低氧环境anammox工艺运行性能及功能菌群结构研究

为了研究低溶解氧(DO)条件下厌氧氨氧化(anammox)工艺的运行性能、颗粒污泥特征及功能菌群结构特征,实验以模拟废水为处理对象,构建了实验室规模的上流式厌氧氨氧化污泥反应器。实验结果表明,反应器能够在近两个月的运行过程中保持稳定运行,NH₄⁺-N、NO₂^--N 和 TN 的平均去除率分别为(93.11±4.13)%、(98.88±1.18)%和(95.98±10.6)%。胞外聚合物(EPS)的蛋白/多糖为 1.26,anammox 污泥颗粒化程度较高,粒径大于 1 mm 的颗粒污泥占全部污泥的为 61%。污泥比 anammox 活性为 4.34 mg NH₄⁺-N/(gVSS·h)、6.55 mg NO₂^--N /(gVSS·h)、9.78 mg TN/(gVSS·h)。菌群分析结果表明,颗粒污泥优势门为变形菌门(Proteobacteria)(24.25%),浮霉菌门(Planctomycetes)(19....     

强化生态浮床净化黑臭水体研究

采用装载不同类型填料的生化物化耦合强化生态浮床处理低碳氮比黑臭水体。构建了Fe-C微电解强化生态浮床(ICEFB)、海绵铁微电解强化生态浮床(SIEFB)、沸石强化生态浮床(ZEFB)和生态浮床(EFB)四组反应器，比较不同浮床系统的脱氮除磷效果，考察DO质量浓度和进水NH₄⁺-N质量浓度对氮、磷等营养盐去除效果的影响。结果表明，铁微电解填料的引入显著提高了生态浮床的脱氮除磷能力，与ZEFB和EFB相比，SIEFB和ICEFB具有较高的养分去除效率。在DO为2 mg/L、进水NH₄⁺-N质量浓度为30 mg/L时，SIEFB对NH₄⁺-N的去除率和去除负荷分别为99.33%和62.96 g/(m³·d),TN的去除率和去除负荷分别为64.42%和56.78 g/(m³·d),TP的去除率和去除负荷分别为88.51%和10.73 g/(m³·d)。SIEFB的SND效率最高，为84.80%，具...     

集成式铁基质生物膜反应器自养反硝化深度脱氮

以污水厂处理水为研究对象,采用铁基质生物载体与生物膜耦合实现高效自养反硝化脱氮。考察停留时间（HRT）对系统脱氮效能的影响,通过动力学及微生物群落结构分析,揭示耦合技术的脱氮机理。结果表明：HRT为8 h,对一级A和一级B污水厂处理水,总氮(TN)平均去除率分别为95.41%和92.55%,TN处理负荷分别为0.48 kg TN/(m³·d）和0.58 kg TN/(m³·d）,硝化过程氨氮(NH₄⁺-N)饱和常数分别为1.17 mg/L和0.72 mg/L,反硝化过程硝氮(NO₃^--N)饱和常数分别为0.87 mg/L和0.67 mg/L。出水水质分别达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类、Ⅴ类水质标准。铁基质生物载体与生物膜耦合系统中微生物优势菌属为Maritimimonas、Rhodobacter和Sphaerotilus, 均为自养反硝化菌,证实了铁基质生物载体可为自养反硝化菌提供电子,实现生物自养反硝化脱氮。     

缺氧-好氧两级MBBR处理制药废水的试验研究

根据某制药废水的水质水量特点,采用缺氧-好氧两级MBBR对制药废水进行了试验研究,考察了温度和pH对硝化反应的影响以及主要污染物CODcr和NH_4⁺-N的去除效果和负荷关系。结果表明,在两级MBBR总HRT为6.75+-N的去除效果和负荷关系。结果表明,在两级MBBR总HRT为6.75⁹ h,CODcr8009 h,CODcr800¹ 100 mg/L、NH_41 100 mg/L、NH_4⁺-N在40+-N在40⁶0 mg/L的水质条件下,该工艺不但能够稳定去除CODcr,且能够高效的去除NH_460 mg/L的水质条件下,该工艺不但能够稳定去除CODcr,且能够高效的去除NH_4⁺-N,平均去除率分别能够达到87%和91.5%,且系统脱除CODcr和NH_4+-N,平均去除率分别能够达到87%和91.5%,且系统脱除CODcr和NH_4⁺-N的负荷高,系统CODcr容积负荷平均为2.2 kg COD/(m+-N的负荷高,系统CODcr容积负荷平均为2.2 kg COD/(m³·d),填料表面负荷平均为15.8 g COD/(m3·d),填料表面负荷平均为15.8 g COD/(m²·d)。NH_42·d)。NH_4⁺-N容积负荷平均达到0.13 kg NH_4+-N容积负荷平均达到0.13 kg NH_4⁺-N/(m+-N/(m³·d),填料表面负荷平均达到0.89 g NH_43·d),填料表面负荷平均达到0.89 g NH_4⁺-N/(m+-N/(m²·d)。     

中低温改性聚氨酯填料移动床生物膜反应器深度脱氮研究

小试条件下探讨了以改性聚氨酯海绵填料作为微生物载体的移动床生物膜反应器(MBBR)深度脱氮规律和用于城市污水深度脱氮的可行性。研究结果表明，常温和低温条件下，改性聚氨酯填料的填充率为50%时，连续流小试深度脱氮的总氮去除负荷率分别达到52.8、68.4 mg/(L·d)，单位体积填料的反硝化负荷率分别为130.4、187.2mg NO₃^--N/(L·d)，水温降低对改性填料深度脱氮的影响不明显。随着外碳源投加比例增加，改性聚氨酯填料的脱氮效率明显提升，碳氮比为6:1时，去除效率最佳，每升填料的TN去除速率和反硝化速率分别为216.0 mgTN/d和240.0 mgNO₃^--N/d。分析了填料上反硝化微生物的多样性，其中变形菌门是绝对优势微生物，占比达到71.5%。从属的角度，固氮螺菌属(Azospira)占比为16.42%，食酸菌属(Acidovorax)占比为2.23%，其它潜在反硝化菌占比为9.62%。研究认为，粉末活性炭改性的聚氨酯海绵填料用于城市污水厂的深度脱氮是可行的。     

蔬菜型人工湿地资源化处理农村分散生活污水

为对农村分散生活污水进行资源化处理，以空心菜为湿地植物，在温度(32±2)℃、水力负荷2.40 m³/(m²·d)条件下进行湿地污水处理实验，评价了蔬菜型人工湿地对污水的处理性能及其资源化回收潜能。结果表明，当COD、TP、NH₄⁺-N平均进水浓度分别为198.52、2.92、20.69 mg/L时，平均去除率分别为63.8%、64.0%、27.6%，将COD、TP、NH₄⁺-N平均进水浓度降低为148.12、1.81、15.14 mg/L时，湿地去除效果明显提升，平均去除率分别为76.5%、73.0%、41.3%，平均出水浓度分别为34.83、0.49、8.89 mg/L，出水COD、TP、TN达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 8918-2002)一级A标准，NH₄⁺-N达到二级标准，实验期间空心菜生长状态良好，每株平均增重45.88 g，增长47 cm，具有较大的资源回收潜力。     

预氯化对原水长距离输水管道硝化性能的破坏与恢复

采用稳定运行的环状生物膜反应器(bio-films annular reactor,BAR)模拟原水长距离输水管道水质净化过程,以不同投氯方式进行预氯化对原水输水管道硝化性能的破坏与恢复试验研究。结果表明,预氯化对管道生物膜AOB损伤较大,灭活率为4.96log,对NH₄⁺-N、NO₂^--N去除效能影响明显。恢复阶段CT值越高生物膜中AOB恢复生长速率越快。生物膜对NH₄⁺-N去除效能的恢复较NO₂^--N快2 d,NH₄⁺-N、NO₂^--N分别在第8 d和第10 d完成恢复。生膜中AOB数量的恢复与管道对NH₄⁺-N的去除率之间存在明显的相关性,其相关系数可达到92%。     

DNFB-MBR工艺挂膜启动及脱氮除碳性能

构建反硝化固定式生物膜-膜生物反应器(DNFB-MBR)工艺处理硝酸盐废水,通过快速排泥和提高底物浓度的方式,强化培养载体生物膜,成功实现工艺的挂膜启动。整个运行过程中,NO₃^--N 与 COD 的去除率维持在 95%、80% 以上,TN 去除负荷(NRR)和 COD 去除负荷(CRR)分别达到 0.200、0.785 kg/(m³·d);载体生物膜逐渐变厚,颜色由浅黄色变为深褐色,最大附着生物量达到 1.545 g SS/g;NO₃^--N 与 COD 最大比降解速率分别为 81.8、188.4 mg/(g MLSS·d),表明生物膜具有较高的脱氮除碳性能;载体附着生物量与生物膜 EPS 中的 PS、PN 含量密切相关,两者分别由 6.48、15.44 mg/g 增至 10.76、21.19 mg/g,三维荧光光谱分析结果进一步表明色氨酸、芳香族蛋白类物质和腐殖酸类物质在生物膜的形成过程中发挥重要作用。     

膜曝气生物膜反应器处理合流制溢流污水的实验研究

以聚丙烯复合材料经熔融拉伸制成的帘式超薄微孔中空纤维膜为载体,构建膜曝气生物膜反应器装置处理合流制溢流污水,研究在不同水力停留时间、曝气压力、水流流速条件下,膜曝气生物膜反应器对水体中污染物COD、NH₄⁺-N、TN的去除率。结果表明：膜曝气生物膜反应器对水体中各项污染物均有较好去除效果。水力停留时间为12 h时,COD、NH₄⁺-N、TN去除效果较好,去除率分别为80.8%、82.4%、65.4%;水力停留时间为8 h时,TP去除效果达到34.2%,后期逐渐趋于平缓。溶解氧浓度随曝气压力增加而增加,曝气压力达到25 kPa之后COD、NH₄⁺-N达到较佳的去除率,平均去除率分别为82.2%、84.1%;而TN去除的最佳曝气压力为15 kPa,去除率为70.0%。水流流速为0.03 m/s和0.05 m/s时,反应器整体运行效果较好,对COD、NH₄⁺-N、TN的平均去除率分别为81.8%、83.5%、67.8%...     

盐度对序批式生物膜反应器性能及微生物活性影响

为探究盐度对序批式生物膜反应器(SBBR)处理废水的影响，采用3种填料(白呼吸环、生物绳型填料、聚氨酯海绵悬浮球)对SBBR进行挂膜，且投加已筛选出的2种耐盐菌：宜兴曼格洛杆菌(Mangrovibacter yixingensis)和索氏菌属砷酸索氏菌(Thauera selenatis)，分别在盐度0.5%、1%、2%、3%、4%、5%条件下考察其对COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N和NO₂^--N的降解效果以及对生物膜主要特性(SOUR、SAOR、SNOR、SNRR和EPS)的影响。结果表明，在盐度0.5%～3%范围内SBBR对COD降解率约90%,NH₄⁺-N去除率约80%；盐度对菌群的抑制作用为亚硝酸盐氧化菌>氨氧化菌>硝酸盐还原菌；3种反应器中LB-EPS、TB-EPS中的PN和PS都随盐度的增加而增加，PN/PS随盐度的增加而降低，PS受盐度的影响更为明显；白呼吸环比生物绳型填料和聚氨酯海绵...     

水力负荷和填料对华南冬季条件下潮汐流人工湿地去除氨氮的影响

供氧不足是导致传统人工湿地硝化速率和水力负荷低的关键因素。此外,低温条件下微生物活性下降会进一步加剧该问题。针对上述情况,构建两组供氧能力强的潮汐流实验柱,在华南冬季条件下考察水力负荷和填料对系统NH₄⁺-N去除效率的影响。结果表明,NH₄⁺-N去除负荷与水力负荷成正比。以沸石与碎石混合填充的潮汐流实验柱(TFCW-Z)对NH₄⁺-N的平均去除率(67.20%～77.28%)显著高于以碎石填充的实验柱(TFCW-G)NH₄⁺-N平均去除率(43.23%～51.77%)(p<0.05)。在日平均温度为6～19.5℃,水力负荷为4 m/d条件下,TFCW-Z出水中NH₄⁺-N质量浓度始终低于黑臭水体标准值8 mg/L,此时NH₄⁺-N平均去除率为67.20%,NH₄⁺-N平均去除负...     

反硝化颗粒污泥处理不锈钢酸洗废水研究

采用以厌氧絮状污泥作为接种污泥的上流式厌氧反应器，通过调整其水力停留时间和水力条件等关键因素培养反硝化颗粒污泥，开展其对不锈钢酸洗废水脱氮研究。研究结果表明，上流式厌氧反应器以甲醇作为碳源运行42 d后，形成了成熟的反硝化颗粒污泥；成熟的反硝化颗粒污泥边缘清晰、表面包裹大量杆菌，单颗污泥沉降速率可达198～273 m/h，粒径为1～6 mm，反硝化速率最高可达2.79 gN/(gVSS·d)；在反应器NO₃^--N容积负荷为2.0～2.44 kg/(m³·d)时，NO₃^--N平均去除率为98.03%,NH₄⁺-N平均去除率为89.76%,TN平均去除率为97.81%；最终出水的氨氮及总氮可同时满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)的间接排放标准和《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)的C级排放标准。本工艺相比传统反硝化工艺能够节约碳源30%左右。     

生物膜对A~2/O系统硝化过程的强化效果分析

以某市第4污水处理厂二期工程A~2/O工艺中配置悬浮填料的好氧段为研究对象,通过监测冬季低温条件下氮含量的变化及生物膜与活性污泥的最大比硝化速率,探讨活性污泥与生物膜中硝化菌对系统硝化过程的贡献。结果表明,活性污泥的AUR和NUR分别为3.16 mg/(g·h)和3.39 mg/(g·h),而生物膜的AUR和NUR分别为3.63 mg/(g·h)和4.17 mg/(g·h),活性污泥与生物膜的生物量分别为3 187 mg/L和3 690 mg/L,当投加的填料为好氧区总容积的4.4%时,投加填料后系统增加的生物量为162 mg/L,故生物膜对硝化的贡献约占5.5%,而活性污泥为94.5%,说明投加填料后生物膜对系统的硝化起到一定强化作用。     

盐度对悬浮填料式SBR工艺处理性能及微生物群落的影响

为探究不同盐度对悬浮填料式SBR工艺处理性能以及悬浮填料上附着微生物群落结构的影响，在进水盐度为0、5、10、15 g/L的4个梯度下，对SBR1(对照组，不添加填料)和SBR2(添加30%有效容积的悬浮填料式SBR工艺)2组工艺的COD和NH₄⁺-N去除性能进行研究，并采用16S rRNA高通量测序技术分析了悬浮填料中微生物的群落特征。实验结果表明：当盐度从0增加至15 g/L时，SBR1系统COD和NH₄⁺-N平均去除率分别从92.6%、92.5%降至64.7%、68.2%,SBR2则是从96.0%、94.2%降至67.8%、73.8%,2个系统COD、NH₄⁺-N的平均去除率均受到盐度影响而下降，且相比于COD，系统对NH₄⁺-N的降解效果更好，此外，SBR2系统对COD、NH₄⁺-N的去除效果始终强于SBR1系统；悬浮填料上附着微生物中主要优势门为变形菌门和拟杆...     

外源磷缺乏对厌氧氨氧化脱氮效能影响

通过批次实验和UASB反应的连续实验考察了在不同缺乏外源磷的程度时,厌氧氨氧化颗粒污泥对基质氮的去除情况以及出水磷含量的变化。结果表明,批次实验中,PO₄^3--P的质量浓度在2.3~0 mg/L对厌氧氨氧化颗粒污泥的脱氮效能没有明显的消极影响,而当PO₄^3--P的质量浓度为1.0 mg/L时基质去除率93.160%比进水PO₄^3--P的质量浓度2.3 mg/L的实验组的高3.93百分点。在连续实验中,外源PO₄^3--P的质量浓度在2.3~0 mg/L时,对NH(4)⁺-N和NO₂^--N的去除没有消极影响,NH(4)⁺-N和NO₂^--N去除率始终保持在99.68%和99.69%左右;当进水PO₄^3--P的质量浓度为0时,出水NO₃^--N含量稍有减少,PO₄^3--P的质量浓度约为0.222 mg/L。     

A/O1/O2生物膜系统污染物降解特性

将传统A/O工艺的好氧单元分为两段,在各反应器中设置填料,构建了A/O₁/O₂生物膜系统,对锦纶废水进行处理,研究了污染物在系统各段的降解情况,并借助红外光谱分析方法探讨了污染物中官能团的变化规律。结果表明,A/O₁/O₂生物膜系统处理锦纶废水的效果良好,COD、NH₄⁺-N和TN的平均去除率分别为92.70%、85.35%和58.85%。当有机负荷从1.64～4.61 kg/(m³·d) 变化时,A段、O₁段和O₂段中COD、NH₄⁺-N和TN的降解变化趋势均不相同。对于COD的去除,A段、O₁段和O₂段的平均贡献率分别为63.08%、29.72%和4.16%;对于NH₄⁺-N的去除,O₁段和O₂段的平均贡献率分别为23.80%和75.99%;对于TN的去除,A段、O₁段和O₂段的平均贡献率分别为74.97%、19.77%和4.09%。经A段缺氧、O₁段和O₂段好氧处理后,废水中酰胺化合物、氨基酸和脂肪族化合物含量减少,出现了无机的NH₄⁺、NO₃^－、HCO₃^－以及碳水化合物。     

双膜耦合系统（MBR-MBfR）处理低碳氮比污水实验研究

为解决实际低碳氮比废水高效脱氮问题，以MBR-MBfR双膜耦合系统为研究对象，探究不同C/N双膜系统的脱氮效果。结果表明，当C/N=2时，其对NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN及COD的协同去除效果最好，COD、NO₃^--N、NO₂^--N、NH₄⁺-N、TN的去除率分别达到79.16%、78.40%、88.41%、77.04%和77.31%，是适合MBR-MBfR双膜耦合系统的最佳碳氮比。用于处理实际废水经过20 d的运行，结果表明，COD、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN去除率分别达到75.88%、80.02%、76.42%和80.92%。达到较好的双膜耦合效果，为反应器高效脱氮以及去除含有有机碳的低C/N废水提供参考和技术支持。高通量测序结果表明：1)作为氨氧化菌(AOB)的亚硝基...     

曝气量对移动床生物膜反应器中微生物硝化活性的影响

移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)兼具活性污泥和生物膜两者的优点,硝化和反硝化能同步进行。为研究曝气量对MBBR运行效果的影响,分别设置曝气量为0.3 L/min、0.4 L/min和0.5 L/min,培养5 d后测定反应器中NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N浓度变化,分析不同曝气量下反应器生物膜中微生物的硝化活性差异。结果表明,在COD浓度为350 mg/L、NH₄⁺-N浓度为45 mg/L时,曝气量为0.4 L/min的微生物硝化活性最佳,结果为以后高效运行MBBR提供依据。     

改良人工湿地对二级好氧单元出水的深度脱氮研究

针对传统人工湿地脱氮效率低,构建了潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地,对二级好氧单元出水进行深度脱氮。结果表明,潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地分别对 NH₄⁺-N 和 NO₃^--N 去除效果较好,其平均去除率分别为 79.92% 和72.45%,且后者出水 TN 浓度低于城镇污水处理厂污染物排放标准一级 A 标准限值,但 NH₄⁺-N 则未能达标。增大进水C/N 比均显著提升了两系统对 TN 的去除效率（p<0.005）。两系统上层填料对 NH₄⁺-N 的去除贡献均超过 75%,同时对TN 和 COD 的去除贡献也最高,表明上层填料在污染物去除过程中发挥了主导作用。完全氨氧化细菌（相对丰度为1.87%）和潜在硝化菌 Rudaea（相对丰度为 0.58%）分别是潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地上层填料主导的氨氧化菌,而Rhodanobacter和Denitratisoma以及norank＿c＿OLB14和Denit...     

无机纤维棉生物膜载体反应器脱氮性能及优化

研究了一种生态多孔纤维棉(EPFC)的生物挂膜性能,并将其应用于脱氮反应器中,考察不同DO水平与装置设计(填充率、孔密度)对脱氮效果的影响。结果表明,EPFC是一种良好的生物挂膜材料。DO含量对反应器脱氮效果影响显著,在ρ(DO)=10~11 mg/L、HRT=5 d时NH₄⁺-N去除率最高97.41%;TN去除率在ρ(DO)=9~10 mg/L、HRT=4 d时最高45.52%。对装置设计进行优化后,发现反应器BR5脱氮效果最好,其填料填充率为2/3、孔密度为5.2个/cm²;优化运行条件为ρ(DO)=9~10 mg/L、HRT=5 d,NH₄⁺-N与TN去除率分别可达98.59%和59.93%。可为EPFC进一步应用于生物脱氮工艺如生物接触氧化法、序批式活性污泥法工艺等提供思路。