曝气量对SBRI艺同步脱氮除磷的影响研究

为了达到同步脱氮除磷的目的,采用SBR反应器处理模拟生活污水,在厌氧／好氧／缺氧（AOA）的运行方式下,研究了曝气量对系统脱氮除磷效果的影响。试验结果表明,当曝气量为28L／h时,系统对氮、磷及COD的去除效果均较佳;为避免发生二次释磷,应使缺氧段末期的NO3^- -N浓度〉2．5mg／L;系统对NH4^＋ -N的冲击负荷有很好的抵抗能力;采用pH、ORP对系统进行实时控制,可获得较好的脱氮效果,并降低了能耗。     

分段进水A/O工艺强化脱氮除磷研究

为解决传统工艺同步脱氮除磷效率低的问题,采用分段进水A/O工艺处理高氨氮浓度生活污水,考察了在低COD/TN值(平均为3.8)条件下曝气量和协同化学除磷对系统去除COD、氨氮、TN和TP的影响.在0.7、0.5和0.3 m3/h三种曝气量条件下,系统对COD的去除效果稳定,平均去除率分别为87.97％、90.72％和91.27％;在曝气量为0.5 m3/h的条件下,通过对各好氧区DO浓度的优化分配,对氨氮的去除率达到了95％以上,并且由于发生了好氧反硝化,对TN的去除率明显高于其他两种工况;在碳源成为脱氮除磷限制因素的条件下,平均除磷率分别为31.76％、32.84％和44.49％,通过同步投加聚合氯化铝和硫酸铝的复配药剂,出水TP浓度基本达到了0.5 mg/L.     

A~2/O工艺的反硝化除磷特性研究

为了解传统A2/O工艺中反硝化除磷的作用及强化缺氧吸磷对系统同步脱氮除磷的贡献,以实际生活污水为处理对象,系统研究了缺氧段的反硝化除磷特性及其强化措施,并通过序批式试验考察了除磷微生物种群比例的变化.试验结果表明:稳定运行的A2/O系统中存在反硝化除磷现象,通过提高缺氧段的NO-3-N负荷,可使缺氧除磷贡献率从33.3%提高到53.3%,且系统的除磷率维持在95.4%以上;同时,好氧段的曝气量从400 L/h减少到260 L/h,节约了近35%;反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例由35.4%提高到51.3%左右,微生物种群得到了优化.强化A2/O工艺的反硝化除磷功能,对提高低C/N值污水的脱氮除磷效率及降低运行能耗具有重要的意义.     

污泥内碳源反硝化工艺强化脱氮除磷的应用研究

针对低碳源城市污水脱氮除磷效率低的问题,在某城市污水处理厂采用回流污泥浓缩预缺氧工艺以提高反硝化效率。对该污水处理厂各单元出水水质的分析表明,经过浓缩的高浓度污泥内源反硝化脱氮量可占到整个系统脱氮量的22%以上,污泥内碳源反硝化对除磷也起到了积极作用。研究结果显示,内碳源反硝化的最主要影响因素是回流污泥的VSS值及好氧池末端的DO浓度,当VSS5.8 g/L、DO2 mg/L时可实现较好的效果。此外,在冬季低温时可通过加大曝气量及延长泥龄等措施来提高系统的脱氮除磷效果。     

曝气量对侧流除磷分段进水SBR脱氮除磷的影响

针对低碳源生活污水(COD/TN5,COD180 mg/L)的脱氮尤其是除磷效果差的问题,通过控制污泥外循环侧流除磷、分段进水、好氧/缺氧交替运行的SBR工艺的曝气量,实现了碳源的合理分配,获得了良好的脱氮除磷效果。控制曝气量为3.57 m3/(h.m3),在进水COD、氨氮、TN、TP平均浓度分别为121、29、31.4、4.6 mg/L的条件下,对各污染物的去除率分别为86%、98.6%、61.7%、93.6%。研究还发现,通过污泥外循环强化厌氧释磷可破坏聚磷菌的贮磷平衡,1次/d的污泥外循环侧流除磷不但保障了系统的除磷效果,还简化了侧流除磷工艺的运行过程。     

污泥减量工艺:HA-A/A-MCO的好氧脱氮机制分析

针对污泥减量技术存在对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能并可实现污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺。在该工艺取得同步脱氮除磷和污泥减量优异效果的条件下,采用其处理校园生活污水,当进水TN平均为47 mg/L时,出水TN为10.9 mg/L,系统的总脱氮率为76.8%,其中好氧脱氮量占总脱氮量的50%,缺氧脱氮量占26%;HA-A/A-MCO系统存在着在好氧条件下具有反硝化能力的菌属,对好氧脱氮有一定贡献,且DO浓度对其反硝化能力没有抑制作用;好氧池中的DO浓度梯度有利于在污泥絮体内形成缺氧环境,从而促进同步硝化反硝化(SND)的发生,但减小污泥絮体尺寸会削弱絮体内部缺氧区域比例、降低SND的脱氮效率。     

低碳源城市污水的低氧同步脱氮除磷研究

采用SBR工艺辅以污泥外循环厌氧释磷后排放富磷上清液的方法,对低碳源城市污水的脱氮除磷效果进行了研究.结果表明:降低曝气量、控制低DO状态可以减少碳源的有氧氧化程度,提高脱氮效果;回流至SBR反应器厌氧段的外循环释磷污泥,可以利用SBR系统的硝酸盐进行反硝化吸磷,保证了系统的除磷效果.对于COD<200 mg/L、COD/TN<5、COD/TP<25的低碳源污水,在SRT为60 d、曝气量为2.5 m3/(h·m3)、曝气段平均DO为0.2 mg/L的情况下,对氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为82%、61%、95%,出水水质达到了<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)一级B标准的要求.     

高曝气量引发的活性污泥粘性膨胀研究

采用4个序批式反应器(SBR)处理人工配水,研究了曝气量(20、40、80、160 L/h)对活性污泥沉降性的影响,且对比考察了各系统在污泥粒径、胞外聚合物以及脱氮除磷等方面的特性差异.结果表明:在曝气量为40 L/h时反应器内污泥沉降性良好,曝气量为80 L/h时发生了轻微粘性污泥膨胀,而曝气量为160 L/h时则发生了严重的粘性膨胀,SVI高达600 mL/g.高曝气量下粘性膨胀污泥絮体粒径减小,胞外多糖和蛋白质含量分别下降了20％和40％.粘性膨胀系统的脱氮效果良好,而除磷能力严重恶化.分析认为絮体平均粒径变小、除磷的恶化和胞外多糖的存在是该条件下引发粘性膨胀的主要因素,而降低曝气量可有效抑制粘性膨胀.     

SBR脱氮除磷最佳运行模式的研究

SBR反应器脱氮除磷的适宜运行工况为"瞬时进水-厌氧-曝气-缺氧-沉淀-排水排泥-闲置".在此运行工况下,研究COD、TN、NH3-N、TP去除敛果来探讨厌氧时间、曝气时间、缺氧时间与脱氮除磷和有机物去除之间的关系,并确定最佳厌氧时间、曝气时间、缺氧时间,进而得出生物脱氮除磷SBR工艺的最佳运行模式.     

SBR工艺脱氮除磷升级改造方案现场试验研究

针对某城市污水处理厂SBR系统的脱氮除磷升级改造方案进行化学除磷、生物脱氮方式的现场试验验证。当聚合氯化铝(PAC)投量120 mg/L时,可以保证出水TP浓度达到一级A标准;投加PAC降低了系统对COD的去除效率,但仍能达标,对活性污泥其他性能影响不大。试验验证的几种生物脱氮工序中,瞬时进水→曝气→搅拌(补充碳源)→曝气→沉淀→出水→闲置工序和多段进水工序可以保证出水TN达标,其中,后者不需要补充碳源,且能够保证TN和TP同时达标。     

硫自养波形潜流人工湿地的脱氮机理及工况优化

将硫自养反硝化工艺与潜流人工湿地相结合,考察了其对低碳氮比污水中氮的去除效果。结果表明,增加曝气装置后硫自养波形潜流人工湿地的脱氮效果可以得到保障,在气水比为8∶1、水力负荷为0.8 m³/(m²·d)时,TN去除率为(70±5)%,出水TN浓度低于8 mg/L;NH4+-N去除率在90%以上,出水NH4+-N浓度低于3 mg/L;COD去除率为(50±2)%,出水COD浓度低于40 mg/L;p H值可维持在7~9。同时,石灰石填料具有同步除磷的效果。该工艺具有脱氮效率高、效果好、运行费用低的特点。     

新型一体化生物反应器的同步脱氮除磷影响因素研究

为了提高对污水的处理效能,设计了一种新型一体化生物反应器并采用其处理生活污水,研究了DO和HRT对同步脱氮除磷效果的影响,并探讨了其实现机理。试验结果表明：在进水COD为290～510mg／L、MLSS为2500mg／L、污泥龄为15d以及好氧区和缺氧区的溶解氧分别为2mg／L和0．2mg／L时,系统的脱氮除磷效果较好,对TN、TP的去除率分别可达80％和90％,DO过高或过低都会影响同步脱氮除磷的效果。控制DO为最优值,并保持其他操作条件相同,当HRT为12h时对总氮和总磷的去除率均在80％以上,随着HRT的延长,同步脱氮除磷效果反而下降。该一体化反应器集厌氧、缺氧和好氧区为一体,在一定的运行条件下能够实现同步脱氮除磷,是处理生活污水的有效方法。     

Anaerobic/oxic/anoxic granular sludge process as an effective nutrient removal process utilizing denitrifying polyphosphate-accumulating organisms

In a biological nutrient removal (BNR) process, the utilization of denitrifying polyphosphate-accumulating organisms (DNPAOs) has many advantages such as effective use of organic carbon substrates and low sludge production. As a suitable process for the utilization of DNPAOs in BNR, an anaerobic/oxic/anoxic granular sludge (AOAGS) process was proposed in this study. In spite of performing aeration for nitrifying bacteria, the AOAGS process can create anaerobic/anoxic conditions suitable for the cultivation of DNPAOs because anoxic zones exist inside the granular sludge in the oxic phase. Thus, DNPAOs can coexist with nitrifying bacteria in a single reactor. In addition, the usability of DNPAOs in the reactor can be improved by adding the anoxic phase after the oxic phase. These characteristics enable the AOAGS process to attain effective removal of both nitrogen and phosphorus. When acetate-based synthetic wastewater (COD: 600 mg/L, NH4-N: 60 mg/L, PO(4)-P: 10 mg/L) was supplied to a laboratory-scale sequencing batch reactor under the operation of anaerobic/oxic/anoxic cycles, granular sludge with a diameter of 500 microm was successfully formed within 1 month. Although the removal of both nitrogen and phosphorus was almost complete at the end of the oxic phase, a short anoxic period subsequent to the oxic phase was necessary for further removal of nitrogen and phosphorus. As a result, effluent concentrations of NH(4)-N, NO(x)-N and PO(4)-P were always lower than 1 mg/L. It was found that penetration depth of oxygen inside the granular sludge was approximately 100 microm by microsensor measurements. In addition, from the microbiological analysis by fluorescence in situ hybridization, existence depth of polyphosphate-accumulating organisms was further than the maximum oxygen penetration depth. The water quality data, oxygen profiles and microbial community structure demonstrated that DNPAOs inside the granular sludge may be responsible for denitrification in the oxic phase, which enables effective nutrient removal in the AOAGS process.     

SBR工艺对低碳量城市污水的反硝化除磷研究

广州地区的城市污水含碳量低，碳、氮、磷浓度比例失调，采用传统工艺处理很难达到理想的脱氮除磷效果，为此采用SBR工艺对其进行处理，考察了该工艺的反硝化除磷效果。结果表明，在厌氧／缺氧／好氧的运行模式下，采用逐步增加缺氧段运行时间的方法可有效提高污泥的反硝化除磷性能；在试验进水水质条件下，反应器厌氧运行30min、缺氧运行3h、好氧运行1h可保证对磷的稳定高效去除，出水TP〈1mg／L；ORP值无法指示缺氧反硝化与吸磷过程，pH值可作为缺氧吸磷结束的指示参数，而ORP和pH值均可作为好氧吸磷结束的控制参数。     

Enhanced nutrient removal by biological treatment systems

The importance of nitrogen and phosphorus in stimulating eutrophic conditions in receiving waters has been well documented. As a result, over the last decade an increased emphasis has been placed on limiting these elements in wastewater effluents. In the future, new discharge permits will include limits on both of these elements.

In 1985 a research program was initiated to conduct a pilot plant study of an anoxic/anaerobic/aerobic treatment train using primary effluent. The facility was operated at varying flow and Qr/Q ratios, and at effective mixed liquor suspended solids (MLSS) concentrations of 3100 mg/L. The results of the first 13 month operational phase indicated that the effluent concentrations of total BOD₅, TSS and nitrate nitrogen were less than 5 mg/L. Ammonia nitrogen was less than 0.2 mg/L. The solids settleability was excellent, and foaming due to Norcadia, was effectively controlled. The average overall phosphorus removal was 48%. Influent BOD₅ concentrations of less than 100 mg/L significantly reduced the system's ability to remove phosphorus. A strong relationship between the amount of carbon source in the influent, phosphorus release in the anoxic and anaerobic tanks and phosphorus uptake in the aeration basin was established.     

短好氧泥龄下A2/O和BAF联合工艺的脱氮除磷特性

采用小试装置,研究了短好氧污泥龄下A2/O和BAF联合工艺处理低C/N和C/P污水时的脱氮除磷特性.结果表明,通过提高A2/O工艺段的厌氧区有机负荷和缺氧区硝酸盐负荷对反硝化聚磷菌（DPAOs）进行选择和强化后,其在聚磷菌（PAOs）中的比例维持在28%左右,工艺具有部分反硝化除磷能力,能够减少脱氮除磷过程中对碳源的总需求量.但在联合工艺中,好氧除磷仍是主要的除磷方式.在A2/O工艺段内,好氧污泥龄在满足好氧PAOs存活的同时,还必须满足抑制硝化细菌生长的要求,且为了保证工艺对磷的整体去除效果,混合液在好氧区的接触时间须大于30 min.此外,以保证缺氧区出水中含有1～4 mg/L的硝态氮为原则来控制BAF出水的回流量,可达到较好的脱氮除磷效果.该联合工艺结合了活性污泥工艺和生物膜工艺的优点,运行稳定,出水水质优良,不仅适合于新建污水处理厂,也特别适合于不能脱氮除磷污水处理厂的技术改造.     

同时硝化/反硝化除磷过程的控制策略研究

为实现同时硝化/反硝化除磷(SNDPR)过程,在SBR反应器内,采用模拟低碳源污水和厌氧-交替好氧/缺氧的运行方式对污泥进行培养驯化,成功实现了反硝化聚磷茵和硝化茵的良好共存.在此基础上,考察了厌氧/间歇曝气和厌氧/连续曝气两种模式下SNDPR工艺对污水的处理效果.结果表明,在上述两种模式下,系统对TP的去除率分别为92%和90%,对TN的去除率分别为83%和72%;厌氧/间歇曝气模式更有利于SNDPR工艺对低碳源污水的处理.另外,对电化学参数的研究表明,pH曲线上的"膝点"可近似预示SNDPR过程的结束,而ORP的变化范围及稳定性可预示SNDPR过程中硝化和反硝化除磷同时发生的平衡程度.     

C/N值对短时曝气SBR高标准脱氮除磷效能的影响

针对现有城镇污水脱氮除磷效率低、碳源对深度脱氮除磷制约等突出问题,提出了基于短时曝气SBR的城镇污水高标准脱氮除磷技术,考察了进水C/N值对短时曝气SBR脱氮除磷效能的影响。结果表明,进水C/N值对短时曝气SBR的脱氮除磷效能影响显著。当温度为25℃,SRT为40 d,进水C/N值分别为4、5、6、7时,系统对NH4+-N的平均去除率分别为83.3%、99.3%、99.4%、99.5%,对TN的平均去除率分别为58.8%、82.6%、88.1%、93.8%,对TP的平均去除率分别为14.6%、54.5%、76.6%、97.5%。当进水C/N值为7时,系统出水COD、NH4+-N、TN、TP平均浓度分别为18、0.20、2.46、0.13 mg/L,COD、NH4+-N与TP指标满足地表水Ⅳ类水质标准,TN指标接近地表水Ⅴ类水质标准。     

优化改进传统CAST工艺并高效低耗去除氮磷

传统CAST工艺广泛应用于城市污水处理,但在实际运行中常因工艺本身缺少独立有效的缺氧过程,使得氮磷的去除受到限制,出水水质很难达到一级A标准。针对大连泉水污水处理厂传统CAST工艺的实际运行情况以及存在的问题,将传统CAST工艺优化改进为能够高效脱氮除磷的CAST工艺,增设缺氧搅拌过程,缩短曝气时间,在提高出水水质的同时降低能耗。增加缺氧反硝化过程不仅能为随后进行的硝化过程提供较充足的碱度,还能去除相当一部分有机物,减轻曝气负荷。运行结果表明,优化改进后的CAST工艺使出水TN稳定达到一级A标准,TP<1mg/L,NH 4+-N<1 mg/L,同时节省生化池电耗约15.3%。