A2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

本研究针对A2/O +移动床生物膜反应器 (A2/O + MBBR) 双污泥系统,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,建立系统的快速启动策略。研究结果表明：启动过程21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;SVI值在95 mL/gMLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。在平均进水C/N为3.44的运行条件下,A2/O + MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH4+-N、TN和PO43--P浓度分别为38.5,1.15,14.2,0.15 mg/L,COD、TN和PO43--P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。     

分配比对分段进水A~2/O工艺脱氮除磷的影响

以低C/N实际污水为研究对象,研究进水分配比对分段进水A~2/O工艺脱氮除磷性能的影响.以稳态条件下建立的物料平衡方程为基础,分析进水分配比对处理过程的影响.结果表明,分段进水A~2/O工艺平均出水CODCr和NH3-N质量浓度基本维持为25.6~41.2mg/L和0.35~1.40mg/L,出水水质较稳定;出水TN、TP受进水分配比的影响明显.根据已建立的物料平衡方程分析发现,当进水分配比由6∶3降低至3∶6时,缺氧单元反硝化脱氮贡献率由36.95%升至83.47%,厌氧单元反硝化脱氮贡献率由43.81%降至12.30%,好氧单元同步硝化反硝化脱氮贡献率由19.24%降至4.23%,缺氧单元反硝化成为去除TN的主要途径,TN总体去除率升高9.95%;缺氧单元缺氧聚磷除磷贡献率由5.20%升至13.00%,好氧单元好氧聚磷除磷贡献率由94.80%降低至87.00%,好氧聚磷为去除TP的主要途径,但TP总体去除率降低5.37%.     

A~2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

针对A~2/O+移动床生物膜反应器(A~2/O+MBBR)双污泥系统,以低碳氮比(C/N)生活污水为处理对象,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,基于脱氮除磷的代谢机理建立系统的快速启动策略。研究结果表明:启动过程历时21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;平均重量污泥浓度从1 189 mg/L增加到1 760 mg/L,SVI值在95 m L/g MLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。启动过程,COD的去除效果基本稳定,A~2/O反应器可实现碳源的高效利用;硝化过程为反硝化除磷提供电子受体,TN的高效去除需要建立在NH+4-N氧化完全的基础上;PO_4~(3-)-P的去除特性与NO_3~--N的变化密切相关,除了缺氧区的同步脱氮除磷,好氧吸磷对稳定PO_4~(3-)-P出水浓度发挥着重要作用。在平均进水碳氮比为3.44的运行条件下,A~2/O+MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P浓度分别为38.5、1.15、14.2、0.15 mg/L,COD、TN和PO_4~(3-)-P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的变化规律与脱氮除磷存在定量关系,稳定运行阶段厌氧区ORP为-398~-336 m V,反硝化过程pH值增幅0.55,ORP增加到-300~-175 m V,硝化过程pH值降低0.37。ORP、pH值可以直观地反映反硝化过程,pH值能够灵敏地反映硝化进程,实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。     

A2N连续流双泥系统反硝化除磷脱氮试验研究

研究了基于缺氧吸磷理论开发出的A2N反硝化除磷脱氮新工艺对生活污水氮、磷的去除,重点考察了不同COD／TN、投碳方式及碳源对DNPAOs反硝化吸磷和脱氮的影响．试验结果表明：当进水COD／TN在3．94～7变化时,反硝化除磷较好,除磷率稳定在87．03％-92．95％,脱氮率从80．99％提高到了92．70％;而当COD／TN达到9．6以后,系统脱氮效果稳定在92％以上,除磷率却降至74％以下,TP去除量中反硝化吸磷比率下降,好氧吸磷比率升高;将外碳源投加在缺氧段,只能优先支持反硝化脱氮反应,而对缺氧吸磷有抑制作用．因此,理想的反硝化除磷环境为外碳源(电子供体)和NO3^-(电子受体)不能同时存在于一个体系中．A2N双泥系统的建立有利于除磷、脱氮的稳定和高效．     

双污泥反硝化聚磷系统污泥的培养与驯化

以污水处理厂氧化沟污泥为泥种,采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养,约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥.第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥,运行约40 d,最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L,表现出较强的聚磷能力;第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥,运行60 d,缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势.硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮,硝化率基本稳定在98.5％以上.硝化速率本符合零级动力学方程,比硝化速率常数为0.0024h-1;好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程,速率常数分别是0.377、0.740 g/(L·h-1).利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A2N-SBR试验,结果表明:在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、7.25 mg/L时,去除率分别为93.5％、76.7％和94.1％,驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果.     

乙酸钠浓度对反硝化聚磷效果的影响试验研究

试验采用SBR反应器,以厌氧/缺氧方式运行时,投加不同浓度乙酸钠,观察其对反硝化聚磷效果的影响.试验结果表明∶乙酸钠为碳源,C/P比为30时,释磷量最大,且聚磷量/释磷量为1.58,高于其他C/P比,反硝化聚磷率达89%,脱氮率高达98%;C/P大于30或小于30,其反硝化聚磷效果均有所下降,最佳去除比例为ΔCOD∶ΔNO3∶ΔPO4=1∶0.18∶0.22(gCOD∶gN∶gPO4);C/P比小于40时,缺氧段反硝化速率大致相同,而C/P比越小,反硝化聚磷速率越大,但较低的碳源浓度易引起反硝化聚磷污泥的膨胀解体.     

A2O-BAF联合工艺处理低碳氮比生活污水

为了实现低ρ（C）/ρ（N）比实际生活污水有效的脱氮除磷,以A-SBR和N-SBR构成的双污泥反硝化除磷系统（A₂N₂）为研究对象,重点研究反应器在不同进水量（用进水比表征）和硝化液回流量（用内交换比表征）条件下对各污染物的去除情况.A-SBR单元厌氧1.5 h,缺氧2 h,好氧10 min,而N-SBR硝化单元一次硝化和二次硝化时间分别为4、1 h,A-SBR和N-SBR单元的曝气量恒定,N-SBR填料填充率为66%.在此条件下,通过改变进水比R₁（70%、75%、80%）和内交换比R₂（70%、75%、80%）,做了9个平行试验.试验结果表明：在不同的进水比和内交换比条件下,A₂N₂系统都能稳定而高效地将有机物去除,各阶段平均COD去除率均在80%以上.而在TN的去除性能上有较大的差异,去除率为61.67%~78.3%.在进水比和内交换比分别为70%和80%时,A₂N₂系统脱氮效果达到最佳,平均TN去除率高达78.3%,平均出水TN质量浓度为9.2 mg/L,在除磷方面,内交换比由70%增加到80%,反硝化除磷率保持在99%以上,出水磷质量浓度在0.1 mg/L以下.

     

新型GS-MBR工艺生物强化除磷试验研究

采用新型GS-MBR对校园污水生物强化除磷效果进行了试验研究。小试装置采用全泥龄操作，正常运行92d。SBR运行条件为厌氧5h，好氧5h，沉淀1h，出水与进水合计1h，进水COD、NH4^＋—N、TP和TN分别为202-550mg/L、7．66～16．46mg／L、1．25～3．28mg／L和10．56-38．26mg／L，去除效率平均分别为95，2％、95％、96．4％和50．5％。进水COD／TP=148，出水磷浓度仅为70μg/L。分析表明：进水COD／TP是本装置生物强化除磷的关键因素，在进水COD／TP较高的条件下，无需排泥也能达到强化除磷的目的。此外，膜污染以无机盐为主，酸洗效果优于碱洗。     

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%.     

污泥负荷对污水生物去除氮、磷和有机物的影响

分别改变进水浓度(C)、流量(Q)及污泥浓度(MLSS),通过对照实验考察污泥负荷改变对污水生物去除有机物、磷和氮效果的影响.结果表明:在本试验条件下,无论通过何种方式改变污泥负荷,对污水处理系统有机物、总氮和总磷去除率(ηCOD、ηTP和ηTN)均有显著影响,且ηTP受到的影响明显大于ηCOD和ηTN,而ηCOD受到的影响最小;污泥负荷改变的方式对反应器ηTP、ηCOD和ηTN也都存在不同影响.此外还讨论了提高污水处理装置净化效果的相关问题.     

A~2O工艺中的反硝化除磷及其强化

为研究A2O工艺中的反硝化除磷现象及影响因素,采用52.5L的A2O反应器处理实际污水.结果表明:正常运行的A2O工艺中存在反硝化除磷现象,在系统HRT为8h,污泥回流比为70%和内回流比为250%的情况下,A2O系统中缺氧区吸磷占总吸磷量的36%左右,序批试验表明,此时反硝化除磷菌占总除磷菌的35.4%.原水的C/N比越低,反硝化除磷的比例越高,但是过低的C/N比会导致TN去除率低下.将缺氧区和好氧区的容积比从1/1扩大到5/8,延长反硝化除磷反应的时间,TN去除率可从62%提高到70%左右,相比单纯提高内回流比更节能.强化A2O工艺中的反硝化除磷,为传统A2O工艺在处理低C/N比污水时提高脱氮除磷效率提供了一个新思路.     

A2/O工艺的固有缺欠和对策研究

为了研究进水碳氮比对AAO-曝气生物滤池（BAF）双污泥脱氮除磷系统的影响,以实际生活污水为处理对象,研究了一个处理量约为50 m³/d的中试规模AAO-BAF系统在碳氮比分别为3.3±0.3、4.5±0.3、6.0±0.3时长期运行的脱氮除磷特性.试验结果表明：在碳氮比约为3.3时,AAO-BAF工艺对COD、TN、PO₄^3--P的去除率分别可达到71.4%、67.6%和85.6%.适当提高有机物浓度,当碳氮比约为4.5时,AAO-BAF工艺对COD、TN、PO₄^3--P的去除率分别可达到79.7%、70.0%和93.5%,系统的脱氮除磷性能最佳,平均出水TN和PO₄^3--P为12.40、0.20 mg/L.但当碳氮比继续提高至约为6.0时,过量的有机物会使缺氧区内存在大量可利用有机物,反硝化菌优先利用电子受体NO₃^--N,削弱了反硝化除磷菌的活性.同时会有剩余的有机物进入BAF,导致异养菌的增殖,氨氮不能完全氧化,使得缺氧区的电子受体进一步减少,影响系统的脱氮除磷功能.此时,AAO-BAF工艺对COD的去除率为81.6%,TN、PO₄^3--P的去除率分别迅速下降至55.1%和63.2%以下,系统接近崩溃.

     

长短HRT交替培养同步硝化反硝化除磷颗粒

为快速实现颗粒化同时富集反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms, DPAOs),在接种絮状活性污泥和长期低温储存的颗粒污泥后,以人工配水为处理对象,分别以恒定水力停留时间(hydraulic retention time, HRT,t_HR)和不同比的长/短HRT交替模式运行4组序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor, SBR),探究长/短HRT交替运行下的饥饿作用对于富集DPAOs和造粒等方面的影响。结果表明,长/短HRT交替运行下的颗粒污泥均具有更高的DPAOs占比和脱氮除磷率,沉降性能良好且颗粒致密。其中,在12 h/6 h的长/短HRT交替模式下,同步硝化反硝化除磷颗粒的污染物去除性能最好,其长周期内COD、TN和TP的去除率分别达93%、96%和98%,短周期内的去除率为95%、90%和93%,这主要是大粒径颗粒内形成的缺氧区、饥饿条件下胞外聚合物的分泌以及反硝化菌对可溶性微生物产物(soluble microbial products, SMP)的利用等因素...     

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.     

聚合铝铁强化A~2/O系统脱氮除磷研究

为了考察聚合铝铁强化A2/O除磷系统的处理效果和聚合铝铁对A2/O工艺生物系统的影响,实验模拟A2/O系统,并在其曝气池前段投加聚合铝铁,通过改变聚合铝铁的投加量,研究在不同投加量下,聚合铝铁强化A2/O除磷系统对TP,TN,COD的去除效果.并采用气相色谱法,分析检测反应器内污泥的PHA含量,研究聚合铝铁对聚磷菌的影响.结果表明:聚合铝铁对生物除磷有一定的影响,在该试验条件下,聚合铝铁的投加量为4mg/L(以Al计)进水时,系统对磷去除效果最好;同时聚合铝铁的投加也有助于TN和COD的去除.总磷去除率并不是随着聚合铝铁药剂的投加量增加而增加,而是由化学除磷和生物除磷共同作用决定.     

水平潜流人工湿地处理住宅灰水技术研究

以陶粒及天然沸石为基质,黄菖蒲为植物,构建新型水平潜流式人工湿地,研究其净化实际小区灰水的效果,进水流量50L/d,水力停留时间2d,进水COD、NH3-N、TN、TP浊度为164、4.3、5.2、0.44mg/L、82.4NTU时,出水可分别降至70、1.07、2.07、0.33mg/L、7.27NTU,去除率分别为57.32%、75.19%、60.26%、24.24%、91.18%,对实际灰水COD、NH3-N、TN、浊度有良好的去除效果。利用人工配水考察不同水力停留时间下湿地的去污效果。提高停留时间能有效提高湿地对COD、NH3-N的去除效果,停留时间为3d时,该湿地的去污效果最好,COD、NH3-N、TN、TP浊度去除率分别为68.46%、81.75%、66.67%、34%、86.91%。     

厌氧/缺氧/好氧膜生物反应器处理城市污水效能研究

采用厌氧/缺氧/好氧膜生物反应器对北京某城市污水处理厂的初沉池出水进行中试试验,约200 d的研究表明,在水力停留时间保持12.5 h后,化学需氧量、生物需氧量及总有机碳的去除率分别稳定在92%、98%、85%左右,其中生化降解部分与膜过滤部分对COD去除的贡献率分别为89%和11%;NH₄⁺-N、总氮(total nitrogen,TN)的去除率分别为98%、79%左右,出水ρ(TN)平均在10 mg/L左右;系统在污泥龄为40 d左右时,总磷(totalphosphorus,TP)平均去除率为85%,出水ρ(TP)在0.93 mg/L左右;反硝化除磷、好氧吸磷、膜截留对总磷的去除所占的比例分别为44.6%、51.8%、3.6%;出水浊度极低且几乎无悬浮物,可直接回用于城市杂用水.间歇抽吸、曝气冲刷、在线水力反冲及定期药洗保证了该系统的可持续运行.