高亚硝态氮钝化清洗废水的生物处理及过程控制

钝化清洗废水含有高浓度亚硝态氮,采用普通活性污泥难以进行生物处理。采用亚硝态氮废水富集亚硝态氮氧化菌(NOB),以富含NOB污泥的SBR装置处理模拟化学清洗钝化废水,并提出了该处理工艺的过程控制策略。结果表明:该工艺可以在300 min内完全氧化亚硝态氮浓度高达2000 mg·L-1的钝化废水,高浓度亚硝态氮没有对生物降解过程产生明显抑制;反应过程中DO浓度的变化与亚硝态氮氧化过程存在相关性,溶解氧浓度的移动斜率变化(DO-MSC)可作为亚硝态氮氧化过程控制参数;当DO-MSC0.02时,亚硝态氮氧化过程结束,此时可停止曝气。批次试验结果显示在不同曝气量(0.02~0.125 m3·h-1)和不同温度条件(15~30℃)下,DO-MSC指数均可有效指示亚硝态氮氧化终点。     

HRT和曝气量对AAO-BAF系统反硝化除磷性能的影响

以COD/TN为4左右的生活污水为处理对象,通过调节系统进水流量和曝气生物滤池(BAF)曝气量,研究了水力停留时间(HRT)和BAF气水比对AAO-BAF反硝化除磷系统运行性能的影响。结果表明,气水比和水力负荷(HLR)对BAF的硝化性能有显著影响,BAF气水比为3:1时,NH+4去除率降低到了72%;当AAO的HRT为4 h,BAF的HLR为3 m3·m-2·h-1时,即使BAF的气水比达到8:1,也不能保证NH+4的完全去除。试验得出,AAO-BAF反硝化除磷系统的PO43-去除率与NH+4去除率存在良好的相关关系,为保证90%以上的磷去除率,NH+4去除率应该达到98%。当AAO的HRT≥6 h,BAF气水比≥4:1时,AAO-BAF系统对COD、NH+4、TN和PO43-的去除率分别可达87%、99%、80%和95%。     

Orbal氧化沟生物脱氮的中试研究

采用有效容积为330L的中试Orbal氧化沟模型处理城市污水,研究了Orbal氧化沟的同时硝化反硝化生物脱氮现象。结果表明,Orbal氧化沟具有良好的降解有机物和硝化性能;在不投加外碳源和不设硝化液内回流的条件下,通过控制DO浓度分布,可以实现氧化沟内的同时硝化反硝化,对总氮去除率平均为61%,出水总氮平均为14mg/L。经分析认为,DO浓度分布是氧化沟内同时硝化反硝化的决定因素,进水中的COD/TN是影响总氮去除率的重要因素;通过控制外沟低DO运行,可以稳定实现Orbal氧化沟的低能耗高效脱氮;多沟道串联的反应器布置方式有效防止了低DO运行带来的亚硝酸盐积累和污泥膨胀的发生。     

新型UniFed SBR生物除磷脱氮工艺

介绍了新型UniFed SBR工艺的运行方式、在除磷脱氮方面的特点及其在实际污水处理厂的应用实例.其特点是在SBR运行周期的沉淀和排水阶段,将进水均匀地引入沉淀污泥层,以取得反硝化和厌氧放磷所需的适宜条件.与复杂的连续流生物脱氮除磷工艺相比,该工艺采用单池运行,不需物理分区和污泥回流即可达到较高的除磷脱氮效率,还可减少基建投资.     

应用实时控制实现和稳定短程硝化反硝化

以实际豆制品生产废水为处理对象,采用SBR反应器研究了过度曝气(曝气时间过长)对短程硝化的影响,在此基础上提出了应用实时控制技术在常温、正常溶解氧和中性pH值时实现和稳定短程硝化的新方法。试验结果表明,在反应器温度为(28±0.5)℃、过度曝气12周期后,硝化类型就由亚硝酸盐积累率为96%的短程硝化转变为亚硝酸盐积累率为39%的全程硝化;而应用实时控制策略在反应器温度为(27±0.5)℃和(25±0.5)℃时可较好地维持短程硝化反硝化,且经过两个月的运行硝化类型也没有改变,亚硝酸盐积累率仍然保持在96%以上。因此可以得出,好氧反应时间的控制在亚硝化阶段基本结束时是维持并稳定短程硝化的关键。实际上,即使在能充分实现短程硝化的条件下,过度曝气也能使短程硝化向全程硝化转化。     

新型无动力式滗水器的设计

针对现阶段通用滗水器的不足，开发了一种新型的无动力滗水器，对其工作原理、结构设计组成、技术参数的计算进行了说明，同时介绍了该设备的设计注意事项。新型无动力滗水器在工程应用中进行了测试，并加以改进，设备运行稳定、良好。     

含盐废水短程硝化反硝化生物脱氮的研究

试验采用SBR工艺研究了不同盐度下,NH+4N、pH值、温度等因素对含盐废水短程硝化反硝化的影响.结果表明,含盐量增加有助于亚硝酸盐的积累.含盐量在1759～24630mg/L范围内,通过提高进水pH值和进水NH+4N浓度,可以使亚硝化率[NO-2/(NO-2+NO-3)]达到90%以上.实验证明,亚硝酸菌有较高的耐盐性,能在高盐环境中保持良好的活性.     

MLSS、pH及NO-2-N对反硝化除磷的影响

利用DPB反硝化聚磷污泥以SBR进行试验,以考察MLSS、pH值和NO-2-N浓度对聚磷菌厌氧放磷和缺氧吸磷过程的影响.结果表明:增大MLSS可缩短放磷和缺氧吸磷反应时间,但MLSS过高易导致反硝化吸磷后期出现磷的二次释放;随着pH值的升高(pH=6～8)则P/C值也升高,继续升高pH值到8以上时发生了磷酸盐的沉淀,影响到正常的放磷反应.此外,在反硝化吸磷过程中pH值的大幅升高也会对生物除磷效果造成干扰;控制NO-2-N浓度为5.5～9.5mg/L可使聚磷污泥以NO-2-N作为电子受体进行吸磷反应,当NO-2-N达到15 mg/L时反硝化和吸磷反应均受到了抑制.     

污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧强化内源反硝化深度脱氮

目前,如何经济有效地实现低C/N生活污水深度脱氮仍是污水处理厂面临的一个重大挑战。理论上后置反硝化可以实现深度脱氮效果,但往往由于缺乏外碳源难以同时满足经济高效脱氮。本研究建立的新型污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧(AOA)工艺有利于富集培养以Candidatus Competibacter为主的反硝化聚糖菌(DGAOs),能够开发与利用内碳源脱氮。该系统长期处理低C/N (3.2)实际城市生活污水,TIN去除率达91.81%,出水TIN浓度为4.36 mg·L^-1。此外,提高第二污泥回流量增加了缺氧区的MLSS同时提升了比内源反硝化速率,是深度氮去除的主要原因。随着去除效果的提升,充分的厌氧环境使得内碳源贮存量升高,脱氮效果呈现正向循环。二沉池底部产生的额外碳源随第二回流引入系统进一步强化脱氮。本研究阐明了污泥双回流-AOA系统节碳脱氮的原理与关键,为低C/N城市污水的脱氮效率提供了一种可行性。     

不同碳源驯化聚糖菌反硝化及N2O释放特性

为了确定反硝化聚糖菌(DGAOs)的脱氮性能及N₂O释放特性,采用序批式生物反应器,分别以乙酸钠和葡萄糖为碳源(反应器分别记作SBRAc和SBRGl),考察其脱氮过程中的碳源变化以及N₂O释放特性。结果表明,SBRAc和SBRGl的总氮去除率分别为(80.2±2.8)%和(63.4±3.5)%,N₂O产率分别为(7.16±1.43)%和(13.35±2.46)%。以乙酸钠为碳源时,聚糖菌厌氧阶段吸收的有机物主要以胞内聚-β-羟基烷酸(PHA)形式储存;以葡萄糖为碳源时,部分有机物用于胞内糖原(Gly)的积累,PHA合成量减少。聚糖菌内源反硝化过程中,依次利用胞内PHA和Gly作为内碳源,且PHA提供电子的速率远大于Gly,导致SBRGl内NO₂^-大量积累、N₂O释放量增加。NO₂^-对氧化亚氮还原酶活性的抑制效应是导致聚糖菌内源反硝化过程释放N₂O的主要因素。与葡萄糖相比,乙酸钠更易被反硝化聚糖菌吸收为易利用的内碳源PHA,并降低反硝化过程中N₂O的释放量。