2种生物膜挂膜方法对比分析及其影响因素研究

采用模拟生活废水对比分析了生物膜反应器的2种挂膜方法 (自然挂膜法和接种挂膜法),并探究了HRT和DO对生物膜反应器去除COD和NH_4~+-N的影响。结果表明:同等工况条件下,采用接种挂膜法和自然挂膜法的COD和NH_4~+-N去除率分别为85.3%、67.8%和84.6%、66.2%,采用自然挂膜法完全可以取得接种挂膜法的效果;HRT和DO对生物膜反应器去除COD和NH_4~+-N有着重要影响,当HRT为6 h,DO为4.0 mg/L时,COD和NH_4~+-N去除率分别为90.2%和85.5%。     

组合生物膜反应器运行稳定性及微生物群落的研究

本研究在移动床生物膜反应器(MBBR)独立稳定运行之后,加入折叠曝气生物膜反应器(WFBR),考察了WFBR的加入对COD和NH_4~+-N去除的影响以及组合生物膜反应器长期运行稳定性和微生物群落变化。结果显示,WFBR加入后COD和NH_4~+-N去除效率明显提高,但MBBR中微生物群落的丰富度和多样性有所下降,MBBR中最主要微生物由蓝藻门变为变形菌门。组合生物膜反应器运行过程中,COD和NH_4~+-N去除率分别稳定在90%和99%以上;一个周期内的连续观察证实了WFBR良好的增氧功能;系统中最主要的微生物为α-变形菌纲细菌。     

多级A/O及改进工艺去除煤气化废水中典型污染物

采用多级A/O工艺(MsAO)和生物膜强化多级A/O工艺(BEMsAO)对煤气化废水进行处理,研究其对煤气化废水中典型污染物的去除特征。结果表明,当进水COD为546.9~2 221 mg/L时,MsAO和BEMsAO对COD均有较好的去除效果,去除率分别为91.67%和89.03%,去除负荷分别为514.9 g/(m~3·d)和364.6 g/(m~3·d);进水NH4~+-N的质量浓度为195.4~520.3 mg/L时,MsAO出水的NH_4~+-N的质量浓度平均为149.4 mg/L,去除率为63.42%。BEMsAO出水的NH_4~+-N的质量浓度平均为1.32 mg/L,去除率为99.48%,BEMsAO对NH_4~+-N的去除效果优于MsAO,NH_4~+-N的平均去除率提高了36.06%。当水力负荷由0.08 m3/(m~2·d)逐步升高到0.11 m~3/(m~2·d)时,MsAO中NH_4~+-N的去除率显著降低;尽管水力负荷增加了37.5%,但BEMsAO中NH_4~+-N的去除率始终维持在99.00%以上,BEMsAO耐负荷冲击能力优于MsAO。     

移动床生物膜反应器启动及污水处理效果研究

采用快速排泥法对小试规模的移动床生物膜反应器(MBBR)进行启动运行,并探究水力停留时间(HRT)和碳氮比(C/N)对污水处理效果的影响。结果表明,反应器启动后12 d污水处理效果基本达到要求,COD和NH_4~+-N去除率分别为82.9%±4.4%和69.4%±2.0%;COD与TP去除率随HRT延长先增大后减小,在HRT为10 h时去除效果为佳,分别达到86.4%±0.8%和75.6%±2.2%;随HRT的增加,出水中NH_4~+-N含量先减小后趋于稳定,去除率在HRT为10 h可达73.7%±3.5%。C/N对TP和NH_4~+-N的去除影响较为明显,高C/N下污水的处理效果较优,在进水COD/ρ(TN)=12时COD、TP及NH_4~+-N的去除率分别达到89.7%±1.6%、82.5%±1.5%和92.0%±2.0%。     

常温条件下OLAND工艺启动研究

探讨了常温下在固定床生物膜反应器中接种普通活性污泥、用人工模拟废水启动OLAND工艺的方法。实验温度控制在23~26℃,水力停留时间为2 d,初始进水NH_4~+-N为50 mg/L。结果表明,31 d首次出现总氮去除;第45天进水NH_4~+-N提升至60 mg/L,总氮和NH_4~+-N去除率分别达到89.54%、95.45%。第65天进水NH_4~+-N达到100mg/L,总氮和NH_4~+-N去除率分别为77.64%、87.17%,总氮去除速率达到最大值38.82 g/(m3·d),标志着OLAND工艺成功启动。该技术可满足城市生活污水的除氮需求。     

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。     

水解酸化+水力增氧床+人工湿地组合工艺处理生活污水的试验研究

研究了水解酸化-水力增氧床-人工湿地组合工艺对实际生活污水中COD、NH_4~+-N、TN、TP和浊度的去除效果。结果表明,组合工艺对污水中COD、NH_4~+-N、TN、TP和浊度的去除效果显著,平均去除率分别为94.3%、92.0%、60.3%、83.6%、93.4%,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,可用于中水回用。     

新型生物接触氧化载体及其实验研究

将新型玄武岩纤维载体应用于生物接触氧化工艺,考察了载体生物膜特性、对污水处理效果及其主要影响因素。结果表明,基于绿色环保玄武岩纤维的新型载体制作方法简便,已具备生物载体的一般性能,对污染物的去除率随时间的增加而增加;pH=8~10时,COD的去除效果达到90%左右,pH呈中性时,NH_3-N的去除率相对较好;当DO的质量浓度4~6 mg/L时,COD的去除效果较好,达到90%左右,NH_3-N去除率也能达到50%;该载体生物膜对TP去除率效果不是很显著;对COD的降解率影响力依次为是COD、DO含量、pH、NH_3-N含量;对NH_3-N的降解率影响力依次为NH_3-N含量、pH、DO含量、COD。     

MBBR不同填料挂膜启动及短程硝化特性研究

选取K2和多面空心球作为移动床生物膜反应器(MBBR)的填料,通过考察生物膜生物相、生物膜中胞外聚合物(EPS)的成分及含量、NH_4~+-N和COD去除效果等指标,对不同填料的MBBR挂膜启动特征和短程硝化动力学特性进行了研究。结果表明:K2填料生物膜较为紧实,其EPS中蛋白质和多糖含量较高;在相同运行条件下,K2填料对NH_4~+-N和COD的去除率分别可达94.46%、82.51%,高于多面空心球填料(88.24%、78.71%),且NO_2~--N积累率大于90%;采用Monod模型拟合得出动力学参数v_m=6.81 mg/(L·h)(K2填料)v_m=5.69 mg/(L·h)(多面空心球填料),这证实了K2填料利于MBBR快速挂膜启动,即能实现高效且稳定的短程硝化过程,又具有良好的底物降解能力。     

上升流-沸石曝气生物滤床处理低氨氮含量废水及其生物再生研究

研究了上升流-沸石曝气生物滤床(U-ZBAF)在低温时对低NH_4~+-N含量废水的去除效果,考察了HRT对NH_4~+-N去除效果的影响,氨氮迁移转化及稳定运行后填料低温储藏后升温生物的再生。结果表明,U-ZBAF的NH_4~+-N去除依托沸石对NH_4~+-N的吸附与沸石表面生物膜硝化反应;HRT大于1.0 h时,NH_4~+-N去除效果明显,以亚硝化反应为主,出水NH_4~+-N的质量浓度稳定低于1.5 mg/L,达到GB 18918-2016的环境敏感区NH_4~+-N排放标准。低温下生物膜硝化活性可在升温后恢复,并实现吸附饱和沸石的生物再生,可提高硝化性能和更新吸附能力。在U-ZBAF中发现亚硝化单胞菌属拥有较高的相对丰度,进一步验证其处理低NH_4~+-N含量废水的可行性和优越性。     

曝气生物滤池处理印染废水挂膜启动研究

采用不经二沉池沉淀的二级生化出水启动生物活性炭装置。启动挂膜过程中研究了装置对COD、NH3-N及色度的去除效果和进、出水的DO、pH值变化。试验结果表明:生物膜成熟后,生物活性炭装置对COD、NH3-N及色度均有较好的去除效果,稳定运行时COD的去除率保持在65%以上,NH3-N的去除率保持在70%以上,出水中未检测到色度。通过考察装置进、出水DO和pH值变化,可以判断硝化细菌的生长状况。研究结果显示:挂膜过程中进、出水DO差值变小时,硝化细菌生长状况良好;挂膜过程中出水pH值变小时,硝化细菌生长状况良好。     

可回流式生物膜组合反应器脱氮的影响因素

利用生物膜组合反应器处理实际生活污水,探讨了水力停留时间(HRT)、溶解氧(DO)和回流比(R)对系统脱氮性能的影响. 结果表明,在无回流时,HRT和DO仅对氨氮(NH4+-N)去除影响较大,而对总氮(TN)去除影响不大,硝化液回流后,系统TN去除率明显提高. 在水温为19~28℃、进水COD浓度为208~496 mg/L及NH4+-N浓度为29.5~89.5 mg/L的条件下,当HRT为3 h,O和B段DO分别为3~4和6~7 mg/L、系统回流比为150%时,该生物膜组合反应器对NH4+-N和TN的去除效果达到最佳,其平均去除率分别为98.97%和76.27%,此时系统出水NH4+-N和TN分别为0.43和11.2 mg/L,达到GB18918-2002规定的一级A标准.     

限氧连续曝气快速启动亚硝化-厌氧氨氧化工艺

实验探究了厌氧氨氧化在连续流生物膜反应器中的启动过程。结果表明,接种某污水处理厂好氧池普通混合污泥,在温度(32.0±1)℃、pH为7.2～8、完全自养条件下,通过连续曝气将溶解氧(DO)的质量浓度维持在1.5～2mg/L,经过约25 d驯化,实现了适合厌氧氨氧化的部分亚硝化。逐步将进水NH_4~+-N的质量浓度提高至500 mg/L,DO的质量浓度控制在2 mg/L左右,仍采用连续曝气,经过约40 d的驯化培养后,成功实现了氧化氨氧化细菌的富集,TN去除率可达40%以上。在反应器运行125 d后,进水TN的质量浓度为125 mg/L条件下,DO的质量浓度控制在1 mg/L左右,TN去除率可稳定在70%以上,最高可达84%,此时,进水体积流量为0.75 L/h,TN最高去除负荷为1.89 g/(L·d)。     

悬浮陶粒曝气生物滤池在城镇污水处理中的挂膜启动

采用"降流式漂浮陶粒生物滤池-升流式悬浮陶粒流化池"工艺在佛山某污水厂进行实验,研究了悬浮填料曝气生物滤池的挂膜与启动,及挂膜阶段系统对COD、NH_4~+-N和TN的去除效果。实验采用先低负荷连续流进水,然后逐渐增大负荷至设计负荷的自然挂膜方法,直到陶粒表面形成稳定的生物膜。研究结果表明,经过23天自然挂膜启动完成,出水COD去除率稳定在80%左右,氨氮去除率稳定在90%左右,总氮去除率在40%左右,系统运行稳定。     

一体化污水处理装置中DO及回流比对处理效果的影响

利用一体化污水处理小试装置考察了溶解氧(DO)及回流比对装置处理效果的影响,试验结果表明,DO和回流比对COD和NH_4~+-N的去除影响较大,DO为4.0~4.5 mg/L时,COD、NH_4~+-N的去除率最高分别为92.9%、93.5%;回流比为300%时COD去除率最高达到96.4%。DO和回流比增加对TN、TP的去除率呈现先上升后下降的趋势,在DO为3.5~4.0 mg/L时,TN、TP去除率最高至54.8%、70.6%;回流比为200%时,TN、TP去除率最高分别为68.6%、75.5%,而DO和回流比的进一步增加抑制了反硝化细菌脱氮以及聚磷菌厌氧释磷的过程,从而使得TN、TP去除率下降。     

多级SMBBR工艺处理低C/N比城市污水中试研究

通过中试试验研究多级SMBBR工艺(S/A/SMBBR)处理包头市某污水处理厂的低碳氮比生活污水的效能,考察SDC-03生物填料的挂膜启动及硝化液回流比、DO浓度和温度对脱氮效果的影响。结果表明,在15℃时,SDC-03填料在30 d左右完成挂膜,出水的COD和氨氮去除率70%左右;随硝化液回流比增加,NH_4~+-N平均去除率增加,TN去除率呈现先升高后下降趋势;回流比150%时,TN、NH_4~+-N的去除效果最佳;溶解氧(DO)浓度3 mg/L时,SMBBR工艺通过同步硝化反硝化(SND)实现最佳的脱氮效果。温度由15℃增加到30℃,脱氮效能增加,但效果不明显,多级SMBBR工艺对温度变化有良好的适应性。     

连续流间歇曝气工艺处理生活污水规律探究

采用连续流间歇曝气工艺处理生活污水,探究不同间歇曝气方式对连续流反应器中COD、NH_4~+-N、TN、TP去除效果的影响。结果表明,间歇曝气的运行方式有利于抑制污泥膨胀问题;所有工况COD去除率均高于82%,且随着曝气时间的增加而增加,最高可达到92%;出水TP的质量浓度在1.8~5.5 mg/L,平均去除率约为30%,缺氧阶段NO_x~--N(x=2、3)、好氧缺氧交替频率、温度均是影响TP去除效果的因素;进水TN主要以NH_4~+-N的形式存在,出水TN的质量浓度浓度在51~53 mg/L,去除率23.2%~55.8%,反硝化阶段碳源不足是造成TN去除率低的主要因素;NH_4~+-N平均去除率在78%左右,间歇曝气NH_4~+-N的去除效率均高于连续曝气工况。     

响应曲面优化跌水生物转盘去除氨氮的研究

针对我国农村生活污水氨氮处理效率低的情况,研发了4级跌水式生物转盘。为了优化跌水生物转盘对农村生活污水氨氮的去除效果,采用Box-Behnken响应曲面法建立以进水NH_4~+-N质量浓度、跌水高度和水力停留时间为因素,以NH_4~+-N去除率为响应值的二次多项式回归模型,并考察各因素以及因素之间对氨氮去除率的影响。结果表明,模型具有显著性,当进水NH_4~+-N的质量浓度20~50 mg/L,跌水高度控制在0.6 m,HRT为2.2 h,氨氮的去除率可以保持在80%以上。跌水高度、HRT、和进水NH_4~+-N含量三因素以及跌水高度和HRT,HRT和进水NH_4~+-N含量之间的交互作用对氨氮去除率影响显著。     

厌氧-好氧生物流化床耦合处理N,N-二甲基乙酰胺废水的研究

湿法生产腈纶会产生含N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)的废水,如果不加以处理会对环境造成危害。研究采用厌氧-好氧生物流化床耦合处理含DMAC模拟有机废水。废水中DMAC浓度为75.0 mg×L-1,化学需氧量(CODCr)浓度160.5mg×L-1,葡萄糖、氯化铵为外加碳源、氮源,在CODCr/NH_4~+-N￡2、水力停留时间(HRT)14.9 h条件下处理废水,结果表明:NH_4~+-N的去除效率在CODCr/NH_4~+-N值为1时最高,达到81.9%;DMAC的去除效率随着CODCr/NH_4~+-N值降低而降低,在CODCr/NH_4~+-N值为2时,去除效率达到81.2%,在CODCr/NH_4~+-N降到0.5时,DMAC去除效率只有31.3%。当DMAC作为单一底物时,厌氧-好氧生物流化床耦合处理工艺对浓度为100.0 mg×L-1的DMAC废水去除效果较好,最高去除效率达到85.2%,出水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)的直接排放标准。     

pH对悬浮填料反应器脱氮效果的影响

研究了pH及投加PAFC对MBBR反应器的影响。结果表明:pH对硝化、反硝化过程的影响均较大,pH=7.5时,PAFC-MBBR和普通MBBR的NH_4~+-N去除率分别达85.3%、75.2%,出水NH_4~+-N浓度基本在8 mg/L以下,而在偏酸或偏碱环境下,NH_4~+-N的去除效果下降;pH为6~7.5时,TN去除效果较好,pH=6和pH=7.5时,普通MBBR的TN去除率达70%以上;投加适量的PAFC作为辅助药剂,可以得到更好的脱氮效果,pH=7.5时,PAFC-MBBR的NH_4~+-N和TN去除率分别达到85.96%和82.73%,较普通MBBR提高10%左右。