生活污水自养反硝化滤池深度脱氮研究

针对污水处理厂二级生化出水硝酸盐氮浓度高的问题,选用高效硫自养反硝化菌,构建以生物陶粒为填料的自养反硝化滤池,模拟生活污水二级生化出水,调节运行参数,考察脱氮效果。结果表明,滤池经过10 d 200 mg/L NO_3~--N培养液的间歇培养和15 d 100 mg/L NO_3~--N连续进水驯化后挂膜成功,NO_3~--N去除率稳定在90%以上;在HRT为12 h下,滤池对进水NO_3~--N质量浓度为30 mg/L去除效果最好,NO_3~--N和TN去除率分别达到96%、93%,出水NO_2~--N含量1 mg/L以下,但硫酸盐浓度为500~600 mg/L;进水NO_3~--N质量浓度30 mg/L,HRT为2~12 h时,滤池对NO_3~--N去除率均可达85%以上,HRT2 h脱氮性能下降,最佳HRT为2 h;滤池反硝化脱氮率沿填料厚度的增加而逐渐增加,HRT为12 h时在填料高度5 cm处即可达到70%的NO_3~--N去除率。     

新型单质硫自养生物膜反应器脱氮性能研究

在上流式反应器中添加尼龙填料,并以小颗粒单质硫和NaHCO_3作为底物构建自养高效脱氮系统。在(35±1)℃下,经过70 d运行,在HRT为2.4 h、进水NO_3~--N浓度为150 mg/L时,达到1.3 kg/(m~3·d)的最大稳定脱氮能力。启动初期,应该缓慢提高进水NO_3~--N负荷来驯化反应器。S/N(摩尔)批次试验发现,在最佳摩尔比为10时,NO_3~--N的转化率为90%;而摩尔比低于10时,NO_3~--N转化速率随着单质硫粉浓度增大而增大,且摩尔比为1.1时,会出现NO_2~--N积累。由于传质效率低和单质硫流失问题,连续流反应器中S/N(摩尔)比宜在5.5以上,防止出现NO_2~--N积累。当进水NO_3~--N浓度为150 mg/L、HRT为2.4 h时,控制温度从(35±1)℃缓慢降至(20±0.5)℃,反应器脱氮能力稳定在1.4~1.5 kg/(m~3·d),说明本反应器对温度下降适应性较强,具备常温下高效运行的能力。     

硫铁耦合中试反应器脱氮除磷效果研究

为实现城市污水处理厂二级出水的深度脱氮除磷,建立了硫铁耦合中试反应器,以污水厂生化出水为处理对象,通过改变进水NO_3~--N含量和水力停留时间(HRT),研究反应器脱氮除磷效果。结果表明,当进水体积流量为150～500 m~3/d(HRT=0.20～0.06 d),NO_3~--N、TP的质量浓度分别20、0.8 mg/L时,反应器出水的NH_4~+-N、NO_3~--N、TP的质量浓度可分别控制在1～5、1、0.3 mg/L,平均TN去除负荷(NRR)为0.08～0.11 kg/(m~3·d),最高可达0.19 kg/(m~3·d);当进水体积流量为150 m~3/d、进水NO_3~--N的质量浓度为30～45 mg/L时,反应器出水的NH_4~+-N、NO_3~--N的质量浓度均维持在1 mg/L以下,平均NRR约为0.17 kg/(m~3·d)。该硫铁耦合中试反应器具有良好、稳定的脱氮除磷能力,受进水负荷冲击影响较小,可为污水厂提标应用提供一定参考。     

不同3D-BER反应器去除地下水中NO_3~--N的研究

采用平板式、中心式2种构型的三维生物膜电极反应器(3D-BER)对模拟的污染地下水中的NO_3~--N进行处理,研究了水力停留时间(HRT)、电流、进水NO_3~--N浓度和pH这4种影响因素对2种反应器脱氮效果的影响。结果表明:平板式、中心式3D-BER反应器适宜的HRT均为12 h,最佳的电流范围均为40~50 mA,对应的最大NO_3~--N去除率分别为82.67%、71.89%,理想的进水NO_3~--N分别为35~55、20~35 mg/L,平板式3D-BER反应器对进水NO_3~--N负荷具有更高的承受能力,中心式3D-BER反应器由于具有较好的阴极和阳极产物混合条件,对进水pH具有更强的缓冲能力。     

基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响

首先采用厌氧氨氧化生物膜反应器建立稳定的厌氧氨氧化处理系统,控制温度为(32±2)℃,pH为(7.2±0.2)。通过控制进水基质比(NO_2~--N/NH_4~+-N)分别为1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.32和1:1.4来研究基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响,在基质比1:1.20时,生物膜反应器的脱氮效果最好,进水NH_4~+-N为150 mg/L,HRT为12 h,其出水的平均NH_4~+-N和NO_2~--N在质量浓度分别为6 mg/L和3.5 mg/L,NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别为96%、98%,此时的脱氮性能最好且稳定,其发生反应的NO_2~--N/NH_4~+-N最接近厌氧氨氧化反应式中的1.32。     

升流式厌氧氨氧化流化床反应器脱氮效能研究

采用升流式厌氧流化床反应器,研究高浓度厌氧氨氧化工艺的脱氮效能。接种普通好氧活性污泥,以低浓度配水(NH_4~+-N 60 mg/L,NO_2~--N 50 mg/L)驯化厌氧氨氧化菌,经150 d富集,填料表面形成红色生物膜,NH_4~+-N和NO_2~--N同步去除率高于80%,反应器成功启动;采用低基质进水(NH_4~+-N 60～300 mg/L,NO_2~--N 100～355 mg/L),随着进水容积负荷的增加,总氮去除负荷从0.39 kg/(m~3·d)提升至1.29 kg/(m~3·d);采用高基质进水(NH_4~+-N 390 mg/L,NO_2~--N 400 mg/L)时,总氮去除负荷降至1.08 kg/(m~3·d),150%回流能有效缓解基质对厌氧氨氧化菌的活性抑制,反应器总氮去除负荷逐渐恢复并升高至1.76 kg/(m~3·d),脱氮效能提高63%。     

基于铁碳内电解的物化—生物耦合深度脱氮

以自制复合铁碳填料为载体,建立物化-生物耦合脱氮体系,考察了HRT、DO含量、进水pH对低C/N(COD/ρ(TN)=1.5:1)污水脱氮的影响,并通定量了物化作用对脱氮的贡献率。结果表明,在耦合体系中,NH_4~+-N通过氨氧化菌和硝化菌的作用生成NO_3~--N和NO_2~--N,NO_3~--N和NO_2~--N进入生物膜内部,自养反硝化菌以载体原电池反应所产生的[Fe~(2+)]、[H]为电子供体实现反硝化脱氮,其适宜运行条件为:HRT为4.0 h,DO的质量浓度(2.0±0.1)mg/L,进水pH为7.0±0.1,此时污水COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN去除率分别可达94.6%~97.3%、82.1%~83.6%、92.1%~94.7%、89.3%~92.5%。适宜的HRT低于其它同步硝化反硝化脱氮过程。反应器内反硝化所需电子37.9%由载体物化反应供给,消除了传统生物脱氮过程对有机碳源的依赖,源缩短了脱氮所需停留时间。故该耦合体系可实现低C/N污水的高效深度脱氮。     

前置反硝化-BAF工艺反硝化池脱氮效能研究

为进一步提高反硝化(DN)池的反硝化效能,分别考察了进水温度、HRT、C/N以及反洗周期等因素对前置反硝化曝气生物滤池(BAF)组合工艺DN池的脱氮效能的影响。结果表明,反硝化效能会随温度的升高而升高,在25℃时NO_3~--N去除率为91.3%;水力停留时间对反硝化作用的影响主要原于HRT的减少缩短了反硝化作用的反应时间,从而使反硝化过程中所消耗的COD降低;COD/ρ(NO_3~--N)小于15时,COD/ρ(NO_3~--N)是DN池脱氮效能的决定性因素,当COD/ρ(NO_3~--N)大于15时,NO_3~--N的含量变化趋于平缓;同一反洗周期内DN池的反硝化效能会持续增加,下一反洗周期开始前NO_3~--N的质量浓度降低至1.9 mg/L,此时脱氮效能达到最大。     

连续流悬浮载体CANON系统运行与微生物特性

采用悬浮载体生物膜反应器对连续流CANON系统进行了研究。结果表明,在进水NH_4~+-N为320～380mg/L、温度为(32±1)℃的情况下,控制HRT为48 h、DO为1.0～1.5 mg/L时系统对NO_2~--N积累率90%,在达到稳定亚硝化状态又运行164 d后,反应器逐渐转变为CANON系统。16S rDNA宏基因组高通量测序显示,Proteobacteria和Planctomycetes是填料生物膜的主要脱氮菌群,系统未检测出NOB菌属。     

砾石床湿地系统对氮去除率影响的研究

为探究砾石床湿地系统对氮去除的影响,设计茭草床和芦苇床湿地系统以研究对氮去除的影响因素。结果表明HRT增加至2 d,TN和NO_3--N的去除率增加,而NH_4+~-N的去除率无变化。保持HRT为1 d,温度由22℃降低至10.6℃时,NO_3~--N的去除率明显下降,而NH_4~+-N的去除率变化不大。投加50 mg/L的葡萄糖补充碳源,湿地床沿程NO_3~--N逐渐降低、DO浓度降低1 mg/L,碱度的沿程变化幅度比未加碳源提高数倍。反硝化作用不仅需在碳源充足时进行,而且外加有机碳源可以显著强化反硝化过程。水力负荷为0.2~0.8 m~3/(m~2·d)时,茭草床TN负荷增加,出水浓度增加,进水浓度和出水浓度满足简单回归方程。分析TN去除途径,砾石床因吸附能力较好而具有较大的TN去除率,而茭白床和芦苇床湿地系统脱氮的最主要路径是微生物的反硝化作用,最高脱氮比例可达49%,其次是砾石吸附作用,而植物吸收脱氮作用最弱。     

垃圾渗滤液短程硝化反硝化脱氮工艺的研究

采用A/O-MBR工艺对填埋场垃圾渗滤液进行了短程硝化反硝化脱氮研究。实验结果表明:系统驯化后稳定运行,COD去除率达到80%以上,NH4+-N、TN的平均去除率分别达到99.2%、92.2%;OⅠ与OⅡ池中NO2--N平均积累率分别达到91.7%、95.6%,表明系统主要的脱氮方式为短程硝化反硝化;过高或过低的DO都会影响NO2--N积累,硝化过程中的最佳DO为0.7~0.9 mg/L。PCR技术分析表明,A池中的优势菌种是反硝化细菌,占有率为70%;OⅡ池中的优势菌种是AOB,占有率为67%。     

COD/NO3--N对厌氧同时反硝化产甲烷的影响

采用间歇试验,以葡萄糖为碳源,加入不同量硝酸盐的人工配水进行不同m(COD)/m(NO3--N)下厌氧同时反硝化产甲烷研究。当m(COD)/m(NO3--N)≥7时,发生厌氧同时反硝化产甲烷反应;而m(COD)/m(NO3--N)=3或5时,反硝化不完全,未发生产甲烷过程。进一步通过与单独产甲烷体系对照,发现反硝化过程对产甲烷过程存在抑制。随着m(COD)/m(NO3--N)的增大,体系对NO3--N的去除率越高,直到100%。且发现同时反硝化产甲烷体系中,优先利用丙酸,乙酸积累,而后被利用。     

厌氧氨氧化反应的影响因素研究

以厌氧氨氧化活性污泥作为接种物,以无机盐培养液作为实验用水,考察了溶解氧、进水NO2--N与NH4＋-N的比值对厌氧氨氧化反应的影响。反应体系中硝酸盐的产生量随溶解氧浓度增加而增大,总氮去除率则随溶解氧浓度的增加而降低,除氧实验时出水NO3--N浓度平均为67.2mg/L,总氮去除率平均为73.9%;不除氧时出水NO3--N浓度平均为83.0mg/L,总氮去除率平均为67.8%;当进水NO2--N与NH4＋-N比值为1.16时,利于厌氧氨氧化反应的进行,总氮去除率为62.78%。     

应用MBBR进行PU合成革废水的脱氮研究

采用一个缺氧/好氧MBBR反应器考察其对TN、NH3-N和有机物的去除,同时采用另一个缺氧MBBR反应器,考察其对NO3--N的去除。试验结果表明:当进水TN的质量浓度为150~300 mg/L,NH3-N的质量浓度为50 mg/L浓度时,缺氧/好氧MBBR对TN和NH3-N的平均去除率大于89.7%和84.0%,出水TN和NH3-N均能达到GB 21902—2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》中规定的要求(ρ(NH3-N)8 mg/L,ρ(TN)15mg/L)。当碳氮比较低时,产生NO2--N的积累,对缺氧/好氧MBBR处理合成革废水而言,维持其碳氮比在3.5左右即可实现有效脱氮。缺氧MBBR反硝化能去除约98.2%的NO3--N和NO2--N,初始时碳氮比较低,产生NO2--N的积累,当碳氮比继续升高时,TN浓度下降,说明当NO3--N的质量浓度高达300 mg/L时,缺氧MBBR的反硝化效果显著。     

常规处理+反渗透膜法处理珠江源水

由于各种污染物的排放,我国饮用水水源水质日益恶化,针对珠江后航道源水高有机物、高氨氮和高浊度的特点,采用常规处理＋反渗透膜法处理珠江源水,研究结果表明,反渗透膜出水CODMn、NH3-N、NO2^--N和浊度平均值分别为0．61mg／L、0．134mg／L、0．009mg／L、0．123NTU,相对于常规处理出水平均去除率分别为74．15％、96．46％、35．71％、41．43％。达到国家饮用水标准（CJ94．1999）.     

厌氧氨氧化一反硝化耦合处理合成革废水研究

采用厌氧氨氧化(Anammox)-反硝化偶合反应器处理合成革废水,在人工配水、常温、控制pH在7.5~8.0。结果表明,经过79 d的培养,历经启动初期、活性提高期、负荷提高期等3个启动阶段,系统的TN去除率达70%,成功实现厌氧氨氧化耦合反硝化的启动,系统中厌氧氨氧化和反硝化均发挥一定的TN去除作用,以厌氧氨氧化作用为主。继续运行30 d,反应器状况保持良好,在进水NO2--N与NH4+-N质量浓度的比在1.2~1.5,且COD为60~70 mg/L的条件下,TN去除率可稳定在80%以上,TN容积去除速率约0.29~0.41 kg/(m3·d)。出水水质稳定,处理效果较好。     

改性稻壳为碳源和生物膜载体的反硝化脱氮研究

为探索稻壳作为载体和碳源的脱氮性能以及对水处理工艺的适应性,以质量分数6%的NaOH处理的改性稻壳为反硝化碳源和生物膜载体,对模拟养殖排放水进行了脱氮处理研究。结果表明,改性稻壳的性能优于蔗糖及淀粉,可实现NO3--N和高含量NO2--N的有效去除。其作为缺氧反应器载体时,挂膜容易、有机碳释放稳定,反应器启动后可高效去除NO3--N。在硝化-反硝化系统中,对NH4+-N去除率达90%以上,且无NO2--N、NO3--N和有机物残留,说明此改性稻壳具备较好的供碳能力和微生物吸附能力,适于作为反硝化碳源及载体。     

生物膜法A~2/O~2焦化废水处理系统缺氧反应器工艺特性

以焦化厂废水处理系统气浮设备出水为试验废水水源,在中试规模上研究了生物膜法A2/O2(厌氧/缺氧/好氧/好氧)系统中缺氧反应器的工艺特性和效果。缺氧反应器为以陶粒作填料的上流式滤池。研究结果表明,缺氧反硝化对去除焦化废水中COD有重要作用。反硝化菌可利用一些好氧微生物和厌氧微生物都难以降解的焦化废水中的有机物作碳源,反硝化反应器可去除进水中40%的COD。缺氧反硝化反应器进水碳氮质量比在5以上就可基本满足焦化废水反硝化对碳源的需求。稳定运行状况下的NO3--N容积负荷不大于0.24 kg/(m3.d)。缺氧反应器的水力停留时间不小于24 h。系统进水COD、NH3-N的质量浓度分别在1 000～2 200、200～400 mg/L范围内,对系统进水不进行稀释的条件下,水解酸化反应器HRT为20 h,缺氧反应器HRT为24 h,一级好氧反应器和二级好氧反应器HRT均为48 h,二级好氧反应器硝化液回流比为3时,生物膜法A2/O2系统处理出水的COD和NH3-N可以同时达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。     

高效嗜碱好氧反硝化细菌的筛选及其脱硝特性

从碱厂污泥中筛选出一株高效嗜碱好氧反硝化细菌BMEN1,通过生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,鉴定为Pseudomonas stutzeri,命名为Pseudomonas stutzeri BMEN1,其具有napA, nirK, norB和nosZ等好氧反硝化相关基因. 通过条件实验确定该菌最适脱硝条件为：pH 9.0, 37℃, 有效碳源依次为丁二酸钠、乙酸钠和葡萄糖等. 在最适条件下,以菌体浓度计脱硝(NO3--N)速率高达52.92 mg/(h×OD),且无NO2-累积. 将其用于模拟烟道气吸收液脱硝,能在16 h内完全脱除NO3--N和NO2--N 140 mg/L,表明该菌是有应用潜力的好氧反硝化脱硝细菌.     

臭氧-生物活性炭在给水深度处理中的应用

本文以中试实验为基础，以枯水期的水质实验数据为依据，证明了采用臭氧-生物活性炭治理微污染水源能达到国家规定的生活饮用水水质标准，炭滤出水COD。平均值为1．25mg／L，平均去除率为64．53％；NH3-N平均值为0．449mg／L，平均去除率为73．90％；UV2-4。的平均值为0．015cm^-1，平均去除率为68．69％；NO2^--N平均值为0．004mg／L；浊度平均值为0．258NTU，都达到了国家生活饮用水水质标准。