短程硝化反硝化技术研究进展

综述了国内外短程硝化反硝化的技术进展。从短程硝化反硝化技术的影响因素、控制方式以及氨氧化菌的分子生物学研究等方面进行了分析,为在更普遍、更广泛的条件下实现短程硝化生物脱氮技术提供参考和支持。     

短程硝化反硝化生物脱氮技术的影响因素及工程应用

应用短程硝化反硝化反应处理氮肥企业排放的低碳氮比污水在经济上和技术上具有很大的应用价值。然而,诸多影响因素对这一反应的最终效果影响很大。通过查阅文献资料,总结了影响微生物短程硝化反硝化生命活动的主要因素;同时结合近期有关这一理论的工程应用情况,整理了不同短程硝化反硝化反应的工程实践结果,分析得到:亚硝化细菌在20℃时比生长速率最大,且随温度的升高而降低;反应的理想pH值应大于8.5;低DO条件下亚硝酸盐更容易得到积累。通过在工程上间接调整影响因素,可以有效控制微生物的反应类型,减少曝气量,节约运行成本。因此,讨论短程硝化反硝化反应的影响因素有利于深入开发具有较强适应性的污水处理工艺;同时,总结不同关于短程硝化反硝化反应的工程实践结果有利于更多工程应用的开发,解决更多高难废水的处理问题。     

潜流湿地短程硝化反硝化强化脱氮研究

为探索人工湿地系统短程硝化反硝化脱氮作用对微污染水体脱氮性能的提升效果及影响因素,构建两级垂直流潜流湿地系统,对比分析了间歇进水、同步回流、预曝气等运行方式下的净水效果及含氮污染物的转化规律,结果表明:进水低碳氮比条件下,系统对COD_Cr和NH■-N的去除率稳定在60.5%～64.3%和90%以上;通过水位/水量调节方式强化湿地内部自然富氧作用,实现TN去除效果增长8%～10%,亚硝化率呈升高趋势,NO■-N的累积现象有所改善;氨氧化细菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA）群落分布一致性和优势群菌丰度显著提升,反硝化细菌（nirS）优势种群分布同时得到改善,水位/水量调控的运行方式可以提升短程硝化效率,为反硝化反应提供更充足的底质和溶解氧条件,强化湿地系统对微污染水体的短程硝化反硝化脱氮作用。     

SBBR自养型短程硝化的实现及其影响因素研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR)以及模拟无碳源的理想生活污水,对系统内各参数进行反复调试,在一个月内实现了自养型短程硝化系统的启动,氨氮去除率为98%,亚硝态氮积累率为95.29%。当温度控制在20～35℃时都会实现短程硝化,而30℃时短程硝化的效果最佳;系统其他条件不变的情况下DO为1.5 mg/L时,短程硝化的效果最好;系统具有一定的承受有机负荷的能力,在进水中外加COD_(Cr)浓度不超过75 mg/L时,不会对系统产生影响且COD_(Cr)的去除率为50%。     

基于短程反硝化和厌氧氨氧化的城镇污水处理新工艺

厌氧氨氧化（ANAMMox）是迄今为止最具有可持续性的污水脱氮途径。但厌氧氨氧化用于城镇污水时却遭遇到亚硝酸盐难以获取的困境。为此提出将反硝化进行到一半,积累亚硝酸盐作为厌氧氨氧化反应电子受体。据此提出了以短程反硝化和厌氧氨氧化联用为核心的城镇污水脱氮除磷新工艺。对该工艺的可行性进行了分析并提出了今后的研究方向。     

同步短程硝化反硝化研究

分析了现有短程硝化反硝化工艺处理高浓度氨氮废水所存在的问题,试验利用序批式反应器(SBR)的内部水力特性对其进行改造,以畜禽养殖废水为研究对象,从宏观上创造同步硝化反硝化(SND)条件,并实现了同一反应器内短程硝化反硝化的同步进行,改造后系统pH值下降速度减缓,反硝化效率提高,最终出水的亚硝酸盐和硝酸盐浓度分别降低了39%和38%。     

DO对短程同步硝化反硝化除磷工艺的影响

针对碳源偏低的城市污水,采用序批式活性污泥法研究DO对短程同步硝化反硝化除磷工艺的影响,同时对短程同步硝化反硝化和反硝化除磷的机理进行探讨.试验表明:控制DO浓度可在同一个反应器内既实现短程同步硝化反硝化反应又达到反硝化除磷的效果.综合考虑COD、NH4+-N、TN、TP的出水浓度达到一级A排放标准,得出最佳的DO控制...     

不同电子受体的反硝化除磷效果对比研究

反硝化除磷作用可以明显节省脱氮除磷过程的碳源需求和能耗。为研究不同电子受体下的反硝化除磷效果,利用一体化活性污泥工艺中污泥经过厌氧释磷后在不同电子受体下进行反硝化除磷试验,结果表明NO3-—N和NO2-—N均能参与反硝化除磷过程,在NO2-—N初始浓度高达30mg/L的条件下,除磷率仍在93%以上,未对反硝化除磷过程产生毒害作用。在工程应用中应加强短程硝化反硝化与反硝化除磷作用的耦合,在提高脱氮除磷效率的同时,取得明显的节能效果。     

城镇生活污水反硝化生物脱氮碳源研究

针对业内普遍认为我国城镇生活污水反硝化碳源不足的观点,以反硝化脱氮机理为依据,通过中试试验和科学分析,论证了污水中的内碳源能够满足反硝化脱氮的需要。在试验证明反硝化菌可利用污水中不易降解有机物进行反硝化脱氮的基础上,得出可将污水中的COD计入反硝化碳源的结论。通过计算活性污泥中反硝化菌占比,明确了反硝化菌数量少是污水处理厂脱氮率低下的限制性因素,并结合生物脱氮工艺污水处理厂特点,提出了增设反硝化菌增殖池、提高活性污泥中反硝化菌占比,从而提高污水处理厂脱氮率。     

DO对短程同步硝化反硝化除磷工艺的影响

针对碳源偏低的城市污水,采用序批式活性污泥法研究D0对短程同步硝化反硝化除磷工艺的影响,同时对短程同步硝化反硝化和反硝化除磷的机理进行探讨。试验表明：控制DO浓度可在同一个反应器内既实现短程同步硝化反硝化反应又达到反硝化除磷的效果。综合考虑COD、NHg—N、TN、TP的出水浓度达到一级A排放标准,得出最佳的D0控制范围。当D0浓度在0．5～1．0mg／LU时．COD的去除率达到93％～94％,Nil,＋一N的去除率为97％～98％,TN的去除率达到85％一96％,TP的去除率为91％～93％。     

晚期垃圾渗滤液短程硝化反硝化工艺特性研究

采用间歇式反应器(Batch Reactor,BR)研究了晚期垃圾渗滤液短程硝化反硝化工艺(SND)工艺特性.试验发现:在进水氨氮负荷约为0.27 gNH3—N/(L·d),温度约为27℃,pH控制在7.5时,该工艺DO浓度控制在1 mg/L时硝化效果较好.DO浓度从0.75 mg/L增加到1 mg/L时,氨氧化速率明显增加;继续再增加溶解氧浓度,氨氧化速率增加不明显.在整个过程中,亚硝酸盐积累率变化不大,维持在91％以上.当温度控制在25℃以上时,反应器处理效果较好.随着温度的下降,亚硝酸菌和反硝化菌活性降低,当温度低于25℃时,氨氧化速率和亚硝酸盐降解速率下降较快,曝气时间和出水亚硝酸盐氮浓度明显增加.     

CAST工艺低负荷状态下处理城市污水脱氮模式探析

结合污水处理厂CAST工艺运行实践,开展了生产性试验,对CAST工艺在低负荷运行状态下处理城市污水脱氮模式进行了研究.通过优化工艺参数控制,探索不同脱氮模式的控制条件,实现同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和传统硝化反硝化有机结合的耦合脱氮模式.保证各项出水指标稳定达标的情况下,出水NH_3-N的去除率达到90%以上,出水TN去除率在55%以上,取得了良好的脱氮效果.利用耦合脱氮模式进行脱氮,不仅有利于提高出水水质,还有利于优化城市污水处理过程、降低能耗、实现节能减排.     

主流城市污水部分厌氧氨氧化技术的研究与工程化应用

厌氧氨氧化(Anammox)技术在低氨氮浓度城市污水处理中的应用是现今污水生物处理领域研究和工程前沿。城市污水短程硝化/厌氧氨氧化(Partial Nitrification/Anammox,PN/A)工艺的可行性在实验室得以验证,但长期稳定维持仍然缺乏有效策略,实现较为理想的主流厌氧氨氧化(Mainstream Anammox)面临诸多挑战。近年,短程反硝化耦合厌氧氨氧化(Partial Denitrification/Anammox,PD/A)作为新型污水处理技术逐渐受到关注。短程反硝化驱动的部分厌氧氨氧化机理在中国西北某城市污水处理厂主流区得以证明。强化城市污水处理厂厌氧氨氧化菌原位富集,可有效提高脱氮效果并降低处理成本。基于主流城市污水部分厌氧氨氧化(Partial Anammox)的思路,为污水提质增效提供了新的技术路线,具有重要研究价值与工程应用意义。     

低氧条件下同时硝化反硝化工艺研究

在城市污水生物脱氮工艺中 ,越来越多的研究表明硝化和反硝化可以在同一反应器内同时发生。同传统的生物脱氮工艺相比 ,同时硝化和反硝化可以减少反应设备的数量和尺寸 ;降低氧气的供给 ,从而节省能耗 ;减少甚至不需要碳源的投加 ,节省药剂费用等。本论文研究低氧条件下 (ＤＯ =0 3～ 0 8ｍｇ/Ｌ)完全混合活性污泥系统对总氮的去除和对有机物的处理效率 ,考察Ｃ/Ｎ、Ｆ/Ｍ和泥龄对同时硝化和反硝化的影响以及后续除磷的工艺。正交试验结果表明Ｃ/Ｎ对同时硝化和反硝化的影响最大 ,其次是泥龄 ,最后是Ｆ/Ｍ。同时得到低氧条件下同时硝化和…     

MBBR工艺短程硝化影响因素研究

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理南方城市模拟生活污水,研究了DO、pH、进水氨氮负荷及HRT等因素对出水氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的影响,探索了该反应器实现短程硝化的控制条件。试验结果发现,当反应器在DO=0.5~1.0mg/L、pH=8~9、进水氨氮负荷为35mg/L及HRT=14h时,获得了稳定的亚硝酸盐氮积累,实现了短程硝化。     

移动床反应器同步硝化反硝化国内研究应用

同步硝化反硝化（SND）生物脱氮技术与传统生物脱氮技术相比,具有节省碳源、减少曝气量、可实现单级生物脱氮等优点．故近年来受到水处理工作者的广泛关注。移动床生物膜反应器工艺是20世纪80年代初发展起来的一种新型水处理工艺,发展十分迅速。该文介绍了移动床生物膜反应器（MBBR）的工艺原理及工艺特点,主要总结了国内在同步硝化反硝化技术中的研究和应用进展,指出了该项技术的发展方向和趋势。     

AMBBR处理生活污水的特性及脱氮机理研究

试验采用缺氧移动床生物膜反应器处理我国南方热带亚热带地区的城市生活污水,研究了水力停留时间(HRT)、pH等因素对出水CODCr和氨氮的影响,并探索了该反应器的脱氮机理。试验结果表明,HRT为4 h时,反应器出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)二级标准;并且发现,当HRT≥8 h时,系统实现了短程硝化反硝化反应脱氮;而当HRT<8 h时,发现反应器脱氮以短程硝化反硝化反应和厌氧氨氧化反应同时并存现象。     

连续流活性污泥法实现城镇污水短程脱氮的影响因素分析

城镇污水短程脱氮工艺关键技术之一是如何将氨氧化控制在亚硝化阶段。综合分析温度、pH、DO浓度、进水C/N比、进水方式、缺氧/好氧区体积比、污泥丝状菌膨胀、SRT、HRT、氨氮负荷、污泥浓度、内回流比、化学抑制剂等因素对污水短程硝化过程的影响作用,为常温连续流条件下实现城镇污水的短程脱氮提供技术参考。     

溶解氧对低碳源污水一体化处理工艺脱氮除磷的影响

通过试验对比,研究了溶解氧对低碳源污水一体化工艺脱氮除磷效果的影响。结果表明,平均溶解氧为0.18mg/L时,系统出水可以稳定达到GB 18918—2002一级A标准,溶解氧过高或过低都会降低系统脱氮除磷效果。在平均溶解氧为0.18mg/L的工况下,系统存在反硝化吸磷、同时硝化反硝化及全程反硝化3种脱氮方式,且反硝化吸磷和同时硝化反硝化脱氮量占氮总去除量的66.7%,可以较大程度降低脱氮除磷过程所需碳源量并节省耗氧量,提高低碳源污水脱氮除磷效果。     

垃圾渗滤液厌氧氨氧化脱氮技术的工程化应用探索

在两级AO工艺处理实际垃圾渗滤液工程应用程中,首先采用精准曝气控制溶解氧(Dissolve oxygen, DO)完成硝化池短程硝化反硝化启动,同时结合生物填料投加的控制策略,在60日内快速实现厌氧氨氧化功能菌群的高效自富集,其相对丰度高达4.04%。研究结果表明,当一级硝化池DO浓度由2.6 mg/L逐步降低至1.2 mg/L后,亚硝态氮积累达到70%以上。当生化池混合液中存在NH₃-N和NO^-₂-N时,在COD<1 650 mg/L且DO≈0.3 mg/L的控制条件下最有利于厌氧氨氧化菌生长增殖和发挥代谢作用。与传统运行方式相比,本研究构建的短程硝化反硝化脱氮技术可节约26.9%曝气能耗,单位水量运行电费可降低4.03元/m²。结合短程硝化反硝化启动控制策略和厌氧氨氧化菌生长的关键控制指标,提出了厌氧氨氧化脱氮技术工程应用的设计思路。