厌氧氨氧化脱氮性能及主要影响因素的试验

目的 研究厌氧氨氧化反应的脱氮效果及厌氧氨氧化反应的主要影响因素,为低碳氮比废水提供简洁经济脱氮途径.方法 连续培养试验采用UASB装置,控制温度为30℃、HRT为48 h、pH为8.0,控制进水NH4-N/NO2--N质量浓度比为1∶1.32,分批培养采用厌氧瓶,改变温度(20～40℃)、pH值(6.0～9.0)来研究影响厌氧氨氧化的因素.结果 进水氨氮的质量浓度为150.735mg/L,亚硝态氮进水质量浓度为198.705mg/L时脱氮效果最好,去除率能够达到70％以上.厌氧氨氧化反应的适宜温度为30℃左右,适宜pH值为8.0左右.结论 采用UASB成功实现了厌氧氨氧化反应的启动并且具有高效的脱氮效果,为实际的工程应用提供了参考条件.     

厌氧氨氧化技术研究进展

厌氧氨氧化技术能够高效地处理低碳氮比废水,从而在污水处理领域受到广泛关注.在阐述厌氧氨氧化原理的基础上,论述了厌氧氨氧化脱氮反应器的微生物特性、接种污泥来源及启动、影响因素,并总结了荷兰和日本的四个厌氧氨氧化工程的应用情况,展望了厌氧氨氧化技术的发展前景.     

厌氧氨氧化菌代谢有机物研究

以厌氧氨氧化菌(ANAMMOX菌)为基础开发的工艺被认为是最为简捷的生物脱氮过程.由于绝大多数废水中含有有机物,有必要研究有机物对ANAMMOX菌产生的影响.在ANAMMOX反应器内,大量有机物的引入会抑制ANAMMOX菌的活性,但是这种抑制作用往往是可逆的.此外在所有已被发现的5个ANA-MMOX菌属中,有4个属能不同程度地代谢小分子有机物(如甲酸、乙酸、丙酸等).综述了国内外在有机物对ANAMMOX菌及其工艺的影响研究领域所取得的成果,分析近5年对ANAMMOX菌代谢有机物的研究,从而为高氮低碳废水处理新途径提供新思路.     

厌氧氨氧化细菌的筛选试验研究

对好氧污泥和厌氧污泥进行了厌氧筛选,培养出了具有Anammox能力的细菌.好氧污泥进行好氧筛选后也能获得Anammox污泥,但所需时间不同.在厌氧条件下,利用处理啤酒废水的厌氧污泥进行培养时,在pH=8,温度为35℃时得到的筛选效果最佳,用时67 d.而好氧筛选又比厌氧筛选所需的时间短1个多月,只需20 d.     

pH值和DO对厌氧氨氧化脱氮性能的影响

目的 研究pH和DO对厌氧氨氧化脱氮性能的影响,考察在pH和DO的变化下NH4+-N、NO2--N的去除情况.方法 控制反应器的温度为30℃,HRT为48 h,保证进水NH4+-N的质量浓度为100 mg/L、NO2--N质量浓度为132 mg/L.结果 当pH=8时为最适值,氨氮和亚硝态氮的去除率最高为84.31％和88.43％;一定量的DO对厌氧氨氧化反应脱氮性能的抑制作用是可逆的,DO浓度不会对厌氧氨氧化菌造成破坏性的伤害,只是抑制了其活性.结论 厌氧氨氧化反应是一个致碱反应,出水的pH值与进水pH值相接近,而且DO对厌氧氨氧化反应脱氮性能的抑制作用是可逆的,这为厌氧氨氧化反应能够高效脱氮的推广和提供了理论依据,为实际的工程应用提供了参考条件.     

UASB-生物膜反应器厌氧氨氧化反应的启动研究

以一套有效容积为3．2L的UAS＆生物膜系统，接种垃圾填埋场渗滤液处理活性污泥，以自配含NH4^＋-N和NO2^--N的废水为进水，对ANAMMOX反应过程的启动进行了研究。结果表明：在反应器运行的第56d，NH4^＋-N、NO2^--N、TN的去除率分别为99．8%、98．8％、90．2％，成功启动了厌氧氨氧化，且在随后的运行中处理效果稳定。ANANMMOX稳定运行时，去除的NH4^＋-N、NO2^-N和生成的NO3^-N的比例为1：1．61：0．25，出水pH稳定在8．3左右，进、出水碱度变化不大。获得的具有厌氧氨氧化活性的生物膜为褐色，并在反应器的下部形成了褐色和粉红色两种颗粒污泥。     

基于厌氧氨氧化的城市污水处理厂能耗分析

基于小试和示范工程的试验研究结果,对基于一体化厌氧氨氧化工艺的城市污水处理厂进行了综合分析和评价.首先针对主要污染物质进行物质平衡分析,结果表明:与传统A²O城市污水处理工艺技术相比,基于厌氧氨氧化工艺的污水处理厂能在保证出水总氮达一级A排放标准的同时,有机物回收量增加1倍.进一步考察了厌氧氨氧化工艺对城市污水处理厂能耗的影响.曝气能耗的降低和厌氧消化工艺中甲烷产量的提高,使得城市污水处理厂的理论能量自给率达到90%.物质平衡分析和能耗分析表明:厌氧氨氧化工艺提高污水厂能量自给率的关键在于实现了污水中有机物和氮污染物去除的分离.     

低氨氮条件下厌氧氨氧化生物滤池快速启动

在14.2~23.9℃下,将厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌颗粒污泥接种于火山岩填料生物滤池,以期缩短其启动时间.启动初期,当进水ρ(NH₄⁺-N)=70 mg/L、ρ(NO₂^--N)=90 mg/L时,TN去除负荷为0.12 kg/(m³·d);自启动第105天,TN去除负荷达到2.22 kg/(m³·d),实现了厌氧氨氧化生物滤池的快速启动.结果表明,根据氮气产量、生物膜表观颜色、脱氮速率和pH值的变化,可将启动过程分为ANAMMOX菌的驯化与快速扩增2个阶段.     

电气石对厌氧氨氧化菌驯化与反应器启动的影响

为了研究电气石对厌氧氨氧化菌驯化过程的影响,采用2个平行的连续搅拌式生物反应器,其中一个添加电气石(记为R1),另一个未添加电气石作为空白对照(记为R2).2个反应器均在第23天观察到显著的NH₄⁺-N和NO₂^--N同时去除,即表现出厌氧氨氧化活性.添加电气石反应器R2的污泥适应期比对照反应器R1缩短42 d(R2为12 d,R1为54 d),且最高氮负荷达到205.0mg/(L·d),比对照表现出更好的耐负荷冲击能力.此外,电气石可以调控pH和氧化还原电位使其保持在厌氧氨氧化菌适合范围内,为驯化提供稳定环境.厌氧氨氧化活性批式实验显示,添加电气石驯化得到的菌体的SAA最高比对照增加48.8%,微生物胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)检测结果显示,添加电气石反应器R2的多糖、蛋白质和总EPS分别比对照反应器R1增加7.6%、86.7%和43.8%,说明电气石可以促进微生物生长代谢,提高厌氧氨氧化反应活性.粒径与扫描电子显微镜检测说明:电气石并不利于污泥颗粒化,而是大部分污泥与电气石分散生长.谱系分析说明:驯化过程中,微生物组成由接种活性污泥中大量杆菌与丝状菌逐渐演变,筛选出如反硝化菌、亚硝化菌等功能菌种.     

有机碳源条件下的厌氧氨氧化研究

通过连续试验和血清瓶批式试验研究了有机碳源条件下的厌氧氨氧化代谢特性。在pH8.0、温度30℃和水力停留时间1 d的条件下,采用含1.16 mmol/L乙酸盐的模拟含氮废水对自养厌氧氨氧化污泥连续驯化145 d,NH4+-N、NO2--N、NO3--N和COD都得到稳定去除,低浓度的乙酸盐对厌氧氨氧化还具有一定的促进作用。厌氧氨氧化的适宜乙酸盐-C/NH4+-N摩尔比为0.73,乙酸盐-C/NH4+-N摩尔比高于1.04时,厌氧氨氧化反应受到明显的抑制。青霉素添加试验表明,厌氧氨氧化菌具有代谢多样性,在低浓度乙酸盐条件下,厌氧氨氧化菌同时具有自养厌氧氨氧化和异养反硝化代谢能力。     

UAF反应器实现厌氧氨氧化反应的试验

目的研究UAF（升流式厌氧生物滤床）反应器实现厌氧氨氧化反应快速去除水中总氮问题．方法试验用水为人工配制,采用城市污水处理厂厌氧消化污泥作为接种污泥,在温度为35℃、pH为7．0～8．0的条件下,通过逐渐提高NH4^＋N与NO2^-N的负荷培养厌氧氨氧化细菌．结果反应器连续运行约156d后,NH4^＋-N和NO2^--N的去除率分别达到50％、55％,获得的具有厌氧氨氧化活性的污泥为棕红色,并在反应器的下部形成了颗粒污泥;试验末期通过向进水中投加消氧剂抗坏血酸,NH4^＋-N与NO2^--N的去除率分别提高到71％和73％．结论利用UAF反应器成功实现了厌氧氨氧化工艺的快速启动．     

UASB工艺处理木薯酒精废水的厌氧研究

采用高负荷UASB工艺处理木薯酒精废水,分析了UASB有机负荷对CODcr去除率影响及其进水、出水pH的变化,并确定UASB产沼气率.研究表明,在中温(37℃±1℃)环境下,UASB有机负荷25 kg/(m3·d)时,CODcr去除率在85%以上,运行稳定.     

吡虫啉废水厌氧与加压好氧组合处理技术研究

试验了厌氧与加压好氧组合工艺处理吡虫啉农药废水的性能.研究表明,农药废水与生活污水按8∶2的体积比混合,通过共代谢途径可提高水解效果;加压生化段最佳运行工况为P=0.3MPa,DO=5-6 mg/L,HRT=4.6 h,高含盐量对该组合工艺处理农药废水的效果未形成明显冲击.当要求出水COD较低时,加压生化段容积负荷宜控制在较低水平;当要求反应器具有较高的处理效率时容积负荷可控制在较高的水平.     

氯胺与二氧化氯联用对氨氧化菌灭活效能试验

在实验室条件下以氨氧化菌(AOB)为目标微生物, 研究了氯胺(NH₂Cl)和二氧化氯(ClO₂)单独及联用对水中AOB的灭活效果, 采用Berenbaum公式判断二者联合作用的性质, 并考察了二者联合氧化滤后水的安全性.结果表明:NH₂Cl和ClO₂对AOB均有一定的灭活效果, 1.5 mg/L NH₂Cl接触30 min及0.225 mg/L ClO₂接触15min均可灭活AOB 5.26个对数级, 达到相同灭活率ClO₂所需的用量少、时间短;相比单独氧化, NH₂Cl和ClO₂联用能显著提高对AOB的灭活效果, 经Berenbaum公式验证, NH₂Cl和ClO₂联用对AOB具有协同灭活作用;采用NH₂Cl和ClO₂联用氧化滤后出水, 能保证对AOB的持续控制作用, 并且NH₂Cl的存在能显著增加ClO₂的余量.因此采用NH₂Cl和ClO₂联用具有灭活效果好、药剂用量少、接触时间短及副产物生成少的优点, 进而也能有效地保证管网的生物稳定性.     

厌氧水解-生物接触氧化法处理模拟印染废水的试验研究

采用厌氧水解酸化-生物接触氧化工艺对模拟印染废水进行了正交试验研究,使COD去除率达到94%,色度去除率达到96%,出水水质达到了《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287—1992)一级排放标准.试验结果表明:COD去除率主要受进水COD浓度、A池水力停留时间的影响较大,色度去除率受到好氧池水力停留时间的显著影响.     

上向流厌氧氨氧化生物滤池的启动与脱氮性能

利用上向流陶粒滤池反应器进行了厌氧氨氧化工艺的启动与性能研究.以A/O除磷工艺出水为试验原水,先以自然挂膜的方法启动好氧硝化生物膜,再通过自然筛选和人工诱导的方式将其转化为厌氧氨氧化生物膜,7个月后实现了厌氧氨氧化工艺的启动,TN去除负荷达到了6.8 kg/(m³·d),微生物表观比生长速率为0.0018h^-1.试验表明,上向流的运行方式有利于提高厌氧氨氧化生物滤池的脱氮性能,最高TN去除负荷达到12.37 kg/(m³·d),比目前文献所报道的最高值还要高出很多.另外,试验滤池厌氧氨氧化过程的化学计量学和COD去除特性表明该过程中存在一定程度的异养反硝化过程,且对滤池的厌氧氨氧化脱氮有利.     

吹脱-Fenton氧化法预处理头孢制药废水

采用吹脱-Fenton氧化法对某制药厂头孢类废水进行预处理,综合考察了各种因素对处理效果的影响。结果表明:氨氮吹脱实验中,在pH值为12,反应温度35℃,吹脱时间120min,气液比1 800下,废水的氨氮去除率可达到95.4%;Fenton氧化出水最优工艺条件为pH值4,反应时间60min,n(Fe~(2+))/n(H_2O_2)为1/3,H_2O_2的投入量20mL·L~(-1),此时,CODCr去除率为40.8%。制药废水经预处理后,废水的可生化性由初始的0.16上升至0.55,生化性显著提高,为后续生化处理提供了有利条件。     

裂纹起裂角预测方法研究

本文提出一个新的屈服准则,该屈服准则适用于岩石类材料的小范围屈服,旨在预测弹塑性材料的破坏行为,基于该屈服准则,推导出了I型,II型以及I-II混合型裂纹尖端塑性区半径并对在单轴拉伸和纯剪切等荷载作用下的裂纹尖端塑性区进行了分析。结果显示,荷载加载方式、裂纹倾斜角和材料内摩擦角对塑性区的形状与大小有显著影响。根据对裂纹尖端塑性区的分析,基于如下假设：裂纹沿塑性区最短路径扩展,本文在提出的屈服准则的基础上导出了新的断裂准则,该准则可预测裂纹开裂初始角。相较于其他断裂准则,文献实验结果与本文提出的准则吻合地更好,能更加精确的预测裂纹的起裂角。     

基于UVE-PCA的两级三维荧光光谱波长选择方法

针对三维荧光光谱仪的传统分析手段不适于现场快速测量的特点,在分析传统红外二维波长选择方法的基础上,提出了基于UVE-PCA的两级准三维荧光光谱波长选择方法。通过UVE初选和PCA终选,在保证回归精度的前提下最大限度地压缩波长变量,实现三维荧光光谱的在线检测。使用丹麦数据库中的三维荧光光谱数据进行验证,实验表明经该方法筛选后的激发-发射波长序列压缩为全波长序列的1.86%时,模型预测能力提高了19.7倍,预测速度提高了7.6倍。该方法对三维荧光光谱在现场快速定量测量的实现提供了依据。