A~2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

针对A~2/O+移动床生物膜反应器(A~2/O+MBBR)双污泥系统,以低碳氮比(C/N)生活污水为处理对象,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,基于脱氮除磷的代谢机理建立系统的快速启动策略。研究结果表明:启动过程历时21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;平均重量污泥浓度从1 189 mg/L增加到1 760 mg/L,SVI值在95 m L/g MLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。启动过程,COD的去除效果基本稳定,A~2/O反应器可实现碳源的高效利用;硝化过程为反硝化除磷提供电子受体,TN的高效去除需要建立在NH+4-N氧化完全的基础上;PO_4~(3-)-P的去除特性与NO_3~--N的变化密切相关,除了缺氧区的同步脱氮除磷,好氧吸磷对稳定PO_4~(3-)-P出水浓度发挥着重要作用。在平均进水碳氮比为3.44的运行条件下,A~2/O+MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P浓度分别为38.5、1.15、14.2、0.15 mg/L,COD、TN和PO_4~(3-)-P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的变化规律与脱氮除磷存在定量关系,稳定运行阶段厌氧区ORP为-398~-336 m V,反硝化过程pH值增幅0.55,ORP增加到-300~-175 m V,硝化过程pH值降低0.37。ORP、pH值可以直观地反映反硝化过程,pH值能够灵敏地反映硝化进程,实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。     

A^2O工艺处理生活污水反硝化除磷研究

采用A2O工艺处理低ρ(C)/ρ(N)实际生活污水,研究其脱氮除磷性能和反硝化除磷特性.试验结果表明:处理低ρ(C)/ρ(N)实际生活污水时,在不设置预缺氧区、无外加碳源的情况下,A2O工艺的脱氮除磷能力受到严重影响,出水ρ(NO3--N)高达35 mg/L,TN平均去除率仅为47.1%;此时A2O工艺除磷能力较差,缺氧段有释磷现象的发生.当设置预缺氧区后,A2O工艺的脱氮除磷能力明显提高,TN平均去除率可达60.7%,PO43--P平均去除率为55.9%;此时系统存在反硝化除磷现象,缺氧段除磷率为31.4%～46.9%.在设置预缺氧区的基础上,通过外加碳源,提高进水ρ(C)/ρ(N),可进一步提高系统的脱氮除磷能力,TN平均去除率可达74.4%,出水ρ(PO34--P)小于0.5 mg/L,缺氧段除磷率高达66.2%～90.9%.同时研究了外加碳源情况下污泥内PHA成分、含量及糖原含量在A2O系统内的沿程变化趋势.经过驯化、富集,反硝化聚磷菌相对于全部聚磷菌的代谢活性从31.1%提高到74.7%.A2O工艺反硝化除磷能力的增强,提高了碳源的利用效率.     

末端间歇曝气A2/O工艺处理低碳氮（磷）比生活污水

为提高A2/O工艺处理低碳氮(磷)比污水的同步脱氮除磷效率,使出水达到GB18918—2002一级A标准,采用2种模式A2/O工艺处理实验废水.模式1为投加填料的A2/O工艺,反应器在优化工况tHR=8.2 h、污泥回流比R=80%、硝化液回流比r=250%~300%、ρ(DO)=1.5~0.5 mg/L条件下运行,出水TP质量浓度仍超标.模式2为模式1的改良——末端间歇曝气填料A2/O工艺,好氧段后增设1个间歇曝气段,并改变污泥回流和排泥方式,系统在长污泥龄tSR=22.3 d、A2/O段优化工况、间歇曝气段tHR=4 h、曝气周期1 h(曝气1 min(ρ(DO)=0.3~0.5 mg/L)、沉淀59 min)的条件下,COD、NH4+-N、TP和TN的平均去除率分别达87.8%,99.1%,95.5%和90.8%,出水亚硝化率在70%以上,污泥中反硝化除磷菌与聚磷菌比达95.65%.系统实现了短程硝化反硝化途径的氮磷同步去除,出水满足国家一级A标准.     

两种不同运行方式下好氧颗粒污泥培养及污染物去除性能对比研究

为了解决单一负荷或逐步提高负荷下培养颗粒污泥所需时间较长、污染物去除不稳定的问题,本文提出采用交替改变进水碳氮负荷方式,研究好氧颗粒污泥(AGS)形成过程及污染物去除效果。通过设计进水/曝气/沉淀/排水（S1反应器）和进水/曝气/停曝/曝气/停曝/曝气/沉淀/排水（S2反应器）两种运行方式培养好氧颗粒污泥,对比分析颗粒污泥形成过程中污泥形态变化、污泥沉降性能及对污染物去除情况。结果表明,S1反应器在第84天、S2反应器在第78天均可形成平均粒径为0.5mm的颗粒污泥,第115d时两个反应器内颗粒污泥的平均粒径分别为0.85mm、0.97mm。S1、S2反应器内的MLSS、SVI的质量浓度分别达到了4.94g/L-1、5.895g·L-1和80mL/g、46mL/g,S2运行方式下,形成的颗粒污泥更有利于微生物的生长,使反应器内维持较高的生物量且沉降性能更优。两种运行模式下COD、NH4+-N的去除效果变化甚微,TN、PO43--P去除效果差异较明显。S1运行方式下COD、NH4+-N、TN、PO43--P去除率分别为90.0%、99.7%、74.5%和85.0%,S2运行方式下COD、NH4+-N、TN、PO43--P去除率分别为94.0%、99.9%、94.4%和95.0%,与前者相比COD、NH4+-N、TN、PO43--P去除率分别增加了4.0%、0.2%、19.9%和10.0%。因此,进水碳氮负荷同步交替变化-进水/曝气/停曝/曝气/停曝/曝气/沉淀/排水方式可在更短的时间内培养出粒径更大、污染物去除性能更优的好氧颗粒污泥。     

A~2O工艺中的反硝化除磷及其强化

为研究A2O工艺中的反硝化除磷现象及影响因素,采用52.5L的A2O反应器处理实际污水.结果表明:正常运行的A2O工艺中存在反硝化除磷现象,在系统HRT为8h,污泥回流比为70%和内回流比为250%的情况下,A2O系统中缺氧区吸磷占总吸磷量的36%左右,序批试验表明,此时反硝化除磷菌占总除磷菌的35.4%.原水的C/N比越低,反硝化除磷的比例越高,但是过低的C/N比会导致TN去除率低下.将缺氧区和好氧区的容积比从1/1扩大到5/8,延长反硝化除磷反应的时间,TN去除率可从62%提高到70%左右,相比单纯提高内回流比更节能.强化A2O工艺中的反硝化除磷,为传统A2O工艺在处理低C/N比污水时提高脱氮除磷效率提供了一个新思路.     

连续流双污泥反硝化同时除磷系统影响因素

目的为了深入研究连续流双污泥反硝化同时除磷系统的主要影响因素,确定系统最佳运行条件.方法以生活污水为研究对象,保持其他运行条件不变,分别改变C/N、BFR、PAHRT的大小,监测系统的除磷脱氮效果,确定系统的最佳运行条件.结果进水C/N（COD/TN）与TP、TN的去除效果密切相关,在3.8～6.0之间,系统可长期稳定运行,对TN、TP、COD的去除率可分别达到83%、92%和86%,而系统的最佳C/N比是在4～5之间;同时BFR在0.33～0.38之间控制得越低TN去除效果越好,如果BFR低于0.28或高于0.48,均会影响系统对TN、TP的去除;PAHRT也不宜过长,如果超过60 min并长时间运行,会破坏污泥沉淀性能,减少聚磷菌群中反硝化聚磷菌的比例,影响系统稳定运行.结论系统进水最佳C/N为4～5,BFR为0.33～0.38,PAHRT应控制在20～30 min较为适宜.     

EM-SBBR反应器自然培养启动

目的 研究EM-SBBR在不投加污泥只投加EM菌种的情况反应器启动过程,解决sBBR类似工艺在采用自然驯化时存在的适应性差、运行不稳定等一系列问题.方法 在SBR中投加聚氨酯泡沫微生物固定化载体、悬浮高效菌种(EM),采用连续曝气方式激活高效茵,通过厌氧/好氧交替运行方式强化聚磷茵除磷,并在硝化菌和反硝化茵作用下进行同时硝化反硝化反应,进而对EM-SBBR的自然培养启动进行研究.结果 EM-SBBR在自然培养条件下2个月就能完成挂膜,成功地实现了EM-SBBR的启动,稳定后反应器中COD、NH4+-N、PO34-的去除率分别达到了81%、98%、72%.结论 利用自然培养的方式,将微生物固定化技术成功应用于EM-SBBR中,不仅提高了微生物活性和数量,还增强了微生物脱氮除磷的性能,这一成果为SBBR类似工艺的启动运行有一定的指导意义.     

两种污水处理工艺反硝化聚磷比较研究

为了确定不同工艺反硝化聚磷性能及差异,对采用不同工艺的2个污水处理厂的活性污泥进行厌氧释磷、好氧聚磷和反硝化聚磷试验研究,2个污水处理厂分别采用CAST和A/O工艺。结果表明:CAST工艺中好氧聚磷和反硝化聚磷效率分别为3.34mgP/h和2.23mgP/h,A/O工艺中好氧聚磷和反硝化聚磷效率为2.54mgP/h和0.83mgP/h,CAST和A/O工艺的反硝化聚磷菌和好氧聚磷菌比率(DPB/PAO)分别为66.8%和24.9%,CAST工艺反硝化聚磷能力优于A/O工艺。     

低溶解氧丝状菌污泥微膨胀在A/O中的启动与维持

采用实际生活污水,研究了低溶解氧丝状菌污泥微膨胀在A/O系统中的启动、维持及其调控,并考察了微膨胀过程中系统对污染物的去除效果.试验结果表明:较低的有机负荷条件(F/M为0.14 kg/(kgMLSS.d))下,大幅度降低溶解氧并不一定会诱发污泥膨胀,而在正常有机负荷(F/M为0.24 kg/(kgMLSS.d))下,维持溶解氧质量浓度在0.3～0.4 mg/L时,系统的污泥容积指数(SVI)能稳定在150～300 mL/g,发生丝状菌微膨胀;丝状菌污泥微膨胀状态可长期稳定维持,并具有高度的可控性;与高溶解氧条件相比,在低溶解氧污泥微膨胀期间,COD和TN的平均去除率有所升高,分别为85%和69%,氨氮基本能完全硝化;同时,由于丝状菌的网捕作用,出水水质中的悬浮物(SS)明显减少,且随着SVI的升高而降低;A/O系统实现并维持低溶解氧丝状菌微膨胀期间,节约曝气量约42%,有效地节约了能耗.     

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.     

游离亚硝酸等电点预处理促进初沉污泥固液分离的特性

城镇污水厂每天产生大量初沉污泥,初沉污泥成分复杂,无机质含量高,沉降性能不佳。等电点预处理能有效破坏初沉污泥的絮凝状态,游离亚硝酸通过有效破坏细菌结构促进有机物水解,经预处理后的污泥更有利于发酵回收利用和最终的处理处置。研究游离亚硝酸对初沉污泥作等电点预处理的效果,结果表明,在等电点条件下,初沉污泥沉降性能得到改善,CST从203.10 s降低至101.65 s,有机质在固相中得到最大程度保留,上清液中COD从1 246.59 mg/L降低至1 048.80 mg/L,同时,有效促进污泥中金属污染物溶出,减少了污泥外运处置可能导致的二次污染,但也促进了氮磷类污染物的溶出。投加300 mg/L NO₂^--N后进行预处理,初沉污泥SCOD溶出增大,但明显减少了氮磷类污染物的释放,预处理后NH₄⁺-N仅为118.88 mg/L,PO₄^3--P为6.91mg/L。结果表明,NO₂^--N投加量为300 mg/L、预处理时长...     

污泥厌氧发酵物强化低碳氮比生活污水脱氮除磷

为降低使用污泥厌氧发酵物作碳源时的成本,以及简化使用步骤,研究将既不进行发酵液与污泥的分离,也不去除副产物氮和磷的污泥发酵物直接作生活污水脱氮除磷碳源的可行性.以实际低碳氮比城市生活污水为处理对象,将不同量的污泥碱性发酵物(0,20,50,100,200 mL,对应的SCOD质量依次为0,79,198,396,792 mg)作为生物反硝化脱氮和厌氧释磷的碳源,考察脱氮和释磷情况.结果表明:随着投加量的增加,反应结束时氮氧化合物(NO~-_x-N)先降低后升高,当投加量为50 mL(SCOD质量为198 mg、氮质量为12.9 mg、碳氮比为15.3)时,NO~-_x-N质量浓度最低,仅为1.2 mg/L且全部以NO~-_2-N的形式存在,对应的反硝化效率为94.9%;厌氧释磷过程随着污泥发酵物投加量的增多,释磷量不仅没有升高,反而会降低,当投加量为20 mL(SCOD质量为79 mg、氮质量为5.2 mg、磷质量为1.6 mg、碳氮比为15.3、碳磷比为49.5)时,反应结束时释磷量最多,高达23.8 mg/L.此外,通过模拟硝化过程、反硝化过程以及鉴定细胞形态,得出污泥发酵物中硝化细菌和反硝化细菌的细胞结构遭到破坏,其活性均被抑制,即发酵物的引入不影响污水脱氮除磷系统主要菌群结构的稳定性.因此,污泥厌氧发酵物直接做生活污水脱氮除磷的碳源是可行的,本研究中对于反硝化脱氮,50 mL为最佳投加量,对于厌氧释磷,20 mL为最佳投加量.     

Characteristics of Nutrients Removal under Viscous Sludge Bulking Treating Synthetic Wastewater

粘性污泥膨胀下处理合成污水的营养物去除特性

彭赵旭^1,2,, 赵中原²,娄天宇¹, 姜昆¹,李磊¹

（1.郑州大学 水利科学与工程学院,郑州,450001;

2.哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨150090）

摘要：为探索粘性污泥膨胀对营养物去除的影响,考察了正常活性污泥与粘性膨胀污泥系统的脱氮除磷表现。结果表明,当COD负荷与C/N比分别在0.13 mgCOD.(mg MLSS.d)^-1 和7.67时,粘性污泥膨胀对最大比NH4⁺-N 氧化速率的影响很小,但是最大比NO2^--N氧化速率却从24.69 mg.(g.h)^-1 骤降到 1.20 mg.(g.h)^-1。和正常活性污泥相比,粘性膨胀污泥具有更大的粒径和更多的胞外聚合物（EPS）,污泥絮体中的传质阻力可能是导致NO2^--N氧化速率差异的主要原因。另外,本研究证明了粘性污泥膨胀有助于实现同步硝化反硝化（SND）,其产生的大量EPS可以在除磷过程中发挥贮存作用的功能。

关键词：活性污泥; 脱氮; 粘性污泥膨胀; 硝化动力学; 磷吸收

     

交替A/O工艺处理养猪废水脱氮研究

采用交替A/O工艺处理养猪废水.进行硝化菌与反硝化菌的培养、驯化;交替阶段厌氧和好氧段各自运行的最佳时间的确定;交替A/O工艺对NH3-N、TN、NO3-N的去除情况以及交替A/O工艺对养猪废液脱氮机理的研究.结果表明,A段运行2.5 h,O段运行时间为2 h,交替13.5 h即3个交替过程后,NH3-N的去除率为60...     

沸石颗粒填料固定床生物膜免曝气污水处理工艺

为降低污水处理能耗,利用沸石颗粒充当生物填料构建固定床生物膜反应器,通过序批式进水—排水的方式使反应器内填料表面生物膜处于交替厌氧—好氧环境,避免了传统污水处理曝气工艺所需的大量能耗,并能有效去除COD和脱氮。该工艺主要原理：在厌氧阶段（进水）,污水与生物膜和沸石颗粒接触,聚糖菌（GAOs）将有机碳源转化为胞内聚羟基烷酸（PHAs）,沸石吸附污水中的NH₄⁺-N。在好氧阶段（排水）,通过聚糖菌、硝化菌和反硝化菌的共同作用,将沸石吸附的NH₄⁺-N转化为氮气,使得生物膜和沸石颗粒得以再生。沸石颗粒固定床生物膜反应器以活性污泥为接种污泥,在序批式厌氧—好氧交替运行模式下,2周内成功启动;长期运行中污水COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别为87%、83%和83%,且出水中未检出硝态氮;长期运行后,反应器内生物膜菌群以Thauera、Candidatus competitivebacter、Nitrospira细菌属为主,它们是去除COD和脱氮的关键微生物。     

膜曝气提升菌藻生物膜反应器效能及稳定性

比较曝气头曝气以及膜曝气两种曝气方式支持的菌藻共生系统在不同的运行条件下对污染物的去除效能,探讨去除机理。结果表明,以膜曝气为基础的MABAR对氨氮、总氮、磷、化学需氧量（COD）的去除负荷相对于以曝气头曝气为基础的HABAR,最高分别提升1.44、21.22、3.08、52.09 kg/m²/m³。藻类积累方面,MABAR在5个阶段的积累量都高于HABAR,最高提升15.17 mg/cm²。这不但归因于膜曝气良好的无吹脱和高效的碳化能力为自养藻类提供了充足的无机碳,而且膜曝气为一些十分有利于藻类生长的细菌,例如Acidovorax、Rhodobacter和Acinetobacter,提供了良好的生存环境。MABAR不但能够提升去除效能,还能够促使光生物膜反应器抵抗冲击,维持稳定,这对未来光生物反应器的实际应用提供了一种新的运行方式。     

低氨氮条件下厌氧氨氧化生物滤池快速启动

在14.2~23.9℃下,将厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌颗粒污泥接种于火山岩填料生物滤池,以期缩短其启动时间.启动初期,当进水ρ(NH4+-N)=70 mg/L、ρ(NO2--N)=90 mg/L时,TN去除负荷为0.12 kg/(m3.d);自启动第105天,TN去除负荷达到2.22 kg/(m3.d),实现了厌氧氨氧化生物滤池的快速启动.结果表明,根据氮气产量、生物膜表观颜色、脱氮速率和pH值的变化,可将启动过程分为ANAMMOX菌的驯化与快速扩增2个阶段.     

SBR工艺强化反硝化除磷及控制参数

采用SBR反应器,通过在厌氧—好氧运行模式(Ⅰ)中介入缺氧段,即厌氧—好氧—缺氧—好氧运行模式(Ⅱ),缺氧与好氧条件下磷的吸收量的百分比值由28.2%升高至68.3%,实现了反硝化同步除磷、脱氮.系统稳定运行了90个周期,ρ(COD)、ρ(PO_4~(3-)-P)、ρ(TN)平均去除率分别为92.0%、98.0%、81.5%.通过间歇实验发现,ρ(NO_2~--N)=30mg/L时,NO_2~--N对反硝化吸磷并无影响,并且能作为电子受体,与NO_3~--N相比,反硝化吸磷速率更快.实验对pH值、E_(ORP)进行在线检测发现,厌氧阶段E_(ORP)曲线上的拐点对应磷的释放终点;好氧阶段ⅠE_(ORP)和pH值曲线上的拐点则对应着硝化终点;缺氧阶段pH值的拐点对应反硝化终点;好氧阶段ⅡE_(CRP)和pH值的拐点分别对应COD降解和吸磷终点.因此,pH值、E_(ORP)能作为实时控制参数,来提高脱氮、除磷效率.     

污泥龄对污泥转移SBR工艺除污性能的影响

污泥龄作为维持活性污泥活性和新鲜度的重要指标已显示出比其他参数更重要。试验以校内生活污水为对象,通过污泥转移SBR工艺,研究了污泥龄分别为5、10、20、30d时,系统COD、NH4＋ -N、TN、PO4^3- -P的去除率以及污泥特性的变化。结果表明：污泥龄10d时,系统COD、NH4- -N、TN、PO4^3- -P去除率分别可高达81％、94％、62％、95％,并且系统沉降性能良好,系统整体脱氮除磷效果最优。