氧化沟工艺污水处理厂的活性污泥特性分析

结合某氧化沟工艺污水厂对主要污染物的去除效果,对其活性污泥特性进行了分析。结果表明:系统中活性污泥在厌氧搅拌前0.5 h的平均比厌氧释磷速率为1.10 mg PO_4~(3-)-P/(g MLVSS·h),厌氧释磷效果较差;平均比好氧吸磷速率为6.30 mg PO_4~(3-)-P/(g MLVSS·h),比缺氧吸磷速率为2.83 mg PO_4~(3-)-P/(g MLVSS·h),反硝化聚磷菌占总聚磷菌的比例为44.9%;比硝化速率为7.55 mg NH_4~+-N/(g MLVSS·h),硝化效果良好;比反硝化速率存在明显的3个变化阶段,其中第1阶段比反硝化速率最大,为5.79 mg NO_3~--N/(g MLVSS·h),第2阶段比反硝化速率次之,为2.23 mg NO_3~--N/(g MLVSS·h),第3阶段的最小,为0.82 mg NO_3~--N/(g MLVSS·h),活性污泥的比反硝化速率总体较低。为此,建议将原连续非限制曝气运行方式改为间歇曝气方式,并在缺氧区投加适量碳源,以提高系统的脱氮除磷效果。     

颗粒污泥的反硝化除磷研究

借助SBR反应器,采用厌氧/好氧/缺氧的运行方式,对富集的以反硝化聚磷菌（DNPAOs）为优势菌的活性污泥进行颗粒化培养,约35 d后得到了较成熟的颗粒污泥.考察了该颗粒污泥的脱氮除磷性能,结果表明：当以厌氧/缺氧方式运行时系统具有良好的反硝化除磷性能,缺氧结束时除磷率＞96%,对氨氮的去除率为95%左右;外加NO3^- -N的浓度对缺氧段的反硝化吸磷速率有一定影响;颗粒污泥中的DNPAOs可以利用内碳源进行反硝化吸磷,从而实现了同步脱氮除磷.     

厨余发酵液为外碳源的A/O-MBR脱氮除磷特性

利用厨余发酵液作为外碳源以改善A/O-MBR的脱氮除磷性能。结果表明:投加发酵液后反应器的脱氮除磷效果明显提高,出水NH+4-N、TN和PO3-4-P的平均浓度分别为0.72、7.25、1.78 mg/L,去除率分别达到96%、65%和85%以上。此外,厌氧污泥中的TP含量明显低于好氧污泥,而上清液中的PO3-4-P浓度高于好氧池,说明聚磷菌在厌氧条件下释磷,而在好氧条件下吸磷。释磷/吸磷批式试验进一步证实了在厌氧条件下主要进行释磷和反硝化过程,释磷速率达到5.66 mg/(g MLVSS·h),而在好氧条件下主要进行吸磷和硝化过程,吸磷速率和硝化速率分别为4.79、2.37 mg/(g MLVSS·h),较高的微生物活性有利于对污染物的去除。     

城市污水处理厂A~2/O工艺污泥膨胀与上浮的诊断

针对西安市某污水处理厂A~2/O工艺出现的污泥膨胀和上浮现象,利用荧光原位杂交技术(FISH)对致因微生物进行了鉴定,并分析了其对脱氮除磷的影响。结果表明,引起污泥膨胀与上浮的微生物主要为微丝菌(简称M.P),混合液SV最高可达96%,相应的SVI为239 m L/g,导致污泥沉淀困难,出水SS增大,缺氧池和好氧池前端出现大量浮泥。随着温度的提高,微丝菌在污泥中的含量逐渐降低,污泥的SV逐渐减小,缺氧池表面浮泥逐渐消失。混合液和浮泥的最大比释磷速率分别为14、9.8 mg PO_4~(3-)-P/(g VSS·h),比吸磷速率分别为4.5、3.7 mg PO_4~(3-)-P/(g VSS·h);吸收单位乙酸的释磷量分别为0.29和0.27 g PO_4~(3-)-P/g HAc;在厌氧段微丝菌与聚磷菌竞争有机物,但不具有生物除磷的功能。此外,反硝化速率测定表明微丝菌可利用硝酸盐进行呼吸,对脱氮具有强化作用。     

污泥内碳源反硝化工艺强化脱氮除磷的应用研究

针对低碳源城市污水脱氮除磷效率低的问题,在某城市污水处理厂采用回流污泥浓缩预缺氧工艺以提高反硝化效率。对该污水处理厂各单元出水水质的分析表明,经过浓缩的高浓度污泥内源反硝化脱氮量可占到整个系统脱氮量的22%以上,污泥内碳源反硝化对除磷也起到了积极作用。研究结果显示,内碳源反硝化的最主要影响因素是回流污泥的VSS值及好氧池末端的DO浓度,当VSS5.8 g/L、DO2 mg/L时可实现较好的效果。此外,在冬季低温时可通过加大曝气量及延长泥龄等措施来提高系统的脱氮除磷效果。     

以厨余发酵液为A/O-DMBR碳源处理生活污水

利用厨余发酵液作为A/O-DMBR系统的外增碳源处理生活污水,分析投加碳源后A/O-DMBR系统的脱氮除磷性能及膜污染特性。结果表明,投加厨余发酵液作为碳源能明显提高反应器脱氮除磷效率,强化厌氧池反硝化及释磷过程,厌氧池中NO_3~--N由12.26 mg/L降低至0.27 mg/L,PO_4~(3-)-P由2.5 mg/L增加至3.5 mg/L,NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别达到了98%、75.9%、86%。投加发酵液后,污泥相对疏水性(RH)由76.5%降低至58%,比耗氧速率(SOUR)及EPS含量变化不大,虽然增加了动态膜的形成时间,但对动态膜的膜污染过程影响不大。     

MSBR工艺强化生物脱氮生产性试验研究

针对城镇污水处理厂MSBR工艺提标改造时出水氮、磷指标很难同时达到一级A标准的情况,提出了强化生物脱氮措施,包括提高污泥龄(SRT)、提高污泥内回流比r、调整混合液回流比R、延长SBR池缺氧时间、合理控制溶解氧等,并在SRT=12~15 d、污泥外回流比r'=1.5、r=0.6、R=1、SBR池缺氧时间为50 min的强化条件下进行生产性试验研究。结果表明,试验组的TN去除率比对照组高了16.06%,出水TN和氨氮浓度均能稳定达到一级A标准,缺氧池、好氧池和SBR池缺氧阶段的TN去除率分别为14.1%、26.3%和24.8%,微生物协同作用和后置反硝化是MSBR工艺的主要脱氮途径,强化后置反硝化是提高MSBR工艺脱氮效果的主要方法;但强化脱氮措施对系统除磷有一定影响,试验组的TP去除率比对照组低6.10%。     

西安市第四污水处理厂A~2/O工艺的脱氮性能评价

通过对西安市第四污水处理厂A~2/O工艺中生物反应池(厌氧池、缺氧池、好氧池)以及二沉池中氮的组分及污泥硝化活性的测定,评价A~2/O工艺的脱氮性能。结果表明,二沉池作为A~2/O系统的分离单元,对总氮去除的贡献率高达13%～60%,脱氮机理主要是内源反硝化;污泥浓度对TN去除效果具有重要影响,当污泥浓度较高时,TN平均去除率为89%,当污泥浓度较低时,TN平均去除率为69%。二沉池中的内源反硝化脱氮可为我国城市污水处理厂高效生物脱氮工艺的设计、运行及提质增效提供参考。     

温度对水解反硝化脱氮的影响

采用水解反硝化脱氮工艺,将水解酸化与反硝化脱氮过程相结合,取代缺氧反硝化,解决城镇污水冬季脱氮效果差的问题。在水解反硝化工艺的中试系统中,氨氮和总氮的去除效果受温度的影响较小,冬季和夏季氨氮去除率分别达到98.3%和98.4%,总氮去除率分别为65.2%和68.0%。以水解反硝化污泥与AAO工艺中的缺氧池污泥为研究对象,对比分析温度对两种污泥比反硝化速率和耗碳率的影响。结果显示:温度对水解池污泥的影响显著小于缺氧池污泥,在25、30℃两者反硝化速率相当,但是当温度为8、15和20℃下,水解池污泥的最大比反硝化脱氮速率分别为缺氧池污泥的1.7倍、1.3倍和1.4倍;同时,在各温度条件下,水解池污泥的耗碳率基本为缺氧池污泥的51.2%~81.7%。     

厨余发酵液作为SBR碳源的脱氮除磷特性

为了提高SBR反应器的脱氮除磷性能,利用某校园厨余发酵液作为补充碳源进行生活污水处理试验研究。结果表明,发酵液中含有大量易降解有机物,能在厌氧条件下被微生物快速利用,实现较快的反硝化速率和释磷速率,投加厨余发酵液后,SBR反应器的脱氮除磷效果明显提高,对NH_4~+-N、TN、PO_4~(3-)-P的平均去除率分别达到了98%、78%、85%。试验过程中还发现,释磷和吸磷速率在第一阶段最大,硝化和反硝化速率在三个阶段均较高,但有所差异。进水中的PO_4~(3-)-P主要在第一阶段被去除,而TN主要在第二阶段被去除。     

污泥减量工艺:HA-A/A-MCO的好氧脱氮机制分析

针对污泥减量技术存在对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能并可实现污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺。在该工艺取得同步脱氮除磷和污泥减量优异效果的条件下,采用其处理校园生活污水,当进水TN平均为47 mg/L时,出水TN为10.9 mg/L,系统的总脱氮率为76.8%,其中好氧脱氮量占总脱氮量的50%,缺氧脱氮量占26%;HA-A/A-MCO系统存在着在好氧条件下具有反硝化能力的菌属,对好氧脱氮有一定贡献,且DO浓度对其反硝化能力没有抑制作用;好氧池中的DO浓度梯度有利于在污泥絮体内形成缺氧环境,从而促进同步硝化反硝化(SND)的发生,但减小污泥絮体尺寸会削弱絮体内部缺氧区域比例、降低SND的脱氮效率。     

超声预处理污泥发酵液作为反硝化聚磷补充碳源研究

剩余污泥含有丰富的有机物和氮、磷等营养物质,对其进行超声预处理及水解酸化可回收溶解性的有机物及水解产物作为生物脱氮除磷工艺的补充碳源。以增加水解酸化后污泥上清液中的挥发性脂肪酸(VFA)为目的,研究了超声声能密度及超声时间对污泥水解酸化释放SCOD和VFA的影响以及污泥水解酸化产物作为反硝化聚磷工艺补充碳源的可行性。结果表明,超声预处理可以有效促进污泥的水解酸化,在一定的范围内增加超声时间和声能密度可以提高水解酸化过程中产生的SCOD和VFA浓度;有利于水解产酸的超声预处理条件是声能密度为1. 5 W/mL、超声时间为10 min。在实际污水中投加污泥发酵液作为补充碳源可以提高反硝化聚磷系统对PO_4~(3-)-P的去除率,且发酵液/实际污水体积比为1/35时去除率最高;长期以污泥发酵液作为补充碳源,随着运行时间的增加,系统对PO_4~(3-)-P的去除率不断提高,运行20 d以后去除率达到了100%。     

硝酸盐浓度对反硝化聚磷菌诱导的影响

通过控制缺氧段硝酸盐浓度,研究了反硝化聚磷菌的诱导方法及效果.批式试验表明,碳源浓度一定时,缺氧段硝酸盐消耗量与聚磷量呈线性关系,且与厌氧释磷量之比等于该线性关系式的斜率.在反硝化聚磷菌诱导过程中,按此比例调整缺氧段的硝酸盐浓度可很快达到良好的脱氮除磷效果,反硝化聚磷率＞95%,反硝化脱氮率＞96%.由同等条件下的缺氧与好氧最大聚磷速率可推知,诱导前反硝化聚磷菌占总聚磷菌的27.61%,诱导后则高达78.61%.     

SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集

反硝化除磷菌(DPAOs)能够在缺氧条件下同步完成脱氮除磷,是反硝化除磷工艺的主体。以武汉沙湖污水处理厂二沉池的回流污泥为种泥,采用二段式SBR工艺实现了反硝化除磷菌的快速富集。在第一阶段反应器采用厌氧/好氧(A/O)模式运行,可以实现对除磷菌(PAOs)的快速诱导和富集,运行13 d后,SBR反应器对氮、磷的去除率均达到85%以上。而后进入第二阶段,采用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)模式运行,以快速富集培养反硝化除磷菌,经过26 d的运行,反应器对氨氮和磷酸盐的去除率分别达到92.2%和91.2%左右,且典型周期内硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系,表明系统的反硝化除磷能力得到显著增强。     

改良型A~2/O工艺在低温不同污泥负荷下的运行研究

以城市污水为研究对象,重点考察了分点进水改良型A2/O工艺在温度11.5℃时的除污性能,原水按1∶1的比例分配给厌氧池和缺氧池,以合理分配厌氧池和缺氧池所需的碳源;厌氧池和缺氧池出水均进入好氧池。试验结果表明,在HRT为14~8 h、SRT为15 d左右、MLSS为3 000~4 000 mg/L、好氧池DO为2 mg/L左右、污泥回流比为75%、硝化液回流比为200%的条件下,采用0.22、0.31和0.39 kgCOD/(kgMLSS·d)三种不同污泥负荷时,系统对COD的去除率随着负荷的增大而减小,平均去除率由87.2%下降到80.7%,出水COD值均达到一级B排放标准;低温对脱氮影响较大,而负荷变化对脱氮的影响较小;随着温度降低和污泥负荷的增大,硝化/反硝化作用减弱,系统中出现了亚硝态氮的积累,且在缺氧池发生了反硝化除磷现象;低温高负荷条件下,好氧池发生了非丝状菌污泥膨胀。     

低温下水解反硝化工艺的中试运行研究

为解决污水厂在冬季脱氮效果欠佳的问题,将水解酸化与反硝化过程耦合于水解池中而形成水解反硝化工艺.在温度为10.3 ～ 17.6℃条件下,利用水解反硝化工艺处理城镇污水,当进水COD、NH4+-N、TN和TP的平均浓度分别为446、23.6、36.5和7.3 mg/L时,对其平均去除率分别为93.6％、96.6％、75.6％、92.3％;在无外加碳源的条件下,出水COD、NH4+-N、TN浓度均可达到一级A排放标准,通过投加少量化学除磷药剂也可实现TP浓度达标排放.在温度为8℃条件下,水解反硝化工艺中污泥的比脱氮速率是AAO工艺中缺氧池污泥的1.6倍,而反硝化所消耗的碳源仅为缺氧池污泥的81.7％.     

双污泥反硝化聚磷系统污泥的培养与驯化

以污水处理厂氧化沟污泥为泥种,采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养,约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥。第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥,运行约40 d,最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L,表现出较强的聚磷能力;第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥,运行60 d,缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势。硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮,硝化率基本稳定在98.5%以上。硝化速率本符合零级动力学方程,比硝化速率常数为0002 4 h-1;好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程,速率常数分别是0.377、0740 g/(L·h-1)。利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A 2N-SBR试验,结果表明：在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、725 mg/L时,去除率分别为93.5%、76.7%和941%,驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果。     

采用AOA模式在SBR中实现同步脱氮除磷

借助SBR反应器,通过采用厌氧/好氧/缺氧（AOA）的运行方式来实现同步脱氮除磷.结果表明,在好氧段补充一定量的碳源可以抑制好氧吸磷,进而在缺氧段实现反硝化除磷,从而达到了同步脱氮除磷的目的.最佳碳源投量为30～40 mg/L,补充碳源负荷为12.8～17.2 mgCOD/gMLSS;长期运行时系统的脱氮除磷性能稳定,对TN和PO4^3- -P的平均去除率分别可达85.5%、91.4%,同时NO2^- -N可以作为反硝化聚磷菌吸磷的电子受体;在一个SBR周期内,pH值呈规律性变化并和氮、磷的吸收/释放相关联,通过监测pH值可以初步判断磷释放、氨氮转化和磷吸收的终点.     

厌氧/氧化沟/MBR工艺处理城市污水研究

采用厌氧/氧化沟/MBR工艺处理实际城市污水,中试结果表明,当氧化沟的污泥浓度为3~12 g/L时,组合工艺对COD和氨氮的去除效果良好,提高污泥浓度可增强其脱氮除磷效果,氧化沟污泥浓度在10~12 g/L时组合工艺对总氮和总磷的去除率均超过了90%。氧化沟和膜池中均发生了同步硝化反硝化脱氮现象,氧化沟中具有良好的缺氧/好氧交替环境,有利于强化对总氮和总磷的去除。厌氧/氧化沟/MBR工艺的脱氮除磷能力强、稳定性好,是一种值得深入研究和推广应用的污水处理工艺。     

短程反硝化除磷系统的驯化及除磷特性研究

依据反硝化除磷(DBP)原理,采用批式试验,以城市污水为处理对象,研究了以NO_2~-为电子受体的反硝化除磷菌的筛选与富集,并对其反硝化除磷性能进行了考察.结果表明:NO_2~-对传统EBPR系统的抑制作用明显高于以NO_3~-为电子受体的反硝化除磷系统;对以NO_3~-为电子受体的反硝化除磷污泥用NO_2~-进行驯化,经过52个周期,缺氧吸磷量由0.3 mg/L升高到9.1mg/L,短程反硝化除磷系统驯化成熟;驯化成熟的短程反硝化除磷系统仍能以氧和NO_3~-作为电子受体进行吸磷并维持较高的吸磷速率,以亚硝酸盐为电子受体的除磷菌占总除磷菌的58.82%,说明短程反硝化除磷菌存在于传统除磷系统中,且能够很好地利用氧和硝酸盐为电子受体进行反硝化除磷.