水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响

采用自主设计的悬浮载体生物膜/颗粒污泥耦合装置,利用硝化菌载体生物膜和反硝化聚磷菌颗粒污泥,研究水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响,得出最佳工艺参数。试验考查水力停留时间分别为6 h、7 h、8.5 h和10.5 h,结果表明,当水力停留时间为8.5 h时,系统的COD去除率为91.26%,氨氮和总氮的去除率分别为80.68%和70.58%,厌氧释磷速率也较稳定,为0.47 mg P·（g SS）^-1·h^-1,厌氧释磷速率最高,其碳源利用率最大,反硝化除磷效率最稳定,PO₄^3--P去除率为76.50%,反硝化除磷效率为1.04 mg P·（mg NO₃^--N）^-1,所以当水力停留时间为8.5 h时,系统具有较高的脱氮除磷效率。当水力停留时间过短时,氮磷的去除不完全,过长时,系统不稳定,系统的最优水力停留时间为8.5 h。     

影响添加反硝化聚磷菌的SBR脱氮除磷主要因素

以添加反硝化聚磷菌株后获得稳定生物脱氮除磷效果的SBR装置为研究对象,探讨各种因素对其脱氮除磷效果的影响.结果表明,最适温度为25℃,系统出水COD、氨氮和磷的去除率分别达到90.3%、88.1%和96.2%;进水pH为7.0时,释磷率达到8.1 mg·L-1·h-1,系统脱氛除磷效果最好;系统最佳HRT为厌氧2 h,缺氧4 h;系统污泥龄为10 d时,系统污泥含量和性能正常,厌氧释磷能力较强,运行效果最好.     

反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统深度脱氮对比研究

对比分析了反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统在不同进水条件和不同水力停留时间（HRT）下的脱氮效果。结果表明,当进水COD较高即外部碳源较为充足时,反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统脱氮效果接近;而当进水总氮浓度较高即外部碳源受限时,生物膜系统的脱氮效果优于颗粒污泥系统。在不同的HRT条件下（3～6 h）,反硝化生物膜系统的深度脱氮效果均优于反硝化颗粒污泥系统,且当HRT=5 h时,两系统的脱氮性能均达到最高。实验结果表明反硝化生物膜系统在脱氮性能方面略胜一筹。但是,结合经济性和去除性能进一步分析可知,与生物膜系统相比,颗粒污泥系统具有占地面积小、无载体成本等低成本的显著优势,在既有工艺出水深度脱氮的工程实践中,可优先选择反硝化颗粒污泥工艺,并可通过控制颗粒粒径和系统运行参数等措施强化脱氮性能。     

不同类型VFA对反硝化同步脱氮除磷的影响

为探究不同类型VFA(乙酸和丙酸)对反硝化同步脱氮除磷的影响,采用厌氧/缺氧富集驯化反硝化同步脱氮除磷微生物(DPAO),利用电子扫描显微镜(SEM)观察富集后微生物特征,并通过批次实验考察2种污泥的厌氧碳吸收、磷释放和缺氧硝酸盐消耗、磷吸收情况。结果表明:以乙酸和丙酸为VFA富集DPAO是可行的;乙酸系统中DPAO以短杆菌为主,而丙酸系统中DPAO以球菌为主,反映了DAPO的多样性特征;乙酸系统中,厌氧碳利用效率0.14 mg/mg(COD)和释磷速率3.5 mg/(g·h)(MLSS)、缺氧氮利用效率0.9 mg/mg(N)和吸磷速率2.3 mg/(g·h)(MLSS),明显高于丙酸系统中的相应参数值0.10 mg/mg(COD),2.7 mg/(g·h)(MLSS),0.7 mg/mg(N),1.7 mg/(g·h)(MLSS);乙酸系统呈现出典型的反硝化同步脱氮除磷特征,而丙酸系统除反硝化同步脱氮除磷外,还存在异氧菌的反硝化脱氮行为。     

连续流中亚硝化反硝化除磷同步发生的调控因子

为实现连续流内亚硝化与以亚硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷生化过程的同步发生,解决低碳城市污水高效节能脱氮除磷的问题,实验构建了厌氧/限氧(A/OLA)连续流工艺。结果表明,控制DO的质量浓度在0.3~1.0 mg/L时,水力停留时间(HRT)对脱氮效果没有显著影响,但会影响厌氧区反硝化除磷菌(DNPAOs)的积累PHB,导致除磷效果下降。当污泥回流比(R)为1.4和1.2时,会稀释厌氧区内各物质的含量,造成亚硝化与反硝化除磷两生化反应的失衡,从而影响同步脱氮除磷效果;当R为0.8和1.0时,二沉池会发生不同程度的二次释磷,影响除磷效果。由此可知,HTR为14 h、R为1.0时,A/OLA连续流工艺同步脱氮除磷效果为佳,TP、TN的平均去除率分别为97.52%、97.76%。     

前置反硝化技术处理天然橡胶加工废水的初步研究

采用前置反硝化技术处理天然橡胶加工废水厌氧消化液,以脱氮除磷为目标,研究不同水力停留时间、溶解氧浓度、活性污泥浓度对前置反硝化系统处理效果的影响。首先通过单因素分析法确定各影响因素的大致范围,然后通过正交试验法得到最佳工艺参数,即:水力停留时间为36 h、初级好氧池溶解氧为4.0 mg/L、次级好氧池溶解氧为3.5 mg/L、污泥质量浓度为3 560 mg/L,此时COD、NH3-N、TP的去除率分别达97.5%、93.6%、91.5%。     

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。     

厌氧释磷量和温度对反硝化聚磷的影响

为了提高双污泥系统的脱氮除磷效率,以反硝化除磷污泥为研究对象,采用静态试验进行对比研究,考察了厌氧释磷量和温度对缺氧反硝化聚磷的影响。结果表明:在试验范围内,随着厌氧释磷量的增加,反硝化聚磷量、净聚磷量和硝氮去除效率增加,聚磷量与释磷量之比基本不变。在8、16、28℃三种情况下,均在约260min时结束反硝化聚磷,低温下反硝化聚磷效果显著下降。在各试验条件下,NO-3-N去除量与PO34--P去除量均呈良好的线性关系,系数为1.002~1.044,体现了系统中污泥的固有特性。     

pH值对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮性能的影响

厌氧氨氧化与反硝化耦合系统在运行过程中容易受到很多因素的影响,包括温度、水力停留时间、C/N、pH值等。试验开展了p H值对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮的影响研究。试验通过设置p H值梯度为7.0、7.5、8.0和8.5,测定反应系统氨氮、硝氮去除率,确定厌氧氨氧化与反硝化耦合工艺运行的最佳p H值。结果表明:pH值为7.5时最适宜,此时氨氮去除率达55%,硝氮去除率80%左右,耦合系统运行平稳恒定。     

电子受体和MLSS对反硝化除磷的影响

采用序批式活性污泥法进行污水处理试验,考察电子受体的浓度和种类、MLSS对反硝化聚磷污泥脱氮除磷效果的影响。结果表明硝酸盐浓度的提高有利于除磷,但过高的硝酸盐浓度（40 mg/L）,会导致脱氮效果降低,进而影响下一周期的厌氧释磷效果;在较低的亚硝酸盐浓度下（5 mg/L）,有少量摄磷;当亚硝酸盐浓度大于20 mg/L时,对反硝化除磷有明显的抑制作用;随着MLSS增加,厌氧释磷量和缺氧摄磷量均增加;单位MLSS释磷量和单位MLSS摄磷量均与MLSS变化趋势相反;当MLSS大于11．3 g/L时,MLSS的增加对厌氧释磷量和缺氧摄磷量影响不大。     

厌氧段HRT对A2N工艺反硝化除磷脱氮效果的影响

为了考察厌氧段水力停留时间（HRT）对A2N工艺反硝化除磷脱氮效果的影响，采用连续流双污泥反硝化除磷脱氮装置以生活污水为处理对象，研究了厌氧段在不同HRT时系统的除磷脱氮效果，以及厌氧段不同HRT对系统处理过程的影响。结果表明，厌氧段是A2N工艺实现反硝化除磷脱氮的关键阶段。当厌氧段的HRT过长时，虽然溶解性PO4^3-的总释放量增加，但是后续的缺氧吸磷量和总氮的去除量并没有相应地增加。厌氧段的HRT时间过短，反硝化聚磷菌（DPB）在此对进水中易降解COD（CODRB）吸收不完全，导致后续缺氧吸磷量下降，同时影响了系统的除磷和脱氮效果。在处理实际生活污水水质时，厌氧段的HRT为2h即可满足除磷和脱氮要求。     

碳磷比对新型后置缺氧工艺脱氮除磷的影响探究

以人工合成废水为对象,探究了进水C/P对新型后置缺氧工艺脱氮除磷效率的影响,结果表明,当COD/ρ(SOP)由35/1降低至15/1时,COD去除影响不明显,但TN及SOP的去除率均呈现下降趋势。C/P下降促进污泥体系中EPS的产生。C/P降低抑制了NH₄⁺-N好氧硝化与缺氧反硝化。COD/ρ(SOP)由35/1下降至15/1,厌氧释磷量和厌氧释磷速率分别由(37.3±0.5)mg/L和(8.5±0.4)mg/(g·h)下降至(28.1±1.8)mg/L和(5.1±0.8)mg/(g·h)。C/P下降降低了厌氧期PHA的合成,从而导致后续氧化分解产能不足。COD/ρ(SOP)为35/1时,30℃为新型后置缺氧工艺营养盐去除的适宜温度。     

反硝化颗粒污泥处理不锈钢酸洗废水研究

采用以厌氧絮状污泥作为接种污泥的上流式厌氧反应器，通过调整其水力停留时间和水力条件等关键因素培养反硝化颗粒污泥，开展其对不锈钢酸洗废水脱氮研究。研究结果表明，上流式厌氧反应器以甲醇作为碳源运行42 d后，形成了成熟的反硝化颗粒污泥；成熟的反硝化颗粒污泥边缘清晰、表面包裹大量杆菌，单颗污泥沉降速率可达198～273 m/h，粒径为1～6 mm，反硝化速率最高可达2.79 gN/(gVSS·d)；在反应器NO₃^--N容积负荷为2.0～2.44 kg/(m³·d)时，NO₃^--N平均去除率为98.03%,NH₄⁺-N平均去除率为89.76%,TN平均去除率为97.81%；最终出水的氨氮及总氮可同时满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)的间接排放标准和《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)的C级排放标准。本工艺相比传统反硝化工艺能够节约碳源30%左右。     

连续流双污泥系统反硝化除磷实验研究

通过实验室小试,以生活污水为研究对象考察了厌氧/缺氧与淹没式好氧生物膜滤床相结合的连续流双污泥系统的除磷脱氮效果.长期试验结果表明,该工艺解决了传统脱氮除磷工艺中反硝化菌与聚磷菌竞争碳源这一主要矛盾,并可以分别控制硝化污泥与反硝化聚磷污泥的污泥龄,而且该系统适合处理C/N较低的生活污水,与传统除磷脱氮工艺相比,不用额外投加碳源,剩余污泥含磷量高,节省曝气量.系统对COD、总磷、总氮和氨氮的平均去除率分别为81.78%、92.51%、75.75%和84.47%.     

改良多级A/O对低C/N生活污水强化除磷效果研究

针对传统多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水除磷效果差的问题,通过增设前置厌氧段改良多级A/O工艺,重点研究了除磷效果的可行性。结果表明：在温度为17℃±3℃、流量分配比为100%∶0∶0、水力停留时间为10h、污泥回流比为50%、污泥龄为14天的条件下,系统总体除磷效果较好。其中COD、TP平均去除率分别为89.81%、90.35%,出水平均浓度分别为32.65mg/L、0.49mg/L,均优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。由于受到硝化反硝化的综合影响,对污水中含有的氮素去除效果一般,其中NH₃-N、TN去除率均为50%左右,出水平均浓度为30.32mg/L、30.41mg/L,可通过外加碳源的方式增强反硝化能力,进一步提高系统脱氮效果,出水有望达到一级B标准。改良工艺在保证有机物去除效果的基础上基本实现了脱氮除磷,可为实际生活中处理低C/N生活污水提供参考。     

AOA工艺内源反硝化强化深度脱氮除磷

以实际低C/N生活污水为处理对象,考察了AOA（厌氧/好氧/缺氧）工艺内源反硝化脱氮除磷性能。实验重点研究了生物填料的快速挂膜情况、微生物种群结构变化和系统脱氮除磷效率。结果表明,接种污泥后系统污染物去除性能迅速提高,阶段Ⅲ出水COD、NH₄+^-N、TIN、TP平均浓度分别为33.36 mg/L、1.80 mg/L、5.27 mg/L和0.23 mg/L,相应的去除率分别77.4%、94.6%、84.3%和94.2%。FISH实验结果表明,活性污泥中功能菌聚糖菌GAOs占比13.5%,聚磷菌PAOs占比11.1%,生物膜上硝化菌AOB占比18.3%,NOB占比9.2%。在无外加碳源条件下,系统利用原水内碳源通过后置内源反硝化和反硝化除磷实现深度脱氮除磷,同时AOA工艺只有污泥回流,较传统A²O工艺节省了硝化液回流能耗,运维管理方便。     

延长缺氧区水力停留时间提高倒置AAO/MBR组合工艺的脱氮效果

针对城市污水处理厂进水碳源不足的问题,采用中试规模的倒置AAO/MBR组合工艺,开展通过延长缺氧区水力停留时间以提高系统脱氮效果的研究。结果表明,延长缺氧区水力停留时间可强化反硝化菌对污水中慢速可降解有机碳源和内碳源的利用,可提高组合工艺的整体脱氮效率。当缺氧区水力停留时间从1.5 h增加到3.7 h,组合工艺出水TN可降低至9.25±2.13 mg/L;同时,系统COD_(Cr)和TP去除稳定,平均去除率分别稳定在93.12±3.29%和93.96±1.14%。     

A_2SBR工艺反硝化除磷系统的快速启动与稳定运行

为了实现废水同时脱氮除磷的目的,采用A2SBR工艺进行了长期的实验室实验,考察反硝化除磷系统的启动与运行效果。结果表明:在进水COD质量浓度200 mg/L,磷酸盐质量浓度4—11 mg/L,缺氧段硝酸盐质量浓度从25 mg/L提高到55 mg/L的条件下,采用"厌氧(2.5 h)-沉淀排水(1 h)-缺氧(3.5 h)-沉淀排水(1 h)"的周期性运行方式,可在31 d内成功启动A2SBR反硝化除磷系统,厌氧段COD、硝态氮和磷酸盐去除效率分别为77%,90%和84.96%。稳定运行后硝态氮和磷酸盐去除效率分别达到92%和91%,COD去除率高于80%,其出水磷酸盐质量浓度接近于0,表现出良好的反硝化脱氮和除磷性能。     

SBR中好氧颗粒污泥的培养研究

在SBR中,以厌氧颗粒泥为接种污泥,采用人工合成的模拟废水,34 d成功培养出了具有同步脱氮除磷效果的好氧颗粒污泥。颗粒污泥的粒径在0.5~1.8 mm,沉降速度为25~59 m/h。采用的C/N比为6.25,当COD和NH3-N的进水容积负荷分别为3.84 kg/(m3·d)和0.612kg/(m3·d)时,去除率分别都高达95%以上;而在整个试验过程中,TP保持较稳定的去除率50%~60%,这可能是由于C/N比、SRT和反硝化菌等因素共同作用的结果。     

温度和碳源对短程反硝化除磷效果的影响

以处理生活污水为目标,开展了温度、碳源浓度及碳源种类对A2SBR反应器中短程反硝化除磷脱氮效果影响研究。实验结果表明:反应系统最佳温度为24℃,碳源浓度为200 mg/L反硝化除磷效果最佳,TP和NO_2~--N的去除率分别达到93.22%和91.36%,与丙酸钠和葡萄糖相比,乙酸钠作为碳源系统反应效果更明显,释磷速率和COD降解速率为3.38 mg PO_4~(3-)-P/(g MLSS·h)和29.66 mg COD/(g MLSS·h)。