A~2O/A-MBR工艺在污水处理厂中的应用

介绍了污水处理厂A~2O/A-MBR工艺的概况、工艺流程、主要工艺设计参数,确定了主要控制指标为TN、TP含量和COD。分析了工艺技术特点和运行数据,生化池采用两点式方式进水,并增加后缺氧段,保证了COD去除效果和脱氮除磷效果,出水COD年均27.6 mg/L,去除率91%。提出了回流控制和DO含量控制的脱氮优化策略,当硝化回流体积比控制在150%~200%,膜池污泥回流体积比控制在250%~320%,曝气池末段DO的质量浓度控制在1.5~2.5 mg/L时,系统有较好的TN去除效果,出水TN、NH3-N的质量浓度年均分别为9.98、0.780 mg/L,去除率分别为66.8%、96.1%。通过改变除磷药剂投加位置来优化除磷,实际投加量为1~1.5 t/d,出水TP的质量浓度平均低于0.20 mg/L,去除率96.8%。     

混合液回流比对A/A/O工艺反硝化除磷的影响

以生活污水培养驯化污泥的小试规模A/A/O工艺为研究对象,进行了混合液回流比为100%、200%和300%时对反硝化除磷的影响研究,并利用厌氧/缺氧批式试验方法对污泥特性进行单独考察。结果表明,随着混合液回流比的增大,缺氧除磷在系统除磷所起的作用、反硝化聚磷菌缺氧利用单位聚羟基链烷酸（PHAs）的吸磷量和反硝化数量出现先升高后下降,厌氧合成单位PHAs的释磷量和好氧利用单位PHAs的吸磷量并没有受到影响,以200%时反硝化除磷和系统脱氮除磷效果为最好,过高或过低NO₃-N浓度均会影响反硝化聚磷菌的缺氧吸磷速率和PHAs降解速率,但并没有影响其本身所固有的特性。     

改良型倒置A~2/O生物膜工艺的脱氮除磷性能研究

通过在倒置A2/O工艺中增设填料,并对其污泥及硝化液回流方式进行变化后,得到兼具脱氮除磷功能与生物膜特点的改良型倒置A2/O生物膜工艺,并以实际生活污水为处理对象考察了工艺的脱氮除磷性能。结果表明,系统采用硝化液回流与污泥回流分离的方式,并增设组合填料与火山岩后,有助于提升系统的脱氮除磷性能,增强系统的稳定性。当DO质量浓度维持在2.0 mg/L和硝化液体积回流比为200%的条件下,系统对COD、NH4+-N、TN及TP的去除率分别可达84.9%、92.8%、70.9%和75.3%。DO质量浓度及硝化液回流比对系统的脱氮除磷性能有较大影响。     

倒置A2/O与改良A2/O工艺生产性试验比较

以典型高浓度城市污水为处理对象,在生产性试验规模上,比较了不同回流比条件下倒置A2/O工艺与改良A2/O工艺在脱氮除磷效果上的不同,并研究了通过缩短初沉池水力停留时间缓解脱氮除磷碳源矛盾的可行性.试验结果表明,以较低污泥回流比运行的倒置A2/O工艺可以保持较好脱氮除磷效果,与相同污泥回流比而硝化液回流比为300%平行运行的改良A2/O工艺脱氮效果基本相当,但除磷效果优于改良A2/O工艺;提高倒置A2/O工艺污泥回流比至200%左右时,其脱氮除磷效果均优于改良A2/O工艺;通过缩短初沉池水力停留时间可以有效缓解生物脱氮除磷碳源的矛盾,提高系统整体脱氮除磷效果.     

A2O工艺处理低C/N比生活污水的试验研究

采用52.5 L的A²O试验装置处理实际生活污水,研究了A²O工艺在处理低C/N比生活污水时的脱氮除磷特性,并探讨了如何通过强化缺氧吸磷来提高系统的脱氮除磷效率。试验结果表明：在厌氧/缺氧/好氧体积比为1/1/2、HRT为8 h、污泥回流比为70%、内回流比为300%的工况下处理C/N为7.89的生活污水,TN和SOP去除率分别能够达到85.4%和93.3%,系统中存在反硝化除磷,缺氧吸磷占总吸磷量的25.3%。同样的运行条件下处理C/N为4.20的生活污水时,SOP去除几乎不受影响,但TN去除率降低至62.2%,平均出水TN浓度也超过20 mg•L^-1。维持厌氧区体积不变,增大缺氧区体积,使得缺氧/好氧体积比为5/8时,TN去除率可上升到70.7%,缺氧吸磷占总吸磷量的55.2%。同时改变内回流比的试验表明250%的内回流比能最大程度地强化反硝化除磷的作用,此时TN去除率可提高至77.3%。强化A²O工艺中的反硝化除磷,能克服碳源不足对脱氮除磷的影响,显著提高低C/N比污水的脱氮除磷效率。     

改良A^2／O工艺脱氮除磷研究

实验研究了污泥回流比和混合液回流比对改良A2/O工艺脱氮除磷的影响.预缺氧池能够让NO3--N在进入厌氧池前被完全反硝化,保证磷的正常释放.污泥回流比对整个系统的处理效果影响较大,污泥回流比减小,生物反应器中的细菌数量会逐渐减少,出水水质变差;污泥回流比过大,系统处理效果也会变坏,实验采用50%、100%和150%污泥回流比,污泥回流比为50%时脱氮除磷效果最好.混合液回流比为200%、300%和400%对TN、TP的去除研究表明:混合液回流比增大为反硝化提供了更多的基质,从而提高总氮的去除效果,但是随着混合液回流比进一步增加,不会提高氮的去除效果,反而使能耗大大增加.因此,运行条件优选为污泥回流比为50%,混合液回流比为200%.     

多点进水改良型复合A2/O处理低C/N污水

以低C/N比城市生活污水为研究对象,重点考查了改良A²/O工艺的脱氮除磷性能。原水按一定比例分配给厌氧池和缺氧池,以合理分配厌氧释磷和缺氧反硝化所需的碳源;在好氧池和缺氧池中分别投加填料,以稳定系统的硝化和反硝化效果,提高系统的脱氮性能;厌氧池和缺氧池出水都直接进入好氧池。在进水COD/TN平均为5.54,HRT为11 h,SRT为15 d,MLSS为3000～4000 mg·L^-1,污泥回流比为50%条件下,通过三种不同进水分配比以及三种混合液回流比的对比试验研究,得到系统最佳进水分配比5:5,对分配脱氮和除磷所需碳源更加合理;而混合液回流比为200%,过高会破坏缺氧池的溶解氧环境,过低又会导致缺氧池反硝化作用不能充分发挥。在最优工况下COD、NH₃-N、TN和TP出水水质分别为29.7、0.1、11.8和0.42 mg·L^-1,平均去除率分别达到87.8%、99.7%、72.4%和91.3%,出水优于国家GB 18918-2002一级A排放标准,并且在缺氧池中发生了明显的反硝化除磷现象。     

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。     

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。     

改良多级A/O对低C/N生活污水强化除磷效果研究

针对传统多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水除磷效果差的问题,通过增设前置厌氧段改良多级A/O工艺,重点研究了除磷效果的可行性。结果表明：在温度为17℃±3℃、流量分配比为100%∶0∶0、水力停留时间为10h、污泥回流比为50%、污泥龄为14天的条件下,系统总体除磷效果较好。其中COD、TP平均去除率分别为89.81%、90.35%,出水平均浓度分别为32.65mg/L、0.49mg/L,均优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。由于受到硝化反硝化的综合影响,对污水中含有的氮素去除效果一般,其中NH₃-N、TN去除率均为50%左右,出水平均浓度为30.32mg/L、30.41mg/L,可通过外加碳源的方式增强反硝化能力,进一步提高系统脱氮效果,出水有望达到一级B标准。改良工艺在保证有机物去除效果的基础上基本实现了脱氮除磷,可为实际生活中处理低C/N生活污水提供参考。     

体积比对改良A~2/O-同步脱氮除磷装置去除效果的影响

研究设计了一套改良A~2/O-强化同步脱氮除磷装置,探讨了该装置在处理南方城市低碳氮比的城市污水的同步脱氮除磷功能,给出了该装置的优化运行参数。研究结果表明,在温度为22~28℃、好氧池末端DO的质量浓度为1.5 mg/L、HRT为8 h,硝化液回流体积比为200%,缺氧混合液回流体积比为150%,污泥回流体积比为60%~80%,厌氧池、缺氧池、好氧池体积比为1:2.6:6.4时,中试装置出水COD和NH_4~+-N、TN、TP的质量浓度平均分别为36.52 mg/L和0.87、12.95、0.43 mg/L,符合GB 18918-2002一级A标准。     

不同回流比和SRT对A/O-MBR脱氮除磷的影响

通过改变回流比和污泥龄(SRT)考察其对A/O-MBR脱氮除磷效果的影响,结果表明:在整个运行过程中,不同回流比对氨氮的去除率都在96%以上。提高回流比,使得反硝化过程不能完全进行,从而导致出水NO3--N升高,脱氮效率降低。而SRT对NH4+-N、NO3--N和TN没有明显影响。此外,在SRT=30 d,回流比较低时(回流比为2),厌氧释磷作用较为明显,而提高回流比(回流比为3),反硝化聚磷过程得到强化,反应器均能达到较高的除磷效果(95%以上)。而当污泥中TP含量达到饱和时,增加SRT至60 d,并不能有效改善除磷效果。     

并联式A~2O/MBR反硝化聚磷工艺试验研究

基于反硝化聚磷理论,结合MBR工艺的优点,在传统A2O工艺的基础上提出新型并联式同步脱氮除磷工艺。工艺解决了传统工艺中的碳源不足、硝酸盐氮供需矛盾等问题;通过省去沉淀池,节约了占地面积。针对常规城市污水,研究了不同工艺条件对处理效果的影响。结果表明,当污泥体积回流比为50%,内体积回流比为100%时具有较好的去除效果,COD、NH4+-N、TP和TN去除率分别达到了90%、99%、94.4%和67%。     

连续流双污泥系统反硝化除磷实验研究

通过实验室小试,以生活污水为研究对象考察了厌氧/缺氧与淹没式好氧生物膜滤床相结合的连续流双污泥系统的除磷脱氮效果.长期试验结果表明,该工艺解决了传统脱氮除磷工艺中反硝化菌与聚磷菌竞争碳源这一主要矛盾,并可以分别控制硝化污泥与反硝化聚磷污泥的污泥龄,而且该系统适合处理C/N较低的生活污水,与传统除磷脱氮工艺相比,不用额外投加碳源,剩余污泥含磷量高,节省曝气量.系统对COD、总磷、总氮和氨氮的平均去除率分别为81.78%、92.51%、75.75%和84.47%.     

餐厨垃圾污泥共发酵强化低C/N A2O脱氮除磷

为寻求餐厨垃圾污泥资源化利用方式,明晰共发酵产酸对厌氧-缺氧-好氧(A~2O)工艺脱氮除磷强化效果。研究共发酵产酸对强化生物反硝化可行性,对比研究传统碳源和发酵液对A2O工艺脱氮除磷性能的影响,并解析该过程的微生物群落特性。结果表明,采用餐饮垃圾和污泥共发酵产物可作为生物脱氮除磷碳源,反硝化效率为5.31mg/(g·h);与甲醇作为碳源相比,发酵液对NH_4~+-N和TP的去除效果分别提高2.04和4.84百分点;而对TN的去除差别较小。采用不同的碳源,活性污泥中微生物群落组成发生显著差别,发酵液作为碳源优势菌群为Rhodocyclaceae。     

厌氧释磷量和温度对反硝化聚磷的影响

为了提高双污泥系统的脱氮除磷效率,以反硝化除磷污泥为研究对象,采用静态试验进行对比研究,考察了厌氧释磷量和温度对缺氧反硝化聚磷的影响。结果表明:在试验范围内,随着厌氧释磷量的增加,反硝化聚磷量、净聚磷量和硝氮去除效率增加,聚磷量与释磷量之比基本不变。在8、16、28℃三种情况下,均在约260min时结束反硝化聚磷,低温下反硝化聚磷效果显著下降。在各试验条件下,NO-3-N去除量与PO34--P去除量均呈良好的线性关系,系数为1.002~1.044,体现了系统中污泥的固有特性。     

倒置A~2/O工艺生活污水脱氮效果研究

采用倒置A2/O工艺处理生活污水中的氮,研究进水C/N、溶解氧、回流比这三个因素对倒置A2/O工艺脱氮效果的影响;分析好氧段、缺氧段、厌氧段各阶段,总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的转化情况,以确定实现最佳脱氮的效果。结果表明:最佳进水C/N比为400,好氧段溶解氧为2.0mg/L,污泥回流比为75rad时,脱氮效果最好。通过对不同格室氮形态的研究表明,亚硝酸盐主要在缺氧段去除,而在厌氧段和好氧段出现了亚硝酸盐的累积;对于氨氮的去除主要发生在好氧段,其去除率可占到总去除率的70%以上。     

电子受体和MLSS对反硝化除磷的影响

采用序批式活性污泥法进行污水处理试验,考察电子受体的浓度和种类、MLSS对反硝化聚磷污泥脱氮除磷效果的影响。结果表明硝酸盐浓度的提高有利于除磷,但过高的硝酸盐浓度（40 mg/L）,会导致脱氮效果降低,进而影响下一周期的厌氧释磷效果;在较低的亚硝酸盐浓度下（5 mg/L）,有少量摄磷;当亚硝酸盐浓度大于20 mg/L时,对反硝化除磷有明显的抑制作用;随着MLSS增加,厌氧释磷量和缺氧摄磷量均增加;单位MLSS释磷量和单位MLSS摄磷量均与MLSS变化趋势相反;当MLSS大于11．3 g/L时,MLSS的增加对厌氧释磷量和缺氧摄磷量影响不大。     

厌氧段HRT对A2N工艺反硝化除磷脱氮效果的影响

为了考察厌氧段水力停留时间（HRT）对A2N工艺反硝化除磷脱氮效果的影响，采用连续流双污泥反硝化除磷脱氮装置以生活污水为处理对象，研究了厌氧段在不同HRT时系统的除磷脱氮效果，以及厌氧段不同HRT对系统处理过程的影响。结果表明，厌氧段是A2N工艺实现反硝化除磷脱氮的关键阶段。当厌氧段的HRT过长时，虽然溶解性PO4^3-的总释放量增加，但是后续的缺氧吸磷量和总氮的去除量并没有相应地增加。厌氧段的HRT时间过短，反硝化聚磷菌（DPB）在此对进水中易降解COD（CODRB）吸收不完全，导致后续缺氧吸磷量下降，同时影响了系统的除磷和脱氮效果。在处理实际生活污水水质时，厌氧段的HRT为2h即可满足除磷和脱氮要求。     

A~2/O工艺强化反硝化除磷控制策略研究

在传统A2/O工艺的基础上,通过设立预缺氧区(即建立A-A2/O工艺)、外加碳源等手段,强化A2/O工艺处理低C/N生活污水的脱氮除磷能力。试验结果表明,经过强化后的A2/O反应器对COD、TN及TP去除效果良好,COD、TN及TP的去除率分别为92%、98%、85%。系统表现出明显的反硝化除磷现象,缺氧区除磷量占总除磷量的17.18%。反硝化除磷现象的产生降低了碳源缺乏对A2/O工艺脱氮除磷性能的影响,提高碳源的利用效率。为采用A2/O工艺处理低C/N生活污水的污水处理厂提供理论依据。