硫自养反硝化深度脱氮中试研究

利用硫自养反硝化技术实现城市污水厂二级出水深度脱氮。在构建中试硫填充床的基础上,优化系统运行参数,考察该系统对城市污水厂二级出水的深度脱氮效果,并核算运行成本。结果表明,硫填充床能够有效去除二级出水中的NO_3~--N,HRT高于0.24 h时,NO_3~--N去除率达90%以上;当HRT为0.21 h、进水NO_3~--N为12 mg/L时,NO_3~--N去除率达80%,装置日处理量最高达336 m~3,最大脱氮负荷达到1 158 mg/(L·d);通过反冲可以实现系统的稳定运行,反冲后1 h内即可恢复正常处理性能;系统运行成本较传统反硝化低,费用为0.11元/m~3。     

火化烟气吸收液的硫自养反硝化深度脱氮研究

基于硫自养反硝化工艺研究了火化烟气吸收液的深度脱氮过程与调控技术。通过逐级提高硝态氮负荷的方式可以在30 d内使硝态氮去除率提高至89.0%,石灰石可以有效替代碳酸氢钠为反应系统提供碱度,使自养反硝化菌群稳定发挥脱氮能力。相比于硫酸盐,亚硝态氮表现出更为明显的自养反硝化功能菌群毒性抑制效果,但是在功能菌群适应进水水质后,系统的硝态氮去除率均高于93.2%。定期反冲洗可以防止硫磺填料板结现象的发生,从而使系统维持较好的硝态氮去除效果。Thiobacillus sp.和Sulfrimonas sp.是系统中的优势菌群,相对丰度占总自养脱氮功能菌群的70.5%以上,但是Sulfuricurvum sp.的相对丰度则明显降低,主要原因在于其不能还原亚硝态氮。     

硫自养反硝化强化垂直流人工湿地脱氮性能研究

复合垂直流人工湿地在处理低碳氮比值污水时需外加有机碳源,增加了处理成本,且存在二次污染的可能。将单质硫与CaCO3以体积比为1∶1均匀混合后作为基质填充到复合垂直流人工湿地中以强化其脱氮效果,研究了HRT、NO-3-N浓度对系统脱氮效果的影响。结果表明,进水NO-3-N为3、10、15、20 mg/L,HRT=12 h时,系统对NO-3-N的去除速率分别为0.22、0.78、1.16、1.53 mg/(L·h),出水水质可达到我国地表水环境质量标准中的Ⅱ类标准。在HRT=12 h的条件下,分析了系统沿程氮形态的变化,探索了氮的去除途径。     

温度对水解反硝化脱氮的影响

采用水解反硝化脱氮工艺,将水解酸化与反硝化脱氮过程相结合,取代缺氧反硝化,解决城镇污水冬季脱氮效果差的问题。在水解反硝化工艺的中试系统中,氨氮和总氮的去除效果受温度的影响较小,冬季和夏季氨氮去除率分别达到98.3%和98.4%,总氮去除率分别为65.2%和68.0%。以水解反硝化污泥与AAO工艺中的缺氧池污泥为研究对象,对比分析温度对两种污泥比反硝化速率和耗碳率的影响。结果显示:温度对水解池污泥的影响显著小于缺氧池污泥,在25、30℃两者反硝化速率相当,但是当温度为8、15和20℃下,水解池污泥的最大比反硝化脱氮速率分别为缺氧池污泥的1.7倍、1.3倍和1.4倍;同时,在各温度条件下,水解池污泥的耗碳率基本为缺氧池污泥的51.2%~81.7%。     

曝停比对低温单级自养脱氮系统效能影响研究

针对现有单级自养脱氮技术普遍需要中高温(25～35℃)运行条件、处理成本高的突出问题,以高浓度氨氮(≥2 000 mg/L)废水为研究对象,考察曝停比对低温(15℃)单级自养脱氮系统脱氮效能的影响。结果表明,曝停比对系统的脱氮效能有影响,在15℃、DO为2. 5 mg/L条件下,反应器曝停比分别为2 h∶2 h、4 h∶4 h、6 h∶6 h、12 h∶12 h时,系统出水TN浓度分别为267. 5、238. 0、275. 1、367. 6 mg/L,去除率分别为86. 6%、88. 1%、86. 2%和81. 6%;曝停比为4 h∶4 h时,系统对TN的去除率较高。反应器停曝时间越长,反应器内液相DO、ORP值越低,液相DO、ORP水平影响自养脱氮系统微环境区域分布比例。     

短程硝化-反硝化生物脱氮

短程硝化－反硝化生物脱氮法是将硝化控制在形成亚硝酸阶段,阻止亚硝酸的进一步硝化,然后直接进行反硝化。这一方法可以克服传统生物脱氮法存在的问题,其关键是在硝化阶段维持ＨＮＯ２长久稳定地积累。本文结合国内外研究,对形成ＨＮＯ２积累的条件和影响因素进行了分析,探讨了实现短程硝化的途径。     

硫自养反硝化处理高硝态氮废水的运行特性研究

采用硫自养反硝化技术处理高浓度NO_3~--N废水,考察了其处理性能及微生物种群结构。在HRT为14 h、碳酸氢钠为碱度条件下,反应器脱氮负荷与脱氮量分别高达1.47 kg/(m~3·d)和800 mg/L。以石灰石作为碱度可有效降低处理成本,单级装置脱氮成本为0.814元/m~3,对于高浓度NO_3~--N废水可采取多级串联方式保证出水NO_3~--N浓度较低。解析微生物群落结构发现,在高浓度NO_3~--N条件下,系统微生物种群结构较单一,功能性微生物所占比例较高,其中脱氮硫杆菌Thiobacillus和反硝化硫单胞菌Sulfurimonas所占比例分别为37.61%和20.39%。     

温度对硫自养水平潜流人工湿地脱氮效果的影响

反硝化作用是湿地脱氮的主要途径,低C/N值作为污水厂尾水的典型特征,限制了异养反硝化作用,硫自养反硝化与湿地技术相结合,可有效解决潜流湿地脱氮难的瓶颈。以污水厂尾水为研究对象,筛选适宜潜流湿地脱氮的功能基质,最终确定还原态硫-沸石-砾石的体积比为1∶1∶1时脱氮效果最佳,还原态硫的添加显著提升了潜流湿地的脱氮效果。此外,温度对硫自养潜流湿地脱氮效果的影响较大,在25～30、17～19℃条件下,硫自养潜流湿地脱氮率可达90%以上,11～13℃时脱氮率维持在80%左右,6～8℃时硫-石灰石-砾石湿地的脱氮率降至47%。在硫自养潜流湿地内共发现37个属,优势菌属中包括Thiobacillus、Sulfurimonas等硫自养反硝化菌属,硫自养反硝化菌的数量与系统反硝化速率呈正相关。     

生物脱氮反应器同步硝化反硝化研究

以生活污水为处理对象,对一体式悬浮载体膨胀床(ISCEB)生物脱氮反应器同步硝化反硝化现象进行了研究,并研究了DO、C/N比及进水有机负荷等因素对同步硝化反硝化的影响。     

联氨对HABR全程自养脱氮系统的影响

为考察联氨作为自养脱氮系统菌群调节剂的可行性,以实验室内运行的HABRCANON反应器为试验装置,研究不同浓度联氨对自养脱氮系统脱氮效能和功能微生物的影响。结果表明,低浓度(1～4 mg/L)联氨可以抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性,促进厌氧氨氧化菌(AnAOB)的活性,从而提高脱氮效能;高浓度(10 mg/L)联氨对好氧氨氧化菌(AOB)和NOB的抑制作用明显;停止投加联氨后,CANON系统的脱氮效能可迅速恢复;高浓度(10 mg/L)联氨对HABR全程自养脱氮工艺的影响是可逆的,但对NOB的抑制不可逆。对生物膜样品中的优势菌种进行分析发现,AOB和AnAOB为主要的功能微生物。采用低-高-低的联氨投加方式,可以有效抑制自养脱氮反应器内NOB的生长,保证自养脱氮系统的稳定运行。     

反硝化生物膜滤池脱氮影响因素分析

采用反硝化生物膜滤池(DNBF)模拟装置处理城市污水厂的出水,并分析脱氮效能。在水温为14. 3～22. 8℃、pH值为6. 7～7. 4的条件下,通过单因素试验和正交试验,考察C/N值、温度、HRT、DO等因素对反硝化生物膜滤池脱氮效果的影响。试验结果表明,C/N值由0. 89上升到12. 46过程中,COD去除率呈现先上升后下降的变化趋势,且在C/N值为5. 91时COD去除率达到最大; TN和NO_3~- -N去除率分别在C/N值为5. 04和3. 65时达到最高。当C/N值≤3. 65时,碳源不足导致TN去除率较低和NO_2~- -N的累积;当C/N值≥5. 91时,碳源过量条件下,TN去除率未明显下降,DNBF脱氮率仍高达96%。当平均水温由22℃(夏季)降低至15℃(冬季)时,平均脱氮率由96%降低至83%。正交试验结果表明,对于COD、TN、NO_3~- -N去除率而言,HRT的极差均最大,即HRT是DNBF脱氮性能的主要影响因素。     

反硝化脱氮碳源研究现状

针对目前我国污水处理厂存在的脱氮碳源不足的问题,提出了以纤维素为主的固体碳源、污泥水解产生的挥发性脂肪酸以及有机工业废水等新型碳源,并探讨了这几种新型碳源的研究现状,为提高脱氮效率提供了依据。     

青霉素废水的同时硝化反硝化脱氮研究

对某企业青霉素废水的实际处理工程进行脱氮性能研究,该工程由原先的CASS池(有效容积为7 500 m3)改造成同时硝化反硝化系统。系统稳定运行的数据显示:当处理量为3 533~5 574 m3/d,进水COD、TKN、NH3-N浓度分别为(2 067~4 706)、(230.7~322.4)、(114.7~286.2)mg/L时,出水COD、TN与NH3-N浓度分别为(188~473)、(27.1~34.2)、(0.8~6.1)mg/L。分析认为,系统高效脱氮的原因为:1较高的生物量(5.7~8.3 g/L)与较长的泥龄(25.6d);2系统长期运行稳定,有利于硝化菌与反硝化菌的生长;3在曝气池的前端发生了显著的反硝化脱氮。     

低温好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮特性研究

从水库底泥样品中,以硝酸盐为唯一氮源驯化、分离并筛选出1株能在低温及好氧条件下进行高效反硝化的菌株DW4,经过生理生化和16S rDNA序列分析,并基于16S rDNA序列结果,构建了该菌株的系统发育树,最终确定菌株DW4为不动杆菌(Acinetobacter sp.)。考察了温度、初始pH、C/N及接种量对菌株DW4硝酸盐还原活性的影响,以及该菌株的异养硝化性能。结果表明,在pH值为6～9,温度为15～30℃,C/N不小于3,接种量为15%时,菌株DW4培养72 h后的硝氮去除率可达到90%以上。此外,该菌株具有同时硝化-反硝化作用,在培养过程中氨氮去除率可达到65%左右。实验结果表明,菌株DW4在寒冷地区低温季节微污染水体原位生物脱氮领域中具有很大的应用潜力。     

HYBAS工艺的脱氮效能及同步硝化反硝化分析

以团岛污水厂实际进水为处理对象,在改良A~2/O工艺好氧池投加悬浮填料形成生物膜与活性污泥复合工艺,即HYBAS工艺,进行脱氮效能研究。在填料填充率为40%、好氧池底采用非均匀边缘对称曝气的条件下,当pH值为7~8.7、DO为1.2~1.7 mg/L、内回流比为300%、好氧段HRT_H为7~8 h时,HYBAS工艺对COD、NH_4~+-N、TN的去除率分别达到94%、97%、87%以上;同时还发现在HYBAS池内有同步硝化反硝化(SND)作用发生,使得TN在此阶段去除了9~14 mg/L。     

硫自养反硝化技术用于市政污水深度处理

去除总氮是污水处理厂面临的一大难题。目前市政污水深度处理普遍采用的反硝化滤池需要额外投加碳源,不仅运行成本高,而且存在BOD₅超标风险,而采用硫自养反硝化滤池不仅运行成本低,而且避免了出水BOD₅超标的风险。某实际工程运行结果显示,在冬季低温平均12.8℃、出水pH为6.5以上、HRT为1.6 h的情况下,微生物驯化启动时间约为12 d,驯化完成后出水NO₃^--N稳定在5 mg/L以下,平均氮去除负荷为0.19 kgNO₃^--N/(m³·d),平均氮去除率达到90%,表现出较好的反硝化效果,但反洗后恢复反硝化效果需约1.5 d。反洗周期为5～10 d,运行成本约0.065元/m³。运行成本较投加碳源的异养反硝化滤池减少50%以上。该项目改造投资为400万元,预计3年左右可收回投资成本。     

硫自养反硝化结合生物活性炭处理硝酸盐废水

采用将硫自养反硝化与生物活性炭相结合的方式处理硝酸盐废水.以颗粒活性炭作为硫自养反硝化菌的载体,形成用于处理硝酸盐废水的生物活性炭系统,与不加炭粒的厌氧污泥系统相比,提高了对NO3--N的去除率.在进水NO3--N负荷为0.04～0.08 kg/(m3·d)的条件下,普通厌氧污泥系统对NO3--N的去除率仅为80%左右,而生物活性炭系统的去除率则在90%以上,且该系统在0.96 kg/(m3·d)的负荷下仍能维持90%以上的NO3--N去除率,而没有发生NO3--N的积累.运行177 d后对反应器中的污泥以及颗粒活性炭表面进行了扫描电镜(SEM)观察,发现其中的细菌以杆菌为主,并且活性炭上的菌密度远高于絮状厌氧污泥中的菌密度.     

pH值对包埋固定化技术反硝化脱氮的影响

在配水条件下,考察了p H值对包埋固定化技术反硝化脱氮的影响。结果表明,通过包埋固定化技术固定的反硝化菌经过驯化后,在酸性条件下其反硝化能力受到抑制,系统的pH值沿程升高;在中性和偏碱性条件下表现出了较好的反硝化能力,系统的pH值先升后降,在起始pH值=8和9时出现了亚硝态氮的积累。包埋固定化反硝化菌在pH值=8时有最佳的反应速率,在填充率为20%的情况下,可在60 min时去除45 mg/L的硝态氮。由于包埋固定化颗粒需要传质作用才能实现反硝化菌与原水中碳源和硝态氮的接触,导致反应时间较反硝化污泥长,因此当pH值=9时,其亚硝态氮积累现象出现的时间较反硝化污泥延后。     

水力负荷对反硝化滤池深度脱氮效能的影响

采用反硝化滤池处理城市污水厂尾水,重点考察了水力负荷对其脱氮效能的影响。结果表明:水力负荷对反硝化滤池去除TN影响显著。在C/N值为6.0、水力负荷为3 m3/(m2·h)时,系统出水NH_4~+-N、TN分别为1.66、1.82 mg/L,对其去除率分别为53.43%、91.08%,出水水质可达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅴ类标准。滤池对污染物的去除主要集中在填料层0~90 cm的区域,对NH_4~+-N、NO-3-N和TN的去除分担率分别为72.73%、95.23%和83.64%。PCR-DGGE分析表明,反硝化滤池中微生物种群丰度和多样性均随填料高度呈现出先增加后降低的趋势;上层与中间层、底层的微生物种群相似度均为85.2%,中间层与底层的微生物种群相似度为80.5%,即反硝化滤池填料层中微生物种属的差异性较小。     

短程硝化-反硝化生物脱氮技术研究

对传统生物脱氮工艺原理和短程硝化—反硝化工艺原理进行了比较 ,分析了短程硝化 -反硝化技术的实用价值 ,提出了实现短程反硝化的控制条件。