后置生物膜三级反硝化工艺特性及其应用

为了改善日益严峻的水环境问题,不但要提高现有污水处理系统N、P去除效率,同时应在局部敏感水域实现出水的深度脱氮除磷。三级生物膜反硝化是极具发展前景的深度脱氮工艺,在分析单级悬浮活性污泥工艺技术缺欠的基础上,综述了反硝化滤池及反硝化MBBR两种三级生物膜反硝化工艺特性,并对参与实施的生物膜反硝化脱氮工程案例进行了介绍。     

生物接触氧化法的同步硝化反硝化影响因素研究

研究了生物接触氧化法同步硝化反硝化系统中HRT、DO、COD及生物膜厚度对脱氮效率的影响.结果表明:在DO=2.0 mg/L的条件下,出水COD、TN、NH+4-N值随HRT的增加呈下降趋势,在HRT达到8 h时,出水COD、TN、NH+4-N值趋于稳定,去除率分别为94%、55.9%和73.3%;5-DO为2.0～4.0 mg/L范围内,对TN的去除率随着反应器内DO浓度的降低呈上升趋势,保持较好脱氮率的溶解氧为2.5～3.0 mg/L;进水COD为400 mg/L时,系统对TN、NH+4-N的去除率及容积去除率都处在较高水平,对TN的平均去除率达到60%;生物膜厚度对同步硝化反硝化有较大影响,增加生物膜厚度有利于同步硝化反硝化的进行.     

反硝化生物膜工艺污水深度脱氮研究进展

生物膜反硝化脱氮工艺逐渐被应用于污水深度处理中,但现今仍缺少相关研究的系统总结。针对以生物膜工艺为基础的深度脱氮处理工艺,重点论述了生物滤池(BF)、移动床生物膜工艺(MBBR)、流化床生物膜工艺(FBBR)三类典型工艺的运行效率、关键影响参数。研究表明,生物膜深度脱氮需要从生物膜的特征和功能、反硝化生化功能与特征两个方面进行优化。其中FBBR工艺由于填料比表面积较大、基质利用率高等特征,值得进一步研究其在反硝化深度脱氮处理中的应用。深度反硝化脱氮工艺会受到二级出水磷浓度等的影响,因此优化深度脱氮还需结合合适的除磷方式,以寻求污水深度处理最佳运行模式。     

移动床生物膜反硝化脱氮除磷工艺

1 工艺过程简介 瑞典马尔墨赫隆德(Sjolunda)污水处理厂为满足新的出水水质标准将对原有工艺流程进行改造,污水处理厂服务人口55万人,处理规模15万t/d。该厂自1974年全部建成投产以来为三级处理,生化处理工艺为两个并行的系列:一个是活性污泥曝气池工艺,另一个为生物滤池工艺,两系列处理能力相同。三级处理为气浮法工艺。污泥处理部分包括浓缩、厌氧硝化和脱水过程(附图1)。     

超越污泥比对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷的影响

以模拟生活污水为对象,研究不同超越污泥比对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺脱氮除磷的影响。在超越污泥比为0.21、0.60和0.90的条件下,系统出水COD平均浓度分别为29.09、29.24和28.65 mg/L,出水氨氮平均浓度分别为7.22、9.62和8.23 mg/L,出水PO3-4-P平均浓度分别为3.99、4.35和4.59 mg/L。当超越污泥比为0.60时,系统的脱氮除磷性能和COD去除效果均较佳。整个试验过程中,系统亚硝化池内氨氮去除效果良好,其出水NH+4-N浓度都在0.5 mg/L以下。超越污泥比的大小影响系统中的氮磷比,进而影响反硝化除磷效果。     

双泥SBR系统的短程硝化反硝化和反硝化除磷研究

针对我国中小城镇污水低C/N值的水质特点,考察了双泥法SBR工艺的脱氮除磷效果。结果表明:硝化反应器采用生物膜SBR并控制溶解氧为1.0mg/L进行连续曝气,可以实现短程硝化反硝化;在厌氧/缺氧反应器中,聚磷菌能同时利用硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体进行反硝化除磷,从而降低了对有机碳源和溶解氧的需求以及能耗。小试系统对模拟城镇污水中COD、TN、TP的平均去除率分别为94.9%、81.2%、89.5%,出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。     

氮磷比对三维电极/生物膜反应器反硝化效果的影响

研究了连续流三维电极/生物膜反应器在不同氮磷比(N/P)下的反硝化性能。结果表明:N/P值对去除NO3--N的影响不大,但对出水NO2--N浓度有明显影响。在N/P值由5∶1增大至100∶1的过程中,对NO3--N的去除率介于59.2%～71.6%之间。当N/P值为10∶1时,对NO3--N的去除率最高达到了71.6%,出水NO3--N为8.53 mg/L。当N/P值为10∶1时,出水NO2--N浓度最低为0.27 mg/L;当N/P值为100∶1时NO2--N的积累最为严重,NO2--N生成量最高达到了1.76 mg/L。N/P值还对NH4+-N的产生有明显影响,N/P值从5∶1增至100∶1的过程中,NH4+-N生成量由4.50 mg/L逐渐减小至0.26 mg/L。当N/P值为(5∶1)～(50∶1)时,反应器具有较好的除磷功能;但当N/P值为100∶1时,出水TP浓度高于进水TP浓度。     

移动床反应器同时硝化反硝化的国内研究应用

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上世纪八十年代初发展起来的一种新型水处理工艺,发展十分迅速。本文介绍了移动床生物膜反应器（MBBR）的工艺原理以及工艺特点,主要总结了国内移动床生物膜反应器工艺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。     

环境温度下短程硝化反硝化试验研究

在环境温度(20～30 ℃)下,通过控制反应体系的曝气量和pH,培养了短程硝化反硝化污泥,成功实现了SBR短程硝化反硝化.试验结果表明,在高pH条件下,有利于NH3-N的氧化,同时NO 2-N的累积率大大增加;降低曝气量可提高NO-2-N在体系中的累积率,控制系统的DO为0.4～0.7 mg/L(曝气量为0.1 L/min)、pH=8.3,在进水NH3-N为50 mg/L时,NO-3-N累积率>70%;高进水NH3-N浓度对硝酸菌有明显的抑制作用,而对亚硝酸菌的影响不大.进水NH3-N为120 mg/L时,NO-2-N累积率可达80%.     

温度对SBBR亚硝酸型同步硝化反硝化的影响

采用序批式生物膜反应器(SBBR)处理广州地区的城市污水,当温度为21～35℃时均能实现亚硝酸型同步硝化反硝化.随着温度的上升,氨氧化速率及对TN的去除速率均加快,31℃时达到最大值,其中氨氧化速率为4.71 mgNH4+-N/(L·h),对TN的去除率为84.8%;但当温度升高到35℃时去除速率会略有下降,且所需反应时间延长.在21～35℃的范围内,温度对反硝化菌的影响要小于对亚硝酸菌的,随着温度的升高,SBBR的同步反硝化效果相对得到了加强.利用DO、pH和ORP的变化规律判定反应结束时刻,可以实现对亚硝酸型同步硝化反硝化的过程控制.     

常温下A/O工艺的短程硝化反硝化

采用A O工艺处理模拟生活污水 ,考察了pH值、游离氨 (FA)、DO、HRT等因素的影响。试验结果表明 ,A O工艺在常温 (18～ 2 5℃ )和pH <7.5时可以发生比较稳定的短程硝化反硝化 ;即使FA浓度低达 0 .0 6mg L也会对硝化菌属产生抑制作用 ,但FA浓度不会单独成为影响亚硝酸盐积累的主要因素 ;反硝化是否彻底将影响硝化类型 ,反硝化不完全时硝化类型向全程硝化反硝化转化 ,而一旦反硝化进行得比较彻底则可在短时间内恢复短程硝化反硝化 ;因硝化反应存在滞后现象 ,故控制较短的HRT有助于NO-2 -N的积累 ,而延时曝气则可以减少NO-2 -N的积累。     

以氯化方法实现生物膜法短程硝化反应

以稳定运行的全程硝化的生物膜反应器的一个反应单元为研究对象,通过外加氯实现对硝化反应中两类细菌的选择性抑制。分别以冲击性和连续性方式投加氯,可以在生物膜法生物脱氮反应中实现短程硝化。当短程硝化反应实现后,通过改变投药方式可节省投药量并维持短程硝化反应。     

DO对SBBR工艺亚硝酸型SND及过程控制的影响

在SBBR工艺亚硝酸型同步硝化反硝化过程中,DO是一个主要限制性因素,通过调节曝气量控制DO浓度在3.60～4.25 mg/L范围内可较好地实现亚硝酸型同步硝化反硝化。DO、pH值和ORP的变化规律与反应器内COD的降解和"三氮"的转化有良好的相关性。DO浓度的变化对DO、pH值和ORP曲线的变化规律影响较大,ORP曲线的特征点与COD的降解过程具有良好的相关性,可作为易降解有机物反应完毕的指示点。DO、pH值和ORP曲线的突跃特征点可以作为SBBR工艺亚硝酸型同步硝化反硝化反应结束的控制点。     

利用好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化

在活性污泥工艺中，通过控制水力停留时间，溶解氧，曝气量培养出沉降性能良好的好氧颗粒污泥，它可明显提高曝气池的处理能力，有效改善固液分离效果并实现同步硝化反硝化，对实现同步硝化反硝化的途径，颗粒污泥的培养方法及构成颗粒污泥的微生物进行了阐述。     

好氧颗粒污泥的培养及实现同步脱氮

采用厌氧颗粒污泥和少量活性污泥为种泥,进水为人工配水,在SBR反应器中采用逐渐减少污泥沉降时间的方法造成选择压,培养出了好氧颗粒污泥,颗粒污泥粒径在2 mm左右、SVI值为20 mL/g左右、MLSS为10 g/L左右。结果表明:成熟的好氧颗粒污泥对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为94%、97.5%和68.6%,出水COD、NH4+-N和TN平均浓度分别为64.74、1.92和27.53 mg/L,出水NO3--N和NO2--N平均浓度分别为18.01和4.44 mg/L。结合微生物相观察,可以判断好氧颗粒污泥实现了同步脱氮。     

喷射环流反应器中的同步硝化反硝化

喷射环流反应器在好氧条件下具有良好的脱氮效能,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NO-x-N含量,结果表明出水中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亚硝酸盐的积累.反应器中脱氮率随进水C/N值的增加而升高,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了气相色谱分析,结果表明废气中N2含量相比于空气样品中增加了0.24%,证明了反应器中反硝化过程的发生.试验结果表明,喷射环流反应器中脱氮机理为亚硝酸盐型同步硝化反硝化.     

矿化垃圾填料对污水中氮磷去除能力的动力学研究

矿化垃圾填料具备良好的粒径级配,表面为不规则的多面体,Fe、Al和Ca成分含量高,具备成为优良磷库的条件。培养实验结果可采用Langmuir吸附等温线模拟,计算所得矿化垃圾磷的饱和吸附量为2 914 mg.kg-1。矿化垃圾吸附磷的饱和吸附量和吸附速率均为粘土的3倍多,磷的解析率仅约为30%。硝化培养实验前24 h内,矿化垃圾中氨氮的浓度从129 mg N.kg-1下降到83.0 mgN.kg-1;硝酸盐氮含量相应地从137 mg N.kg-1上升到170 mg N.kg-1。而同期内粘土中氨氮的浓度下降和硝酸盐氮含量的上升幅度分别为矿化垃圾的1/2和1/6。反硝化培养过程中,矿化垃圾中硝酸盐氮零级动力学降解速率常数K值为粘土7.5倍。     

SMSBR处理焦化废水中的短程硝化反硝化

采用一体化膜—序批式生物反应器 (SubmergedMembraneSequencingBatchReactor ,简称SMSBR)处理焦化废水的过程中获得了稳定、高效的短程硝化作用 ,平均亚硝化率 (NO2 -N/NOX-N)为 91.1% ,并通过试验证实了这是由于泥龄太长所产生的微生物代谢产物抑制了硝化反应过程中的硝酸盐细菌的结果。在试验运行初期 ,由于泥龄短使微生物代谢产物未得到充分积累 ,硝化过程进行得非常彻底 ;然后在高效短程硝化的基础上进行反硝化 ,当反硝化负荷 <0 .174kgNOX-N/ (kgSS·d)、HRT >8.4 4h时 ,可实现 81.34 %的反硝化率 ,此时外加碳源的COD∶N为 2 .1∶1。     

通过控制泥龄实现亚硝酸盐型同步硝化反硝化

采用序批式活性污泥法处理人工配制的城市生活污水，通过控制泥龄成功地实现了亚硝酸盐型同步硝化反硝化，曝气过程中NO2^-N／NOx^-N值始终保持在84．48％以上，曝气结束时大约有80．39％的氨氮通过同步硝化反硝化途径被去除。在适宜的曝气量下，利用排泥的方法控制反应器内适宜的泥龄，可以实现稳定的亚硝酸盐型同步硝化反硝化。