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。     

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。     

不同工况下一体式生物滤柱反应器的氮去除特征

以一体式生物滤柱反应器为研究对象,在氮负荷为0.60 kg/(m3·d)、碳氮比为0.17、曝气量为(50±10)m L/min和温度为(30±2)℃条件下,通过调整进水氨氮浓度和水力停留时间研究进水氨氮浓度变化对氮去除的影响及反应器中微生物功能的区划。连续183 d的运行结果表明,当进水氨氮浓度分别为600、400和800 mg/L时,总氮平均去除负荷分别为0.487、0.465和0.498 kg/(m3·d)。3个工况下的进水氨氮都约有一半在反应器底部的好氧段被转化为亚硝态氮,在顶部的厌氧段氨氮与亚硝态氮均呈线性减少,且其线性减少速率随进水氨氮浓度增加而变大。与此同时,随着进水氨氮浓度的提高,好氧区微生物的氨氮利用速率(AUR)和亚硝酸盐利用速率(NUR)以及厌氧区微生物的比厌氧氨氧化活性均得到提高,且在相同进水氨氮浓度下,好氧段活性污泥的AUR和NUR均大于生物膜的对应值。     

高氨氮废水的前置厌氧氨氧化脱氮研究

采用前置厌氧氨氧化生物滤池+亚硝化生物滤池的组合工艺,对高氨氮焦化废水进行脱氮研究,利用亚硝化生物滤池回流液中的亚硝酸盐氮与废水中的氨氮进行反应,以达到脱氮的目的,同时考察了HRT、回流比、DO浓度、p H值等参数对脱氮效果的影响。结果表明:当废水中的氨氮和COD浓度分别为(100~120)、(60~80)mg/L时,控制厌氧氨氧化段混合进水的p H值为8.0、HRT为30 h,亚硝化段出口DO浓度为0.6~1.0 mg/L,回流比为300%,对废水的脱氮率可稳定在80%左右。     

C/N值及碳源对CANON工艺污泥脱氮性能的影响

为提高对高氨氮污水的脱氮效果,通过批次试验研究了COD/NH_4~+-N值(C/N值)和碳源种类对CANON工艺中污泥厌氧氨氧化耦合脱氮性能的影响。试验结果表明,以乙酸钠为碳源,当C/N值为1、2、3、4和5时,厌氧氨氧化对NO2--N的去除量占NO_2~--N总去除量的百分比分别为69. 7%、62. 7%、55. 4%、49. 7%和34. 7%,当C/N值为1、2、3时,CANON工艺中污泥可实现良好的耦合脱氮,但C/N值较高时对污泥的脱氮效果产生了一定的抑制作用;控制C/N值为5,分别以蔗糖、淀粉、葡萄糖和乙酸钠为碳源,考察了不同碳源种类下厌氧氨氧化对NO_2~--N去除量占NO_2~--N总去除量的比例,当以蔗糖为碳源时,厌氧氨氧化对NO_2~--N的去除量占NO_2~--N总去除量的百分比为66. 9%,可见CANON工艺中污泥可以实现良好的耦合脱氮。     

高浓度Mg~(2+)对厌氧氨氧化菌的影响

采用序批式和连续流反应器,考察Mg~(2+)浓度对厌氧氨氧化菌脱氮性能和微生物形态的影响。结果表明,厌氧氨氧化菌的最适Mg~(2+)投量为0.4 mmol/L,抑制投加量为2.4 mmol/L。在相同的条件下,设置对照试验,控制进水Mg~(2+)浓度分别为0.4和2.4 mmol/L,经过119 d的运行,后者的TN去除负荷降至1.33 g/(gVSS·d),为0.4 mmol/L时的63.6%;NO~-_3-N生成量与氨氮去除量之比从0.2降至0.13,表明高浓度Mg~(2+)对厌氧氨氧化菌活性产生抑制,导致其脱氮效率和生长速率降低。扫描电镜图像表明,Mg~(2+)浓度为2.4 mmol/L环境中的厌氧氨氧化菌更容易发生团聚并形成团簇结构。FISH分析显示,当Mg~(2+)浓度过高时,一部分厌氧氨氧化菌因没有适应环境而死亡,导致DOC升高,厌氧氨氧化菌在总菌中的比例下降。另外,Mg~(2+)浓度从2.4 mmol/L降至0.4 mmol/L后的25 d内,厌氧氨氧化菌活性得到恢复。     

高浓度亚硝酸盐下产甲烷颗粒污泥反硝化动力学

采用批式试验的方法研究了不同亚硝酸盐浓度下厌氧颗粒污泥的产气特性,并对颗粒污泥在高亚硝酸盐浓度下的反硝化动力学特性进行了分析。结果表明:①当厌氧颗粒污泥中只含有产甲烷菌时,加入NO2--N后,首先发生反硝化反应。当NO2--N浓度较低时对产甲烷菌的抑制作用较小,反硝化结束后会逐渐恢复产甲烷反应,浓度较高时则会完全抑制产甲烷反应。②高浓度的NO2--N对反硝化具有抑制作用,采用修正后的Monod模型描述了高浓度NO2--N对反硝化速率的影响,得到最大反硝化速率为2.394 mgNO2--N/(mgMLVSS·h),亚硝酸盐氮的半饱和常数为948 mg/L,亚硝酸盐氮抑制反硝化反应的抑制系数为0.003 08;当亚硝酸盐氮浓度>300mg/L时,会对反硝化反应造成抑制。     

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).     

基质比例对高负荷ANAMMOX-UASB装置运行的影响

在进水总无机氮负荷率约为13 kg/(m3.d)的条件下,通过改变无机配水中亚硝态氮与氨氮浓度的比例来考察其对厌氧氨氧化性能的影响。试验共分为5个阶段,各阶段的进水NO 2--N/NH 4+-N均值分别为0.87、1.03、1.16、1.27、1.48。在前4个阶段对NO 2--N的平均去除率变化不大,均在95%以上,在阶段五则降至82.28%;对NH4+-N的去除率从阶段一的74.94%逐步上升至阶段五的97.85%;在阶段四时厌氧氨氧化效果最好,对NH4+-N与NO2--N的平均去除率分别达到97.59%、95.25%。试验过程中跑泥和温度降低等现象均会使处理效果降低。对反应器各部位取样的分析表明,在5个不同阶段,至反应器中部对基质的去除率就已达90%以上。     

新型生物脱氮工艺--OLAND工艺

OLAND工艺是基于亚硝酸型硝化-厌氧氨氧化脱氮技术而开发的生物脱氮新工艺.该工艺首先采用限制溶解氧浓度实现氨氮的部分亚硝化并实现亚硝酸盐氮的浓度积累,接着进行厌氧氨氧化反应,从而达到去除含氮污染物的目的.与传统生物脱氮工艺相比,该工艺具有耗氧量少、污泥产量少、不需外加碳源等优点.     

高负荷厌氧氨氧化的稳定性试验研究

为探讨高负荷条件下复合式UASB反应器中厌氧氨氧化反应的脱氮性能和稳定性,在已经成功启动并稳定运行的厌氧氨氧化反应器中,通过提高进水总氮浓度和缩短水力停留时间两种方式提高总氮负荷,考察脱氮效果。结果表明,通过逐步提高进水总氮浓度和缩短HRT可以提高厌氧氨氧化反应的总氮负荷,并获得理想的脱氮效果和运行稳定性,但过高的亚硝态氮浓度会对反应产生一定的抑制作用。     

UNITANK工艺在东鄱污水厂的应用

介绍了UNITANK工艺在佛山东鄱污水处理厂的应用情况。为了分析TP去除率不理想的原因,对现行工艺边池、中池好氧/厌氧/好氧工序的脱氮除磷规律进行了分析。结果表明:进水溶解性BOD在反应器内被大量稀释、厌氧工序NO-3-N浓度过高及阶段厌氧时间不足是影响除磷的主要因素,最后提出了强化除磷措施。     

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。     

浮游微生物作用下河流水系氮的变化

以日本岐阜县境内的长良川及其支流为对象，研究了浮游微生物作用下河流水系在好氧、厌氧条件下的氮、磷变化特性。结果表明：①河流水系浮游微生物中含有丰富的硝化与反硝化菌，当NH4^＋-N含量较高时，好氧条件下NH4^＋-N到NO2^- -N的亚硝化反应、NO2^- -N到NO3^- -N的硝化反应和厌氧条件下NO3^- -N到NO2^- -N的还原反应明显存在。②受溶解氧（DO）和碳源有机物的影响，河流水系中浮游微生物的反硝化能力较差，导致水体中存在不同程度的NO3^- -N积累。另外由于底泥与河水的接触面小，故反硝化过程成为氮净化的限制因素。③对于DO充足的水体，NO3^- -N浓度较NO2^- -N、NH4^＋-N浓度高，因此NO^-3-N、NO2^- -N、NH4^＋-N的浓度顺序成为继DO后判断河流水质好坏的又一标准。④浮游微生物对磷基本没有去除作用。     

生物砂滤池去除亚硝酸盐氮的效果及影响因素分析

以邯郸市滏阳河微污染原水为对象，研究了生物砂滤池对NO2-N的去除效果及温度、NH4^＋-N、NO2^--N、CODMn反冲洗等对去除NO2^--N的影响。试验结果表明：生物砂滤池对NO2^--N的平均去除率为89．3％；水温是影响生物砂滤池去除NO2^--N效果的主要因素，低水温时去除NO2^--N的效果较差；在水温相同的条件下，当原水NH4^＋-N浓度较高时生物砂滤池出水NO2^--N浓度也较高；原水NO2^--N浓度越高则对其去除率越高；在水温及NH4^＋-N和NO2^--N浓度相同的条件下，原水CODMn值越大则对NO2^--N的去除率越低，反之则越高。为防止附着在滤料表面生物量的流失，宜采用不加氯水进行反冲洗；为保证对NO2^--N的去除效果，应控制水中溶解氧〉5mg／L。生物砂滤池去除NO2^--N的效果优于普通砂滤池，是一种经济、有效的给水处理技术。     

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.     

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。     

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。     

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。     

沸石SBR/缺氧上升流污泥床实现氧化铁红废水脱氮

采用沸石序批式反应器(ZSBR)与缺氧上升流污泥床反应器(A-USB)组合工艺处理氧化铁红高氨氮废水,探究ZSBR稳定亚硝化特性以及组合工艺的脱氮性能。结果表明,通过游离氨(FA)抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB),ZSBR可实现稳定高效的完全亚硝化。在进水NH4+-N浓度约为700 mg/L的情况下,ZSBR的出水NH4+-N基本稳定在30 mg/L以下,亚硝化率(NAR)维持在95%以上,平均亚硝酸盐产率(NPR)最高可达0. 68 kg/(m³·d)。提升外回流比能够有效利用A-USB反硝化产生的碱度并减少ZSBR中碳酸氢钠碱度的投加量。以葡萄糖作为外加碳源进行反硝化试验,ZSBR出水经过A-USB反硝化处理后,总氮去除率(NRE)能够较稳定维持在85%以上,最高总氮去除负荷(NRR)可达5. 10 kg/(m³·d)。高通量测序分析表明,ZSBR样品中AOB(Nitrosomonas)的相对丰度达到了50. 93%,未检测出NOB,而具有反硝化功能的副球菌属、丛毛单胞菌属和假单胞菌属的相对丰度总占比可达7. 05%,进一步验证了组合工艺高效且稳定的脱氮性能。