温度对高氨氮废水单级自养脱氮系统效能的影响

现有单级自养脱氮系统通常在中温(25～35℃)条件下运行,温度控制成为该技术应用的瓶颈。以高氨氮(2 000 mg/L)废水为研究对象,采用序批式生物膜反应器,探究了温度为30、15℃时,高氨氮废水单级自养生物膜脱氮系统的构建方法,以及温度对系统脱氮效能的影响。结果表明,当温度为30℃时,采用逐步提高进水氨氮负荷的方法,反应器运行118 d,进水氮负荷达到0. 50 kgN/(m~3·d),TN去除率达到91. 9%,系统构建成功;在此基础上,采用逐步降低温度(每次降低2. 5℃)至15℃,进水氮负荷降为0. 25 kgN/(m~3·d),经过260 d的运行,低温系统构建成功,TN去除率为87. 0%。温度对单级自养脱氮系统效能的影响显著,在氮负荷为0. 50 kgN/(m~3·d),温度分别为35、30、25、20℃时,TN平均去除率分别为93. 1%、91. 6%、88. 0%、81. 7%;而直接采用15℃运行时系统崩溃。     

SBBR处理老龄化垃圾渗滤液的自养脱氮效能

针对老龄化垃圾渗滤液高氨低碳的水质特征,在序批式生物膜反应器(SBBR)中构建能承受高浓度氨氮的自养脱氮系统,探讨负荷及温度对该自养脱氮系统效能的影响,并考察两级SBBR自养脱氮系统的处理效能。结果表明:负荷及温度对反应器自养脱氮效能的影响显著。在温度为28℃、DO为5.0 mg/L、挂膜密度为60%、氨氮负荷为0.83 kg/(m3.d),反应器运行周期为进水0.25 h、反应23 h、沉淀0.5 h、出水0.25 h,以及进水氨氮、总氮、BOD5分别为3 330、3 435、120 mg/L的条件下,两级SBBR系统的出水氨氮和TN分别为110、434 mg/L,对氨氮及总氮的去除率分别为96.7%和87.4%,实现了高效脱氮。     

低氨氮废水单级自养脱氮系统的快速构建

针对低氨氮废水单级自养脱氮系统构建困难的瓶颈,采用序批式生物膜反应器(SBBR),探讨了接种污水厂脱水污泥的低氨氮废水单级自养脱氮系统快速构建方法。采用进水氨氮浓度梯度运行方式,实现了单级自养脱氮系统的快速构建。第一阶段,在温度为(30±1)℃、氨氮浓度为(190±5)mg/L、进水氮负荷为0.1 kg N/(m3·d)条件下,反应器接种城镇污水厂脱水污泥,经过53 d的运行,快速富集了自养脱氮功能菌,对氨氮、总氮的平均去除率分别为89.81%、74.73%;第二阶段,在进水氮负荷不变、氨氮浓度降至(50±3)mg/L条件下,反应器运行至68 d时,成功构建出低氨氮废水单级自养脱氮系统,稳定运行时的出水氨氮、总氮平均浓度分别为1.41、15.11 mg/L,去除率分别为97.34%、70.79%。PCR-DGGE分析结果表明,单级自养脱氮系统的微生物种群与接种污泥的相似性低,且微生物多样性显著降低,而功能微生物菌群得到优势富集。     

浸没式MBR对城市污水中有机物和氮的去除研究

研究了浸没式膜生物反应器(MBR)处理城市污水的性能,考察了反应器对不同分子质量有机物的去除特性,探讨了不同工艺参数对有机物和氮去除效率的影响.在采用连续进水、间歇曝气的运行条件下,浸没式MBR对有机物、氮和重金属都有较高的去除率.当HRT为4 h、曝气/停曝时间为90 min/30 min时,反应器对DOC、COD、NH+4-N、TN、Cd、Pb和Cr6+的平均去除率可分别达到75%、90%、95%、80%、89%、91%和86%,对磷的平均去除率为50%.MBR对小分子物质(分子质量＜4 000 u)的去除率为44%,对中等分子物质(分子质量为4 000～30 000 u)的去除率在90%以上,高分子物质(分子质量＞30000 u)在反应器中发生一定的积累,但可被微滤膜高效截留.影响工艺脱氮效率的因素包括DO、HRT、曝气时间和停曝时间等.当DO为0～3.2 mg/L时,氮通过同步硝化反硝化作用得以去除.当MLVSS浓度为4 500 mg/L时,脱氮较合适的曝气/停曝时间为90 min/30 min.     

老龄化垃圾渗滤液的短程硝化效能研究

老龄化垃圾渗滤液具有高氨低碳的水质特征.以构建能承受高氨氮浓度的自养生物脱氮系统为目标,考察了DO、负荷、pH及挂膜密度对该系统短程硝化效能的影响.结果表明:在温度为30℃、DO为2.5 mg/L、氨氮负荷为1.0 kg/(m3·d)、pH值为8.0、挂膜密度为30%、反应器运行工况为进水0.25 h/反应23 h/沉淀0.5 h/出水0.25 h、进水氨氮为2 000 mg/L的条件下,系统能够获得87.7%的氨氮去除率及77.4%的亚硝态氮积累率.挂膜密度对系统自养脱氮效能的影响显著,在挂膜密度为60%时,系统对总氮的去除率为55.5%,其中自养脱氮的分担率约为76.6%.     

温度和pH值对CANON工艺脱氮效率的影响研究

采用2组序批式生物膜反应器(SBBR)研究了进水氨氮浓度为140mg/L、DO浓度为2.0~2.5mg/L(曝气)/0.2~0.5mg/L(停曝)且曝停比为0.5h:0.5h、水力停留时间为24h时,温度和pH值对全程自养脱氮工艺(CANON)的影响。结果表明,当温度处于30~35℃时,CANON反应能够正常进行,最适宜的温度为30℃;当pH值为8时,其氨氮与亚硝酸盐的去除率均达到最高,去除效果最好。当pH值下降到6或升高至9时,厌氧氨氧化反应受到抑制,最适宜的pH值为8.0。     

生物接触氧化法的同步硝化反硝化影响因素研究

研究了生物接触氧化法同步硝化反硝化系统中HRT、DO、COD及生物膜厚度对脱氮效率的影响.结果表明:在DO=2.0 mg/L的条件下,出水COD、TN、NH+4-N值随HRT的增加呈下降趋势,在HRT达到8 h时,出水COD、TN、NH+4-N值趋于稳定,去除率分别为94%、55.9%和73.3%;5-DO为2.0～4.0 mg/L范围内,对TN的去除率随着反应器内DO浓度的降低呈上升趋势,保持较好脱氮率的溶解氧为2.5～3.0 mg/L;进水COD为400 mg/L时,系统对TN、NH+4-N的去除率及容积去除率都处在较高水平,对TN的平均去除率达到60%;生物膜厚度对同步硝化反硝化有较大影响,增加生物膜厚度有利于同步硝化反硝化的进行.     

C/N值对SBBR反应器深度脱氮除磷效能的影响

研究基于地表水环境质量标准的城镇污水SBBR反应器深度脱氮除磷技术,重点考察了BOD_5/TN对脱氮除磷效能的影响。结果表明,进水BOD_5/TN对系统脱氮除磷效能影响显著。当BOD_5/TN≥5时,反应器中异养硝化菌得到优势富集,促进了系统对氨氮的去除;并且系统具有较高的硝化、同步脱氮及除磷速率。在温度为25℃、BOD_5/TN为5、DO为4 mg/L,有机物、氮、磷负荷分别为0.8、0.09、0.01 kg/(m~3·d),运行工况为进水6 min、厌氧2 h、好氧9 h、沉淀0.8 h、排水6 min,以及排除厌氧富磷水的条件下,系统出水COD、NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P分别为18.5、0.52、1.76、0.35 mg/L,平均去除率分别为95.8%、98.8%、96.2%和93.1%。出水COD、NH_4~+-N达到地表水环境质量Ⅲ类水体标准,PO_4~(3-)-P、TN达到地表水环境质量Ⅴ类水体标准。     

絮状-颗粒污泥单级自养脱氮系统启动及菌群结构分析

利用序批式反应器(SBR),以连续微量曝气方式快速启动单级自养脱氮系统,并对启动调控措施及稳定运行过程进行研究。结果表明,在连续微量曝气条件下,控制系统DO为0.24~0.35 mg/L、进水NH_4~+-N为50 mg/L、HRT为3 h、温度为28~32℃时,成功启动了单级自养脱氮系统。稳定运行时TN去除率保持在85%左右,平均容积去除负荷达到0.18 kg N/(m~3·d)。随着系统脱氮性能的提升,短程硝化与厌氧氨氧化酶促反应的关键酶AMO、HDH活性不断提高,稳定运行时分别为4.24μmol NO_2~-N/(mg Pro·min)和0.45μmol Cyto-c/(mg Pro·min)。采用16S r DNA高通量测序技术对不同时期的微生物种群结构进行检测后发现,絮状和颗粒污泥样品中Candidatus Brocadia(AAOB)相对丰度分别从1.9%、33.5%增加到5.8%、46.5%,Nitrosomonadaceace(AOB)主要存在于絮状污泥中,相对丰度从2.8%增至7.3%。     

MBR中DO对同步硝化反硝化的影响

膜生物反应器（MBR）中,在DO为1mg/L左右,MLSS为8000-9000mg/L,温度为24℃,进水pH值为7.2,COD、NH3-N分别为523-700mg/L和17.24-24mg/L的相对稳定条件下,对COD、NH3-N、TN的去除率分别为96%、95%、92%。详细分析了在控制DO的条件下,MBR发生同步硝化、反硝化的原因,并提出了在单级好氧反应器中控制DO可发生短程硝化一反硝化生物脱氮的机制。     

SBBR脱氮工艺研究

对序批式生物膜法(SBBR)脱氮工艺进行了研究。结果表明:当进水COD_(Cr)为100～300mg/L,TN控制在40～65mg/L,温度在23～28℃,pH在6.5～7.5左右,好氧段DO为4.0～6.0mg/L,时,所得最佳水力停留时间为先好氧6h,后厌氧3h。运行一个周期,COD_(Cr)、TN去除率分别为90%、71%。其中好氧段TN去除率占TN损失的84.8%,好氧反硝化对整个周期的脱氮起着极其重要的作用,而厌氧段脱氮效率较低。DO控制在4.0～6.0mg/L,均可以获得一定的脱氮效果。DO= 5.5mg/L时,TN去除率达70%,脱氮效果最佳。碳氮比越大,脱氮效率越高。且随着进水有机物浓度的增加,TN去除率也相应升高。据此可推定好氧反硝化菌是一种异养型好氧菌。     

单槽泳动床反应器脱氮及去除有机物研究

采用单槽泳动床反应器处理生活污水,在HRT为3.77～14 h时可以获得稳定的COD去除效果,平均去除率达82.4%;在HRT=3.77 h时,其NH+4 -N和TN平均负荷分别为0.52、0.63 kg/(m3·d),平均去除率分别为73.5%和64.8%;混合液的DO和pH对去除氨氮和TN的效果影响较大,控制DO＜2.5 mg/L、pH值为7.0～7.8时脱氮效果最佳.     

连续流长泥龄生物膜反应器除磷技术研究

针对连续流生物膜反应器生物除磷效能低的情况,采用间歇曝气以及排出厌氧富磷污水的运行方式,以实现连续流长泥龄生物膜反应器的同步脱氮除磷。结果表明,在水温为15℃、DO为5.5mg/L、间歇曝气运行工况为停曝3h/曝气9h、负荷为1.2kgCOD/(m3.d)、泥龄为50d、厌氧段排至化学除磷池的富磷污水量为原水量1/4的条件下,其出水COD、NH4+-N、PO34--P及TN分别为48、4.66、0.8和19.72mg/L,达到了一级B标准,去除率分别为86.85%、93.21%、76.69%和72.96%。采用Al2(SO4)3.18H2O作化学除磷剂,当Al3+与PO43--P的物质的量之比为1时除磷效果最好。     

活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动及污泥特性

在SBR反应器内,先后接种普通活性污泥及少量具有单级自养脱氮能力的生物膜,在温度为(32±1)℃、p H值为7.5~8.5的条件下,进行了活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动及污泥特性研究。SBR首先接种活性污泥,采用控制较高游离氨浓度(5.75~8.97 mg/L)及较低DO值(0.17 mg/L)的方法,经过50 d实现了短程硝化,亚硝酸盐氮积累率在80%以上;然后采用进一步降低DO值、以清水置换SBR内剩余出水及改连续曝气为间歇曝气等方法,尝试在SBR内富集厌氧氨氧化菌,但过程缓慢;当接种0.15 g单级自养脱氮生物膜后,很快建立了厌氧氨氧化与亚硝化的协同作用,23 d后,对TN的去除率及去除负荷分别达到83.07%及0.422 kg N/(m3·d)。镜检发现SBR内为活性污泥絮体与颗粒污泥的混合物,经激光粒度仪测定,絮体污泥粒径为1~300μm,颗粒污泥粒径在300~1 800μm,两者的体积比约为7∶3。     

膜生物反应器去除城市污水中有机物和氮的研究

研究了浸没式膜生物反应器（SMBR）对城市污水中不同分子质量有机物的去除特性,探讨了不同工艺参数对氮去除效果的影响。在连续进水、间歇曝气、间歇出水的运行条件下,SMBR对城市污水中有机物和氨氮的去除效果较好。当HRT为4 h、曝气/停曝时间为90 min/30min时,SMBR对小分子质量有机物（〈4 ku）的去除率为44%,对中等分子质量有机物（4～30 ku）的去除率〉90%,高分子质量有机物（〉30 ku）因可被微滤膜高效截留而在反应器中发生一定程度的积累。影响脱氮效果的因素包括DO、HRT、曝气/停曝时间等。当DO为3.2 mg/L时,总氮可通过同步硝化反硝化作用被去除。当曝气/停曝时间周期为120 min、HRT为4 h时,脱氮较适宜的曝气/停曝时间为90 min/30 min。     

阶段时间对CMICAO工艺低温运行特性的影响

研究了低温下多点交替进水阶式A2/O(CMICAO)工艺阶段运行时间对污染物去除率的影响,探讨了DO、ORP以及pH状态参数与污染物去除率之间的关系。结果表明,水温8~10 ℃,泥龄13 d,水力停留时间16 h,污泥浓度2 680~3 560 mg/L,污泥回流比30%,阶段1至6的运行时间为3、2.5、2、3、2.5、2 h时,工艺出水TN、氨氮、NO3--N和TP浓度的平均值分别为10.1、1.1、7.4和0.8 mg/L。硝化反应结束时,pH由下降转为上升,ORP上升趋于平缓,DO上升趋缓;反硝化结束时,ORP曲线明显跌落,pH由上升趋于平缓并略有下降;释磷结束后ORP曲线由下降趋于平缓。降低前好氧池DO浓度,有助于同步硝化反硝化作用的发生,从而提高脱氮效率,节省能耗。     

折流板生物膜自养脱氮反应器的启动特性

以模拟生活污水为原水,向新型复合式折流板反应器中接种厌氧氨氧化污泥,控制反应器温度为(30±1)℃,进水NH+4-N浓度为35～65 mg/L,p H值为7.3～7.5,历时110 d成功启动自养脱氮反应器。反应器包括6个单元格,启动阶段控制反应器前3个单元格为好氧,曝气量分别为0.4、0.3及0.2 L/min,而控制后3个单元格为缺氧环境,通过采用这种前程减量曝气、后程不曝气的方式来实现生物膜自养脱氮反应器的快速启动。在反应器稳定运行阶段,出水NH+4-N和TN平均浓度分别为2.76、11.51 mg/L,平均去除率分别达到95%和75%,反应器氮负荷达到了0.23 kg/(m~3·d)。     

低温优选模式下CAST工艺DO和MLSS的优化

根据万盛污水处理厂在冬季低温下运行时出水NH<,3>-N和TN浓度超标现象较为严重的情况,为了强化CAST工艺的脱氮效果,在已确定的优选C运行模式即进水2 h-曝气2.5 h(进水1.5 h后开始曝气)-沉淀1 h-滗水/待机1 h的基础上,分别进行了DO和MLSS两个运行参数优化的研究.在基本运行参数保持不变的情况下,通过分析不同DO和MLSS值时的除污效果,确定了低温期的DO最佳控制阈值为2.0～3.0 mg/L,MLSS最佳控制阈值为5 000～6 000 mg/L.优化运行参数后,系统对COD、NH<,3>-N、TN的平均去除率分别为91.2%、83.2%和69.4%,脱氮性能得到明显提升.     

单级自养脱氮生物膜SBR工艺的启动研究

于生物膜SBR反应器中接种普通好氧活性污泥和厌氧污泥,在温度为(30±2)℃、pH值为7.5~8.5、DO值为0.8~1.0 mg/L和HRT为24 h的条件下,进行了处理中低浓度氨氮(60~120 mg/L)废水的单级自养脱氮工艺的启动研究。结果表明,经过污泥驯化期、亚硝化选择期和污泥适应期三个较为典型的阶段后,亚硝化率达到了77%,脱氮能力为40%。异养菌被淘汰而自养型细菌开始富集时的特征污泥絮体为杆状,而稳定的亚硝化系统建立并具一定自养脱氮功能时的特征污泥絮体则呈花瓣状。     

SBBR反应器同步硝化反硝化处理微污染水源水

采用序批式生物膜反应器(SBBR)同步硝化反硝化(SND)技术处理南方地区微污染水源水,通过控制温度在28~31℃、低DO浓度和较高pH值实现了SND,重点考察了DO浓度和pH值对系统脱氮效果的影响。结果表明,当DO浓度为0.3~1.1 mg/L时,对NH_4~+-N和TN的去除效果较好,平均去除率分别为91.9%和85.3%;当pH值为8.0±0.1时,系统的脱氮效果最好,对NH_4~+-N和TN的平均去除率分别可达93.9%和92.3%。在最佳工况条件下,出水氨氮和TN浓度均可达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅲ类水质要求。