硫磺-生物绳为填料的自养反硝化污水脱氮处理

针对传统的填充床硫自养反硝化工艺填料用量大、水头损失严重以及反应器易堵塞等问题,采用硫涂层接触反硝化工艺进行模拟污水脱氮研究,主要考察反应器内部的填料填充比、温度以及水力停留时间(HRT)对其脱氮性能的影响.结果 表明:在进水NO3-N浓度为50 mg/L、温度为(25±1)℃、HRT=19.5 h时,将填料填充比由1...     

沸石颗粒填料固定床生物膜免曝气污水处理工艺

为降低污水处理能耗,利用沸石颗粒充当生物填料构建固定床生物膜反应器,通过序批式进水—排水的方式使反应器内填料表面生物膜处于交替厌氧—好氧环境,避免了传统污水处理曝气工艺所需的大量能耗,并能有效去除COD和脱氮。该工艺主要原理：在厌氧阶段（进水）,污水与生物膜和沸石颗粒接触,聚糖菌（GAOs）将有机碳源转化为胞内聚羟基烷酸（PHAs）,沸石吸附污水中的NH₄⁺-N。在好氧阶段（排水）,通过聚糖菌、硝化菌和反硝化菌的共同作用,将沸石吸附的NH₄⁺-N转化为氮气,使得生物膜和沸石颗粒得以再生。沸石颗粒固定床生物膜反应器以活性污泥为接种污泥,在序批式厌氧—好氧交替运行模式下,2周内成功启动;长期运行中污水COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别为87%、83%和83%,且出水中未检出硝态氮;长期运行后,反应器内生物膜菌群以Thauera、Candidatus competitivebacter、Nitrospira细菌属为主,它们是去除COD和脱氮的关键微生物。     

MBR-SNAD工艺处理生活污水效能及微生物特征

为考察基于膜生物反应器(MBR)的同步亚硝化厌氧氨氧化反硝化(SNAD)工艺处理生活污水的可行性,在SNAD工艺稳定运行的MBR中逐步加入生活污水,同时微调曝气量及HRT等参数,考察生活污水中污染物的去除效果,通过物料衡算计算不同阶段反应器内的脱氮路径,同时通过克隆-测序技术分析了微生物种群特征.结果表明,MBR-SNAD工艺可以实现生活污水中C、N及SS的同时高效去除,总氮去除负荷达0.65 kg/(m3·d),出水氨氮小于5 mg/L;COD去除率达87%,出水COD小于50 mg/L;浊度去除率达99%,出水浊度在1 NTU以下,SS在10 mg/L以下,达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)的一级A排放标准.反应器中存在约12%的反硝化脱氮和88%的全程自养脱氮(CANON),实现了异养脱氮和自养脱氮的协同合作.好氧氨氧化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌共存于系统内.MBR-SNAD是处理生活污水的适宜工艺.     

反硝化除磷工艺研究进展

反硝化除磷技术的提出与发展为解决城市已建和拟建的污水处理厂的脱氮除磷问题提供技术支持。文章综述了反硝化除磷机理的研究进展,分析了典型的反硝化除磷脱氮工艺即单污泥系统工艺和双污泥系统工艺的流程,阐述了反硝化除磷脱氮的主要影响因素,概述了反硝化除磷的ASM2D数学模型、厌氧缺氧Delft代谢模型及TUDP联合模型的特点,展望了未来生物除磷脱氮工艺的发展前景。     

三维电极生物膜-硫自养耦合脱氮系统中反硝化细菌多样性研究

通过对比运行三维电极生物膜-硫自养耦合脱氮系统和常规三维电极生物膜工艺,并运用反硝化基因nir S克隆文库方法,研究了耦合脱氮系统脱氮性能和反硝化细菌的多样性,为揭示耦合脱氮系统反硝化机理和优化系统运行参数提供参考.研究结果表明:三维电极生物膜与硫自养耦合脱氮系统具有较高的脱氮效率和平衡系统酸碱度的能力.系统中反硝化菌群的Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为2.436和0.894;Beta proteobacteria在耦合脱氮系统中起主导作用;有35个克隆子(61.49%)与陶厄氏菌属(Thauera)有较高的同源性;脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrifican)的比例为3.5%;11个克隆子(19.29%)与食酸菌属(Acidovorax)有一定的同源性.说明当耦合系统碳源充足时,脱氮作用主要以异养反硝化过程为主,以单质硫和氢为电子供体的自养反硝化脱氮作用也占有一定比例.     

3DBER-S-Fe深度脱氮除磷效果

为强化三维电极生物膜(3DBER)工艺深度脱氮除磷性能,提高污水厂尾水质量,将硫磺和海绵铁作为混合填料,构建硫铁复合填料三维电极生物膜(3DBER-S-Fe)脱氮除磷工艺;在不同ρ( C)/ρ( N)、I和水力停留时间( HRT)运行条件下,探究工艺深度脱氮除磷效果.分别从反应器填料和阴极上取生物膜,通过Miseq高通量测序,构建细菌16S rRNA基因克隆文库.结果表明：在运行条件为ρ(C)/ρ(N)=2、I=150 mA和HRT=4 h时,3DBER-S-Fe对总氮和总磷的去除率分别可达85.59%和97.43%;适当增加ρ( C)/ρ( N)、I和HRT均能不同程度提高系统脱氮除磷效率.在填料和阴极上丰度最大的均为具有硫自养反硝化功能的Thiobacillus,分别占40.62%和44.75%;具有氢自养反硝化功能的Rhodocyclaceae在阴极的分布明显多于填料.因此,3DBER-S-Fe具有较高的脱氮性能主要是硫自养反硝化和氢自养反硝化共同作用的结果,且氢自养反硝化过程主要发生在阴极.     

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO2--N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH4+-N)与硝酸盐氮(NO3--N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH4+-N与NO3--N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m3·d)降为0.2 kg/(m3·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6％和83.6％.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2％和97.4％.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO2--N积累特性未受影响,R1系统NO2--N积累效率达到95.1％且高于R2(89.8％),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.     

废水生物脱氮技术的研究发展

阐述了氨氮富营养化所带来的危害及废水生物脱氮原理的 3个步骤 :脱氨基作用、硝化反应和反硝化反应 ;介绍了A/O法脱氮工艺、批式活性污泥法和生物膜系统等传统生物脱氮工艺及其特点 ;同时 ,着重阐述了国内外近些年所出现的生物脱氮技术新材料、新工艺 ,并分析了各自的特点 ;最后 ,指出了将来生物脱氮技术的发展趋势     

污水生物脱氮过程中温室气体N2O的产生与控制

针对温室气体N2O在大气中含量逐年上升的趋势,现有的大量研究表明,污水生物脱氮过程中微生物的硝化及反硝化代谢过程是污水处理过程中N2O的主要产生源.从微生物学和生物化学的角度详细论述污水生物脱氮过程中N2O的生成机理,并对影响其产生量大小的因素温度、pH、溶解氧、SRT及C/N比等进行详细论述.最后从微生物种群优化和工艺运行的角度出发,初步提出降低污水生物脱氮过程中N2O逸出量的控制策略,即维持相对较长的SRT,曝气时DO充足,反硝化时保证良好的缺氧条件,并维持系统处于中性或偏碱性条件.     

序批式生物膜（SBBR）工艺同步脱氮除磷研究

为提高生活污水氮磷处理效率和节约碳源,以软性填料的序批式生物膜法(SBBR)处理生活污水,研究在厌氧/缺氧模式下生物聚磷以及同时硝化反硝化的特性.试验表明,合适的工况下出水TP去除率为84%,TN去除率为80%,证实了SBBR同步的脱氮除磷的可能性.同步脱氮与生物除磷由不同的微生物群落完成,为获得稳定的生物脱氮除磷效果必须综合考虑各种反应参数.其中,溶解氧和污泥龄对SBBR脱氮除磷有重要影响.在这些影响因子中,DO是SBBR同时硝化反硝化的控制因素,而适当缩短泥龄可以很好除磷.     

污水处理厂SAD工艺小试运行研究

为提高反应器的氮素去除率,在市政污水处理厂进行同步厌氧氨氧化反硝化(SAD)工艺小试.以A/O除磷和亚硝化工艺处理后的生活污水为基质,启动厌氧氨氧化滤柱.反应器启动成功后,基质中投加有机碳源促进反硝化菌生长,启动SAD工艺,研究碳源质量浓度对SAD工艺的影响.由于葡萄糖对厌氧氨氧化菌抑制作用较小,成本较低,作为SAD工艺的有机碳源.结果表明:常温条件下,进水分别投加10,20和30 mg/L Glu,SAD工艺耦合效果良好,平均出水总氮质量浓度为9. 16,8. 10和6. 41 mg/L.相较于厌氧氨氧化工艺,SAD工艺出水总氮质量浓度降低了16%~42%,常温条件下取得了良好的运行效果.冬季水温为10~12℃,基质中投加30 mg/L Glu,SAD工艺稳定性受到破坏并向反硝化工艺转变,出水氨氮质量浓度由0. 5 mg/L增长至6. 2 mg/L.水温对SAD工艺有较大影响,低温条件下SAD工艺中厌氧氨氧化菌与反硝化菌的竞争中占据劣势,工艺稳定性受到破坏.将基质Glu质量浓度降低到20 mg/L,出水总氮质量浓度为6. 5~8. 5 mg/L,冬季SAD工艺出水氨氮和总氮质量浓度满足北京市地方标准的A类排放标准.     

溶解氧对膜生物反应器处理生活污水的影响研究

论文研究了溶解氧(DO)对同步硝化反硝化膜生物反应器(SNdNMBR)处理生活污水过程脱氮除磷的影响.在一定的条件下控制DO浓度于不同的范围,考察MBR内同步硝化反硝化过程及对COD的去除效果.试验结果表明:当水力停留时间(HRT)在6 h左右、C/N(浓度比)约为8和pH在微碱性范围内时,反应器进行低氧曝气且将DO控制在1.0 mg/L左右,系统表现出良好的SNdNMBR过程脱氮除磷效果,膜生物反应器系统对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到89.43%、80.5%、75.72%和76.37%.     

增强型生态浮床填料筛选及工况优化

生态浮床作为一种经济、环保的黑臭水体处理工艺得到广泛应用,但其处理能力受制于植物根系深度及表面积。通过悬浮球、生物绳、弹性和组合填料分别与间种的粉绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum）和西伯利亚鸢尾（Iris sibirica）植物构建生态浮床,探究不同填料对生态浮床效能的强化作用及微生物机制;并在优选填料的基础上进一步探究优选填料的最优添加工况及其强化下浮床对污染物去除的动力学模型。填料优选实验结果显示,生物绳填料对COD、氨氮和总磷的去除率最佳,分别为>99%、43.85%和14.03%;高通量测序分析显示,生物绳填料表面生物膜微生物丰富度最高、物种组成分布最均匀、微生物多样性最高,且生物绳填料可定向富集Flavobacterium、Exiguobacterium、Chryseobacterium、Microbacterium、Caulobacter等脱氮除磷相关功能菌。生物绳工况优化结果显示,修复轻度黑臭水体的最佳生物绳填料投加量为12.5 m/m³,其对COD、氨氮和总磷的去除率分别为96.4%、38.5%和56.6%;动力学模型拟合显示,一级动力学模型能更好地拟合生物绳强化生态浮床的氨氮及COD降解规律。     

短程硝化-反硝化技术经济特性分析

在试验的基础上，从曝气量、外加碳源量、反应器容积等方面对短程硝化-反硝化工艺的优点进行了分析讨论，结果证明短程硝化-反硝化是一种高效、节能的工艺，对现有的生物脱氮工艺的改造有重要的实用价值。     

有机碳源对SNAD工艺脱氮性能及微生物种群结构的影响

为考察不同有机碳源质量浓度对亚硝化的全程自养脱氮工艺(SNAD)脱氮性能的影响,将该工艺应用到生活污水的处理中,采用MBR反应器,以葡萄糖作为有机物来源,通过逐步增大COD来实现,并运用PCR-DGGE技术研究了微生物种群结构的变化.反应器运行结果和DGGE图谱分析表明:碳氮比为0~2时,COD的增加不会抑制AOB和Anammox菌,AOB和Anammox菌的菌属种类不受影响,反而通过反硝化作用提高氮去除负荷.总氮去除率和氮去除负荷分别为67%和0.34 kg/(m3·d)左右.碳氮比为3~4及生活污水运行条件下,Anammox菌不受影响,AOB的活性受到抑制,菌属种类减少,脱氮效率下降.生活污水运行阶段,总氮去除率和氮去除负荷平均分别为73%和0.17 kg/(m3·d).Nitrosomonas和Candidatus Kuenenia stuttgartiensis一直是反应器内的优势菌属,共同完成脱氮过程.     

厌氧膨胀颗粒污泥床废水处理技术研究与应用现状

本文介绍厌氧膨胀颗粒污泥床通过增大反应器的高径比和采用出水回流技术,使反应器内的水力上升流速远远高于UASB反应器,强化了传质效果,提高了处理效率的结构特性及其优势,以及厌氧颗粒污泥膨胀床的启动、在生活污水和工业废水处理中的研究应用概况,同时对研究与应用的前景提出了看法．     

多孔生物粒子流化床中DO和COD对同步硝化反硝化的影响

研究了多孔生物粒子流化床同步硝化反硝化系统中,溶解氧和COD浓度变化对脱氮效率的影响.研究结果表明:在溶解氧浓度为1.0 mg/L~3.0 mg/L范围内,随着反应器内溶解氧浓度的降低,总氮去除率提高,保持较好脱氮率的溶解氧浓度为2.0 mg/L左右;在进水COD浓度为400 mg/L~700 mg/L范围内,保持较好脱氮率的最佳有机物浓度为600 mg/L左右,降低或提高有机物浓度时总脱氮率均下降.     

HRT对3DBER-S工艺深度脱氮同步去除PAEs的影响

为研究三维电极生物膜硫自养耦合脱氮(3DBER-S)工艺同步脱氮去除邻苯二甲酸酯(PAEs)的运行特性,分别针对3个水力停留时间(HRT)梯度(12 h→6 h→3 h),研究了耦合系统内总氮(TN)、PAEs去除及硫酸盐、pH变化情况,并分析了系统脱氮途径及PAEs去除能力.结果表明：在不同HRT下,TN去除率在95%左右,出水TN平均质量浓度均在2 mg/L以下;PAEs的平均去除率均超过80%,其中,邻苯二甲酸二丁酯( DBP)的平均去除率达97%以上,邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)的平均去除率在83%以上.系统的最佳水力停留时间为6 h,该时段系统出水TN维持在0.80 mg·L-1左右,符合《地表水环境质量标准》中郁类水质标准的限值(1.5 mg/L);DBP、DEHP的平均去除负荷分别为594.79、188.13 mg/(m3·d).在3DBER-S系统内,单质硫和阴极产生的H2能够弥补由于HRT缩短、进水NO3--N负荷增加所导致的反硝化电子供体相对不足问题,维持系统高效稳定的脱氮效率;同时,由于填料吸附、生物降解以及化学氧化等作用协同共存,对PAEs具有较强的去除能力.     

生物流化床反硝化工程实例

生物流化床污水处理技术．以其独具的优点受到业内人士的广泛关注和研究．但由于从试验到放大应用存在许多困难,因而实际工程很少．现介绍国外两例将流化床应用于城市污水二级处理出水反硝化的工程实例及其运行中的经验．