机模拟废水为研究对象,进行了厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究。结果表明,在控制温度为25℃,水力停留时间为12 d,pH值为7.2～8.5,进水NH4+-N为220 mg/L左右、NO2--N为138 mg/L左右、COD为294 mg/L的条件下成功启动了SBR反应器。在高氨氮、低有机物浓度的条件下,ANAMMOX菌和异养反硝化菌能够实现共存,且ANAMMOX菌仍能成为优势菌属,AN-AMMOX反应是反应器中的主导反应。镜检发现,优势菌尺寸约为1μm,呈圆形或椭圆形,成簇聚生,表面可观察到明显的漏斗状缺口,具有典型的厌氧氨氧化菌特征。污泥中形成了以厌氧氨氧化球状菌为主、其他杆状菌和丝状菌共存的微生物混培体。     

ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器的启动特性研究

向成功启动并已稳定运行2年的ANAMMOX反应器中连续添加有机物(葡萄糖),研究ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器的启动特性.结果表明,在短期内(35 d)可成功启动ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器.启动过程可分为迟滞、适应和稳定运行三个阶段,在稳定运行阶段反应器对NH_4~+-N、NO_2~-—N、TN和COD的去除率分别高达95%、99%、94%和93%,NH_4~+-N去除量、NO_2~--N去除量与NO_3~--N生成量的比值为1:1.32:0.03,出水碱度和pH均略高于进水.     

氮磷比对三维电极/生物膜反应器反硝化效果的影响

研究了连续流三维电极/生物膜反应器在不同氮磷比(N/P)下的反硝化性能。结果表明:N/P值对去除NO3--N的影响不大,但对出水NO2--N浓度有明显影响。在N/P值由5∶1增大至100∶1的过程中,对NO3--N的去除率介于59.2%～71.6%之间。当N/P值为10∶1时,对NO3--N的去除率最高达到了71.6%,出水NO3--N为8.53 mg/L。当N/P值为10∶1时,出水NO2--N浓度最低为0.27 mg/L;当N/P值为100∶1时NO2--N的积累最为严重,NO2--N生成量最高达到了1.76 mg/L。N/P值还对NH4+-N的产生有明显影响,N/P值从5∶1增至100∶1的过程中,NH4+-N生成量由4.50 mg/L逐渐减小至0.26 mg/L。当N/P值为(5∶1)～(50∶1)时,反应器具有较好的除磷功能;但当N/P值为100∶1时,出水TP浓度高于进水TP浓度。     

厌氧氨氧化工艺处理低氨氮污水的影响因素研究

考察了厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺处理低氨氮污水的影响因素。结果表明,当进水NO2^--N浓度较低时,提高NO2^--N浓度可促进ANAMMOX反应的进行,而当NO2^-N浓度过高时（〉118．4mg／L）则会对该反应产生抑制作用,但此时ANAMMOX反应并没有停止,厌氧氨氧化菌仍保持较高的活性;适当增加进水的无机碳（IC）浓度可刺激厌氧氨氧化菌的生长,但过高浓度的IC会对厌氧氨氧化菌的生长带来不利影响;进水中总有机碳（TOC）的存在不利于厌氧氨氧化反应的进行;ANAMMOX菌的自养固定CO2过程会导致周边环境呈碱性,为保证反应的顺利进行,应当控制反应器中的pH值。     

BAF/O_3预处理工艺后砂滤池的除污效果

以珠江广州段源水为处理对象,考察了曝气生物滤池（BAF）／臭氧（O3）预处理工艺后砂滤池的除污效果。结果表明,砂滤池出水CODMn、NH4^＋ -N和浊度的平均值分别为2．19、0．099mg／L和0．225NTU,NO2^- -N的最高值为0．003mg／L;相对于沉淀池出水,砂滤池对上述指标的平均去除率分别为27．60％、66．88％、69．88％和98．53％。BAF和臭氧塔提高了源水的DO浓度,其对浊度和有机物的去除作用降低了砂滤池的反冲洗频率,从而有利于提高生物膜中微生物的数量和活性;臭氧氧化可提高源水的可生化性,且水中没有残留臭氧,也为砂滤池的生物降解作用提供了有利条件。     

复合流人工湿地对富营养化河水的脱氮效能研究

采用组合基质复合流人工湿地处理富营养化河水,重点分析了其脱氮效能。结果表明:人工湿地系统对富营养化河水具有较好的处理效果,出水水质基本可达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅲ类标准,对TN、NH4+-N、NO3--N、COD、TP的去除率分别为50.00%、63.07%、55.30%、53.83%、77.27%。人工湿地系统的脱氮量主要来源于对无机氮的削减;影响脱氮效果的因素主要有HRT、温度、TN面积负荷以及进水硝态氮比例,通过对以上影响因子拟合形成的TN去除率预测模型,预测准确度较高,可用于指导实际工程的设计与调试运行。     

臭氧/过滤/活性炭工艺深度处理污水厂二级出水

采用臭氧/过滤/活性炭工艺深度处理济南市水质净化二厂的二级出水.结果表明,在臭氧投加量为3 mg/L、滤床和炭床的滤速均为6～12 m/h、各工艺段的接触时间为13 min的务件下,组合工艺对浊度、CODMn、NH4+-N和NO2--N均有一定的去除效果,而对NO3--N基本无去除作用;当原水的平均浊度、CODMn、NH4+-N和NO2--N分别为0.87 NTU、1.24 mg/L、1.78 mg/L、0.13 mg/L时,组合工艺出水的平均浊度、CODMn、NH4+-N和NO2--N分别可降至0.25 NTU、0.79mg/L、1.29 mg/L、0.05 mg/L.     

UCT工艺处理低C/N值城市污水的试验研究

采用UCT工艺处理低C/N值城市污水,考察了其处理效果及影响因素。结果表明:UCT工艺对COD的平均去除率为87.3%,进水中较高浓度的氨氮对COD去除效果有一定的影响;系统运行稳定后,对氨氮的去除率可保持在90%以上,硝化效果较好;在无外加碳源的情况下,UCT工艺对总氮的去除率为50%左右,投加甲醇碳源调节污水的C/N值为6.2左右时,对总氮的去除率可稳定在80%以上;进水中较高浓度的氨氮对系统除磷效果的影响较大,在硝化效果不好的情况下对总磷的去除率可达86%,在硝化效果较好的情况下除磷效率较低,为50%左右。     

分段进水A/O工艺运行优化研究

基于Stella 9.0.1软件建立分段进水A/O工艺的ASM3水处理模型,并对模型进行简化,引入反映污泥中异养菌和自养菌活性的参数PXH和PXA。在HRT=10 h、VA/VO=2/6、R=75%及三级进水分配比N1∶N2∶N3=3∶4∶3的工艺状态下,由实测数据得出PXH和PXA的校正值分别为0.8 gCOD/gMLSS和0.05 gCOD/gMLSS。通过校正后的模型讨论了各种操作条件对出水COD、NH4+-N及NO3--N的影响。结果表明:HRT是影响出水COD浓度的最主要因素;增大污泥回流比R及缺、好氧池的容积比VA/VO都会减小出水NO3--N浓度;为保证出水的NH4+-N浓度较低,除提供充足的溶解氧和较长的水力停留时间外,第三段的进水分配比也不宜过大。综合考虑,较优的工艺参数值为HRT=14 h、R=50%、VA/VO=2/6及N1∶N2∶N3=1∶2∶1。将该参数运用于实际操作中,最终使系统对COD的去除率从77.6%提高到了94.1%,对TP的去除率也从30.2%提高到81.2%,实现了同步脱氮除磷。