聚氨酯生物膜反应器的厌氧氨氧化研究

以模拟高氨氮废水为进水,在聚氨酯填料生物膜反应器中实现厌氧氨氧化,考察了其脱氮性能。在运行稳定期,系统对氨氮、亚硝酸盐氮和总氮的去除率分别达到90.1%、89.3%和85.5%;总氮负荷最高达到17.6 kg/(m3·d)。进水亚硝酸盐氮浓度达到271.2~314.0 mg/L时会抑制厌氧氨氧化菌活性,影响厌氧氨氧化反应。进出水pH值的差值可以反映系统的脱氮效果,相对于进水pH值,出水pH值越高,说明系统的脱氮效果越好。应用电子显微镜和扫描电镜观察生物膜的形态,反应器底部生物膜颜色较浅,呈黄褐色,以丝状菌和长杆菌为主,而顶部生物膜颜色较深,呈棕红色,以短杆菌和球菌为主。     

厌氧氨氧化颗粒污泥的扩培及菌种鉴定

为开发总氮去除负荷高、生长稳定的厌氧氨氧化颗粒污泥扩培方法,文章以2L厌氧氨氧化颗粒污泥作为接种污泥,在50 L发酵罐中以SBR的方式,由配水提供主营养成分及微量元素,根据颗粒污泥的脱氮效能,随时调整进水水质,逐渐提高总氮负荷,摸索适宜颗粒污泥扩培的条件;在106 d的时间里,颗粒污泥浓度从800 mg/L增长到11 300 mg/L,总氮去除负荷为3.38 kg/(m~3·d),总氮去除率达到80%以上。通过高通量测序证实颗粒污泥中含有11%的厌氧氨氧化菌。     

SNAD-MBBR处理垃圾渗滤液厌氧出水的脱氮研究

利用移动床生物膜反应器(MBBR)对亚硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)工艺处理垃圾渗滤液厌氧出水的脱氮效果进行了研究。SNAD-MBBR反应器内投加K3填料,控制温度为33～35℃、DO为0. 03～0. 1 mg/L、pH值为7. 5～8. 0、HRT为12 h,试验一共进行了152 d,在进水总氮负荷逐渐增加过程中相应调节曝气量以获得最佳去除效果。结果表明,在该工艺条件下进水总氮负荷为0. 9 kg/(m~3·d)时,TN去除率仍可达88%。当进水总氮负荷继续提高至1 kg/(m~3·d)时,由于进水中的有机物浓度较高以及多种异养好氧菌的繁殖,抑制了亚硝化及厌氧氨氧化过程,致使反应器脱氮效率明显降低,仅为20%左右。     

自养脱氮ANITA~(TM) Mox MBBR与IFAS运行启动经验

自养脱氮工艺ANITA~(TM) Mox MBBR利用移动填料的生物膜发生短程硝化和厌氧氨氧化反应进行脱氮。通过工程实例运行数据发现,ANITA~(TM) Mox MBBR工艺脱氮负荷为1.2 kg N/(m3·d),其脱氮负荷与生物膜内基质的传输有关,如生物膜密度、厚度、温度、基质浓度。为改善基质传输速率,提高脱氮的效率,威立雅研发了由悬浮活性污泥和固定生物膜相结合的ANITATM Mox IFAS工艺,其将短程硝化和厌氧氨氧化反应从同一生物膜中分离,大部分氨氧化菌(AOB)集中在活性污泥中,提高了溶解氧的利用率;而厌氧氨氧化菌An AOB集中在填料生物膜上,改善了基质的传递速率。ANITA~(TM) Mox IFAS工艺运行时所需溶解氧浓度低,仅为0.2~0.5 mg/L。但实际运行数据(50 m~3ANITA~(TM) Mox IFAS反应器)显示,其脱氮负荷是ANITA~(TM) Mox MBBR工艺的2~3倍。     

投加有机物提高ANAMMOX反应器脱氮效果的研究

往一套UASB生物膜厌氧氨氧化反应器中加入葡萄糖促使反应器内反硝化菌增殖,然后迫使增殖的反硝化菌进行厌氧氨氧化反应以提高反应器的脱氮效果。结果显示:在反应器进水中加入葡萄糖后,系统对亚硝酸盐氮的去除率迅速提高到90%,但对氨氮的去除率变化不大,显示出反应器内同时发生了反硝化反应和厌氧氨氧化反应;当进水中停止投加葡萄糖后,仅运行10d,系统对氨氮、亚硝酸盐氮和总氮的去除率就分别达到了90%、98%和91%,一个月后对总氮的去除率达到99%。可见,在特定环境下可迫使反硝化菌进行厌氧氨氧化反应。     

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。     

短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化工艺处理焦化废水

通过对短程硝化和厌氧氨氧化工艺的研究,开发了短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化(O1/A/O2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理.控制温度为(35±1)℃、DO为2.0～3.0mg/L,第一级好氧连续流生物膜反应器在去除大部分有机污染物的同时还实现了短程硝化.考察了HRT、DO和容积负荷对反应器运行效果的影响.结果表明,当氨氮容积负荷为0.13～0.22gNH4+-N/(L·d)时,连续流反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮.通过控制一级好氧反应器的工艺参数,为厌氧反应器实现厌氧氨氧化(ANAMMOX)创造条件.结果表明,在温度为34℃、pH值为7.5～8.5、HRT为33 h的条件下,经过115 d成功启动了厌氧氨氧化反应器.在进水氨氮、亚硝态氮浓度分别为80和90 mg/L左右、总氮负荷为160 mg/(L·d)时,对氨氮和亚硝态氮的去除率最高分别达86%和98%,对总氮的去除率为75%.最后在二级好氧反应器实现氨氮的全程硝化,进一步去除焦化废水中残留的氨氯、亚硝态氮和有机物.O1/A/O2工艺能有效去除焦化废水中的氨氮和有机物等污染物,正常运行条件下的出水氨氮＜15 mg/L、亚硝态氮＜1.0 mg/L,COD降至124～186 mg/L,出水水质优于A/O生物脱氮工艺的出水水质.     

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。     

厌氧氨氧化处理猪场厌氧消化液的工程应用研究

针对厌氧氨氧化技术在工程应用中存在的工艺调控难、运行不稳定等问题,以某猪场厌氧消化液处理厂的A²/O工艺为例,通过在不同阶段调控关键参数,提高系统运行稳定性,增加厌氧氨氧化脱氮比例,进而提高污水生物脱氮效率。第1阶段,通过开启双风机,控制好氧区DO为0.3～0.5 mg/L,并逐步降低进水外加碳源量,A²/O系统对COD、氨氮、总氮的去除率分别为86%、89.9%和66.6%。第2阶段,通过开启单风机,控制好氧区DO<0.1 mg/L,进水停止投加碳源,A²/O系统对COD、氨氮、总氮的去除率分别为81.9%、91.95%和83.48%。脱氮能耗和废水处理能耗分别由第1阶段的4.18 kW·h/kg和1.93 kW·h/m3降至第2阶段的2.57 kW·h/kg和0.90 kW·h/m3,降幅分别为38.5%、53.4%。高通量测序结果表明,Candidatus Brocadia是A²/O系统中唯一的厌氧氨氧化菌,相对丰度由第1阶段的0.76%提高至第2阶段的1.85%。荧光定量PCR分析结果...     

镉离子对厌氧氨氧化脱氮性能的影响

采用批次试验,研究镉离子对厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应的短期影响。结果表明,镉离子浓度2 mg/L时,对厌氧氨氧化的脱氮性能影响较低;超过2 mg/L时,镉离子浓度的增加对厌氧氨氧化脱氮性能的抑制作用逐渐增大。采用模拟废水,以上流式厌氧污泥床(UASB)反应器实现厌氧氨氧化,研究镉离子对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的长期影响。近150 d的连续培养发现,当镉离子浓度5 mg/L时,其厌氧氨氧化脱氮性能不受影响;当镉离子浓度≥10 mg/L时,厌氧氨氧化脱氮性能显著降低;经过约25 d的恢复培养,厌氧氨氧化脱氮性能得到恢复。     

注浆法在治理自燃矸石山工程中的应用

通过分析矸石自燃原理,提出采用注浆法对自燃矸石山进行治理,并结合某煤矿工程中矸石山治理实例,依据相关检测标准,证明了注浆法是治理自燃矸石山的一种有效方法。     

DAT-IAT改进工艺对生活污水中氨氮的去除

以需氧池-间歇曝气池（DAT-IAT）工艺为基础，在其后设置一生物接触氧化反应器，考察了该组合工艺对生活污水中氨氮的去除效果。结果表明，在IAT池以曝气2h、沉淀1h、出水1h的工况运行及生物接触氧化反应器的HRT为3h的条件下，系统对氨氮的平均去除率为81．1％，出水氨氮平均浓度为7．0mg／L，满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB／T 18920-2002）的要求。系统对氨氮的去除率随着进水COD浓度的提高而下降，当进水COD为815．3mg／L时，出水氨氮浓度仍可满足GB／T 18920-2002的要求；随着进水氨氮浓度的提高，系统对氨氮的去除率先略有上升后明显下降，为保证出水氨氮浓度达到回用标准，应将进水氨氮浓度控制在50mg／L以下；系统适宜的pH值范围为7～8，pH值过高或过低都会造成系统对氨氮去除率的显著下降。     

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。     

New process for simultaneous removal of nitrogen and sulphur under anaerobic conditions

A granular activated carbon (GAC) anaerobic fluidised-bed reactor treating vinasse from an ethanol distillery of sugar beet molasses was operated for 90 days, the first 40 days of start-up followed by 50 days of operation at constant organic loading rate of 1.7g COD/Ld. The reactor showed good performance in terms of organic matter removal but an anomalous behaviour in terms of unusual high concentrations of molecular nitrogen in the biogas. The analysis of the different nitrogenous and sulphur compounds and the mass balances of these compounds in the liquid and gas phases clearly indicated an uncommon evolution of nitrogen and sulphur in the reactor. About 50% of the nitrogen entering the reactor as total Kjeldahl nitrogen (TKN) was removed from the liquid phase appearing as N2 in the gas phase. Simultaneously, only 20% of the S-SO4(2-) initially present in the influent appears as S-S2- in the effluent or S-H2S in the biogas, indicating that 80% of the sulphur is removed. This behaviour has not been reported previously in the literature. These observations may suggest a new anaerobic removal process of ammonia and sulphate according to an uncommon mechanism involving simultaneous anaerobic ammonium oxidation and sulphate reduction.     

进水氨氮对厌氧同步脱氮除硫工艺的影响

通过比较含氨氮和不含氨氮两种进水水质条件下接种物不同的两个反应器的脱氮除硫特性,研究进水氨氮对厌氧同步脱氮除硫性能的影响。结果表明,进水未加氨氮的反应器对硫化物和硝态氮的去除率均高达95%,当加入氨氮后,仅有40%～50%的硝态氮被去除,消耗1 g硫化物所还原的硝态氮量减少,去除硝态氮的能力降低了近50%,然而对硫化物的去除率仍维持在90%左右,表明脱氮过程比脱硫过程受进水氨氮的影响大。扫描电镜观察结果证实,当进水中存在氨氮时硫化物的毒性增大,杀死了大量的脱氮硫杆菌,降低了硫化物转化为单质硫的能力,干扰了系统的反硝化脱氮过程,这是导致体系脱氮能力降低的主要原因。     

喷射环流反应器同步硝化反硝化机理的研究

喷射环流反应器在好氧条件下具有良好的脱氮性能,其对氨氮和总氮的去除率分别达到80%和70%以上,且两者的去除率成正比.试验测定了反应器出水中NOx^--N的含量,结果表明出水中的氮主要以氨氮和亚硝酸盐氮的形式存在,证明该反应器在硝化过程中实现了对亚硝酸盐的积累.反应器的脱氮效果随进水C/N值的增加而提高,证明了异养硝化细菌的存在.对废水处理过程中产生的废气进行气相色谱分析,结果表明废气中氮气的含量比空气的增加了0.24%,证明反应器中发生了反硝化反应.综合试验结果表明,喷射环流反应器中的脱氮机理为亚硝酸盐型同步硝化反硝化.     

DEAMOX--new biological nitrogen removal process based on anaerobic ammonia oxidation coupled to sulphide-driven conversion of nitrate into nitrite

This paper reports about the successful laboratory testing of a new nitrogen removal process called DEAMOX (DEnitrifying AMmonium OXidation) for treatment of typical strong nitrogenous wastewater such as baker's yeast effluent. The concept of this process combines the recently discovered anammox (anaerobic ammonium oxidation) reaction with autotrophic denitrifying conditions using sulphide as an electron donor for the production of nitrite from nitrate within an anaerobic biofilm. To generate sulphide and ammonia, a Upflow Anaerobic Sludge Bed (UASB) reactor was used as a pre-treatment step. The UASB effluent was split and partially fed to a nitrifying reactor (to generate nitrate) and the remaining part was directly fed to the DEAMOX reactor where this stream was mixed with the nitrified effluent. Stable process performance and volumetric nitrogen loading rates of the DEAMOX reactor well above 1000 mgN/l/d with total nitrogen removal efficiencies of around 90% were obtained after long-term (410 days) optimisation of the process. Important prerequisites for this performance are appropriate influent ratios of the key species fed to the DEAMOX reactor, namely influent N-NO(x)/N-NH(4) ratios >1.2 (stoichiometry of the anammox reaction) and influent S-H(2)S/N-NO(3) ratios >0.57 mgS/mgN (stoichiometry of the sulphide-driven denitrification of nitrate to nitrite). The paper further describes some characteristics of the DEAMOX sludge as well as the preliminary results of its microbiological characterisation.     

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%。     

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).