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.     

生物接触氧化法的同步硝化反硝化影响因素研究

研究了生物接触氧化法同步硝化反硝化系统中HRT、DO、COD及生物膜厚度对脱氮效率的影响.结果表明:在DO=2.0 mg/L的条件下,出水COD、TN、NH+4-N值随HRT的增加呈下降趋势,在HRT达到8 h时,出水COD、TN、NH+4-N值趋于稳定,去除率分别为94%、55.9%和73.3%;5-DO为2.0～4.0 mg/L范围内,对TN的去除率随着反应器内DO浓度的降低呈上升趋势,保持较好脱氮率的溶解氧为2.5～3.0 mg/L;进水COD为400 mg/L时,系统对TN、NH+4-N的去除率及容积去除率都处在较高水平,对TN的平均去除率达到60%;生物膜厚度对同步硝化反硝化有较大影响,增加生物膜厚度有利于同步硝化反硝化的进行.     

DO对A/O同步脱氮除磷工艺的影响研究

采用A/O同步脱氮除磷工艺处理模拟城市污水,考察了好氧段DO浓度对该工艺处理效果的影响.结果表明,好氧段DO浓度对系统脱氮除磷效果的影响显著,当DO控制在1.5mg/L左右时,系统的处理效果最佳,可实现同步硝化反硝化和反硝化除磷,对NH4+-N、TN、TP、COD的去除率分别为99.12%、94.61%、92.85%、96.10%,平均出水NH4+-N、TN、TP、COD分别为0.25、0.68、0.5和10 mg/L.     

厌氧同时反硝化产甲烷工艺的应用及进展

厌氧同时反硝化产甲烷工艺能够充分利用废水中的有机碳源,在实现生物脱氮的同时产生甲烷,其关键是如何减小或消除硝态氮（NO^- -N）对产甲烷茵的抑制作用。目前,解决该问题的主要手段有培养同时反硝化产甲烷颗粒污泥和生物膜等方法。研究表明,厌氧同时反硝化产甲烷反应器串联好氧硝化反应器（SDMR—ANR）系统,适于处理早期的垃圾渗滤液、屠宰废水等含高浓度有机物和高NH4＋ -N的废水,其中进水COD／N03- -N和好氧反应器出水回流比是影响其运行效果的关键因素。此外,还介绍了厌氧同时反硝化产甲烷工艺的微生物种群结构及进一步的功能扩展。     

MBR中DO对同步硝化反硝化的影响

膜生物反应器（MBR）中,在DO为1mg/L左右,MLSS为8000-9000mg/L,温度为24℃,进水pH值为7.2,COD、NH3-N分别为523-700mg/L和17.24-24mg/L的相对稳定条件下,对COD、NH3-N、TN的去除率分别为96%、95%、92%。详细分析了在控制DO的条件下,MBR发生同步硝化、反硝化的原因,并提出了在单级好氧反应器中控制DO可发生短程硝化一反硝化生物脱氮的机制。     

低温胁迫下组合工艺对城市污水的处理效能

采用厌氧产甲烷-部分半硝化-厌氧氨氧化组合反应器,以模拟城市污水为研究对象,探究低温胁迫下组合工艺的处理效能。结果表明:组合工艺在常温(26～28℃)下运行高效稳定,COD与NH+4-N去除率都稳定在85%以上。突然降温至15～17℃,COD与NH+4-N去除率有所下降,分别在72%和74%左右。组合工艺对COD和NH+4-N的去除效能整体比较稳定,具有较好的抗低温冲击能力,在低温下能够实现有效的脱氮除碳。     

好氧颗粒污泥技术用于味精废水处理的研究

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,采用人工模拟废水在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,35 d后颗粒污泥成熟,反应器对COD和NH4+-N的去除率分别高于95%和99%。采用该反应器处理味精废水,当COD、NH4+-N的容积负荷分别为2.4、0.24 kg/(m3.d)时,对COD、NH4+-N和TN的去除率分别在90%、99%和85%左右,且颗粒污泥未出现解体的现象。以厌氧颗粒污泥为接种污泥、味精废水为进水,在与上述相同条件下培养好氧颗粒污泥,经过60 d的培养,反应器内的污泥以絮状污泥为主,该系统对COD、NH4+-N和TN的去除率分别为85%、99%和70%。     

好氧颗粒污泥处理高氨氮污水的半亚硝化研究

半亚硝化是高氨氮污水通过厌氧氨氧化(ANAMMOX)途径脱氮的基础和关键步骤。在序批式反应器(SBR)中接种好氧颗粒污泥(AGS)并处理高氨氮污水,研究了实现半亚硝化的可行性。首先通过调节水力停留时间及进水氨氮浓度实现稳定的短程硝化。进水NH+4-N约为220mg/L时,对NH+4-N的去除率达到98%左右,亚硝态氮积累率(NAR)约为95%,并能够保持稳定运行。此后通过缩短水力停留时间为6 h可控制反应器出水NH+4-N/NO-2-N值在1.0左右,满足ANAMMOX对进水水质的要求。在氨氮氧化过程中NO-3-N浓度基本保持不变,氨氧化菌(AOB)为优势硝化菌群;扫描电镜表明颗粒污泥中主要是球菌、短杆菌,符合AOB的形态特征。     

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。     

厨余发酵液为外碳源的A/O-MBR脱氮除磷特性

利用厨余发酵液作为外碳源以改善A/O-MBR的脱氮除磷性能。结果表明:投加发酵液后反应器的脱氮除磷效果明显提高,出水NH+4-N、TN和PO3-4-P的平均浓度分别为0.72、7.25、1.78 mg/L,去除率分别达到96%、65%和85%以上。此外,厌氧污泥中的TP含量明显低于好氧污泥,而上清液中的PO3-4-P浓度高于好氧池,说明聚磷菌在厌氧条件下释磷,而在好氧条件下吸磷。释磷/吸磷批式试验进一步证实了在厌氧条件下主要进行释磷和反硝化过程,释磷速率达到5.66 mg/(g MLVSS·h),而在好氧条件下主要进行吸磷和硝化过程,吸磷速率和硝化速率分别为4.79、2.37 mg/(g MLVSS·h),较高的微生物活性有利于对污染物的去除。     

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%。     

双阴极微生物燃料电池同步脱氮产电研究

构建了双阴极三室微生物燃料电池(MFCs),实现了同步脱氮和产电功能,并对其脱氮机理进行了分析。试验结果表明,在独立进水间歇运行阶段,厌氧阳极、好氧阴极和缺氧阴极的最大功率密度分别为1.0、0.34和0.31 W/m~3,厌氧阳极室和缺氧阴极室库伦效率分别为(21.4±8.8)%和(49.35±1.0)%,阳极室对COD和NH_4~+-N的去除率分别为(98.9±0.2)%和(46.5±4.0)%,好氧阴极硝化率接近100%,缺氧阴极的反硝化率为(45.2±3.8)%。在单一进水连续运行阶段,厌氧阳极、好氧阴极和缺氧阴极的功率密度分别为1.0、0.4和0.4 W/m~3,阳极室和缺氧阴极室库伦效率分别为(2.5±0.2)%和(18.3±0.4)%。当电路断开时,厌氧阳极室对COD和氨氮的去除率分别降低了9.1%和7.5%,好氧阴极室的硝化率和缺氧阴极的反硝化率分别降低了4%和8.8%,系统对COD、NH_4~+-N和TN的总去除率分别降低了2.3%、5.8%和15.6%,说明在MF-Cs产电过程中,能够促进阳极对有机物的氧化和阴极的硝化、反硝化过程。阳极和缺氧阴极库伦效率较低,说明存在非产电过程的有机物氧化途径和硝酸盐还原途径。     

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).     

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。     

ASBR与脉冲进水SBR组合工艺处理垃圾渗滤液

为了研究厌氧-好氧工艺处理垃圾渗滤液的脱氮性能,采用ASBR联合脉冲进水SBR(脉冲SBR)处理高氨氮实际垃圾渗滤液.ASBR的水力停留时间为2d;中间水箱调节脉冲SBR的进水C/N(3～5)和NH4+-N浓度;脉冲SBR采用3次等量进水模式,运行周期分为4个缺氧段和3个好氧段,不投加外碳源,缺氧4利用污泥内碳源进行反硝化.结果表明,串联运行时期(157 d)系统获得了高效的脱氮性能.ASBR进水COD为7 338～10 445 mg·L-1,去除率在83％以上;脉冲SBR进水NH4+-N浓度分4个阶段逐步提高至912.0±41.7 mg·L-1,总氮(TN)去除率在90％以上,出水总氮小于40 mg·L-1;系统COD和总氮去除率分别在87％和97％以上.单个缺氧4进程内的内源反硝化速率(DNR)会由快变慢,而其平均理论内源反硝化速率(TDNRm)达到了1.531 mgN·h-1·gMLVSS-1.在不使用物化预处理和不投加外碳源的情况下实现了对渗滤液的深度脱氮.     

UASB/SBBR处理禽畜养殖废水的启动和稳定运行

采用外循环UASB/SBBR工艺处理高浓度禽畜养殖废水,经过103 d的连续运行,系统性能达到稳定。在进水COD为7 464~12 241 mg/L的条件下,出水COD稳定在204.3~386.4mg/L,平均去除率达到97.3%,UASB、SBBR的负荷分别为12.2和1.4 kgCOD/(m3·d);在进水NH+4-N为276.2~393.2 mg/L的条件下,出水NH+4-N稳定在2.1~15.6 mg/L,平均去除率为97.4%,实现了对有机物及NH+4-N的有效去除。整个试验过程中,SBBR反应器在室温下运行,硝化阶段的溶解氧控制在0.8~1.4 mg/L,稳定运行后出水NO-2-N占NO-x-N的比例达74.9%,平均硝化率和反硝化率分别维持在97.4%和93.6%,对总氮的去除率为89.6%,实现了以短程硝化反硝化为主的生物脱氮。     

SNAD-IFAS工艺对污泥消化液的处理效能

污泥消化液作为污泥厌氧处理过程的副产物,具有低碳高氮的特点,传统生物脱氮技术难以有效处理。为此,利用固定生物膜-活性污泥反应器(IFAS),考察同步硝化、厌氧氨氧化和反硝化(SNAD)工艺对污泥消化液的处理效能。结果表明,在进水NH~+_4-N浓度为400 mg/L、HRT为18 h的最佳运行条件下,SNAD-IFAS系统对NH~+_4-N、TN与COD的最大去除率分别达到92.6%、77.1%和69.4%,TN去除负荷为12.4 mg/(L·h)。菌群特性活性分析结果表明,亚硝化过程主要发生在悬浮污泥中,厌氧氨氧化与反硝化过程主要发生在生物膜上。微生物群落分析表明,HRT的变化会显著影响微生物群落结构。     

填料型A/O工艺处理养猪废水中试研究

在我国农村地区,高氨氮养猪废水不经处理肆意排放诱发地表水富营养化,极大程度地破坏了周边水环境及生态系统。将短程硝化反硝化和同步硝化反硝化脱氮原理相结合,进行了一体式填料型A/O工艺用于高氨氮养猪废水的处理中试研究。结果表明,装置在处理量为3m3/d、内回流比为200%的运行条件下,对COD、NH3-N和TN的去除率可分别稳定在86%、87%和73%,出水水质达到《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)要求。试验过程中,好氧池DO浓度控制在0.8~1 mg/L,出水NO-2-N积累率达到85%,表明好氧池中氨氮氧化反应以短程硝化为主。好氧池中弹性立体填料挂膜成功后,同步硝化反硝化作用明显。     

SBR中异养硝化菌的分离与硝化特征

在SBR反应器中,采用模拟废水和好氧活性污泥富集培养异养硝化菌,并对分离、筛选出的菌株进行脱氮性能的检测。在进水氨氮由100 mg/L逐渐增至1 396 mg/L的过程中,对NH3-N的去除率始终能达到100%,而对TN的去除率由初期的零逐渐增至后期的45.7%,说明在后期发生了同步硝化反硝化作用(SND),系统中可能存在异养硝化菌。在筛选出的15株硝化菌中,菌株A1和T6经过1周的好氧培养后,对COD的去除率分别为56.0%和72.3%,对氨氮的去除率分别为71.2%和85.8%,且仅检测到痕量的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,由此证明菌株A1和T6为异养硝化菌。     

缺氧/好氧工艺同步去除碳、氮、硫的研究

采用A/O(缺氧/好氧)工艺处理同时含有氨氮、有机物和硫化物的废水,维持进水NH+4-N浓度不变而改变COD、S2-浓度及回流比,研究S/N、C/N值(均为质量比)及回流比对单质硫(S0)转化率及碳、氮去除率的影响。当回流比为3、进水不含S2-及C/N值≥4时,能保证系统稳定运行及对碳和氮的高效去除;进水含硫且C/N值为4时,S0转化率在S/N值为3时取得最大值(56.71%),对应的COD、NO-3-N(缺氧池)、NH+4-N去除率分别为93.26%、94.29%和93.17%;当初始S/N值为3时,S0转化率在C/N值为2.5时取得最大值(73.53%),对应的COD、NO-3-N(缺氧池)、NH+4-N去除率分别为94.79%、93.61%和92.37%。同时去除碳、氮、硫的最优回流比为3。