PAC对生物膜性能及煤气化废水处理效能影响研究

以弹性立体填料为载体、连续流进水方式运行两组生物膜反应器。通过不断提高进水负荷、降低C/N的方式驯化生物膜,探究投加20 mg/L聚合氯化铝（PAC）对生物膜性能及低C/N煤气化废水处理效果的影响。通过对污染物去除效能监测发现,未投加PAC的R1组和投加PAC的R2组两组生物膜耐冲击负荷能力良好,有机物去除效果稳定;后期稳定运行时R2组和R1组TN去除率分别达84%、79.4%以上,脱氮性能良好,且PAC的投加使除磷率达98%以上。由数据分析可知,20 mg/L PAC的投加有利于提高生物膜生物量、促进胞外聚合物（EPS）中蛋白、多糖的分泌;SEM及菌群分析发现PAC的投加改变了微生物种群结构、驯化了脱氮除磷优势菌种。通过合适的驯化培养,可以实现PAC耦合生物膜法对低C/N工业煤气化废水较好的处理效果,具有实际应用潜力。     

A~2/O工艺反硝化除磷试验研究

在A2/O工艺中,通过调节混合液回流比,实现了反硝化除磷菌的富集。COD和氨氮的平均去除率分别为85%和95.6%,达到稳定除磷效果时,磷酸盐的平均去除率为82.9%。缺氧段吸磷量所占比例从27.4%增至65.7%,反应后期平均比值为62.6%。污泥特性实验表明最大缺氧吸磷速率为5.79 mgP/(gMLSS.h),最大好氧吸磷速率为9.29 mgP/(gMLSS.h),两者的比值为62.3%。     

常温完全好氧条件下好氧颗粒污泥的富集与驯化研究

研究好氧颗粒污泥的富集和驯化过程,并考察好氧污泥颗粒对生活污水中各种污染物的去除效果。实验采用实际生活污水,以普通絮状污泥为接种污泥,无水乙酸钠为底物,在常温条件下(23~25℃),通过逐渐提高进水COD(从200 mg/L提高到400 mg/L)和减少沉降时间(从30 min减少到3 min),在完全好氧运行的序批式反应器(SBR)中成功实现了好氧污泥颗粒化。结果表明,成熟的好氧颗粒污泥呈橙黄色、结构密实、表面光滑,近似球形或椭球形,粒径均匀,在1~2mm。好氧颗粒污泥对城市污水中COD和氨氮的去除效果较好,平均去除率分别达到90%以上和95%以上;对TN的去除效果一般,平均去除率在80%左右;磷的平均去除率仅为60%。经过驯化后,好氧颗粒污泥对磷的去除效果有所提高,平均去除率达到71.75%。好氧颗粒污泥对城市污水脱氮除磷的效果比较理想。     

倒置A2/O耦联生物滤池强化生物脱氮除磷的探究

针对传统倒置A²/O工艺（R1）生物脱氮除磷效率不理想的现状,开发了倒置A²/O耦联生物滤池（BAF）(R2)的新工艺,并在中温条件下比较了两工艺对城镇生活废水的脱氮除磷效率。结果表明,稳定运行期R2内出水COD维持在10.7～17.6 mg/L,去除率为92.5%～94.2%,高于R1。延程分析表明,R2内COD主要在缺氧期与厌氧期被消耗。R2内总氮（TN）及总磷（TP）的去除率分别为81.3%～82.8%、85.6%～86.9%,均显著高于R1。机制探究表明,R2强化了硝化过程,使得回流液中硝态氮含量升高,强化了缺氧区的反硝化脱氮过程。在生物除磷方面,R2厌氧期释磷量高于R1,且合成胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）的最大含量为6.8 mg/g,从而在随后的好氧期产生更多能量用于吸磷。     

污泥含量与回流方式对低负荷污水除氮磷的影响

针对安宁市某污水处理厂低负荷污水的运行现状,通过序批式活性污泥法(SBR)中试模拟,对在不同污泥含量下系统脱氮除磷效果和不同回流方式(方式1为SBR池回流至生物选择区,方式2为SBR池回流至缺氧池后再回流至生物选择区)状态下的系统脱氮除磷效果进行分析。结果表明,污泥的质量浓度在4～5 g/L时,系统脱氮除磷效果为佳,TN、TP的去除率分别为46.52%、25.16%。回流方式1和方式的2的TP平均去除率分别为46.47%和56.99%,方式2除磷效果优于方式1;而脱氮效果无显著差异(TN的去除率分别为44.23%和49.10%)。     

SBR中曝气强度对除磷颗粒的影响

在3个SBR反应器(R1、R2和R3)中,好氧段分别控制气体流量为0.5、1.0和1.5 L·min^-1,研究了不同曝气强度对除磷颗粒的特性、处理性能和生物量等的影响。3个反应器在不同的曝气强度下30 d均实现了除磷污泥颗粒化,而后稳定运行30 d。试验结果表明,曝气强度对除磷颗粒的粒径、形态、含水率、沉淀性、处理效果、生物量等有着重要的影响。颗粒成熟后,R1、R2和R3中颗粒的平均粒径分别为900、1000和1150 μm,含水率分别为95.6%、94.2%和93.4%,沉淀速度分别为24～144、29～162和33～178 m·h^-1。在40 d后的运行中,R1、R2和R3中COD的平均去除率分别为95%、96%和98%,TP的平均去除率分别为97%、98%和99%。可见,曝气强度较大的反应器中形成的颗粒具有较好的沉淀性、较大的粒径、较低的含水率、较好的处理效果,且形状规则、外表光滑,而较大的生物量及较密实的结构是这些颗粒具有较优性能的主要原因。同时,测定并计算了3个反应器中第51天除磷颗粒的MLVSS/MLSS和生物活性层的厚度,高曝气强度反应器中聚磷颗粒的生物活性层厚度比较大,生物量比较高;并通过计算厌氧阶段P释放量与COD消耗量的比值,证实了本试验除磷颗粒系统中富集了大量的聚磷菌。     

MLSS和温度对以NO_2~--N为电子受体的反硝化除磷的影响研究

对经过长期培养驯化的以NO-2-N为电子受体的反硝化聚磷污泥进行静态烧杯试验,研究了MLSS和温度等因素对反硝化除磷系统处理效果的影响。结果表明,MLSS浓度过高或过低都会影响系统对PO34--P的去除效果,MLSS为4 000 mg/L左右时,系统的除磷效果最佳。系统运行的最佳温度为20℃左右,此时系统对PO34--P的去除率达到了89.14%。     

四环素与纳米银复合胁迫对营养盐去除的影响及机制探究

为明确典型抗生素与纳米材料复合胁迫下活性污泥脱氮除磷特征变化规律,选取四环素（TC）及纳米银（AgNPs）为污染物,分析了单独TC(R1)、单独AgNPs(R2)及两者复合（R3）活性污泥体系内脱氮除磷效率的影响。结果表明,R3内化学需氧量（COD）,总氮及溶解性磷酸盐的去除率下降至70.2%～72.3%,61.2%～63.5%和71.2%～73.1%。TC和AgNPs复合抑制了硝化与反硝化进程,R3典型周期内NO2--N及NO3--N的最大质量浓度分别为4.6、12.8 mg/L。TC和AgNPs复合同时抑制了厌氧SOP释放及好氧期超量吸磷,在R3内好氧吸磷量仅为13.2 mg/L。TC及AgNPs复合抑制了胞内聚合物PHA的合成,R3内PHA最大合成量仅为4.4 mg/g。酶活性探究揭示了TC和AgNPs复合抑制了与脱氮除磷相关关键酶的活性。     

复合除磷剂的使用与分次投加方式对除磷效果的影响

为使出水TP达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅳ类标准(TP≤0.3 mg/L),研究比较了FeCl_3、Al_2(SO_4)_3、FeCl_3和Al_2(SO_4)_3按n(Fe:Al)=3:1比例配制的复合除磷剂,以及复合除磷剂在分次投加方式下的除磷效果。结果表明:初始TP浓度为5 mg/L时,复合除磷剂比单独使用FeCl_3、Al_2(SO_4)_3除磷效果好,当除磷剂投加量为100 mg/L时,复合除磷剂磷去除率为96.4%,分别比Al_2(SO_4)_3、FeCl_3高出9.49%、1.68%;多次投加除磷剂时以二次和三次投加时效果较好,当复合除磷剂投加量为100 mg/L,二次投加除磷剂时,磷去除率为98.2%,比一次投加、三次投加时高出1. 8%、0.44%;实际水样连续流试验选择二次投加除磷剂,出水TP含量可稳定达到地表水Ⅳ类标准,并且出水浊度也从2.63 NTU降低至0.99 NTU,去除率达到了62.4%。综合考虑除磷剂消耗量和成本,选择复合除磷剂应用于实际生产较好,每处理1 t含磷量5mg/L的废水成本约为0.22元。     

电化学除磷参数的优化及结果分析

采用脉冲电源电解双铁电极,通过单因素实验确定脉冲电流密度、占空比和电极间距的最佳条件,在单因素实验基础上,根据响应面分析法中Box-Behnken中心组合设计原理对含磷配水进行电化学除磷优化实验并进行回归模型分析。结果表明,单因素实验最佳条件为:脉冲电流密度13.16 A/m2、占空比90%、电极间距2.0 cm,响应面分析法对电化学除磷参数进行优化后得到的模型优化组合条件为:脉冲电流密度16.07 A/m2、占空比89.02%、电极间距1.98 cm,此条件下磷去除率达78.67%,电耗为0.023 k Wh,采用优化条件进行电化学除磷实验,可提高磷去除率。响应面实验回归模型分析结果表明,模型具有较高的显著性(P0.000 1),脉冲电流密度和占空比对磷去除率和电耗影响显著,且两者交互作用显著,而在实验范围内电极间距对磷去除率和电耗影响不显著。     

钒渣钠化焙烧熟料浸出液除磷工艺研究

以钒渣钠化焙烧熟料浸出后得到的含钒溶液为原料,分析了二水硫酸钙在碱性条件下对含钒溶液中磷的去除机制,研究了二水硫酸钙用量、溶液pH、反应时间、反应温度等因素对磷去除率、钒损失率以及溶液中五氧化二钒与磷质量浓度比的影响。研究结果表明：在弱碱性条件下,二水硫酸钙可有效去除含钒溶液中的磷,磷去除率达到70%以上、钒损失率小于1%、五氧化二钒与磷质量浓度比大于2 300,满足后续沉钒的要求。确定的除磷工艺条件：二水硫酸钙与磷物质的量比为5.3,溶液pH为9.0,反应时间为30 min,反应温度为25 ℃。除磷后的含钒溶液经沉钒、洗涤、煅烧得到五氧化二钒产品,沉钒率大于99%,五氧化二钒产品质量满足YB/T 5304—2011《五氧化二钒》中99级的要求。     

A2O工艺处理低C/N比生活污水的试验研究

采用52.5 L的A²O试验装置处理实际生活污水,研究了A²O工艺在处理低C/N比生活污水时的脱氮除磷特性,并探讨了如何通过强化缺氧吸磷来提高系统的脱氮除磷效率。试验结果表明：在厌氧/缺氧/好氧体积比为1/1/2、HRT为8 h、污泥回流比为70%、内回流比为300%的工况下处理C/N为7.89的生活污水,TN和SOP去除率分别能够达到85.4%和93.3%,系统中存在反硝化除磷,缺氧吸磷占总吸磷量的25.3%。同样的运行条件下处理C/N为4.20的生活污水时,SOP去除几乎不受影响,但TN去除率降低至62.2%,平均出水TN浓度也超过20 mg•L^-1。维持厌氧区体积不变,增大缺氧区体积,使得缺氧/好氧体积比为5/8时,TN去除率可上升到70.7%,缺氧吸磷占总吸磷量的55.2%。同时改变内回流比的试验表明250%的内回流比能最大程度地强化反硝化除磷的作用,此时TN去除率可提高至77.3%。强化A²O工艺中的反硝化除磷,能克服碳源不足对脱氮除磷的影响,显著提高低C/N比污水的脱氮除磷效率。     

温度对AOA-SBR工艺同步脱氮除磷的影响

为了提高脱氮除磷的效率,采用序批式生物反应器（SBR）工艺处理模拟生活污水,考察了不同温度下N/P、污泥龄（SRT）对厌氧/好氧/缺氧序批式生物反应器（AOA-SBR）工艺同步脱氮除磷效能的影响。结果表明：当温度为10 ℃、N/P为2～3、SRT为20 d时,NH4+-N、TN和TP去除率分别为78%、69%和56%,污泥产率YS为0.339 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为4.68%。当温度为25 ℃、N/P为3～5、SRT为15 d时,NH4+-N、TN和TP的去除率分别为88%、83%和91%,污泥产率YS为0.253 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为6.35%。当温度为35 ℃、N/P为5～7、SRT为10 d时,NH4+-N、TN和TP去除率分别为80%、66%和73%,污泥产率YS为0.225 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为7.42%。污泥产率YS随着温度和污泥龄的增加而降低,通过调节温度和污泥龄能够实现污泥减量。     

UV/TiO2法对炼油含碱废水预处理的实验

用UV／TiO2法对炼油含碱废水进行预处理实验，TiO2以悬浮态存在于废水中，对油类有较高的去除率，且随着TiO2投加量的增加而升高。在本实验的条件下，在TiO2加入量为20g时，COD、酚类、NH3-N的平均去除率达到最高，分别为61％，58％，50％，此时，油的平均去除率为68％，但S2-的降解几乎不受TiO2影响，平均去除率在94％以上。实验表明，光催化氧化技术处理炼油含碱废水可达到预处理的目的，降解过程具有除臭、除色，快速高效，不产生污泥等优势。     

1株高效聚磷菌的分离鉴定及固定化应用

为修复富营养化水体提供理论和实验依托,探讨了聚磷菌及固定化后对磷去除的影响,从氧化沟曝气池中筛选出1株高效聚磷菌W1,并经16S rDNA鉴定和系统发育分析,同时研究该菌株的除磷特性和固定化应用。结果表明,菌株W1确定为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)。W1生长较为迟缓,20 h进入对数期,40 h后进入稳定期。当磷的质量浓度为1 mg/L时的除磷效果为好,除磷率为84.7%;适宜除磷pH为7~8;固定化W1颗粒在磷的质量浓度分别为1、5 mg/L时的处理效果分别为89.3%、93.1%;与游离W1相比处理效率分别提高4.6、15.6百分点;固定化W1与Langmuir吸附等温模型拟合效果较好(R^2=0.988)。     

聚硅铁对含磷废水的处理

通过混凝除磷实验,考察了新型混凝剂聚硅铁的除磷作用并探讨了聚硅铁投加量、Fe/P摩尔比,水样的pH值和初始磷浓度等参数的变化规律。实验结果表明,PSF的除磷效果不仅与PSF的投药量及Fe/P有关,而且与水样的pH值和初始磷浓度密切相关,在投量为0.2mmol·L~-1,pH值为8.0~10.0及Fe/P=2.5的条件下,除磷效果最佳。     

有机负荷波动频次对好氧颗粒污泥的影响

为了探究在低强度进水条件下有机负荷波动频次对好氧颗粒污泥（aerobic granular sludge，AGS）的影响，设置3个序列间歇式反应器（sequence batch reactor，SBR）R1、R2和R3，以合成配水为基质，高低有机负荷率（organic load rate，OLR）分别为0.67g/(L∙d)、0.67g/(L∙d)，0.74g/(L∙d)、0.56g/(L∙d)，0.74g/(L∙d)、0.56g/(L∙d)；定义有机波动频次为每12天完成高低OLR波动的次数，R1的OLR恒定，R2、R3分别每12天、4天完成一次OLR的高低波动，波动频次分别为0、1、3。由实验结果可知，R1、R2和R3的平均粒径分别可达到318.86μm、426.71μm、593.06μm，胞外聚合物（extracellular polymeric substance，EPS）含量（以volatile suspended solids，VSS计）可达到71.97mg/g、75.88mg/g、80.35mg/g，蛋白质/多糖（protein/polysaccharide，PN/PS）分别为4.24、5.14、5.72，表明波动频次为3时颗粒具有更高的疏水性、稳定性。此外R1、R2、R3的内碳源储存率（internal carbon storage rate，CODin）、同步硝化内源反硝化（simultaneous nitrification internal denitrification rate，SND）率分别为97.06%和44.74%、98.37%和58.20%、98.91%和64.42%、总磷（total phosphorus，TP）平均去除率分别为86.82%、89.36%、92.65%，总氮（total nitrogen，TN）平均去除率分别为71.69%、74.31%、78.55%，说明波动频次为3时颗粒具有更高的碳源利用率与污染物去除能力。     

不同含量低污染水对人工湿地中细菌的影响研究

探究水平流人工湿地(HFCW)系统处理低污染水过程中,相同COD/ρ(TN)下不同碳氮含量对细菌群落结构的影响。结果表明,进水为较高碳氮含量的HFCW(HF1)和进水为较低碳氮含量的HFCW(HF2)对COD和TN的去除效率具有一定的差异,HF1和HF2对COD的去除效率分别为48.26%和28.89%,对TN的去除率分别为79.06%和81.87%。HF1中细菌的丰富度和多样性均高于HF2,HF1中富集的优势细菌为Chloroflexaceae、Comamonadaceae和Rhodocyclaceae,均具有异养反硝化功能,HF2中富集的优势细菌为Xanthomonadaceae和Rhodocyclaceae,其中Xanthomonadaceae具有自养反硝化功能。COD、NH4^+-N和NO3^--N对HF1中细菌群落的影响大于对HF2中细菌群落的影响,HF1中COD对细菌群落的影响大于NH4^+-N和NO3^--N。     

A2O工艺缺氧生物磷去除

A lab-scale anaerobic-anoxic-oxic （A^2O） process used to treat a synthetic brewage wastewater was investigated. The objectives of the study were to identify the existence of denitrifying phosphorus removing bacteria （DPB）, evaluate the contribution of DPB to biological nutrient removal and enhance the denitrifying phosphorus removal in A^2O bioreactors. Sludge analysis confirmed that the average anoxic P uptake accounted for approximately 70% the total amount of P uptake, and the ratio of anoxic P uptake rate to aerobic P uptake rate was 69%. In addition, nitrate concentration in the anoxic phase and different organic substrate introduced into the anaerobic phase had significant effect on the anoxic P uptake. Compared with conventional A^2O processes, good removal efficiencies of COD, phosphorus, ammonia and total nitrogen （92.3%, 95.5%, 96% and 79.5%, respectively） could be achieved in the anoxic P uptake system, and aeration energy consumption was saved 25%. By controlling the nitrate recirculation flow in the anoxic zone, anoxic P uptake could be enhanced, which solved the competition for organic substrates among poly-P organisms and denitrifiers successfully under the COD limiting conditions. Therefore, in wastewater treatment plants the control system should be applied according to the practical situation to optimize the operation.     

A2O工艺缺氧生物磷去除

A lab-scale anaerobic-anoxic-oxic (A2O) process used to treat a synthetic brewage wastewater was investigated. The objectives of the study were to identify the existence of denitrifying phosphorus removing bacteria (DPB), evaluate the contribution of DPB to biological nutrient removal and enhance the denitrifying phosphorus removal in A2O bioreactors. Sludge analysis confirmed that the average anoxic P uptake accounted for approximately 70% the total amount of P uptake, and the ratio of anoxic P uptake rate to aerobic P uptake rate was 69%. In addition, nitrate concentration in the anoxic phase and different organic substrate introduced into the anaerobic phase had significant effect on the anoxic P uptake. Compared with conventional A2O processes, good removal efficiencies of COD, phosphorus, ammonia and total nitrogen (92.3%, 95.5%, 96% and 79.5%, respectively) could be achieved in the anoxic P uptake system, and aeration energy consumption was saved 25%. By controlling the nitrate recirculation flow in the anoxic zone, anoxic P uptake could be enhanced, which solved the competition for organic substrates among poly-P organisms and denitrifiers successfully under the COD limiting conditions. Therefore, in wastewater treatment plants the control system should be applied according to the practical situation to optimize the operation.