剩余污泥发酵同步反硝化系统污泥减量及反硝化性能

引言城市污水生物处理系统反硝化的顺利进行通常需要足够的碳源保证[1],而我国大部分污水厂存在碳源不足的问题,许多工艺中外加碳源的投加[2-3]大大增加了运行成本及控制系统的复杂性。剩余污泥的处理处置是城市污水处理厂的另一重点和难点[4]。为了实现剩余污泥的减量化和资源化[5-6],     

高溶解氧环境下好氧亚硝化颗粒污泥短程硝化特性研究

研究好氧亚硝化颗粒污泥的快速形成及在高溶解氧环境下好氧亚硝化颗粒污泥的短程硝化特性。采用SBR反应器,在偏碱性、高溶解氧条件下,以好氧颗粒污泥和具有硝化功能的活性污泥为种泥驯化培养,分析好氧亚硝化颗粒污泥形成机理及对亚硝酸盐的积累能力。研究结果表明:12d可形成具有氨氮平均去除率97%、最高亚硝化率70%的好氧亚硝化颗粒污泥,反应器能持续稳定运行;溶解氧高低对好氧亚硝化颗粒污泥的亚硝化率影响不大。说明此方法能够快速形成具有高亚硝酸盐积累率的好氧亚硝化颗粒污泥。     

短程硝化颗粒污泥SBR的快速启动与维持

为探究短程硝化污泥快速颗粒化的最佳条件,采用SBR反应器,在温度28℃,曝气量0.2m3.h-1,溶解氧(DO)2.0mg·mL-1,污泥龄(SRT)为15d的运行工况下,缩短沉降时间为2min,通过以pH作为氨氧化过程的控制参数,优化曝气时间,防止过曝气,经过80周期(19d)成功实现短程硝化絮状污泥的颗粒化,并维持稳定。形成的颗粒污泥粒径在1.5～2.0mm之间,对COD和氨氮的去除率分别达到80%和95%,亚硝酸盐积累率(NO2--N/NOx--N)平均达到95%。分子生物学FISH技术对颗粒污泥菌群结构的定量分析表明,AOB依旧是优势菌群,约占17.8%左右,NOB占0.6%。曝气初期FA的抑制和实时控制是启动和维持颗粒污泥短程硝化性能的主要原因。     

基于FNA处理污泥实现城市污水部分短程硝化

为实现城市污水短程硝化厌氧氨氧化生物脱氮,以去除有机物的实际污水为研究对象,考察了游离亚硝酸盐(FNA)处理污泥实现城市污水部分短程硝化的可行性。 结果表明,FNA处理活性污泥后,亚硝酸盐氧化菌(NOB)的亚硝酸盐氧化速率下降程度大于氨氧化菌(AOB)的氨氧化速率,且在0～0.75 mg HNO₂-N·L^-1范围内随着FNA浓度的增加抑制作用增强。接种实际污水厂活性污泥后,系统亚硝酸盐(NO₂^--N)积累率仅为1%,即为全程硝化。在控制污泥龄约为15 d的条件下,采用FNA处理污泥可使系统亚硝酸盐积累率增加至90%以上。水力停留时间调至2.5 h时,实现了部分短程硝化,且出水NO₂^--N/NH₄⁺-N平均值为1.24,可满足厌氧氨氧化脱氮反应的要求。因此采用FNA处理污泥,结合水力停留时间和污泥龄控制可实现城市污水部分短程硝化。     

碳源对SBR系统短程硝化/反硝化除磷影响的比较研究

2个实验室规模的序批式反应器在厌氧/好氧/缺氧交替条件下运行,以比较表面活性剂SDBS促进剩余污泥发酵产生的发酵液(S-SBR)与乙酸(A-SBR)分别作碳源对同时生物除磷脱氮系统的影响.结果表明,2个SBR反应器中均发生部分短程硝化反硝化,好氧段,S-SBR中亚硝态氮累积的VSS最高浓度为3.5mg·g-1,累积率达到70.0%,分别为A-SBR的2.3倍和1.7倍;A-SBR中的磷主要通过好氧聚磷去除,而S-SBR中除了好氧聚磷外,另有13.0%的磷通过反硝化除磷去除,使得S-SBR中总氮和磷的去除率(分别为94.7%和100.0%)比A-SBR(分别为79.2%和73.4%)高,因此,以剩余污泥发酵液作碳源与乙酸相比有助于生物脱氮除磷系统保持较好的脱氮、除磷效果.     

短程硝化反硝化影响因素研究进展

短程硝化反硝化是指将硝化过程控制在亚硝化阶段,随后在缺氧条件下进行反硝化的生物脱氮过程。以亚硝酸盐为电子受体的短程硝化反硝化,其关键是如何实现亚硝酸盐的积累。本文主要介绍了以亚硝酸盐为电子受体的短程硝化反硝化的机理,以及影响亚硝酸盐积累的多种因素,包括C/N、 FA （游离氨）、 DO、 pH等,探讨了短程硝化反硝化实现的主要工艺的途径。     

短程硝化反硝化影响因素研究进展

短程硝化反硝化是指将硝化过程控制在亚硝化阶段,随后在缺氧条件下进行反硝化的生物脱氮过程。以亚硝酸盐为电子受体的短程硝化反硝化,其关键是如何实现亚硝酸盐的积累。本文主要介绍了以亚硝酸盐为电子受体的短程硝化反硝化的机理,以及影响亚硝酸盐积累的多种因素,包括C/N、FA(游离氨)、DO、pH等,探讨了短程硝化反硝化实现的主要工艺的途径。     

剩余污泥脱水预处理技术研究进展

剩余污泥脱水实现减量化是后续处置的关键。利用CiteSpace分析了国内外剩余污泥脱水领域的研究方向,综述了化学调理和氧化（酸/碱预处理、药剂调理、氧化预处理等）、物理预处理（微波、超声、水热、冷融、电渗透等）及生物预处理等预处理技术强化剩余污泥脱水的机理和效果。最后,基于碳中和背景下,提出剩余污泥脱水前处理技术的发展方向,以期为污泥脱水工艺选择和研发提供有效的科学支撑。     

短程硝化反硝化影响因素研究

简要地介绍了短程硝化反硝化生物脱氮工艺机理,分析了温度、DO、pH、C/N、泥龄以及抑制性物质对短程硝化反硝化的影响。介绍了短程硝化动力学,并对今后的短程硝化反硝化试验研究提出了建议。     

污泥厌氧水解与短程硝化反硝化耦合工艺处理低碳氮比城市污水

为处理低碳氮比城市污水,在30~35℃、不调节pH值(7.01~8.33)的条件下,通过人为添加氨氮控制游离氨浓度(25mg·L-1),在SBR中6d内成功启动了短程硝化反硝化。对比实验结果表明,短程硝化反硝化在处理低C/N比城市污水时的总氮脱除效果要优于传统的全程硝化反硝化,当反应器运行稳定后,溶解氧的浓度和高游离氨不再是影响NO2--N浓度累积的主要因素,NO2--N/NOx--N始终保持在80%以上。为了进一步提高短程硝化反硝化的脱氮效率,利用污泥厌氧水解产物替代10%进水,为反硝化阶段提供附加的部分碳源,两工艺联合后处理效果良好,出水TN平均浓度和去除率分别为13.39mg·L-1和74.9%,出水水质符合排放标准的要求。     

碳酸氢钠对微波预处理剩余污泥的促进作用研究

为提高城市生活污水厂剩余污泥的微波预处理效果,研究了碳酸氢钠(NaHCO3)对微波处理污泥的促进作用.结果表明,加NaHCO3不仅能提高污泥碱度,而且NaHCO3与微波联合处理后污泥溶解性化学需氧量(SCOD)和挥发性脂肪酸(VFA)的含量都随NaHCO3加入量的增加而大幅增大,Zeta电位绝对值增大.加入2g·L-1NaHCO3并于功率为800 W的微波下作用50 s,SCOD上升至8001 mg·L-1,VFA的质量浓度上升至969.9 mg·L-1.预处理后的污泥可望增强污泥后续厌氧消化反应的稳定性和效率.     

游离亚硝酸预处理实现MBBR短程硝化的快速启动

短程硝化工艺具有节约硝化需氧量和反硝化碳源等优势,是目前水处理领域的研究重点。研究游离亚硝酸（FNA）预处理法实现短程硝化的快速启动和稳定运行符合节能低碳的理念。在6个相同的移动床生物膜反应器（MBBR）中分别投加质量浓度为0、3.2、6.4、9.6、12.8、16.0 mg/L的FNA,对生物膜浸泡12 h进行预处理,并以预处理前的反应器作为对照,研究FNA预处理浓度对功能微生物群落的影响,以及最佳条件下短程硝化的运行稳定性。实验结果表明,25℃、FNA质量浓度为6.4 mg/L、预处理12 h,是降低亚硝酸盐氧化菌（NOB）并维持氨氧化菌（AOB）活性的最佳条件。高通量测序和qPCR结果显示,经过FNA预处理后,NOB的相对丰度和丰度均显著减少。在FNA最佳条件下预处理生物膜,并将其接种在MBBR中,验证其运行稳定性。实验结果表明,FNA预处理生物膜可实现稳定的短程硝化,使亚氮积累率稳定维持在85%以上。     

低浓度下短程硝化试验研究

在低氧曝气短程硝化过程中,氧气是反应的限制因子,氧气的浓度和反应时间直接决定了氨氮的去除率。DO浓度0．25—0．75mg／L这一范围内,亚硝酸氧化速率很小,受DO浓度变化的影响也小;氨氧化速率相对较高,DO浓度对氨氧化速率影响相对较大。     

短程硝化反硝化影响因素分析

通过介绍短程硝化反硝化的脱氮机理,分析了温度、DO浓度、游离氨浓度、游离亚硝酸浓度、pH值、泥龄及有机物浓度7个方面对于短程硝化反硝化的影响,探讨如何控制这些影响因素来达到亚硝酸盐的积累,最终实现短程硝化反硝化。提出了一些常用脱氮工艺进行短程硝化反硝化的控制参数,并展望了今后研究的发展方向。     

剩余污泥预处理方法综述

针对剩余污泥常见的预处理方法进行了详细介绍,通过分析方法的优缺点及应用前景,可为最大化地提高剩余污泥的资源利用率提供参考,实现剩余污泥的减量化、资源化。     

微波预处理剩余污泥的研究进展

介绍了微波预处理污泥的作用机理及作用过程,包括污泥絮体破解、污泥细胞破碎及有机物的释放、有机物水解、美拉德反应等,总结了微波预处理污泥的作用效果（物理特性、化学特性、生物特性）、影响微波预处理效果的因素（污泥特性、处理条件）和微波预处理污泥对其后续厌氧消化的影响。指出了目前研究中存在的主要问题是试验规模偏小,预处理方式为间歇处理,在对污泥中有毒有害有机物和病原微生物的去除研究方面还需加强。提出今后应重点开展微波组合工艺对污泥中有毒有害有机物和病原微生物去除的基础研究,同时积极开发相关设备,开展微波预处理污泥的连续和中试研究,推动微波技术在污泥资源化、减量化和无害化处理中的应用。     

有机碳源和DO对短程硝化的影响

在SBR反应器中控制温度为(30±1)℃,pH为7.5～8.5,DO质量浓度为0.6～1.8mg·L-1,MLSS质量浓度稳定在5 000 mg·L-1左右,实现了短程硝化反硝化,并在C/N为1/1、1/2、1/4和DO质量浓度为0.3～O.4、0.4～0.6、0.6～1.6、1.6～2.0 mg·L-1的情况下,对亚硝酸氮累积的效果进行对比试验.结果表明,氨氮的去除率随着C/N的增加而降低,C/N=1/4时氨氮去除率达到98.3%,亚硝态氮的累积率达到了99.95%,DO质量浓度为0.6～1.6mg·L-1时最适合于同步硝化好氧反硝化脱氮.出水氨氮质量浓度为0.57mg·L-1,亚硝态盐氮质量浓度为125.78mg·L-1,硝酸盐氮质量浓度为O.26mg·L-1.     

剩余污泥消化后预处理高浓度生产废水

将好氧装置的剩余污泥加入污泥消化池,当池内污泥变黑并探测到有可燃气体时,加入生活污水和生产废水对消化污泥进行培养驯化,培养驯化期间应逐步减小生活污水水量,增加高浓度生产废水水量.用经过驯化的消化污泥预处理生产废水,有机物的去除率＞30%,pH也由5～6被提高到7以上.将好氧装置产生的剩余污泥消化后预处理高浓度的生产废水,剩余污泥被再利用,并且也有利于降低整套污水处理装置的运行成本.     

HMBR处理生活污水实现短程硝化反硝化研究

在DO质量浓度为1.5 mg/L、温度为28℃等条件下,NO2--N积累率>50%,系统实现短程硝化。硝化率为77.35%,反硝化率83.25%,SND率64.74%,HMBR实现同步短程硝化反硝化。COD平均去除率为91.61%,NH3-N去除率77.34%,TP去除率45.13%,且膜对COD、TP有截留作用。在系统实现耦合作用后对有机物有去除效果。     

外源添加剂强化剩余污泥厌氧发酵产酸的影响研究

挥发性脂肪酸（VFA）是污水生物处理中反硝化脱氮和厌氧释磷过程必需的碳源,还能作为底物生产高附加值的产品,而利用剩余污泥进行厌氧发酵是产VFA的重要途径之一。为了提高污泥产酸效率,利用外源添加剂促进和强化污泥厌氧发酵产酸的研究逐渐引起重视。文章总结了抗生素、表面活性剂、植物化学物质和盐类四类外源添加剂对污泥厌氧发酵产酸过程的影响,分别从外源添加剂对污泥的增溶、水解、产酸和产甲烷四个过程进行了分析,同时阐述了外源添加剂在污泥中的降解、残留状况,最后提出对两种或两种以上的外源添加剂联用促进产酸和寻找能促进污泥产酸的共发酵基质也是今后的研究重点。