好氧颗粒污泥同步硝化反硝化脱氮过程中N2O的产生

对同步脱氮过程中影响N2O产生的条件进行了研究，结果表明，由于受反硝化反应影响，COD／NH4^ —N比值为2，3时产生较多的N2O，分别为15mg／L和25mg／L；而比值为4，5时N2O生成量较少,同样，较高的溶氧质量浓度(3，4mg／L)减小了颗粒污泥内部的反硝化区域，反应产生较多的N2O，控制DO质量浓度在1～2mg／L，有利于减少N2O的排放,脱氮过程中添加NO2—N和NO2—N，反应产生大量的N2O，最多可以达到75mg／L,实验发现，NO2—N较NO2—N更易形成N2O。     

短程硝化颗粒污泥的培养与特性分析

在SBR反应器中,接种普通活性污泥,以沉降时间为选择要素,逐渐提高氨氮负荷成功培养了以氨氧化细菌（AOB）为优势菌的好氧硝化颗粒污泥,其形态近似为球形或椭圆形,平均粒径1．1mm,平均沉降速率为1．9cm·S-1,SVI在18．2～31．4mL·g-1之间,对氨氮的去除率达95％,亚硝酸盐积累率维持在809／6～90％。颗粒污泥形成后,氨氧负荷达到了0．0455kgNH4＋-N（kgMLSS·d）-1,与启动期相比,提高了4．55倍。分子生物学FISH技术对颗粒污泥茵群结构的定量分析表明,AOB占全部茵群的14．9oA左右,NoB占0．89oA左右。反应初期高FA和反应后期高FNA的共同作用可能是该研究中实现和维持稳定短程硝化的关键。     

反硝化除磷颗粒污泥的培养与除磷性能

以普通絮状污泥为接种污泥,人工配制生活污水,采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式,通过在缺氧段投加硝酸盐氮和控制选择压,经98 d的培养与调整在SBR中获得具有反硝化除磷功能的颗粒污泥.稳定运行的颗粒污泥粒径主要在0.3~0.5 mm,SVI约为45 mL/g,ρ(MLSS)约为4 000 mg/L.具有反硝化除磷功能的颗粒污泥对COD、氨氮和磷酸盐的去除率分别可达88%、96%和90%.通过分析磷的去向及X射线衍射检测结果可知存在颗粒污泥的磷酸盐沉淀除磷现象.培养的反硝化除磷颗粒污泥除生物除磷外,还具有磷酸盐固化于污泥颗粒方式除磷.     

长短HRT交替培养同步硝化反硝化除磷颗粒

为快速实现颗粒化同时富集反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms, DPAOs),在接种絮状活性污泥和长期低温储存的颗粒污泥后,以人工配水为处理对象,分别以恒定水力停留时间(hydraulic retention time, HRT,t_HR)和不同比的长/短HRT交替模式运行4组序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor, SBR),探究长/短HRT交替运行下的饥饿作用对于富集DPAOs和造粒等方面的影响。结果表明,长/短HRT交替运行下的颗粒污泥均具有更高的DPAOs占比和脱氮除磷率,沉降性能良好且颗粒致密。其中,在12 h/6 h的长/短HRT交替模式下,同步硝化反硝化除磷颗粒的污染物去除性能最好,其长周期内COD、TN和TP的去除率分别达93%、96%和98%,短周期内的去除率为95%、90%和93%,这主要是大粒径颗粒内形成的缺氧区、饥饿条件下胞外聚合物的分泌以及反硝化菌对可溶性微生物产物(soluble microbial products, SMP)的利用等因素...     

亚硝化-反硝化除磷技术研究进展

氮磷引起的环境问题已引起世界关注,低成本减少水体氮磷污染是生物处理工艺面临的挑战。亚硝化-反硝化除磷工艺具有节约碳源和能源、节省空间及占地、提高水处理设备利用率、减少污泥产量等优势,但关于聚磷菌( PAOs)的认知缺乏深入了解,且目前尚未见氨氮亚硝化-反亚硝酸除磷整体工艺的稳定运行报道。关于PAOs的分类,不同研究者有不同见解,而短程反硝化除磷机理的研究结果主要是利用厌氧释磷储能,能量用以供给缺氧条件下利用亚硝酸盐为电子受体进行反硝化过量吸磷。短程反硝化除磷的脱氮除磷效果会受到温度、pH、碳源种类及ρ( C)/ρ( P)等诸多因素的影响,调节控制合理的反应条件有助于实现稳定高效的污废水处理效果。总结分析短程反硝化除磷的相关研究报道,对指导污废水生物脱氮除磷并克服其存在的不利因素很有必要。     

泥水混合水解酸化预处理下同步硝化反硝化除磷颗粒污泥运行

为实现生活污水下同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)系统的稳定运行,选用SBR接种人工配水培养的SNEDPR颗粒污泥,以实际生活污水和污泥经混合水解酸化预处理为进水基质,通过优化预处理单元水力停留时间(HRT)联合SBR排泥方式实现该系统稳定运行。结果表明,预处理单元HRT从12 h降至4 h时,水解酸化液提供的乙酸、丙酸质量浓度和挥发性脂肪酸(VFA)占比提高,好氧颗粒污泥(AGS)内厌氧聚羟基烷酸(PHA)储存量增加,同步硝化反硝化(SND)效率提升至58.1%,出水TN降至7.8 mg/L左右。同时,底部排泥的SBR内小颗粒占比上升、LB-EPS增加,系统沉降性能变差;顶部排泥下成熟老化的大颗粒占比上升,颗粒含水率和强度下降;而选择性排泥的SBR内颗粒粒径集中在0.5～0.9 mm,颗粒结构密实、强度高,颗粒内细菌分层分布增强SND效果,批次实验表明,NOB和GAOs活性降低,系统内以NO^-₂为电子受体的DPAOs占比提升至40.5%,同步硝化内源反硝化除磷效率得到提升。预处理单元较短的HRT联合选择性排泥处理生活污水颗粒性能稳定,系...     

碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷脱氮工艺的影响

目的研究碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺脱氮除磷的影响程度.方法以甲醇、淀粉、葡萄糖、乙酸钠、丙酸钠、污泥水解酸化液六种碳源模拟废水,通过间歇运行方式对不同碳源的反硝化除磷系统的运行状态进行研究.结果六个系统中,淀粉的COD去除率最小,为45%,其余系统相差不大,去除率最大的是污泥水解酸化液,为88%;缺氧结束时系统出水PO₄^3--P质量浓度分别为2.24 mg/L、3.00 mg/L、3.81 mg/L、1.40 mg/L、2.46 mg/L、1.18 mg/L;各系统每克M LSS的亚反硝化速率分别为1.27 mg/（g·h）、1.15 mg/（g·h）、1.58 mg/（g·h）、2.91 mg/（g·h）、2.60 mg/（g·h）、2.03 mg/（g·h）.结论碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷系统有很大影响,淀粉类大分子碳源不利于反硝化除磷,乙酸钠类小分子物质有利于磷的释放和吸收.     

采用水力剪切强度优化短程硝化反硝化除磷颗粒污泥性能

短程硝化反硝化除磷具有氧气消耗量小、碳源需求低以及污泥产量低等优势,但好氧颗粒污泥随着运行因粒径过大容易解体失稳。为解决失稳问题并保证反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms, DPAOs)具备充足的缺氧区,将长期以人工配水培养的颗粒污泥作为种泥,通过优化水力剪切强度调控粒径分布,实现处理生活污水的稳定运行,并探究不同水力剪切强度对颗粒结构的影响。结果表明,具有最优同步脱氮除磷性能且颗粒结构致密的粒径范围为800～1 400μm,通过调控水力剪切强度至1 435.2可将这一粒径范围内的颗粒占比提高到53.39%。待颗粒粒径稳定后,出水COD远低于50 mg/L,TN去除率达90%左右,出水TN质量浓度约为4.28 mg/L,TP平均去除率为93.45%,出水TP质量浓度均在0.5 mg/L以下。此外,三维荧光结合平行因子对胞外聚合物的分析表明,提高水力剪切强度能够降低腐殖酸的质量分数并提高蛋白质的占比,有利于优化颗粒沉降性能以及提高致密性。通过优化粒径范围,利用自身缺氧区富集DPAOs并逐渐淘汰亚硝酸盐氧化菌,同时避免了丝...     

双污泥反硝化聚磷系统污泥的培养与驯化

以污水处理厂氧化沟污泥为泥种,采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养,约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥.第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥,运行约40 d,最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L,表现出较强的聚磷能力;第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥,运行60 d,缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势.硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮,硝化率基本稳定在98.5％以上.硝化速率本符合零级动力学方程,比硝化速率常数为0.0024h-1;好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程,速率常数分别是0.377、0.740 g/(L·h-1).利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A2N-SBR试验,结果表明:在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、7.25 mg/L时,去除率分别为93.5％、76.7％和94.1％,驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果.     

碳氮比对包埋颗粒反硝化过程中亚氮积累的影响

为了探讨碳氮比(ρ(C)/ρ(N))在反硝化过程中对于亚氮积累的影响,采用乙酸钠为碳源,在序批式实验中,通过控制进水碳氮比来研究反硝化包埋颗粒在反应过程中亚硝态氮积累的现象.实验结果表明:在反应过程中,不同的碳氮比条件下均出现亚硝态氮积累现象,且亚硝态氮积累率都表现出先升高后降低的趋势.其中,碳源充足(碳氮比为4.0~6.0)时,亚硝态氮积累率在30 min时达到最大,随后逐渐降低,反应结束时在碳氮比为4.0条件下仍有亚氮积累;当碳源不足(碳氮比为2.0~3.0)时,亚硝态氮的积累率在120 min达到最大,而后基本维持不变,说明可以通过控制碳氮比和反应时间来获得稳定的亚硝态氮积累.硝态氮和亚硝态氮的还原速率随着碳氮比的增加而逐步升高,而亚硝态氮的最大积累率与积累速率随着碳氮比的增加先升高后降低,在碳氮比为4.0时亚硝态氮的积累率和积累速率均达到最大,分别为40.8%和24.46 mg/(L·h),说明碳氮比对亚硝态氮的积累有显著影响.     

梯度曝气SBR除磷亚硝化颗粒处理生活污水

为实现生活污水中总磷和有机物的去除,同时实现部分亚硝化,在常温条件下(17～19℃),采用SBR反应器接种配水培养的强化生物除磷颗粒污泥,对生活污水的除磷亚硝化效果进行研究.结果表明,配水启动的强化生物除磷颗粒污泥经过27 d的培养可以实现生活污水除磷,出水总磷(TP)质量浓度达到1 mg/L以下,厌氧释磷量/厌氧COD去除量(Δρ_(TP)/Δρ_(COD))达到0.3;采取前90 min高曝气(500 mL/min),后120 min低曝气(200 mL/min)的梯度曝气运行模式,可以使亚硝酸盐积累率(R_(NA))从0增长到90%以上,亚硝酸盐氮(NO~-_2-N)质量浓度达到10 mg/L,同时TP及COD出水分别保持在0.5和50 mg/L以下.随工艺运行颗粒粒径从1 200μm下降到1 090μm,SVI值从32 mL/g降低到29 mL/g,蛋白与多糖比(PN与PS比)从2.0降低到1.2.生活污水虽然会导致颗粒粒径略微减小,但仍能保持在1 000μm以上,且使颗粒获得更好的沉降性能.采取高低梯度曝气方式可以实现除磷和亚硝化,总磷去除率达到95%,R_(NA)达到90%以上,且颗粒性能稳定.     

好氧颗粒污泥的性质及影响因素

好氧颗粒污泥是近期发展起来的一种生物膜工艺，也是一种生物自固定过程。沉淀性能良好，具有高的容积负荷和很强的抗冲击负荷能力。微生物相丰富，因此具有很高的生物活性，对有机碳、氮和磷的去除效率很高。颗粒污泥的形状、尺寸、空隙率、密度等由污水的组成和操作参数决定。低水力停留时间，高的H／D比值和较高的流体剪切力有利于颗粒污泥的形成：     

好氧颗粒污泥的性质及影响因素

好氧颗粒污泥是近期发展起来的一种生物膜工艺,也是一种生物自固定过程.沉淀性能良好,具有高的容积负荷和很强的抗冲击负荷能力.微生物相丰富,因此具有很高的生物活性,对有机碳、氮和磷的去除效率很高.颗粒污泥的形状、尺寸、空隙率、密度等由污水的组成和操作参数决定.低水力停留时间,高的H/D比值和较高的流体剪切力有利于颗粒污泥的形成.     

CANON颗粒污泥高效脱氮及处理生活污水实验研究

为研究全程自养脱氮(CANON)颗粒污泥高效脱氮及处理生活污水的可行性,应用SBR反应器,首先在高氨氮条件下,通过搅拌快速启动CANON颗粒污泥,然后通过提高污泥质量浓度短时间内快速提升脱氮效能,最后研究了该工艺在生活污水中应用的可行性.结果表明:CANON颗粒污泥在40 d内成功启动,126 d颗粒粒径为760μm,负荷达1.01 kg/(m3·d),多糖与蛋白质比值变化与粒径增长相关;通过外加颗粒污泥,77 d内总氮去除负荷迅速提高到3.22 kg/(m3·d);在处理生活污水实验中实现了氮素和有机物的同步去除,可以有效应用于常温生活污水脱氮.     

基于FNA处理污泥实现城市污水部分短程硝化

为了探究污水生物处理短程硝化过程中最佳pH值范围及适宜的碱性物质,采用序批式活性污泥法（SBR）研究模拟污水不同pH值及碱性物质对短程硝化的影响.结果表明,短程硝化反应的最适pH值为8.0,当pH值低于6.6时,短程硝化反应几乎停止.调节反应器初始pH值为8.0时,添加氢氧化物和碳酸类物质的反应器因pH值下降速度快而先后停止反应.KHCO₃的酸碱缓冲能力最强,pH值降低最慢,短程硝化速率最快,平均亚硝积累速率达0.155 g/（g·d）（以可挥发性固体计算）.通过添加不同碱性物质维持反应过程恒定pH=8.0时,KHCO₃调节的反应器反应速率最快,最适合短程硝化反应.因此,在工程应用中,从可行高效等方面考虑,建议选择用KHCO₃调节至pH=8.0促进短程硝化反应的进行.

     

Inhibitory effect of ammonia nitrogen on specific methanogenic activity of anaerobic granular sludge

A series of batch experiments were conducted in 125 mL serum bottles to assess the toxicity of different concentrations of ammonia nitrogen to the specific methanogenic activity of anaerobic granular sludge from upflow anaerobic sludge bed（UASB） and expanded granular sludge bed（EGSB） reactors. The effects of pH value and temperature on toxicity of ammonia nitrogen to anaerobes were investigated. The results show that the specific methanogenic activity of anaerobic granular sludge suffers inhibition from ammonia nitrogen, the concentrations of ammonia nitrogen that produce 50 % inhibition of specific methanogenic activity for sludge from UASB and EGSB reactor are 2.35 and 2.75 g/L, respectively. Hydrogen utilizing methanogens suffers less inhibition from ammonia mtrogen than that of acetate utilizing methanogens. Hydrogen-producing acetogens that utilize propionate and butyrate as substrates suffer serious inhibition from ammonia nitrogen. The toxicity of ammonia nitrogen to anaerobic granular sludge enhances when pH value and temperature increase. Anaerobic granular sludge can bear higher concentrations of ammonia nitrogen after being acclimated by ammonia nitrogen for 7 d.     

由EGSB厌氧颗粒污泥培养好氧颗粒污泥的工艺探讨

为探讨EGSB厌氧颗粒污 泥培养好氧颗粒污泥的工艺, 在SBR反应器中以葡萄糖为碳源,EGSB厌氧颗粒污泥为接种污泥,好氧条件运行.观察污泥颗粒形态、结构变化 ,监测COD,TP,TN,SS,研究厌氧颗粒污泥培养好氧颗粒污泥的过程.研究发现此过程中厌氧颗粒污泥起了一种载体作用.污泥浓度、粒径先 降低后增加,沉降性能先降低后提高,45?d后逐渐稳定.培养出的好氧颗粒污泥与接种颗粒污泥相比在粒径、结构等方面有一定变化.稳定后 的颗粒污泥具有良好的脱氮除磷功能,COD去除率稳定在94%左右,TP去除率80%以上,TN去除率75%以上.     

由EGSB厌氧颗粒污泥培养好氧颗粒污泥的工艺探讨

为探讨EGSB厌氧颗粒污泥培养好氧颗粒污泥的工艺，在SBR反应器中以葡萄糖为碳源，EGSB厌氧颗粒污泥为接种污泥，好氧条件运行．观察污泥颗粒形态、结构变化，监测COD，TP，TN，SS，研究厌氧颗粒污泥培养好氧颗粒污泥的过程．研究发现此过程中厌氧颗粒污泥起了一种载体作用．污泥浓度、粒径先降低后增加，沉降性能先降低后提高，45d后逐渐稳定．培养出的好氧颗粒污泥与接种颗粒污泥相比在粒径、结构等方面有一定变化．稳定后的颗粒污泥具有良好的脱氮除磷功能，COD去除率稳定在94％左右，TP去除率80％以上，TN去除率75％以上．     

Characteristics of extracellular fluorescent substances of aerobic granular sludge in pilot-scale sequencing batch reactor

The aerobic granular sludge was cultivated in a pilot-scale sequencing batch reactor (SBR), and some of the granules were stored at 8 ℃ for 150 d. Extracellular polymeric substances (EPS) of sludge samples were extracted and analyzed during the granulation and storage process. The results show that the contents of protein and EPS increase along with the granulation process, while polysaccharides remain almost unchanged. The content of protein in EPS is almost two-fold larger than that of polysaccharides in granular sludge cultivated with municipal wastewater. Moreover, some of the granules disintegrate during storage, corresponding to the decrease of protein contents in EPS. Three peaks are identified in three-dimensional excitation emission matrix (EEM) fluorescence spectra of the EPS in the aerobic granules. Two peaks (A and B) are attributed to the protein-like fluorophores, and the third (peak C) is related to visible fulvic-like substances. Peak A gradually disappears during storage, while a new peak related to ultraviolet fulvic acid (peak D) is formed. The formation and the stability of aerobic granules are closely dependent on the quantity and composition of EPS proteins. Peak C has no obvious changes during granulation, while the fulvic-like substances present an increase in fluorescence intensities during storage, accompanied with an increase in structural complexity. The fulvic-like substances are also associated with the disintegration of the aerobic granules.     

ABR-CSTR反应器培养好氧颗粒污泥的研究

以醋酸盐做碳源的人工配水为原水,在常温条件下采用连续流式运行的ABR-CSTR反应器培养好氧颗粒污泥。结果表明,通过逐步缩短水力停留时间和提升进水负荷的方法,在114 d内培养出成熟的好氧颗粒污泥,好氧颗粒污泥反应器的运行高效而稳定,在沉淀时间为0.5 h,有机负荷与氨氮容积负荷均为2.4 kg/(m3·d)条件下,对COD和NH4+-N的去除率达90%以上,具有明显的去碳脱氮效果。