碳磷比对生物除磷效率及污泥特征的影响探究

针对进水碳磷比（C/P）冲击负荷对活性污泥生物除磷及污泥特征影响不明确的现状,在中温条件下开展了进水C/P(300/8～300/12)对活性污泥强化生物除磷及污泥特征的影响探究。结果表明：C/P降低利于生物除磷效率的提高,且当进水C/P由300/5降低至300/12时,生物除磷效率由84.5%～86.2%提高至94.6%～96.8%,化学需氧量（COD）去除率由86.5%～89.2%提高至94.2%～96.8%,生物除磷系统内氨氮去除均维持在90%以上,C/P变化对氨氮去除影响不明显。C/P降低提高了厌氧期TP释放和好氧期TP的超量吸收,且在阶段IV,厌氧净释磷量和好氧净吸磷量分别高达14.8 mg/L和26.37 mg/L,均高于其他阶段。COD的消耗主要集中于厌氧期。在C/P为300/12时,存在一定程度反硝化除磷。C/P降低提高了胞外聚合物（EPS）的含量,在阶段IV,EPS含量升高至78.8～81.2 mg/g。C/P降低对EPS内蛋白质含量具有一定促进作用。C/P降低促进了污泥沉降,在阶段III和阶段IV内,污泥体积指数下降至94～102 mL/g,沉降性能良好。研究结果对理...     

强化生物除磷系统中聚磷菌菌群特性

为了研究强化除磷系统中聚磷菌(PAOs)菌群特性,通过批次试验分别考察了厌氧/好氧(A/O)污泥和厌氧/缺氧(A/A)污泥吸磷特性。试验结果表明:A/O污泥好氧吸磷速率(qPo)大于缺氧吸磷速率(qPa),而A/A污泥qPo却小于qPa。基于此试验结果可得出目前普遍应用qPa与qPo的比值表征反硝化聚磷菌(DPAOs)占PAOs的相对百分比的方法不合理。聚磷菌菌群构成与电子受体类型有关,根据电子受体类型可将PAOs分为三种,即:PON(既能以氧作为电子受体,也能以硝态氮作为电子受体)、PO(只能以氧作为电子受体)和PN(只能以硝态氮作为电子受体)。     

连续流状态下好氧颗粒污泥培养及其脱氮除磷性能研究

在上流式污泥床好氧颗粒污泥反应器中,以厌氧颗粒污泥为接种泥．采用人工配制的模拟废水为进水的条件下,成功培养出具有同步脱氮除磷的好氧颗粒污泥。颗粒污泥粒径在0．5~2mm,颗粒污泥沉淀速度在29～58m／h。MLSS为3077---4103mg／L。当COD的进水容积负荷为4．8kg／（m3·d）时,去除率高达96％以上。氨氮进水在160mg／L时,去除率达97％以上,出水氨氮在5mg／L以下。对总磷的去除率在22％-37％。主要是因为亚硝态氮浓度、COD／TN比和TN／TP比等对聚磷菌除磷有影响。     

污水再生全流程中分段进水A/O除磷工艺启动研究

采用A/O除磷工艺中试装置处理实际生活污水,研究了生物除磷系统的快速启动策略。结果表明,在启动初期向好氧段分流体积分数45%的进水有利于抑制硝化反硝化作用,有利于加速聚磷菌的富集,分段进水3 d后即可明显抑制硝化反硝化作用,进出水氨化率26.82%、硝化率8.98%,同时,长时间分段进水会导致过高的有机负荷进入好氧段而引起丝状菌污泥膨胀,取消分段进水并降低负荷后,污泥膨胀短期内即可恢复,对系统的运行影响较小。控制负荷和分段进水有利于实现无硝化A/O生物除磷系统的快速启动。系统启动,运行24 d后可实现TP去除率为90%,出水TP的质量浓度为0.5 mg/L以下。     

不同污泥负荷厌氧-好氧间歇式活性污泥工艺除磷

基于厌氧-好氧-间歇式活性污泥系统,探讨了反应温度分别在15、25℃下COD污泥负荷对生物除磷系统的影响.将进水TP的质量浓度恒定为(10±0.5)mg·L~(-1),以比较厌氧段末和出水TP的含量.结果表明,在2个温度条件下,随着COD污泥负荷的升高,出水TP含量降低,当COD污泥负荷≥0.46 mg·mg~(-1)·d~(-1)时,出水TP的质量浓度低于1 mg·L~(-1);厌氧段释磷量与COD污泥负荷均存在很好的线性关系:y_1=0.72+71.91_x1(25℃),y_2=2.81+73.3_x2(15℃);在COD污泥负荷相同条件下,15℃时TP去除效果比25℃平均高5%左右.     

AOA-SBR工艺用于城市污水同步脱氮除磷

以城市污水为研究对象,考察了不同COD／N／P对厌氧／好氧／兼氧（AOA）．SBR工艺脱氮除磷效果的影响。经过3个月稳定运行,当COD：N：P-800：24：11时,AOA．SBR工艺对污水中有机物、氨氮和磷的去除率分别为100％、84％和93％。实验通过提高有机物浓度削弱聚磷菌（PAOs）与聚糖菌（GAOs）竞争底物的能力,抑制了PAOs好氧放磷速率。当COD=800mg／L时,GAOs和PAOs厌氧乙酸摄取量之比为l：9。此外,实验采用兼氧／好氧吸磷速率比,对反硝化聚磷菌数量（DNPAOs）进行估算,结果表明AOA-SBR工艺比值明显高于A20和AO工艺。因此,通过调节进水有机物浓度,可使DNPAOs在AOA-SBR同步脱氮除磷过程中发挥重要作用。     

不同碳源类型对生物除磷过程释放磷的影响

厌氧释放磷是生物除磷的重要部分,释放磷不充分是生物除磷不稳定的主要原因。为了研究碳源种类对厌氧生物除磷的影响,以A2/O氧化沟工艺好氧末端活性污泥为研究对象,投加乙酸钠、丙酸钠、葡萄糖、甲醇和乙醇等碳源,在厌氧和缺氧状态下进行释放磷试验研究。结果表明：（1）在厌氧条件下,聚磷菌（PAOs）以乙酸钠或丙酸钠为碳源释放磷速率很快,120 min平均比释放磷速率分别为290.5和236.7 mg P·（g VSS）-1·d-1;PAOs利用葡萄糖、乙醇和甲醇释放磷速率较低,比释放磷速率分别为49.4、38.8和8.91 mg P·（g VSS）-1·d-1;（2）在缺氧条件下,PAOs以乙酸钠或丙酸钠为碳源释放磷速率与厌氧状态下释放磷速率相差不大,而其他3种碳源作用下,PAOs并不释放磷;（3）初始NO-3过高时,乙酸钠作为碳源,PAOs在释放磷结束后利用NO-3作为电子受体进行反硝化吸收磷。     

C/P对长泥龄MPR脱氮除磷及污泥特性的影响

针对长泥龄运行下(SRT=100 d)的微压内循环多生物相反应器(MPR),探究不同进水C/P(分别为110、53、39)对系统脱氮除磷以及污泥特性的影响。实验结果表明,当进水C/P分别为110、53、39时,TP去除效率分别为95.42%、81.43%、55.91%,除磷效率明显降低。TP出水质量浓度随C/P变化的拟合公式为y=23.66/(x-30),R²达到0.99。根据拟合结果计算出满足出水达标的最低C/P为77。拟通过投加碳源来解决高磷出水达标的问题,最小碳源投加量随C/P变化的拟合公式为y=11.60-204.46ln(x-25.63),R²达0.96。系统中MLSS、MLVSS、MLVSS/MLSS随C/P的降低而下降,SV、SVI上升,污泥中微生物数量减少,沉降性能下降,微型动物种类丰富度减少、活性污泥性状变差,到C/P=39末期PAOs淘洗出系统,丝状菌及其他异养菌开始增殖。由于长SRT运行与反应器结构的优势,进水C/P的变化对COD、NH₄⁺-N、TN去除效果影响较小,去除效率分...     

城市污水自养脱氮系统中有机物与磷的回收

厌氧氨氧化的发现使开发低能耗城市污水处理技术成为可能,可通过生物吸附实现污水能源与资源的回收。强化除磷系统污泥龄(SRT)仅为2 d,系统抗冲击性强,污泥沉降性良好,污泥体积指数(SVI)低于50,可为自养脱氮系统提供稳定的进水,但系统污泥碳含量仅为37%。将反应器内好氧水力停留时间(HRT)降至 40 min后,实现有机物去除序批式反应器(SBR)的稳定运行,厌氧段COD去除率占总COD去除率的93.8%,这表明系统对有机物的去除主要为生物吸附作用,同时污泥碳含量提升至48%。由于异养菌对有机物的消耗利用与除磷菌的吸磷过程同时进行,若试验废水C/P比较低,可降低系统水力停留时间、提升碳的回收率并辅助少量的化学除磷手段,对系统厌氧搅拌时间、曝气时间及污泥龄进行优化,从而实现C与P的高效回收。     

污泥转移SBR工艺中EPS对生物除磷的作用

采用新型强化生物除磷工艺——污泥转移SBR处理合成废水,探讨胞外聚合物(EPS)在工艺强化除磷过程中的作用。当污泥转移量为0、15%及30%时,污泥中的EPS含量分别为(108.14±9.68)mg·(g MLSS)?1、(128.17±1.45)mg·(g MLSS)?1和(123.35±22.98)mg·(g MLSS)?1;工艺的除磷率分别为82.14%±0.85%、96.35%±1.25%及98.99%±0.98%,反应末端EPS中TP含量占污泥中TP的比重分别为27.9%±2.55%、57.23%±2.33%和63.88%±2.87%。此外,污泥中EPS在该工艺的好氧吸磷过程中吸磷量分别为(2.04±0.32)mg·(g MLSS)?1、(5.90±0.38)mg·(g MLSS)?1和(6.00±0.52)mg·(g MLSS)?1,在污泥吸磷量中的贡献率均达到90%以上。研究结果表明:污泥转移SBR工艺中随着污泥转移量的增大有利于提高EPS中的磷含量,从而提升了工艺的除磷性能,EPS在该工艺的吸磷过程中起主要作用。但污泥转移对污泥中EPS含量影响不显著。     

初沉池泥位变化对生物除磷影响规律

针对城镇污水处理厂进水碳源不足,导致生物除磷效果难以稳定维持的问题,通过实验室小试与现场生产性试验相结合,分析了初沉池不同泥位条件下初沉、剩余混合污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)对生物除磷效果的影响。结果表明,当初沉池泥位由1.0 m增加到2.5 m时,初沉池出水VFAs质量浓度由17.8 mg/L提高到44.0 mg/L。后续改良AAO工艺厌氧段释磷量、好氧段吸磷量较低泥位分别增加了3.26、3.29 mg/L。初沉池2.5 m高泥位条件下,曝气池出水溶解态总磷(STP)质量浓度降为0.06 mg/L,仅为初沉池1.0 m低泥位时的1/2。对磷组分分析发现可溶性活性磷酸盐(SRP)去除率得到明显提升。研究可以为污水处理厂利用内碳源开发提高生物除磷效果提供技术支撑。     

交替式厌/缺氧-好氧双膜反硝化除磷工艺

采用某污水处理厂A²/O工艺中的活性污泥为种泥,以模拟生活污水为对象,考察了交替式厌/缺氧-好氧双膜反硝化除磷工艺的启动与运行特性,并采用高通量测试技术分析系统除磷污泥的菌群结构。通过60天的启动试验,系统内反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例由21.3%提高到94.4%,出水磷在0.6mg/L左右。通过逐步增加进水氨氮的方法运行2个月,系统的脱氮除磷效果稳定。在进水P浓度为6.4mg/L,保持进水N/P比为8.8,交替厌/缺氧-好氧双膜反硝化除磷工艺效能最优,可达0.12kgN/(m³?d)和0.018kgP/(m³?d),出水总磷(TP)0.8mg/L,总氮(TN)12mg/L,出水COD、NH₃-N和TN达到国家综合排放标准GB18918-2002一级A排放标准。周期试验中,pH值、氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP值)均可作为厌氧释磷的控制参数,ORP也可指示缺氧吸磷的终点。典型周期内硝酸盐、亚硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系。系统内污泥多样性约为种泥的0.5倍,在“门”、“属”分类级别上分别以Proteobacteria、Xanthomonadales-nobank为主。     

碳磷比和污泥龄对一体化工艺同步脱氮除磷的影响

基于节能减排提效理念,改进现有OCO工艺,将沉淀池构建于主反应器一侧,得到一体化OCO工艺。以改进工艺处理模拟生活污水,在进水TN约为40 mg/L的条件下,通过改变剩余污泥排放量和进水COD、TP浓度,研究污泥龄和碳磷比对工艺脱氮除磷的影响,探讨工艺运行的优化策略。试验结果表明:(1)污泥龄为12 d是脱氮除磷的一个平衡点,此时COD、NH4+-N、TN、TP的去除率分别达到94%、99%、80%和92%;(2)稳定进水TP浓度为5 mg/L,改变COD浓度,使C/P比为20~120,当C/P比为60时,COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别达到90%、99%、80%和90%;(3)稳定进水COD浓度为300 mg/L,改变TP浓度,使C/P比从15增加为60,当C/P比为30时,COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别达到93%、99%、80%和91%。     

重金属镉胁迫下好氧颗粒污泥脱氮除磷特征分析

为探究重金属镉(Cd)胁迫下,好氧颗粒污泥培养及脱氮除磷的特征,以絮状物质为探究对象,采用摇床震荡并添加不同剂量Cd胁迫下好氧颗粒污泥的形成及脱氮除磷特征。结果表明在低浓度Cd(0.1mg/L和0.5 mg/L)时,颗粒污泥浓度增加,污泥沉降性加强,而当Cd质量浓度为3.0 mg/L,颗粒污泥稳定时期混合液悬浮固体(MLSS)浓度下降至2.16～2.19 g/L,污泥体积指数(SVI)升高至124.6～129.5 m L/g。进水Cd影响颗粒污泥脱氮除磷,0.1 mg/L和0.5 mg/L Cd提高总氮(TN)去除效率至81.5%～82.3%和83.4%～83.6%,而当3.0 mg/L Cd降低TN去除效率至54.9%～55.6%。低浓度Cd对总磷(TP)去除影响不明显,而高浓度Cd抑制TP去除。元素分析表明Cd浓度降低颗粒污泥表面Na与Ca的含量。     

硫酸铝投加量对前置A~2/O除磷及活性污泥性能的影响

为保证城镇污水厂出水总磷达标排放,以A~2/O工艺为研究对象,采用生物除磷与前置化学除磷相耦合的方法,重点考察Al_2(SO_4)_3投加量对出水TP含量以及反应器内活性污泥性能的影响。结果表明,铝、磷摩尔比为1:1时,出水COD和TP、NH4~+-N、TN含量均达到了GB 18918-2002的一级A标准;铝、磷摩尔比为0.5:1时,出水TP的质量浓度则高达2.0 mg/L左右。铝、磷摩尔比为1:1时,好氧污泥SVI由投药前的87.4 m L/g降至74.2 m L/g,ζ电位由-4.73 m V降至-7.16 m V,氧吸收速率由3.185 mg/(g·min)升到3.462 mg/(g·min),胞外聚合物(EPS)的总量由66.25mg/g升到105.2 mg/g,蛋白质与多糖的质量比由5.23降至2.09,表明污泥活性、沉降性能、脱水性能增强。进行好氧污泥微生物群落结构分析,发现铝、磷摩尔比为1:1时微生物种属由投药前8种减为5种,微生物丰度降低,拟杆菌和绿弯菌的比例有所上升,与变形菌一起成为反应器内优势菌群。     

不同C/P下低耗EBPR的脱氮除磷及侧流磷回收性能

采用厌氧交替好氧(A/O)模式下运行的SBR反应器,考察低耗(DO=1.0 mg/L)条件下不同进水m(COD)/m(P(记作C/P)对主流强化生物除磷(Enhanced biological phosphorus removal,EBPR)系统脱氮除磷效果及其相应的厌氧磷回收性能的影响。结果表明,当进水P浓度保持不变,C/P逐步降低(C/P=400/8、350/8、300/8)时,系统厌氧末期释磷量随进水碳源浓度的降低而逐步减小,相应的侧流磷回收率从61.5%降至45.3%,而磷去除率和出水磷达标率分别从96.7%和93.3%降至87.7%和30.0%,说明侧流系统的磷回收率和主流系统的除磷效率均受进水碳源浓度的影响,期间,NH₄⁺-N去除性能一直良好,TN去除率变化不大。继续降低C/P至400/12,在NH₄⁺-N去除性能不受影响而TN去除率提升3.8%的同时,主流EBPR系统的除磷率和出水磷达标率分别上升至97.4%和69.2%,相应的厌氧磷回收率达62.6%,说明影响主流系统除磷性能及侧流系...     

碳硫比和硝酸根投加量对DS-EBPR工艺的影响研究

为获得适宜的硫循环协同反硝化生物除磷工艺(DS-EBPR)运行条件,采用批次实验研究了进水m(C)/m(S)和NO_3~--N投加量对DS-EBPR的影响,同时对工艺代谢机理进行初步研究。结果表明,m(C)/m(S)为150/200时有最大吸磷速度2.4 mg/(g·h),而PHA的储存和消耗速度却最低,同时poly-S的储存和消耗速度却最大。DS-EBPR释磷段和吸磷段的反应进行能量平衡分析,说明poly-S在DS-EBPR工艺运行中可作为潜在的能量来源。poly-S在吸磷段可调节NO_3~--N的反硝化作用,可减少NO_3~--N对下一周期释磷段的影响,以达到良好的释磷效果。DS-EBPR工艺的反应机理明显不同于传统的EBPR工艺。     

缩短厌氧时间至零后SBR对磷的去除特性

在采用人工废水厌氧-好氧交替运行出现了典型的厌氧释磷、好氧超量摄磷、具有良好的除磷效果的SBR中,不断缩短厌氧时间至只有好氧段,研究反应器对磷的去除特性的变化.结果表明,当进水COD、ρ(NH~+_4-N),ρ(PO_4~(3-)P)分别为100、5、10mg·L~(-1)时,厌氧时间由75min逐步缩短为15、10、5min,释磷几乎在进水的20 s内完成,反应器内磷的质量浓度达到28～40.16 mg·L~(-1),在随后的厌氧阶段,继续释磷,好氧段磷的质量浓度迅速降低,出水磷的质量浓度在3.62～5.32 mg·L~(-1)之间,磷的去除率由接近100%下降到50%左右;厌氧时间缩短为0min后,进水的同时就开始曝气,但仍然出现释磷,磷的质量浓度达到36.9mg·L~(-1),在随后135min内液相主体中磷的质量浓度快速降低,微生物对磷的去除率还能达到44%以上.沉淀期(30 min)和闲置期(40 min)均没有观察到水中磷质量浓度的增加,反应器出现单一好氧生物超量聚磷的现象.经过40d左右的运行,这种单一好氧生物摄磷也没消失,去除率稳定在40%以上.除磷的发生是微生物在进水有机物浓度很低下经过特定诱导,在好氧环境下进水瞬间DO质量浓度的短时略微下降释磷,然后超量摄磷的结果.     

不同类型VFA对反硝化同步脱氮除磷的影响

为探究不同类型VFA(乙酸和丙酸)对反硝化同步脱氮除磷的影响,采用厌氧/缺氧富集驯化反硝化同步脱氮除磷微生物(DPAO),利用电子扫描显微镜(SEM)观察富集后微生物特征,并通过批次实验考察2种污泥的厌氧碳吸收、磷释放和缺氧硝酸盐消耗、磷吸收情况。结果表明:以乙酸和丙酸为VFA富集DPAO是可行的;乙酸系统中DPAO以短杆菌为主,而丙酸系统中DPAO以球菌为主,反映了DAPO的多样性特征;乙酸系统中,厌氧碳利用效率0.14 mg/mg(COD)和释磷速率3.5 mg/(g·h)(MLSS)、缺氧氮利用效率0.9 mg/mg(N)和吸磷速率2.3 mg/(g·h)(MLSS),明显高于丙酸系统中的相应参数值0.10 mg/mg(COD),2.7 mg/(g·h)(MLSS),0.7 mg/mg(N),1.7 mg/(g·h)(MLSS);乙酸系统呈现出典型的反硝化同步脱氮除磷特征,而丙酸系统除反硝化同步脱氮除磷外,还存在异氧菌的反硝化脱氮行为。     

腐殖土强化SBR工艺除磷效果及污泥性能

将普通SBR和腐殖土SBR反应器进行除磷效果对比。结果表明,腐殖土SBR工艺好氧吸磷量、利用单位PHA吸磷量、VFAs吸收速率都比SBR工艺明显提高,腐殖土强化了SBR工艺PAOs优势,提高了PAOs含量,抑制了GAOs的代谢活动,有利于生物除磷。腐殖土还改善了SBR工艺污泥沉降性能,SVI值比普通SBR工艺降低20%以上,VSS/MLSS比值降低8.9%,污泥性能改善是化学和生物共同作用的结果 。