不同C/N值对低氨氮污水短程硝化的影响

为了考察碳源对低氨氮污水短程硝化的影响,采用序批式反应器(SBR),在水温为(30±1)℃、pH值为7.8～8.2、DO为0.5～1.0 mg/L条件下,成功驯化出稳定运行的短程硝化系统,并研究了不同碳氮比(C/N)对短程硝化系统的影响,同时对各条件下系统的菌种变化进行了定量分析。结果表明,随着原水COD浓度的增加,短程硝化效果受到的影响增大,氨氮去除率和亚硝态氮积累率呈现下降趋势。当原水C/N值≤1.0时,COD浓度不会对短程硝化系统造成明显影响;但是,当原水C/N值增大到2.0和3.0时,氨氮去除率分别仅为82.8%、71.58%,氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的比例从38.1∶1降到11.5∶1,短程硝化受到严重影响,系统趋于崩溃。碳源浓度的增加对短程硝化系统逐步产生抑制作用,实际运行中应控制C/N值不大于1.0。     

环境温度下短程硝化的低氧启动与维持

采用序批式反应器(SBR)处理模拟氨氮废水,通过控制溶解氧浓度在中温下实现了短程硝化,并在较低温度下维持稳定的短程硝化。以全程硝化污泥为种泥,当溶解氧浓度从3.5～4.5 mg/L降低至0.8～1.3 mg/L时,可迅速实现NO 2--N的积累,持续运行中NO 2--N的积累率稳定在80%以上。利用随季节变化温度逐渐降低的特点,在中温下实现NO2--N的积累和氨氧化菌(AOB)的优势生长,然后随着气温的逐渐下降使AOB逐渐适应低温环境,当水温为13℃时NO 2--N的比积累速率为0.119 g/(gMLVSS.d)。单周期运行情况表明,游离氨(FA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制作用主要在反应前期,而游离亚硝酸(FNA)、pH值的抑制作用主要在后期。     

悬浮载体生物膜反应器的亚硝酸型硝化研究

采用多孔聚合物载体生物膜反应器对亚硝酸型硝化进行了研究,考察了连续流情况下pH、DO和水力停留时间(HRT)对氨氮降解和亚硝化反应的影响.在进水氨氮浓度为420mg/L、温度为25℃的情况下,当HRT为24h、DO为2mg/L、pH值为8时,对氨氮的去除率>75%,亚硝酸盐氮的积累率达到了70%以上,实现了对氨氮的高效去除和稳定的亚硝酸盐氮积累.间歇试验结果表明,亚硝酸盐氮的生成速率为5.868 4 mg/(L·h),而硝酸盐氮的生成速率仅为0.9931mg/(L·h),即生物膜上氨氧化菌的数量和活性明显高于亚硝酸盐氧化菌的.     

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。     

进水负荷对硝化菌与异养菌竞争关系的影响

为优化反应器的脱氮设计，就水力负荷、温度对二级上向流曝气生物滤池内微生物种群结构的影响进行了研究。试验结果表明，在生物膜培养阶段，温度对氨氯氧化的影响要大于对COD降解的影响；较高的COD负荷会导致第一级反应器内的硝化点上移，第二级反应器的硝化速率固受第一级反应器出水残余有机物的影响而下降。在第二级反应器内氨氮的硝化速率明显加快，显示了单独驯化的硝化滤柱在氧化氨氮上的优势。在不同的进水COD负荷下，氨氧化菌与硝化菌的活性均有沿柱高逐渐增加的趋势，且当负荷较高时，不同高度处的氨氧化菌活性大多高于硝化菌的。异养菌的活性变化表明，生长较快的异养菌通常占据了反应器的进口区。     

两段式曝气对短程硝化启动的影响研究

控制SBR反应器内的温度为20~23℃,采用两段式曝气的方法,经过80个周期的运行,实现了生活污水的短程硝化,对氨氮的平均去除率为88.49%,亚硝态氮积累率达到90%以上。在反应器运行过程中,DO和p H值曲线都有很好的变化特征点,可以通过其指示氨氮降解过程的结束。系统的有效污泥龄从23.91 d缩短为21.31 d,结合硝化时间的缩短和亚硝态氮积累率的提高,推断这可能是由于亚硝酸盐氧化菌(NOB)等世代周期较长的细菌被淘洗或活性受到了抑制,而氨氧化菌(AOB)等世代周期较短的细菌得到富集造成的。     

SBR短程硝化处理老龄化垃圾渗滤液

采用序批式反应器(SBR)短程硝化系统处理老龄化垃圾渗滤液,研究有机物浓度、水力停留时间(HRT)、pH值、温度对短程硝化系统的影响。以硝化污泥接种反应器,在溶解氧为1.0～1.2 mg/L和温度为(35±1)℃下达到亚硝酸氮的快速积累。结果表明,在进水氨氮为300mg/L、COD为600 mg/L、HRT为24 h、pH值为7.5～8.5、温度为(35±1)℃、溶解氧浓度保持不变的条件下,出水氨氮平均为134.0 mg/L,出水亚硝酸氮平均为142.5 mg/L,对氨氮的平均去除率为55.3%,NO2--N/NH4+-N平均值为1.06,出水硝酸氮平均为10.2 mg/L,亚硝酸氮的平均积累率为93.3%,对COD的去除率稳定在38%左右。     

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.     

包埋固定化异养硝化菌强化处理氨氮有机废水

以异养硝化菌Burkholderia sp.YX02为目标物,采用聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为载体对菌株进行包埋固定化,考察包埋固定化异养硝化菌Burkholderia sp.YX02强化连续流反应器处理氨氮有机废水的性能。结果表明,包埋固定化异养硝化菌Burkholderia sp.YX02强化处理氨氮有机废水的最佳反应条件如下:温度为25℃、p H值为7.0、C/N值为10、包埋球量为80 g/L,在此条件下对氨氮和COD的去除率分别为90.7%、82.4%,其中包埋球量对处理效果的影响最大。在不同的进水流量和氨氮浓度条件下,与直接投加菌株强化相比,菌株经包埋固定化后不仅能显著提高反应器对氨氮和COD的去除率,而且还能提高反应器抗氨氮负荷和有机负荷冲击能力。     

实时控制下短程生物脱氮的实现及其稳定性研究

采用小试SBR反应器处理实际生活污水，研究了实时控制条件下短程生物脱氮的实现和稳定性。结果表明，系统在实时控制条件下运行67d，实现了较为稳定的短程硝化反硝化，亚硝酸盐积累率（NO2^--N／NOx^--N）〉80％；在此基础上将系统改为定时运行，短程硝化则逐步受到破坏，证明了实时控制对短程硝化的维持具有重要作用。此外，考察了在实时控制条件下温度和短时高氨氮负荷对短程生物脱氮稳定性的影响。结果表明，在平均温度为20℃，亚硝酸盐积累率有所降低但仍可稳定地维持在60％以上；高NH4^＋-N冲击负荷对短程生物脱氮系统的影响较小，系统恢复能力较强，恢复后的亚硝酸盐积累率〉70％，表明实时控制条件下的短程硝化反硝化具有一定的稳定性。     

低温下膜泥复合气提升循环流反应器处理焦化废水

采用膜泥复合气提升循环流反应器处理焦化废水,在较适宜的进水COD、DO及pH条件下考察了其在低温时(5～8℃)的除污效果.结果表明:对COD的去除效果受低温的影响较小,平均去除率可达77.9%;而硝化、反硝化均受到了明显抑制,对氨氮、总氮的平均去除率分别为14.9%、39.5%,但在好氧条件下实现了同步硝化反硝化.当水力负荷为0.64～1.28 cm/h时,系统表现出一定的抗冲击负荷能力,且脱氮菌较降解有机物的异养菌对水力负荷的变化更敏感.     

SBR法短程硝化反硝化处理生活垃圾机械脱除水

生活垃圾机械脱除水是通过高压挤压等方式从新鲜生活垃圾中快速分离出的混合液,其经厌氧处理后的出水具有高氨氮、低C/N值等特征,为此,利用序批式反应器(SBR)通过短程硝化反硝化途径对其氨氮进行去除,利用高氨氮浓度下的高游离氨(FA)条件对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性进行抑制,实现SBR中短程硝化与亚硝态氮的稳定积累。研究结果表明,在室温条件下,控制p H值为7.5~8.0、DO1 mg/L,逐步提高氨氮浓度至700 mg/L,可实现系统中亚硝态氮的有效积累,氨氮去除率和亚硝态氮积累率分别为92.2%、90.9%左右。将短程硝化出水进一步进行反硝化处理,TN去除率高达98.8%。     

环境温度下中试氧化沟短程硝化的启动及运行

在高温(29~31℃)环境下,采用控制反应器中溶解氧浓度及结合投加抑制剂NaCl的方式,经过32d的批式操作,在中试规模氧化沟反应器中成功启动短程硝化。33d之后,氨氮降解率超过50%,亚硝化率稳定维持在90%以上。随着季节性降温,在常低温情况下(18~27℃)进行二次启动,第27天亚硝化率大于50%,自第35天开始,通过在氧化沟内形成溶解氧梯度并延长反应时间的方式,在第42天之后亚硝化率稳定在90%以上。对污泥微生物进行高通量测序分析后发现,亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)占9.39%,证明在中试氧化沟内成功实现了亚硝化菌的富集。之后转为连续流运行,在进水NH_4~+-N约为70mg/L、HRT为11.2~12.7h的条件下,氧化沟的亚硝化效果最好。对比两次启动过程,常低温下短程硝化启动成功的耗时较高温的长,高温状态下污泥比氨氧化速率为0.037kgN/(kgMLSS·d),而常低温下为0.030kgN/(kgMLSS·d)。     

厌氧/好氧交替下SBR的短程硝化研究

为了研究过度厌氧对短程硝化的影响,采用SBR反应器,在pH值为7.2～8.0、温度为(23±0.5)℃的条件下,通过控制不同的厌氧段时间考察了厌氧/好氧交替方式下短程硝化的特点,分析了过度厌氧对亚硝酸盐积累率、亚硝化菌和硝化菌的比耗氧速率、脱氮除磷特性、同步硝化反硝化(SND)率及污泥沉降性的影响。结果显示,两个系统对氨氮的去除率都达到了96%,亚硝酸盐积累率稳定在70%左右,即过度厌氧对短程硝化无明显影响;硝化过程中发生了明显的同步脱氮现象,而且在小于0.4 mg/L的范围内,平均溶解氧浓度越高则SND率越高;除磷率都达到了95%,过度厌氧不会增加厌氧阶段的释磷量,吸磷主要发生在好氧前0.5 h,DO浓度越高则吸磷速率越快;两个系统的污泥沉降性都得到了改善,过度厌氧对抑制丝状菌膨胀的强化作用不大。     

低C/N值下短程硝化反应器的启动及影响因素

采用CSTR反应器对低C/N值模拟废水短程硝化的启动过程及影响因素进行了研究。结果表明,在进水NH4+-N和COD分别为210和300 mg/L的条件下,控制进水pH值为7.8~8.2、温度为(30±0.5)℃、DO为1.0~1.5 mg/L、HRT=1.25 d,2个月即可成功启动短程硝化,亚硝态氮积累率可达99%以上,对氨氮的去除率稳定在95%以上。DO、污泥龄、氨氮负荷及pH是影响短程硝化稳定运行的主要因素。     

两段SBR双污泥系统的短程硝化/反硝化除磷研究

针对传统脱氮除磷工艺存在的占地面积大、运行成本高等问题,将短程硝化与反硝化除磷工艺相结合而构建了两段SBR双污泥短程硝化反硝化除磷工艺.在成功启动短程硝化反应器后,亚硝酸盐氮的积累率达到94.23%,系统对氨氮的平均去除率>95%;在以亚硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷菌培养驯化阶段,吸磷率达到了64.44%,同时NO2--N由17.79 mg/L降低为0.05 ms/L,电子受体被完全消耗,基本达到了以NO2--N为电子受体进行反硝化聚磷菌富集的目的.在此基础上,考察了N/P值对系统脱氮除磷效果的影响.结果表明,当N/P为3.0、2.2、1.7时对COD和氨氮的去除效果均较好,对COD的去除率分别为90%、89%、90%,对氨氮的去除率分别为96%、95%和96.7%;当N/P为3.0和2.2时除磷效果良好,平均去除率分别达到了88.5%和91%;而当N/P为1.7时除磷效果明显下降,仅为75.6%.     

常温下用于畜禽养殖废水深度处理的亚硝化反应器选型及其启动研究

为了确定在常温下能够稳定用于畜禽养殖废水深度处理的亚硝化反应器类型,在常温、p H值为8.0左右,进水氨氮质量浓度为150 mg/L左右,COD质量浓度为200 mg/L左右的条件下,采用接触氧化法反应器和活性污泥法反应器进行同步对比试验。结果表明,二者对COD的去除效率均稳定在60%以上,其中接触氧化法反应器的最高去除率为75.38%,活性污泥法反应器的最高去除率为67.18%;氨氮在接触氧化法反应器中更易转化成亚硝酸盐氮,亚硝酸盐氮含量最高达84.61 mg/L,而在活性污泥法反应器中,氨氮更易转化成硝酸盐氮,硝酸盐氮含量最高达129 mg/L,亚硝酸盐氮含量最高仅为8.41 mg/L。说明在相同的试验条件下,在接触氧化法反应器中更易实现亚硝化过程,故最终确定接触氧化法反应器作为畜禽养殖废水深度处理的亚硝化反应器。     

SMSBR反应器去除焦化废水中的氨氮

采用浸没式膜生物反应器 (SMSBR)处理焦化废水的试验结果表明 :膜的截留作用可使硝化菌在反应器内富集而有利于提高系统的硝化能力 ,其去除氨氮的最高负荷为 0 .19kg/(m3 ·d) ,出水氨氮 <1mg/L(去除率为 99%) ;泥龄长可能使微生物的代谢产物或其他大分子物质积累 ,从而抑制硝酸盐细菌的活性 ,导致NO- 2 积累而有利于短程脱氮的进行 ,但泥龄过长也会影响亚硝酸盐细菌的活性 ,从而影响对氨氮的处理效果。整个系统的硝化效果主要受温度、pH值、DO、冲击负荷等因素的影响。     

SBR短程同步硝化反硝化耦合除磷的研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)中,以模拟城市污水为处理对象,考察了在稳定运行期间的典型周期里COD、TP、TN、DO、pH以及ORP的变化规律。试验表明,在SBR反应器中实现短程同步硝化反硝化耦合除磷是完全可行的,在温度为20～25℃、pH值为7.12～7.43的条件下,系统对COD的去除率达到95.6%,对TP和TN的去除率分别为88.8%和87%,实现了短程同步硝化反硝化与反硝化除磷的统一。     

不同温度下溶解氧对短程硝化的影响及相关研究

着重考察了不同温度条件下,溶解氧(DO)对硝化阶段出水中亚硝酸盐氮积累率ρ的影响。结果表明,温度分别为30、25、20℃时,DO对ρ值的影响呈现很大的差别。同时,在试验过程中发现,实现亚硝酸盐氮的初期积累作为短程硝化启动的重要环节具有一定的特殊性,其中pH值是影响亚硝酸盐氮初期积累的重要因素。此外还对"达标"点和两种"氨谷"点的定义及确定方法进行了说明,并分析了三者之间的关系,能够在出水氨氮达标的前提下,高效地实现短程硝化。