曝气量对CAST工艺脱氮性能的影响

采用循环式活性污泥法（CAST）工艺处理生活污水,来研究曝气量对系统脱氮性能的影响.对不同曝气量（AR）下的系统氨氮和总氮去除效率进行了考察,并分析了不同曝气量下主反应区的溶解氧浓度变化.结果表明：三种曝气量（AR1=0.1,m3/h,AR2=0.2,m3/h,AR3=0.3,m3/h）条件下工艺氨氮去除效率为AR3〉AR2〉AR1,系统总氮去除效率则为AR2〉AR1〉AR3.0.2,m3/h的曝气量在主反应区形成的溶解氧浓度水平（0.0～2.0,mg/L）有利于工艺脱氮性能的提高.     

温度和游离氨对颗粒与絮状污泥硝化性能影响的对比研究

采用批式试验,考察了不同温度(10、15、20、25、30℃)及室温下不同游离氨质量浓度(1.76、8.23、14.68、26.52、46.23、90.00 mg/L)对好氧颗粒污泥和絮状污泥硝化作用的影响.结果表明,随着温度的升高,好氧颗粒污泥和絮状污泥的比氨氧化速率均增大,而在相同温度下,好氧颗粒污泥的硝化能力更强,比氨氧化速率分别是絮状污泥的4.5倍(10℃)和2.5倍(30℃).游离氨的试验表明,在游离氨质量浓度为90.00 mg/L时,游离氨对颗粒污泥硝化性能无明显抑制作用,但对絮状污泥抑制作用明显,比氨氧化速率比上一梯度减小了约43%,原因是氨氧化菌均布于絮状污泥中,与氨氮接触充分,易受到抑制,而好氧颗粒污泥的表面生物特征影响氨氮传质速率,使其具有抗高氨氮负荷冲击的优势,可见颗粒污泥在维持生物脱氮系统稳定方面具有较大潜力.     

回流比对短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理晚期垃圾渗滤液自养脱氮的影响

采用"连续流短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺"处理低碳氮比高氨氮浓度的晚期垃圾渗滤液.主要考察了在不同外回流比(100%~600%)的条件下,A/O反应器中氨氮转化率以及亚硝酸盐积累率的变化,游离氨(free ammonia,FA)与游离亚硝酸(free nitrite acid,FNA)的平均质量浓度变化;UASB反应器的厌氧氨氧化活性及其在相同高度(10 cm)处的粒径变化情况.试验结果表明,当回流比维持在300%时,A/O反应器中的亚硝酸盐氧化细菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)被FA和FNA联合抑制,进而达到了较好的短程硝化效果,A/O反应器中氨氮转化率、亚硝酸盐积累率分别达到93.5%、95.6%以上,UASB厌氧氨氧化反应器污泥持留性与活性均达到较高的水平,总氮去除负荷达到1.04 kg/(m~3·d)以上.定量PCR结果表明,厌氧氨氧化菌占全菌的比例达到了试验期间的最大值3.78%.     

3种硝化污泥性能的比较研究

采用分批培养试验,对3种污泥的短程硝化性能进行了比较研究.结果表明,与接种硝化污泥相比,长期以含氨无机废水运行后,硝化污泥的氨氧化潜能增强,基质亲和力降低,对亚硝酸的耐受力加大,亚硝酸氧化活性提高,亚硝氮积累率可达(63.58±4.19)%,积累的亚硝酸会因继续氧化成硝酸而减少;长期以含氮有机废水运行后,硝化污泥的氨氧化潜能衰退,基质亲和力增强,对亚硝酸的耐受力减小,亚硝酸氧化活性降低,亚硝氮积累率可达(92.17±2.67)%,积累的亚硝酸不会继续氧化成硝酸而趋稳定;从最大比氨氧化速率与半饱和常数(R_(ma)/K_(sa))之比判断,以两种不同基质运行后,硝化污泥中的亚硝酸细菌活性都得到增强.     

同步半硝化-厌氧氨氧化颗粒污泥工艺在低氨氮污水脱氮的应用

为了检验同步半硝化-厌氧氨氧化颗粒污泥工艺(simultaneous partial nitritation/Anammox with granularsludge,SPNAGS)对低氨氮污水的生物脱氮效果,开展了长期的小试试验研究.结果显示,在污水氨氮浓度从200mg/L降到20~50 mg/L时,系统中的颗粒污泥发生解体,难以保持颗粒状,且污泥颜色由原来的红棕色变为灰黄色,系统仍然保持很高的氨氮去除率(〉95%),但总氮的去除率却逐渐降低,最后仅有20%左右,约80%的氨氮转化为硝酸盐.因此,本研究进一步证明了该工艺在应用于低氨氮浓度污水生物脱氮时,系统内亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)的控制既是关键,也是挑战.     

改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺反硝化动力学性能

采用序批试验研究了在T=(15±1)℃条件下以生活污水、污泥水解酸化上清液、乙酸钠、甲醇、乙醇和葡萄糖为电子供体的活性污泥的反硝化性能以及pH变化规律和动力学特性.结果表明,乙酸钠的比反硝化速率和比耗碳速率最高,分别为4.13 mg/(g.h)和29.8 mg/(g.h),但其反硝化能力最低.污泥水解酸化上清液的反硝化速率与乙酸钠相当.反硝化菌需经若干周期的驯化后才能适应甲醇和乙醇电子供体.当要求直接提高反硝化速率时,不宜选择甲醇和乙醇为碳源.而葡萄糖电子供体系统在前10~120 min出现短暂的“ρ(NO_T^--N)还原停滞平台”,当大分子葡萄糖糖酵解为小分子有机物后,反硝化过程才顺利进行,糖酵解过程是葡萄糖反硝化过程的限速步骤.此外,不同电子供体反硝化过程pH变化规律可以间接指示反硝化动力学特性,其缺氧异养菌产率系数为0.68~0.73.     

不同污泥龄厌氧氨氧化菌的脱氮效能及其动力学特性

为研究不同污泥龄(SRT)条件下厌氧氨氧化菌的脱氮效能和动力学特性,采用一组SBR反应器研究梯度降低污泥龄过程中系统的NO2--N去除负荷(Nr)和NO2--N污泥负荷(Ns),并对各阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.结果表明,污泥龄由21 d梯度降低到12 d,Nr由0.590 kg/(m3·d)降低到0.493 kg/(m3·d),单位MLVSS Ns由0.178 kg/(kg·d)提升到0.297 kg/(kg·d),系统整体的脱氮性能有所下降,但单位质量的厌氧氨氧化菌脱氮效率显著提升;采用莫诺(Monod)模型可以较好地模拟不同污泥龄运行阶段厌氧氨氧化菌的动力学行为,动力学分析表明,随着污泥龄的降低,NO2--N的最大比降解速率vmax由0.406 d-1提高到0.826 d-1,半饱和常数Ks由23.3 mg/L增加到95.3 mg/L,梯度降低污泥龄能够筛选纯化生长速率较快的厌氧氨氧化菌菌种,提升NO2--N的最大比降解速率,但厌氧氨氧化菌对底物的亲和性会逐渐变差,稳定性降低.     

SG反硝化菌对硝酸蒸馏尾液的脱氮性能

以硝酸蒸馏尾液为研究对象,考察了SG反硝化菌在A/O系统中的脱氮效果。研究结果表明：在进水pH为0.36、反应温度30℃、C、N质量比为3.0、反硝化停留时间为35h,SG反硝化菌种投加量为5mL/L、氢氧化钠投加量为1.8g/L的实验条件下,装置连续运行30d,硝酸蒸馏尾液TN去除率达99%,ρ（出水TN）≤40mg/L,达到国标新排放标准。     

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO2--N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH4+-N)与硝酸盐氮(NO3--N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH4+-N与NO3--N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m3·d)降为0.2 kg/(m3·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6％和83.6％.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2％和97.4％.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO2--N积累特性未受影响,R1系统NO2--N积累效率达到95.1％且高于R2(89.8％),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.     

半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9~20℃、平均ρ_DO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m³·d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρ_FA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3~7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m³·d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m³·d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.     

进水碳氮比对缺氧/好氧SBR亚硝化系统的影响

为研究不同进水碳氮比对缺氧/好氧SBR亚硝化系统的影响,在室温下(18～20℃),调节进水的碳氮比为0,2/3,1,4/3,2,3,6,对反应器的运行情况进行研究.结果表明:在进水COD和氨氮负荷分别为0. 2,0. 3 kg/(m~3·d)时,仅历经24 d就成功获得了亚硝化絮状污泥,比进水无COD的污泥系统能较快启动亚硝化工艺.在碳氮比小于6时,污泥系统均能保持良好的亚硝化性能,亚硝化率大于90%;碳氮比为6时,亚硝化率下降至70%.进水碳氮比为4/3时,异养菌充分利用进水COD进行脱氮,总氮的去除率达到49. 8%,且COD的去除率保持在80%以上;进水碳氮比小于4/3时,污泥系统缺乏碳源,总氮去除率随着碳氮比的增加而增加;当碳氮比为4/3～2时,COD和总氮去除率几乎没有变化;当碳氮比为2～6时,由于进水氨氮负荷的降低,COD和总氮的去除率呈下降趋势,运行末期(154 d),COD和总氮的去除率分别为64. 8%,18%.由COD的增加而引起碳氮比的增加时,蛋白质(PN)呈逐渐增加的趋势,多糖(PS)几乎不变,而由氨氮的减少引起碳氮比的增加,PN和PS均下降,但PN与PS比呈上升趋势.     

O/A两级生物砂滤池的二次启动及其脱氮除碳效果

以城市二级处理出水为试验原水,通过逐渐提高滤速的方式,对停止运行近5个月的O/A两级生物砂滤池进行重新启动。重点研究了反应器的二次启动速度和启动后的脱氮除碳效果,以及C/N比对该工艺脱氮除碳效果的影响。试验结果表明,石英砂表面的生物膜并未死亡,通水运行后能在很短的时间内恢复正常。稳定运行期间,系统对CODCr和NH4+-N的平均去除率分别为45.53%和65.50%,出水CODCr和NH4+-N的平均浓度分别为48.50mg/L和4.12mg/L。当C/N比为5.0时,O/A两级生物砂滤池具有较高的TN脱除效果,TN去除率可达到30%以上,滤池出水TN含量低于15mg/L,均能达到一级A标准的要求。     

固定化藻类污水深度处理中氮、磷含量和氮磷比例对氮、磷去除率的影响

固定化藻类可以对人工配制的市政污水进行深度处理，其去除效率及影响因素有待深入探讨。实验研究了氮、磷含量和氮磷比例等因素对污水中NH4^ -N和PO4^3--P的去除效率的影响以及处理过程中藻类的生长变化。结果表明，当氮磷比例为5：1～10：1(NH4^ -N含量为15mg／L或PO4^3--P含量为1．5mg／L)时，藻细胞的增长量较大，最高达到96．0％。同样条件下对氮，磷的去除效率亦较高．对NH4^ -N的最大去除量为9．263mg／L，最大去除率为92．3％；对PO4^3--P的最大去除量为2．32mg／L。     

固定化藻类污水深度处理中氮、磷含量和氮磷比例对氮、磷去除率的影响

固定化藻类可以对人工配制的市政污水进行深度处理,其去除效率及影响因素有待深入探讨。实验研究了氮、磷含量和氮磷比例等因素对污水中NH4+ N和PO43- P的去除效率的影响以及处理过程中藻类的生长变化。结果表明,当氮磷比例为5∶1～10∶1(NH4+ N含量为15mg/L或PO43 P含量为1.5mg/L)时,藻细胞的增长量较大,最高达到96.0%。同样条件下对氮,磷的去除效率亦较高,对NH4+-N的最大去除量为9.263mg/L,最大去除率为92.3%;对PO43--P的最大去除量为2.32mg/L。