生物除磷修复含磷废水的研究进展

水体中富含磷酸盐等含磷物质导致水体富营养化,严重危害生态环境和人类健康。生物除磷主要利用微生物、植物将磷储存在生物体内,从而除去水体中的含磷物质。其中,聚磷菌是主要的除磷微生物,在厌氧条件下合成除磷所需的能量物质,好氧条件下将含磷物质转化吸收在细胞内。铁盐和铝盐作为常用的生物除磷辅助试剂,一方面通过沉淀、絮凝等作用提高沉淀除磷效果,另一方面通过刺激聚磷菌生长、提高酶促反应活性等作用提高生物除磷效果,从而达到强化除磷的目的。最后,本文对除磷工艺优化、磷的回收与资源化等方面进行了展望。     

沸石吸附处理含磷废水的实验研究

静态吸附状态下对人造沸石处理含磷模拟废水进行了实验研究,探讨了沸石用量、磷初始浓度、吸附时间、温度及pH对除磷效果的影响。结果表明,不同磷初始浓度,沸石除磷效果也不同,当废水含磷（以P20s汁）为16mg^-1。时,最佳除磷条件是：沸石质量浓度为18g,L,废水pH为6．8在右,吸附时间为20min,30℃条件下,磷去除率可达98％,沸石作为废水除磷吸附剂具有很好的发展前景。     

厌氧-MBR组合工艺生物除磷试验

通过静态试验考察除磷菌的厌氧释磷和好氧吸磷情况。在厌氧状态、在低有机负荷率的条件下，污泥释磷的速率随有机负荷率的升高而增加，但当有机负荷率超过一临界数值0．12gSCOD／gMLSS后，有机负荷率不再成为释磷菌厌氧释磷的限制性因素。此外，试验考察了硝态氮的存在对厌氧释磷和后续好氧吸磷的影响，发现硝态氮的存在不利于除磷菌的厌氧释磷并从而限制了在后续好氧状态下的吸磷效果。在上述试验的基础上，采用厌氧工艺与MBP,联用处理生活污水来强化生物除磷效果，在静态试验的基础上选定了各个工段的工艺运行参数，并在此条件下进行了为期6个月的连续性试验，发现系统对COD、TP、SS、NH3-N和TN的平均去除率分别为92．50％、84．25％、100％、94．09％和85．33％。     

固定化活性氧化镧除磷的实验研究

采用电沉积法实现镧的固定,利用固定后的氧化镧去除污水中低浓度的磷酸盐,研究了不同电流、电沉积时间、温度、pH和电解液浓度条件下的除磷效果。通过显微镜观察除磷后的电极表面,以分光光度法测量除磷率,最佳除磷效果为97.2%。     

不同泥源磷源对厌氧除磷的影响

通过厌氧培养基试验,在厌氧条件下,考察始末总磷的浓度,研究了不同泥源、不同磷源、不同起始磷浓度对厌氧除磷的影响.试验研究表明在厌氧35℃避光培养条件下,以猪粪、鸡粪、具有短程同步硝化反硝化耦合除磷的污泥、SBR污泥、EGSB厌氧污泥、ASBR污泥、SBR污泥和具有同步脱氮生物化学除磷的污泥为泥源的培养基试验中,EGSB...     

泥龄对强化生物除磷系统中聚磷菌生化代谢特性的影响

采用强化生物除磷系统(A2/O-MBBR)联合工艺,以乙酸钠为主要碳源,在长泥龄条件下驯化出稳定的除磷系统,逐渐缩短泥龄,考察了在5个不同泥龄(分别为20、15、10、6、3 d)条件下A2/O系统各区聚磷菌生化代谢特性变化情况。结果表明,不同泥龄条件下胞内聚合物的代谢含量与释磷、吸磷含量有着密切关系;而短泥龄条件下系统具有更好的除磷效果,胞内聚合物的代谢量更多,同时有利于提高单位污泥胞内聚合物含量;泥龄6 d时聚磷菌具有最佳的代谢活性。     

聚硅酸硫酸铝铁(PSAFS)除磷研究

聚硅酸硫酸铝铁（PSAFS）是一种新型的混凝剂。实验研究了水解度、熟化时间、加入剂量以及水体酸度等对除磷效果的影响，并对除磷机理进行了分析。实验结果表明，在2．5％的硅酸钠，pH为5．3时，活化15min，水解度为0．8，以及6d熟化的条件下，磷去除率可达95％。     

污水化学除磷的探讨

针对水体富营养化所采用的化学沉淀除磷技术进行了详细论述,重点阐述了化学除磷方法的原理、处理工艺以及特点,为不同条件下的污水除磷提供参考。最后,指出了我国在现阶段实施该技术需要解决的一些问题。     

化学辅助生物除磷过程中EPS与Fe-P的交互作用

为探究污水厂最佳投药比以及胞外聚合物（EPS）对化学除磷的影响，首先选出最优的化学除磷药剂，然后配制EPS-Fe-P沉淀模拟污水厂回流污泥，探究EPS的含量、化学除磷剂的投加量、pH的改变以及离心分离对污泥再吸附磷的能力影响。结果表明，在TP为1.5～5 mg/L时单独使用聚合硫酸铁（PFS），投量为1.51∶1即可达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）一级A标准。EPS与PFS的络合更容易产生更大的聚凝体，有利于游离和胶体态的磷固定。使用MINEQL+软件进行模拟分析不同pH和铁磷比条件下溶液中的离子分布情况，结合试验综合分析得出中性条件下PFS的除磷效果最为稳定，铁投量达到3∶1后沉淀的吸附能力不再有明显提升。磷的再吸附主要依靠沉淀而非溶液中的胶体及离子。     

低温对生物脱氮除磷系统影响的试验研究

本试验主要研究了在低温条件下，生物脱氮除磷倒置A^2／O工艺小试系统处理效果随温度的变化情况，并通过试验确定了所研究水质硝化效果变差的临界温度。试验结果表明：当进水温度下降到15—7℃时，小试的硝化及除磷效果会随之明显下降。该水质条件下生物硝化效果变差的临界水温为13℃。     

污泥不同热处理工艺产物磷的浸出回收实验研究

针对污泥阴燃处理灰渣开展了关于磷浸出回收性能的实验研究,并与传统焚烧和热解处理工艺所产生的焚烧灰和热解焦的磷浸出回收性能进行了分析对比。结果表明,热产物中磷含量与残碳含量有关,而热处理过程中磷留存率与反应剧烈程度等因素有关。热处理会降低污泥中磷的生物有效性,尤其是焚烧。污泥阴燃灰、焚烧灰和热解焦的磷浸出过程主要受反应物浓度和产物层扩散控制,浸出时间不应超过8 h。通过硫酸浸出污泥热处理产物的方法,单位质量热产物的磷浸出量为25.72~34.42 mg/g,可将原污泥中的磷回收59.30%~84.21%。进一步对浸出工艺进行工况优选,可在保持较高污泥磷回收率的同时大幅降低硫酸单位消耗量。     

污泥不同热处理工艺产物磷的浸出回收实验研究

针对污泥阴燃处理灰渣开展了关于磷浸出回收性能的实验研究,并与传统焚烧和热解处理工艺所产生的焚烧灰和热解焦的磷浸出回收性能进行了分析对比。结果表明,热产物中磷含量与残碳含量有关,而热处理过程中磷留存率与反应剧烈程度等因素有关。热处理会降低污泥中磷的生物有效性,尤其是焚烧。污泥阴燃灰、焚烧灰和热解焦的磷浸出过程主要受反应物浓度和产物层扩散控制,浸出时间不应超过8 h。通过硫酸浸出污泥热处理产物的方法,单位质量热产物的磷浸出量为25.72~34.42 mg/g,可将原污泥中的磷回收59.30%~84.21%。进一步对浸出工艺进行工况优选,可在保持较高污泥磷回收率的同时大幅降低硫酸单位消耗量。     

剩余污泥中磷回收的试验研究

以SBR反应器运行过程产生的剩余污泥为研究对象,采用MAP法对经超声处理后的污泥中的氮、磷元素进行回收研究。考察不同超声时间（10、20、30 min）、超声频率（40、80 kHz）和pH（7.0、8.0、9.0）条件下,剩余污泥上清液中氮、磷的回收效果,以期探求最佳回收条件。结果表明污泥在超声频率为80 kHz,时间为10 min后所释放的氮、磷量最大。在最佳的磷镁比为1.8-2.0条件下用磷酸铵镁沉淀法（MAP）进行回收,当pH值为7.0,反应时间为15 min时获得最佳磷回收效果,磷回收率可达62.3%。     

改进的SBR对城市污水脱氮除磷性能的研究

阐述了影响SBR脱氮除磷的因素（如污泥颗粒化、沉淀时间、进水COD负荷等）和最佳条件。取一定体积的城市污水,测量其进水COD、氨氮、总氮、总磷,并通过向SBR反应器污水中接种城市废水絮凝污泥,设定不同的循环周期,改变每个周期的沉淀时间等改进,培养颗粒化污泥促进其对处理结果的影响。通过实验得出水力停留时间、污泥龄,曝气时间、进水负荷、以及是否投加碳源,即不同碳氮比等因素对SBR处理效果的影响,检测不同周期氮磷的去除率。     

贫泥磷二步化学法氧化处理研究

为有效氧化处理贫泥磷中极少量黄磷,针对贫泥磷存在的特殊胶质结构,研究了二步化学法综合处理贫泥磷方案：即第一步破胶释放黄磷,着重对比了不同介质（氨水、氢氧化钠、双氧水、盐酸）的破胶反应效果;第二步向破胶后体系中加入氧化剂次氯酸钙进行反应,氧化黄磷。实验结果显示：强碱性介质破胶效果好于弱碱性介质;强酸性介质破胶效果好于弱酸性介质;从整体上看,碱性介质破胶效果好于酸性介质。考虑到设备、安全性等因素,最终筛选出盐酸-次氯酸钙复合体系,氧化处理贫泥磷,即每20 mL带水贫泥磷中加入40 mL 2.4 mol/L盐酸,60 ℃条件下破胶反应30 min,然后加入5.0 g次氯酸钙,反应时间为3 h。在此条件下,泥磷的胶质结构被有效破除,贫泥磷中黄磷的去除率达到99.6%以上。     

生物膜中反硝化除磷作用的研究

分析了生物膜反硝化除磷系统在生物量,污泥龄,以及碳、氮、磷质量比方面和活性污泥法反硝化除磷系统的差异。通过试验给出了生物膜反硝化除磷系统的最佳污泥龄等运行参数,并对试验现象和结果在理论上进行了分析。试验结果表明,生物膜反硝化除磷系统的最佳水力停留时间为15 d,和活性污泥法反硝化除磷系统的最佳水力停留时间(约12 d)相差不大;生物膜反硝化除磷系统的最佳碳、氮、磷质量比为26.6∶7.67∶1,其中最佳碳、氮质量比为3.5,最佳碳、磷质量比为26.6。     

Characteristics of simultaneous nitrogen and phosphorus removal in a pilot-scale sequencing anoxic/anaerobic membrane bioreactor at various conditions

This study was conducted to evaluate the performance of pilot-scale sequencing anoxic/anaerobic membrane bioreactor (SAM) process under various real situations. During the pilot experiment, the effect of three important operational parameters, such as hydraulic retention time (HRT), solids retention time (SRT) and internal recycling time mode were estimated and the long-term membrane fouling behaviour was also investigated. During the operation period, the COD removal efficiency was higher than 95% regardless of change of operational conditions because the membrane significantly contributed to remove COD by the complete retention of all particulate COD and macromolecular COD components. The change of Ax/An ratio representing internal recycling time mode significantly affected on nitrogen and phosphorus removal. As increasing Ax/An ratio, nitrogen removal efficiency increased but phosphorus removal efficiency decreased. As HRT decreased, phosphorus removal efficiency increased and nitrogen removal efficiency also increased until a certain limit of HRT (6.5 h in this study). However, when HRT decreased over the limit, nitrogen removal efficiency decreased because of insufficient nitrification. Relation between phosphorus removal efficiency and SRT was a little bit complex because SRT determined both the phosphorus content in the sludge and the sludge wasting rate. However, in this study, the shorter SRT resulted in the higher phosphorus removal efficiency. The effect of changes in all operational conditions was sensitive on phosphorus rather than on nitrogen removal efficiency. The increasing in influent flowrate resulted in the increase of flux and caused a rapid membrane fouling. Thus, the flux of 7.7 L/m²/h was more desirable compared to the 10.7 or 15.4 L/m²/h in this study.     

改良倒置A~2/O工艺处理低温生活污水技术

生物脱氮除磷系统中磷的去除通过排放剩余污泥实现,需要短泥龄微生物;而硝化细菌为自养菌,需要较长的生长时间。在低温（≤10℃）条件下,硝化污泥泥龄一般为15～20 d,而聚磷菌泥龄为4～5 d,这种巨大的泥龄差距导致现有A2/O在低温下很难实现同时脱氮除磷。本文利用改良的倒置A2/O工艺,研究了低温条件下的生物脱氮除磷效果。结果显示：该工艺低温条件下COD的去除率在85％以上,氨氮去除率低温条件下可达到85%,磷的去除率低温条件下为80%,出水能够达到国家二级排放标准。     

城市污水自养脱氮系统中有机物与磷的回收

厌氧氨氧化的发现使开发低能耗城市污水处理技术成为可能,可通过生物吸附实现污水能源与资源的回收。强化除磷系统污泥龄(SRT)仅为2 d,系统抗冲击性强,污泥沉降性良好,污泥体积指数(SVI)低于50,可为自养脱氮系统提供稳定的进水,但系统污泥碳含量仅为37%。将反应器内好氧水力停留时间(HRT)降至 40 min后,实现有机物去除序批式反应器(SBR)的稳定运行,厌氧段COD去除率占总COD去除率的93.8%,这表明系统对有机物的去除主要为生物吸附作用,同时污泥碳含量提升至48%。由于异养菌对有机物的消耗利用与除磷菌的吸磷过程同时进行,若试验废水C/P比较低,可降低系统水力停留时间、提升碳的回收率并辅助少量的化学除磷手段,对系统厌氧搅拌时间、曝气时间及污泥龄进行优化,从而实现C与P的高效回收。     

不同污泥负荷厌氧-好氧间歇式活性污泥工艺除磷

基于厌氧-好氧-间歇式活性污泥系统,探讨了反应温度分别在15、25℃下COD污泥负荷对生物除磷系统的影响.将进水TP的质量浓度恒定为(10±0.5)mg·L~(-1),以比较厌氧段末和出水TP的含量.结果表明,在2个温度条件下,随着COD污泥负荷的升高,出水TP含量降低,当COD污泥负荷≥0.46 mg·mg~(-1)·d~(-1)时,出水TP的质量浓度低于1 mg·L~(-1);厌氧段释磷量与COD污泥负荷均存在很好的线性关系:y_1=0.72+71.91_x1(25℃),y_2=2.81+73.3_x2(15℃);在COD污泥负荷相同条件下,15℃时TP去除效果比25℃平均高5%左右.