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。     

好氧颗粒污泥处理高氨氮污水的半亚硝化研究

半亚硝化是高氨氮污水通过厌氧氨氧化(ANAMMOX)途径脱氮的基础和关键步骤。在序批式反应器(SBR)中接种好氧颗粒污泥(AGS)并处理高氨氮污水,研究了实现半亚硝化的可行性。首先通过调节水力停留时间及进水氨氮浓度实现稳定的短程硝化。进水NH+4-N约为220mg/L时,对NH+4-N的去除率达到98%左右,亚硝态氮积累率(NAR)约为95%,并能够保持稳定运行。此后通过缩短水力停留时间为6 h可控制反应器出水NH+4-N/NO-2-N值在1.0左右,满足ANAMMOX对进水水质的要求。在氨氮氧化过程中NO-3-N浓度基本保持不变,氨氧化菌(AOB)为优势硝化菌群;扫描电镜表明颗粒污泥中主要是球菌、短杆菌,符合AOB的形态特征。     

SBR处理晚期垃圾渗滤液的半量亚硝化稳定性

采用SBR法处理晚期垃圾渗滤液,在温度为23~25℃、HRT为12.5 h、DO2 mg/L且碱度充足的条件下,仅通过提高渗滤液进水浓度并控制进水NH_4~+-N浓度在240 mg/L左右,以及FA、FNA对亚硝酸氧化菌的协同抑制即实现了稳定的半量亚硝化,NO_2~--N/NH_4~+-N值维持在1.1~1.4之间,满足后续厌氧氨氧化进水的需要。在此基础上,进一步研究进水渗滤液浓度、盐度、DO对半量亚硝化稳定性的影响。结果表明,通过控制进水氨氮浓度为220~300 mg/L、NaCl浓度20 g/L、DO为2.5~3.5 mg/L可有效维持半量亚硝化的稳定性。     

SBR中亚硝酸型硝化的影响因素研究

为实现稳定的NO2^--N积累,对SBR中亚硝酸型硝化的影响因素进行了研究。结果表明：亚硝酸型硝化系统的稳定运行是多个影响因素(进水氨氮浓度、pH值、DO值、温度和SRT等)共同作用的结果,其中控制较低的DO值是关键因素之一。过低的进水氨氮浓度和pH值会导致系统运行的不稳定。当DO为0．5～1．0mg／L、进水氨氮为120～240mg／L、pH值为7．5～8．3．在25、30、35℃均可获得稳定的NO2^--N积累。而温度和SRT不是亚硝酸型硝化系统稳定运行的决定性因素。     

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.     

短程硝化/厌氧氨氧化联合工艺处理含氨废水的研究

在SBR中接种普通好氧活性污泥,通过控制运行条件来实现短程硝化,同时提高厌氧生物转盘系统中厌氧氨氧化的氮负荷,使之与SBR出水中NO2--N的积累量相匹配,并将二者组合形成短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮工艺.处理含氨废水的试验结果表明:在SBR的进水NH4+-N为150～250 mg/L、温度为(28±2)℃、pH值为7～8、DO<1 mg/L的条件下,可实现稳定的短程硝化,NO2--N积累率达85%以上,NH4+-N负荷达0.129 kgN/(kgVSS·d),AOB和NOB的数量之比为103:1.将短程硝化出水加入NH4+-N后作为厌氧氨氧化反应器的进水,在(40±1)℃下可以达到自养脱氮的目的,对NH4+-N、NO2--N和TN的去除率分别达86%、97%和90%以上,TN容积负荷为0.488 kgN/(m3·d).     

非单一因素控制条件下短程硝化反硝化的系统稳定性研究

采用SBR工艺以水产品加工废水为研究对象,控制进水游离氨(FA)浓度为4.61 mg/L,研究高游离氨条件下短程硝化反硝化过程,对比试验结果表明:1号反应器只控制进水游离氨浓度,在运行70 d以后,转变为全程硝化,说明单一因素控制短程硝化反硝化并不稳定;2号反应器高进水游离氨条件下,控制DO为1～2 mg/L和进水pH为8.4±0.1,亚硝酸盐积累率稳定在92%以上,现已运行130 d以上,短程硝化反硝化运行稳定,表明通过非单一因素控制可实现短程硝化反硝化稳定运行.     

低C/N值下短程硝化反应器的启动及影响因素

采用CSTR反应器对低C/N值模拟废水短程硝化的启动过程及影响因素进行了研究。结果表明,在进水NH4+-N和COD分别为210和300 mg/L的条件下,控制进水pH值为7.8~8.2、温度为(30±0.5)℃、DO为1.0~1.5 mg/L、HRT=1.25 d,2个月即可成功启动短程硝化,亚硝态氮积累率可达99%以上,对氨氮的去除率稳定在95%以上。DO、污泥龄、氨氮负荷及pH是影响短程硝化稳定运行的主要因素。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果研究

以低C/N比高氨氮废水作为SBR反应器进水,出水再进入UASB反应器,进行部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果研究。结果表明:UASB反应器进水脱氧时,在稳定运行阶段,NH_4~+-N、TN和CODCr平均去除率分别为87. 04%、80. 70%和86. 97%,最高去除率分别达到91. 32%、82. 88%和88. 89%; UASB反应器进水不脱氧时,在稳定运行阶段,NH_4~+-N、TN和CODCr平均去除率分别为91%、84%和86%,最高去除率分别达到了95. 78%、87. 67%和92. 22%。部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺经过调试后可以稳定运行,对处理低C/N比高氨氮废水具有较好效果;厌氧氨氧化反应器进水不脱氧,仍可以达到较好的处理效果,反应器内是一个好氧氨氧化、异养反硝化、ANAMMOX协同脱氮过程,具体的耦合脱氮机理还有待进一步探讨。     

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。     

生化去除腈纶废水中氨氮的效果研究

进行了东北某大型化纤厂腈纶废水中氨氮去除的研究。结果表明:腈纶废水B/C值约为0.22,随着生化处理时间的增加,生化处理出水COD浓度在20 h以后不再明显降低,而出水氨氮浓度在48 h后不再明显降低;增加生化处理的DO、碱度和温度对提高氨氮降解效果明显,对提高COD降解效果作用不大。根据大型生产性试验结果,在48 h的生化处理时间下,采用硝化液回流、提高进水温度和碱度、适当提高DO浓度的方式,可使折流板悬浮载体生化反应池处理腈纶废水的出水氨氮浓度降到5 mg/L以下,为出水的达标排放提供了保证。     

常温下部分亚硝化的启动中试研究

在常温(16.4 ～25.5℃)、限氧(DO =0.20 ～0.80 mg/L)条件下,以A/O除磷工艺出水为原水,在中试规模的反应器中采用SBR及高低氨氮(平均值分别为303.9和82.4 mg/L)交替进水方式,经过24个周期的连续运行成功实现了短程硝化,氨氮氧化率超过50％,亚硝化率超过90％.高FA( 11.36 mg/L)、FNA(0.033 mg/L)及低DO(＜0.80 mg/L)的联合抑制是实现亚硝酸盐氧化茵(NOB)被淘汰的关键因子,而限时曝气策略是SBR短程硝化得以稳定维持的重要因素.在低氨氮、连续流下控制HRT为7～9h、反应器各格室的曝气量为2～5 L/min、DO为0.10～0.60 mg/L,可使氨氮氧化率维持在55％左右,亚硝化率在95％以上,出水NO-2 -N/NH+4 -N平均值为1.32,为后续厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器提供了适宜的进水水质.     

高氨氮废水的前置厌氧氨氧化脱氮研究

采用前置厌氧氨氧化生物滤池+亚硝化生物滤池的组合工艺,对高氨氮焦化废水进行脱氮研究,利用亚硝化生物滤池回流液中的亚硝酸盐氮与废水中的氨氮进行反应,以达到脱氮的目的,同时考察了HRT、回流比、DO浓度、p H值等参数对脱氮效果的影响。结果表明:当废水中的氨氮和COD浓度分别为(100~120)、(60~80)mg/L时,控制厌氧氨氧化段混合进水的p H值为8.0、HRT为30 h,亚硝化段出口DO浓度为0.6~1.0 mg/L,回流比为300%,对废水的脱氮率可稳定在80%左右。     

不同溶解氧环境下氨氧化菌的氧半饱和常数比较

为了研究溶解氧(DO)浓度对实现短程硝化的影响,在小试反应器内研究了长期不同溶解氧环境下稳定运行的硝化污泥中氨氧化菌(AOB)的氧半饱和常数(K_(O2,AOB))。结果表明,长期在DO为(0.5±0.1)mg/L条件下运行的硝化污泥中AOB的K_(O2,AOB)值为(0.281±0.026)mg O_2/L,长期在DO为(2.5±0.5)mg/L条件下运行的硝化污泥中AOB的K_(O2,AOB)值为(0.064±0.008)mg O_2/L,表明其AOB对氧具有极高的亲和力,并且在高DO浓度下,可以维持较高的比氨氧化速率。两个系统的K_(O2,AOB)值均较低,说明无论低DO或高DO浓度,均可能实现短程硝化,且在高DO浓度下更容易实现短程硝化。     

SBR亚硝化处理城市生活污水二级出水及其稳定性

采用SBR工艺处理A/O除磷工艺出水,考察了影响亚硝化系统稳定性的因素。在室温为(20±3)℃、接种驯化后的亚硝化污泥、进水由高浓度氨氮配水逐渐过渡到A/O除磷工艺处理出水的条件下,采用实时监控策略,以pH值出现拐点作为反应停止标志,逐渐缩短沉降时间,可维持亚硝化的稳定并实现了对生活污水二级处理出水的高效净化。DO、FA与FNA共同维系亚硝化系统的稳定,而延时曝气对亚硝化系统的稳定具有极大的冲击性;当C/N值<1.0时对系统有微弱的抑制作用,但可在短时间内恢复;控制沉降时间由1~2 h逐渐降低至8 min以内可促进污泥颗粒化,平均粒径达到0.57 mm,同时进一步增强了系统的抗冲击能力。     

交替缺氧/好氧法短程硝化及AOB和NOB活性特征

采用SBR反应器处理实际生活污水,控制温度为(25±0.5)℃,在进水NH_4~+-N和COD平均浓度分别为65.59和219.10 mg/L条件下,通过交替缺氧/好氧模式(单周期4次交替缺氧∶好氧=30 min∶30 min)运行70个周期,出水NO_3~--N、NO_2~--N和COD浓度分别为0.69、19.91和40.64 mg/L,氨氮去除率和COD去除率分别为98.67%和79.55%,亚硝态氮积累率达到98.44%。在实现短程硝化过程中,AOB活性从第1周期的11.61%增加到第39周期的105.99%,之后AOB的活性超过NOB的活性。     

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。     

两段式曝气对短程硝化启动的影响研究

控制SBR反应器内的温度为20~23℃,采用两段式曝气的方法,经过80个周期的运行,实现了生活污水的短程硝化,对氨氮的平均去除率为88.49%,亚硝态氮积累率达到90%以上。在反应器运行过程中,DO和p H值曲线都有很好的变化特征点,可以通过其指示氨氮降解过程的结束。系统的有效污泥龄从23.91 d缩短为21.31 d,结合硝化时间的缩短和亚硝态氮积累率的提高,推断这可能是由于亚硝酸盐氧化菌(NOB)等世代周期较长的细菌被淘洗或活性受到了抑制,而氨氧化菌(AOB)等世代周期较短的细菌得到富集造成的。     

含盐废水短程硝化反硝化生物脱氮的研究

试验采用SBR工艺研究了不同盐度下,NH+4N、pH值、温度等因素对含盐废水短程硝化反硝化的影响.结果表明,含盐量增加有助于亚硝酸盐的积累.含盐量在1759～24630mg/L范围内,通过提高进水pH值和进水NH+4N浓度,可以使亚硝化率[NO-2/(NO-2+NO-3)]达到90%以上.实验证明,亚硝酸菌有较高的耐盐性,能在高盐环境中保持良好的活性.     

pH值对SBBR自养脱氮系统效能及功能菌数量的影响

从在不同pH值条件下稳定运行的SBBR自养脱氮反应器中分别提取活性污泥及生物膜样品的基因组DNA,通过特异引物扩增系统内亚硝化菌(AOB)、硝化菌(NOB)及厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌的基因序列,采用荧光定量PCR技术对功能菌进行定量分析,研究pH值对系统运行效能及功能菌数量的影响。研究显示,pH值对SBBR自养脱氮系统的运行效能及三大功能菌的数量均有显著影响。在pH值=6.0的酸性条件下,AOB、NOB及ANAMMOX菌数量比其他pH值条件下的低,脱氮效果差。AOB在pH值=7.0～8.0范围内数量较多,在pH值=9.0时将受到明显抑制。在pH值=7.0～9.0的范围内,NOB数量的变化趋势没有AOB的显著。在pH值=8.0时,各功能菌的数量均达到最大值,系统构成一个和谐稳定的微生态环境,运行效能较佳,因此该值为此SBBR自养脱氮系统的最佳控制点。