基于ANAMMOX的养猪场废水亚硝化过程研究

以高氨氮、高有机物浓度的养猪场废水为处理对象，在室温（25℃）、不调节pH的条件下，研究了基于厌氧氨氧化（ANAMMOX）的亚硝化过程。结果表明：在进水氨氮浓度约为550mg／L、COD浓度为1000～1300mg／L的条件下，亚硝化效果稳定。反应8～10h后，出水中的氨氮和亚硝酸盐氮浓度之比可达（1：1）～（1：1．20），对氨氮和COD的去除率分别为58．3％～65．6％和59．2％～68．6％，亚硝化率在整个过程中均保持在97％以上。随着曝气量的增大，达到厌氧氨氧化工艺所需进水氨氮／亚硝酸盐氮的反应时间（τ）缩短，丁时刻出水的pH值为7．8～8．1；氨氮和COD的降解均遵循一级反应动力学，反应速率常数分别为0．0656～0．0724h^-1和0．0491～0．0664h。     

亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器用于畜禽养殖废水深度处理的研究

利用自行设计的亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器,在常温(18~30℃)条件下,对某养猪场经生化处理后的二沉池出水进行深度处理。通过实验确定了一体化反应器的最佳HRT、DO值以及在此条件下养猪场废水处理效果。结果表明,一体化反应器对养猪场废水处理效果明显,基本达到排放要求。     

亚硝化/厌氧氨氧化一体化反应器的启动特性分析

以经常规处理后的养猪场废水成功启动自行设计的亚硝化/厌氧氨氧化一体化反应器,着重分析了一体化反应器供氧段和非供氧段的启动特性及处理效果.在启动期间,供氧段对COD、NH4+-N的最大去除率分别达72.24%、71.62%,通过调节曝气量控制系统内的DO浓度实现了稳定的亚硝态氮积累,且出水pH和NO2--N/NH4+-N值满足非供氧段进行厌氧氨氧化的要求;非供氧段可能同时存在反硝化和厌氧氨氧化过程,对NH4+-N、N2--N的最大去除率分别达55.10%、63.74%,脱氮效果明显;第115天,养猪场废水经一体化反应器处理后,对COD、NH4+-N、TN的去除率分别为73.07%、85.00%、67.23%,达到了深度处理的目的.     

低氨氮生活污水好氧亚硝化技术研究

以实际生活污水为处理对象,利用两个SBR反应器(分别标记为1<'#>和2<'#>反应器)控制不同运行条件进行好氧亚硝化对比试验,研究了低氨氮生活污水的好氧亚硝化特性.其中,1<'#>反应器恒温加热浓缩污泥,加热温度为36℃、加热时间为40 min;2<'#>反应器延长曝气时间及污泥龄,但不加热浓缩污泥.结果表明,1<'#>反应器出水亚硝态氮浓度最终稳定在30～35 mg/L,占三氮总和的75%～80%,平均亚硝化率为88.08%;2<'#>反应器自第2天起亚硝化率就降为零,平均出水硝态氮浓度为30.68 mg/L,表现为全程硝化.可见,通过控制反应器中浓缩污泥的运行条件可实现低氨氮污水的好氧亚硝化.此外,维持系统中适当的COD水平也有助于低氨氮生活污水好氧亚硝化的实现.     

常温下用于畜禽养殖废水深度处理的亚硝化反应器选型及其启动研究

为了确定在常温下能够稳定用于畜禽养殖废水深度处理的亚硝化反应器类型,在常温、p H值为8.0左右,进水氨氮质量浓度为150 mg/L左右,COD质量浓度为200 mg/L左右的条件下,采用接触氧化法反应器和活性污泥法反应器进行同步对比试验。结果表明,二者对COD的去除效率均稳定在60%以上,其中接触氧化法反应器的最高去除率为75.38%,活性污泥法反应器的最高去除率为67.18%;氨氮在接触氧化法反应器中更易转化成亚硝酸盐氮,亚硝酸盐氮含量最高达84.61 mg/L,而在活性污泥法反应器中,氨氮更易转化成硝酸盐氮,硝酸盐氮含量最高达129 mg/L,亚硝酸盐氮含量最高仅为8.41 mg/L。说明在相同的试验条件下,在接触氧化法反应器中更易实现亚硝化过程,故最终确定接触氧化法反应器作为畜禽养殖废水深度处理的亚硝化反应器。     

厌氧/好氧交替下SBR的短程硝化研究

为了研究过度厌氧对短程硝化的影响,采用SBR反应器,在pH值为7.2～8.0、温度为(23±0.5)℃的条件下,通过控制不同的厌氧段时间考察了厌氧/好氧交替方式下短程硝化的特点,分析了过度厌氧对亚硝酸盐积累率、亚硝化菌和硝化菌的比耗氧速率、脱氮除磷特性、同步硝化反硝化(SND)率及污泥沉降性的影响。结果显示,两个系统对氨氮的去除率都达到了96%,亚硝酸盐积累率稳定在70%左右,即过度厌氧对短程硝化无明显影响;硝化过程中发生了明显的同步脱氮现象,而且在小于0.4 mg/L的范围内,平均溶解氧浓度越高则SND率越高;除磷率都达到了95%,过度厌氧不会增加厌氧阶段的释磷量,吸磷主要发生在好氧前0.5 h,DO浓度越高则吸磷速率越快;两个系统的污泥沉降性都得到了改善,过度厌氧对抑制丝状菌膨胀的强化作用不大。     

硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的研究

研究了以自养型硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的可行性。试验结果表明,采用先培养自养型硝化生物膜再启动厌氧氨氧化反应器的方法,可在110d内成功启动厌氧氨氧化反应器,200d时反应器对NH4^＋-N和NO2^--N的去除负荷分别达到0．526kg／（m^3&#183;d）和0．536kg／（m^3&#183;d）。启动初期的出水pH值低于进水pH值,到后期则出水pH值高于进水pH值。第110—200天时去除的NH4^＋-N和NO2^--N的量与NO3^--N的生成量之比为1：1．1：0．33;稳态运行时反应器内呈碱性。因此,NH4^＋-N去除量、NO2^--N去除量和NO3^--N生成量之间的比值以及反应器内pH值的变化可以指示厌氧氨氧化反应器的启动进程。     

应用SBR实现有机废水厌氧氨氧化生物脱氮的研究

采用SBR反应器,以硝化污泥和厌氧氨氧化(ANAMMOX)颗粒污泥的混合污泥为接种污泥,以有机模拟废水为研究对象,进行了厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究。结果表明,在控制温度为25℃,水力停留时间为12 d,pH值为7.2～8.5,进水NH4+-N为220 mg/L左右、NO2--N为138 mg/L左右、COD为294 mg/L的条件下成功启动了SBR反应器。在高氨氮、低有机物浓度的条件下,ANAMMOX菌和异养反硝化菌能够实现共存,且ANAMMOX菌仍能成为优势菌属,AN-AMMOX反应是反应器中的主导反应。镜检发现,优势菌尺寸约为1μm,呈圆形或椭圆形,成簇聚生,表面可观察到明显的漏斗状缺口,具有典型的厌氧氨氧化菌特征。污泥中形成了以厌氧氨氧化球状菌为主、其他杆状菌和丝状菌共存的微生物混培体。     

味精废水好氧同步硝化反硝化的试验研究

采用SBR处理味精废水,考察了味精废水的可生化性、好氧条件下的同步硝化反硝化以及不同C/N下有机负荷和氨氮负荷的变化.结果表明,对COD的去除率为91.6%～97.2%,对BOD5的去除率>95%,味精废水的BOD5/COD为0.5,说明其可生化性较好,可为反硝化过程提供充足的碳源;试验中存在明显的同步硝化反硝化现象,对氨氮和总氮的去除率分别达到99%、96%;随着进水C/N的降低,有机负荷降低,氨氮负荷升高.     

亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮研究

以高氨氮模拟废水为研究对象，对影响亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果的几个因素（DO、pH、碱度、有机物浓度、NU4^＋-N／NO2^-—N值）进行了考察，以期获得组合工艺的最佳运行方式。研究结果表明，在亚硝化温度为23～26℃，HRT=1d，进水NH4^＋-N、TN浓度分别为350、420mg／L，ANH4^＋-N／ANO2^--N值为0.8～1.33的条件下，组合工艺对NH4^＋-N、TN的最高去除率分别为99．9％、90．8％，平均去除率分别为96％、76．1％。组合工艺的脱氮效率严重受限于亚硝化系统出水的NH4^＋-N／NO2^--N值及其稳定性。     

基于MBBR的部分反硝化耦合厌氧氨氧化深度脱氮

在常温、低基质浓度下运行MBBR反应器,考察了部分反硝化耦合厌氧氨氧化用于城市污水二级出水处理的可能性。在进水TN和COD浓度分别为25 mg/L和50 mg/L的条件下,经过180 d的运行,出水TN浓度为（3.87±0.69）mg/L,去除率可达（83.86±5.43）%,其中Anammox对TN的去除贡献达到（95±4）%。Anammox和部分反硝化活性分别稳定在（728.84±7.90）、（1 128.24±12.24）mg/（m2·d）,表明部分反硝化菌和Anammox菌形成了良好的协同作用。高通量测序结果显示,经富集培养后,Candidatus Brocadia占比从0.62%增至5.61%,为Anammox菌的主导菌属;Thauera占比从0.004%增至3.74%,为部分反硝化菌的主导菌属。在常温和低基质浓度条件下,部分反硝化耦合厌氧氨氧化MBBR的稳定运行可为城市污水处理厂的提质增效提供参考。     

短程硝化/厌氧氨氧化一步法自养脱氮中试研究

一步法自养脱氮工艺在高氨氮废水处理中具有运行能耗低、不需外加碳源等优点。利用总容积为50 m3的SBR反应器处理高氨氮废水,成功实现了短程硝化/厌氧氨氧化一步法自养脱氮。反应器对不同氨氮浓度(350~4 300 mg/L)的废水均表现出良好的处理效果,对氨氮与总氮的平均去除率分别达到95%和90%以上。同时,还研究了反应器运行的主要影响因素、污泥粒径分布及微生物群落结构。结果表明,系统内形成了红色的厌氧氨氧化颗粒,且颗粒的比例随运行逐渐增加;而维持合理的溶解氧和氨氮浓度是实现高负荷脱氮的关键因素。     

短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化工艺处理焦化废水

通过对短程硝化和厌氧氨氧化工艺的研究,开发了短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化(O1/A/O2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理.控制温度为(35±1)℃、DO为2.0～3.0mg/L,第一级好氧连续流生物膜反应器在去除大部分有机污染物的同时还实现了短程硝化.考察了HRT、DO和容积负荷对反应器运行效果的影响.结果表明,当氨氮容积负荷为0.13～0.22gNH4+-N/(L·d)时,连续流反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮.通过控制一级好氧反应器的工艺参数,为厌氧反应器实现厌氧氨氧化(ANAMMOX)创造条件.结果表明,在温度为34℃、pH值为7.5～8.5、HRT为33 h的条件下,经过115 d成功启动了厌氧氨氧化反应器.在进水氨氮、亚硝态氮浓度分别为80和90 mg/L左右、总氮负荷为160 mg/(L·d)时,对氨氮和亚硝态氮的去除率最高分别达86%和98%,对总氮的去除率为75%.最后在二级好氧反应器实现氨氮的全程硝化,进一步去除焦化废水中残留的氨氯、亚硝态氮和有机物.O1/A/O2工艺能有效去除焦化废水中的氨氮和有机物等污染物,正常运行条件下的出水氨氮＜15 mg/L、亚硝态氮＜1.0 mg/L,COD降至124～186 mg/L,出水水质优于A/O生物脱氮工艺的出水水质.     

限氧EGSB反应器运行机理的研究

通过EGSB反应器的运行试验考察了限氧条件下的微生物代谢途径.结果表明,适量氧的加入能够提高EGSB反应器对COD的去除率,降低出水VFA浓度;氧化还原电位是限氧EGSB反应器最理想的运行控制参数,一般在～380～- 400 mV之间.从分子水平上讲,为保证限氧系统的理想运行,氧利用率(OUR)必须满足以下条件:通过电子传递系统尽可能多地氧化由发酵途径产生的NADH2或FADH2,而TCA循环被维持在最低水平.为此,对于EGSB反应器内的厌氧产甲烷过程,最有利的措施是向EGSB反应器内加入适量氧,使系统处于最佳产甲烷状态.     

推流式亚硝化好氧颗粒污泥反应器中细菌特性

为确定推流式好氧亚硝化颗粒污泥反应器中细菌分布特性,从悬浮污泥、颗粒污泥及上清液分别取样,通过计数培养细菌、放线菌以及亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌,表明在悬浮污泥中细菌数量最多,颗粒污泥中放线菌最多。亚硝化细菌主要分布在悬浮污泥中,硝化细菌和反硝化细菌主要分布在颗粒污泥中。好氧颗粒污泥分离得到的反硝化菌在有氧反硝化条件下能够生长,说明好氧颗粒污泥中微生物具有多样性,其微观结构较复杂。     

A2/O2工艺处理氮肥废水的短程硝化反硝化

应用A2/O2工艺(缺氧-厌氧-微氧-好氧)中试装置处理氮肥废水,调节MLSS为3 000～3 500 mg/L,SRT为15 d,污泥回流比为80％,硝化液回流比为200％,亚硝化液回流比为150％,水温处于24 ～28℃.在全程硝化反硝化的基础上通过控制微氧区的DO实现了亚硝态氮的稳定积累,平均积累率达到89％.经过一段时间的稳定运行,在平均进水COD/TN值只有1.2的条件下,出水氨氮平均为10 mg/L,平均去除率达到90％;出水COD平均为28.7 mg/L,平均去除率达到86.4％;出水TN平均为59 mg/L,平均去除率达到68％.     

新型控制模式下短程硝化/厌氧氨氧化法处理污泥水

针对现有短程硝化/厌氧氨氧化组合工艺在实际运行过程中存在的控制模式固定等问题,提出了DO、pH值和氨氮联合控制的新型控制模式.采用短程硝化/厌氧氨氧化一体式SBR工艺处理污泥水,通过在线电极实时监测和PLC系统控制,初期以间歇曝气方式运行可实现SBR的快速启动,后期采用连续曝气方式,脱氮速率迅速提升.经过79 d的连续运行,平均脱氮速率可达0.60 kgN/(m3·d),对TN的去除率最高为95.1％.     

SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集

反硝化除磷菌(DPAOs)能够在缺氧条件下同步完成脱氮除磷,是反硝化除磷工艺的主体。以武汉沙湖污水处理厂二沉池的回流污泥为种泥,采用二段式SBR工艺实现了反硝化除磷菌的快速富集。在第一阶段反应器采用厌氧/好氧(A/O)模式运行,可以实现对除磷菌(PAOs)的快速诱导和富集,运行13 d后,SBR反应器对氮、磷的去除率均达到85%以上。而后进入第二阶段,采用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)模式运行,以快速富集培养反硝化除磷菌,经过26 d的运行,反应器对氨氮和磷酸盐的去除率分别达到92.2%和91.2%左右,且典型周期内硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系,表明系统的反硝化除磷能力得到显著增强。     

含氮废水的亚硝化控制工艺研究

介绍了含氮废水进行亚硝化控制的理论和特点,并通过实验研究了pH值、温度、氨氮初始浓度、曝气量对亚硝化型进程的影响,并优化出最佳控制工艺条件,指出含氮废水实现亚硝化型稳定控制是可行的。     

高氨氮废水的亚硝化调控因素研究

为进一步缩短亚硝化的启动时间,提高亚硝化速率,采用SBR反应器进行了快速实现高氨氮废水的亚硝化调控因素研究。结果表明:综合优化各影响因素如温度、pH值、DO、FA是缩短亚硝化启动时间的关键,pH值和DO的调控是准确把握反应进程,获得较高出水NO-2-N浓度的关键因素,适宜的温度与pH值可弥补低DO对亚硝化速率的负面影响,并且促进氨氧化菌(AOB)快速适应低DO浓度;在温度为30℃、pH值为8.0±0.2、DO为0.5~1.0 mg/L、进水氨氮负荷(ALR)为143 mg/(L·d)的条件下,启动亚硝化只需8 d;进水ALR达1 716 mg/(L·d),氨氮转化率高达94%以上,亚硝化率也基本稳定在90%以上,出水NO-2-N高达920~1 080 mg/L,亚硝化速率达1.1~1.2 kg/(m3·d),具有较高的氨氮负荷和亚硝化活性。