序批式生物膜法处理低碳城市水高效除磷的试验

针对碳、氮、磷比例失调碳源偏低城市污水,因碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题及连续流生物膜法除磷率低的缺点,为提高生物膜的除磷效率,通过构建厌氧/好氧交替运行的序批式生物膜反应器(SBBR),合理调控厌氧和好氧段的运行时间,处理广州地区碳源偏低的城市污水,研究其生物除磷的效果和控制影响因素.结果显示,在无需额外添加碳源的条件下,当进水TP浓度为1.65～7.10mg/L,出水TP浓度可在0.085～0.5mg/L之间,去除率达到90%以上.在此基础上,对SBBR的厌氧和好氧段的工艺特性及控制影响因素进行系统分析,指出厌氧/好氧交替运行的工序是SBBR处理城市污水高效除磷的前提和基础,而确保厌氧磷的最大有效释放是SBBR系统高效除磷的关键.     

渭河流域校园生活污水的低耗高效脱氮除磷试验研究

采用厌氧、好氧交替运行的序批式活性污泥(SBR)对碳源相对不足的校园实际生活污水进行中试,旨在为社园区生活污水的低耗高效脱氮除磷SBR运行控制提供指导.结果表明,通过对厌氧、好氧时段进行合理设置,在无需外加碳源条件下,实现了COD和NH3-N、TN、PO43--p的高效去除,平均去除率分别达83％和94％、70％、97％,出水中有机物和氮的含量达到GB 18918-2002一级B要求,而且TP的质量浓度也低于0.5 mg·L-1.DO的质量浓度在好氧段末端维持在2 mg·L-1,可实现DO含量梯度和好氧硝化反硝化、反硝化聚磷,达到“一碳两用”的效果,表明合理控制污泥龄和DO是实现SBR同步脱氮除磷的关键.     

双循环两相生物处理工艺（BICT）除磷中试试验

一种新型的生物脱氮除磷工艺一双循环两相生物脱氮除磷工艺，它是在序批式活性污泥法基础上增设独立的生物膜反应器，实现微生物的分相培养，对提高脱氮除磷效率、增强系统运行的稳定性和可靠性提供了很大的潜力。通过对城市污水的试验，结果表明，在适宜的负荷和运行条件下TP去除率可达90％，出水TP浓度可控制在1．0mg／L以下。     

厌氧/好氧交替式生物滤池除磷工艺中生物膜特性

采用厌氧/好氧交替式生物滤池工艺,对低碳磷比的模拟生活污水进行生物除磷。随运行时间的延长,培养出含有高比重聚磷菌的生物膜,具有高效聚磷和除磷功能,其生物膜含磷量最高达110 mg.g-1,厌氧最高释磷达65mg.L-1,最优出水TP质量浓度为0.4 mg.L-1。通过不同方法分析生物膜特性,探讨了不同运行阶段下生物滤池中富含聚磷菌生物膜的分布特性及其中聚磷菌特性。     

生物优势菌种对SBBR除磷性能的影响

通过投加聚磷菌与未投加聚磷菌的对比试验,研究投加优势菌种后淹没序批式生物膜法(SBBR)除磷性能。试验结果表明:SBBR反应器中投加生物优势菌种后,厌氧段总磷释放和好氧段总磷吸收的效果明显增加,提高了除磷效率,缩短了停留时间。在填料装填密度为30%,水力停留时间为7h(其中厌氧3h,好氧4h),pH值在6.5～8.5时,进水COD在0.2～1.5kgCOD/m3.d时,投加菌种的反应器中COD和TP去除率均明显高于未投加菌种的反应器,去除效率提高5%以上,反应器对COD和TP的变化具有更强的适应性。     

BSBR工艺对城市污水中低浓度磷酸盐的富集优化

采用生物膜序批式反应器（BSBR）在厌氧阶段COD仅为100 mg/L的条件下对模拟废水中的低浓度磷酸盐（2.5 mg/L）实现高效去除和高倍富集。结果表明：好氧出水磷浓度<0.5 mg/L且回收液的磷浓度最高达到了59.53mg/L，磷回收效率为58.63%，碳源消耗（回收每克磷消耗COD的量）为56.27±2.6 mg-P/mg-COD。高通量测序结果表明，当进水磷浓度由10 mg/L降至2.5 mg/L后，变形菌门的丰度从82.1%降至41.9%，拟杆菌门的丰度则从9.6%升至49.1%。在属水平，反应器稳定运行后，生物膜内优势群属主要为Flavobacterium(32.98%)。通过对DO、HRT和好氧厌氧进水体积比的优化，提高溶解氧和延长HRT有利于提高磷回收液浓度和磷回收效率并且降低碳源消耗。     

改进AB工艺对城市污水的处理

针对传统AB工艺在生物脱氮除磷方面的碳源相对不足问题,本试验采用改进AB工艺处理城市污水,以强化传统AB工艺的生物脱氮除磷功能。平行对比试验结果表明：改进AB工艺可以显著提高传统AB工艺的生物脱氮除磷功能,在进水COD浓度250～620mg／L,NH3-N45～70mg／L,TN60～90mg／L,TP7～12mg／L的条件下,改进AB工艺对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除效率分别达到82．1％、90．3％、79．8％、90．61％,出水COD、NH3-N和TP等各项污染指标均能实现达标排放。     

低溶解氧对改良A／A／O工艺脱氮除磷的影晌

以采用厌氧／缺氧／好氧（A／A／O）工艺的城镇污水处理厂为研究对象,利用改良A／A／O中试装置开展处理实际污水的研究,通过与实际工艺的运行效果对比,系统探讨了低溶解氧（DO）浓度以及好氧池末端非曝气区的设置对脱氮除磷的影响。结果表明当好氧区的DO平均浓度从2．2mg／L逐渐降至1．0mg／L时,系统COD的去除效率与硝化效果未受到影响,但除磷效果明显下降;随着DO平均浓度的降低以及非曝气区对DO的缓冲,保证了缺氧区的缺氧环境,同时有效降低了内回流液中DO浓度的携带对碳源的消耗,提高了反硝化效率,使得系统对TN的去除率逐渐升高。就总体运行情况来看,A／A／O工艺中好氧区DO的平均浓度可以在1．0—2．0mg／L之间运行,同时在好氧区末端设置非曝气区,可以有效地缓冲内回流液中DO浓度对反硝化的影响,提高脱氮效率。     

分段进水强化城市生活污水脱氮除磷效果研究

采用序批式活性污泥反应器,分别在厌氧-好氧、厌氧-缺氧-好氧运行方式下,研究了分段进水强化城市生活污水同步脱氮除磷的效果。结果表明,水总体积的30%进入厌氧段即可满足磷酸盐的去除对碳源的要求;SBR以厌氧-缺氧-好氧方式运行时,缺氧段NO3--N的质量浓度为20 mg·L-1时,可完全去除磷酸盐,并且随着二次分配的碳源增加,反硝化脱氮的效果明显提高,出水时硝酸盐氮含量大幅减少,获得了同步脱氮除磷的效果。     

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。     

强化生物除磷系统除磷性能分析

采用厌氧/好氧和厌氧/缺氧两阶段方法培养反硝化聚磷菌,研究了第一阶段系统的除磷性能。结果表明,稳定运行的强化生物除磷系统,具有良好的除磷性能,出水磷的质量浓度小于0.5 mg/L,除磷率大于93%。通过厌氧/好氧交替方式运行,反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例约为21.2%。缺氧段硝酸盐的消耗量与磷的摄取量成线性关系,缺氧吸磷速率约为好氧吸磷速率的49.3%。     

序批式反应器中反硝化除磷脱氮的研究

为了提高污水脱氮除磷的效率,研究采用序批式反应器(SBR工艺)厌氧、好氧和缺氧(AOA)的运行方式富集反硝化聚磷菌(DPB),实现同步脱氮除磷。结果表明:在好氧段投加甲醇作为碳源(25—40 mg/L)可有效抑制好氧吸磷,对硝化反应影响较小,能够在缺氧段实现同时反硝化脱氮除磷。SBR反应器稳定运行10个月,当进水NH4+-N、PO43--P分别为30,15 mg/L时,总氮(TN)和PO43--P的平均去除率分别为82.5%和92.1%。聚磷菌能够利用硝酸盐作为电子受体,DPB占总聚磷菌的比例达到44.8%。与A2O运行方式相比,AOA运行方式更有利于实现DPB的富集。     

交替式间歇曝气移动床生物膜反应器同步脱氮除磷

中试研究了交替式间歇曝气移动床生物膜反应器(MBBR)处理低含量城市污水,考察了反应器RI(填装聚氨酯海绵填料)和RII(填装聚乙烯悬浮填料)在不同间歇周期运行模式下的运行性能。结果表明,2组反应器运行良好。在合适的工况条件下,RI出水COD和NH3-N、TN、TP、SS的质量浓度平均分别为21.23 mg/L和3.27、5.92、0.55、9 mg/L;RI的同步脱氮除磷效果优于RII,COD和SS处理效果与后者相当。在污水低碳源状况下,RI采用的间歇周期变水位运行模式有利于提高污水中碳源的利用率,改善反应器同步脱氮除磷性能。交替式间歇曝气MBBR,能够在单级反应器同一物理空间内同步实现碳氮磷和SS的有效去除,降低曝气消耗,提高同步硝化反硝化效率。     

垂直流填料床逐级增氧池一体化生物膜反应器性能应用研究

采用旁路回流逐级曝气的增氧工艺,设计了一种垂直流填料床逐级增氧池一体化生物膜反应器,维持了高密度生物膜,对污染物进行多级好氧深度处理。填料床分别以不同粒径阳离子改性陶粒、凹凸棒土烧结粒、海绵钢渣为填料,在好氧条件下,实现高效生物脱氮、化学除磷,有效避免了脱氮与除磷过程中不同微生物对碳源的竞争,反应器在第10天启动成功,具有挂膜速度快、体积小、生物量大、曝气效率高且脱氮除磷效果良好的特点。模拟低C/N污水COD为90~100 mg/L,TN、NH_4~+-N、TP进水质量浓度分别为20~24、18~20、5~8 mg/L。经过60 d稳定运行结果表明,HRT为6 h时,出水COD为1.8 mg/L,TN、NH_4~+-N、TP出水质量浓度分别为1.5、1.2、0.2 mg/L,对模拟污水COD、TN、NH_4~+-N、TP的去除率分别可达98.2%、92.1%、93.2%、97.8%。出水水质均达到城镇污水处理厂污染物排放标准的一级A排放标准,同时达到地表水环境质量标准的Ⅳ类水质标准。     

碳源对SBR系统短程硝化/反硝化除磷影响的比较研究

2个实验室规模的序批式反应器在厌氧/好氧/缺氧交替条件下运行,以比较表面活性剂SDBS促进剩余污泥发酵产生的发酵液(S-SBR)与乙酸(A-SBR)分别作碳源对同时生物除磷脱氮系统的影响.结果表明,2个SBR反应器中均发生部分短程硝化反硝化,好氧段,S-SBR中亚硝态氮累积的VSS最高浓度为3.5mg·g-1,累积率达到70.0%,分别为A-SBR的2.3倍和1.7倍;A-SBR中的磷主要通过好氧聚磷去除,而S-SBR中除了好氧聚磷外,另有13.0%的磷通过反硝化除磷去除,使得S-SBR中总氮和磷的去除率(分别为94.7%和100.0%)比A-SBR(分别为79.2%和73.4%)高,因此,以剩余污泥发酵液作碳源与乙酸相比有助于生物脱氮除磷系统保持较好的脱氮、除磷效果.     

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。     

同步化学除磷对A2O性能影响及微生物特性研究

为强化厌氧-缺氧-好氧(A~2O)工艺深度处理城市污水中的TP,满足GB 3838-2002的地表IV水体要求(TP的质量浓度0.3 mg/L),采用FeSO_4作为同步除磷研究,考察Fe盐同步化学除磷对A~2O工艺脱氮除磷性能和污泥沉降性能的影响,并解析该过程的微生物群落特性。结果表明,Fe~(2+)投加可保证出水TP的质量浓度0.3 mg/L,且对COD的去除效果和去除速率影响较小;且同步化学除磷可改善脱氮性能和污泥沉降性能。Fe盐投加对Bacteroidetes的影响较小,Saccharibacteria和Acidobacteria的丰度在Fe盐投加后显著下降,Actinobacteria菌群随着Fe盐投加组运行时间的增加。     

AOA工艺内源反硝化强化深度脱氮除磷

以实际低C/N生活污水为处理对象,考察了AOA（厌氧/好氧/缺氧）工艺内源反硝化脱氮除磷性能。实验重点研究了生物填料的快速挂膜情况、微生物种群结构变化和系统脱氮除磷效率。结果表明,接种污泥后系统污染物去除性能迅速提高,阶段Ⅲ出水COD、NH₄+^-N、TIN、TP平均浓度分别为33.36 mg/L、1.80 mg/L、5.27 mg/L和0.23 mg/L,相应的去除率分别77.4%、94.6%、84.3%和94.2%。FISH实验结果表明,活性污泥中功能菌聚糖菌GAOs占比13.5%,聚磷菌PAOs占比11.1%,生物膜上硝化菌AOB占比18.3%,NOB占比9.2%。在无外加碳源条件下,系统利用原水内碳源通过后置内源反硝化和反硝化除磷实现深度脱氮除磷,同时AOA工艺只有污泥回流,较传统A²O工艺节省了硝化液回流能耗,运维管理方便。     

投加生物填料实现AAO工艺改造的案例分析

此工程以现有传统AAO脱氮除磷工艺为改造对象,在不新增土地、不新建反应池、不改变主体结构,以及降低对生产运行影响的前提下,发挥现有构筑物的处理能力,在缺氧段和厌氧段引入移动床生物膜反应器(MBBR),延长缺氧段的水力停留时间(HRT),实现高效的生物脱氮除磷,同时使用超细格栅降低生物池浮渣量。最终出水总磷含量为0.32 mg/L,总氮含量为8.0 mg/L,悬浮物固体含量(SS)含量约7 mg/L,达到城市污水厂污水一级A排放标准(GB 18918—2002)。     

常规与倒置A2/O工艺处理猪场消化液比较研究

以高COD、高NH_4~+-N含量、低C/N的猪场厌氧消化液为研究对象,比较了常规A~2/O与倒置A~2/O工艺在碳源利用及脱氮除磷效果方面的差异。结果表明,在总HRT均设为124 h、消化液回流体积比和污泥回流体积比分别为300%和50%的相同条件下,倒置A~2/O对厌氧消化液中的COD、氮和磷的去除率比常规A~2/O分别提升了8.16、10.83、27.32百分点。倒置A~2/O稳定运行后出水COD和NH_4~+-N、TP的质量浓度最低分别为228 mg/L和63、8 mg/L,达到GB 18596-2001的排放要求。倒置A~2/O将缺氧池前置而使得厌氧池与好氧池直接相连,有利于提高缺氧池对低C/N废水中碳源的利用率,提升系统反硝化脱氮能力;而且能够保证厌氧池的厌氧环境,增加好氧池的吸磷动力,从而有利于系统除磷效率的提高。