餐厨垃圾污泥共发酵强化低C/N A2O脱氮除磷

为寻求餐厨垃圾污泥资源化利用方式,明晰共发酵产酸对厌氧-缺氧-好氧(A~2O)工艺脱氮除磷强化效果。研究共发酵产酸对强化生物反硝化可行性,对比研究传统碳源和发酵液对A2O工艺脱氮除磷性能的影响,并解析该过程的微生物群落特性。结果表明,采用餐饮垃圾和污泥共发酵产物可作为生物脱氮除磷碳源,反硝化效率为5.31mg/(g·h);与甲醇作为碳源相比,发酵液对NH_4~+-N和TP的去除效果分别提高2.04和4.84百分点;而对TN的去除差别较小。采用不同的碳源,活性污泥中微生物群落组成发生显著差别,发酵液作为碳源优势菌群为Rhodocyclaceae。     

甘油碳源对市政污水强化生物除磷的影响及机理

针对生物除磷效率常因市政污水进水碳源不足而低下的问题,研究建立了厌氧/好氧活性污泥反应器并评估了甘油与市政污水进水挥发性脂肪酸(VFA)比例对生物除磷的影响。结果表明,甘油可作为补充碳源用于强化生物除磷,并且甘油与VFA的优化质量比为1/1。甘油与VFA质量比为1/1有助于厌氧释磷和好氧吸磷,并且聚羟基脂肪酸酯(PHA)的合成量最大,糖原质的降解量最大。甘油厌氧降解产生乙酸和丙酸小分子有机酸是强化生物除磷的关键原因。此外,甘油与VFA比例也影响生物除磷关键酶PPX和PPK的活性,当甘油与VFA质量比为1/1时,外切聚磷酸酶和聚磷酸激酶的相对活性最高。     

不同碳源类型对生物除磷过程释放磷的影响

厌氧释放磷是生物除磷的重要部分,释放磷不充分是生物除磷不稳定的主要原因。为了研究碳源种类对厌氧生物除磷的影响,以A2/O氧化沟工艺好氧末端活性污泥为研究对象,投加乙酸钠、丙酸钠、葡萄糖、甲醇和乙醇等碳源,在厌氧和缺氧状态下进行释放磷试验研究。结果表明：（1）在厌氧条件下,聚磷菌（PAOs）以乙酸钠或丙酸钠为碳源释放磷速率很快,120 min平均比释放磷速率分别为290.5和236.7 mg P·（g VSS）-1·d-1;PAOs利用葡萄糖、乙醇和甲醇释放磷速率较低,比释放磷速率分别为49.4、38.8和8.91 mg P·（g VSS）-1·d-1;（2）在缺氧条件下,PAOs以乙酸钠或丙酸钠为碳源释放磷速率与厌氧状态下释放磷速率相差不大,而其他3种碳源作用下,PAOs并不释放磷;（3）初始NO-3过高时,乙酸钠作为碳源,PAOs在释放磷结束后利用NO-3作为电子受体进行反硝化吸收磷。     

序批式生物膜法处理低碳城市水高效除磷的试验

针对碳、氮、磷比例失调碳源偏低城市污水,因碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题及连续流生物膜法除磷率低的缺点,为提高生物膜的除磷效率,通过构建厌氧/好氧交替运行的序批式生物膜反应器(SBBR),合理调控厌氧和好氧段的运行时间,处理广州地区碳源偏低的城市污水,研究其生物除磷的效果和控制影响因素.结果显示,在无需额外添加碳源的条件下,当进水TP浓度为1.65～7.10mg/L,出水TP浓度可在0.085～0.5mg/L之间,去除率达到90%以上.在此基础上,对SBBR的厌氧和好氧段的工艺特性及控制影响因素进行系统分析,指出厌氧/好氧交替运行的工序是SBBR处理城市污水高效除磷的前提和基础,而确保厌氧磷的最大有效释放是SBBR系统高效除磷的关键.     

由剩余污泥合成聚β-羟基脂肪酸酯的研究

研究了厌氧-好氧过程中微生物合成聚β-羟基脂肪酸酯(PHAs)和除磷的关系,利用在SBR反应器中除磷后的剩余污泥作为菌源,以葡萄糖为碳源合成PHAs.在2 h厌氧4 h好氧的反应周期中COD的去除率为81.7%.2 h厌氧过程中可溶性磷酸盐从6.23 mg/L升高到11.95 mg/L,污泥PHAs的含量由12.6 mg/gMLSS增加为73.6 mg/gMLSS,好氧阶段可溶性磷酸盐减少至1.47 mg/LL,污泥PHAs的含量降低为10.3 mg/gMLSS.好氧阶段除磷能力与厌氧过程污泥合成PHAs的含量有关.剩余污泥加入8g/L葡萄糖厌氧2 h后得到占污泥干重6.1%的PHAs,1HNMR谱图和FT-IR谱图表明其结构为PHBV.     

厌氧HRT对A/O除磷工艺的影响

为系统考察厌氧水力停留时间（AHRT）对生物除磷效果的影响，本文以实际生活污水作为进水，在实验室连续流厌氧／好氧（A／O）除磷系统稳定运行的基础上，统计了不同AHRT下系统除磷效果及胞内贮存物的变化。设计批式实验，考察了AHRT较长情况下生物增强除磷代谢过程，针对实验过程中出现的厌氧聚羟基链烷酸酯（PHAs）分解和厌氧糖原合成现象，提出聚磷不足情况下聚磷菌代谢的假想模式。最后根据实验结果指出A／O除磷工艺AHRT的确定应以PHAs的合成量最大作为控制目标。     

序批式生物膜法处理低碳城市污水高效除磷的试验

针对碳、氮、磷比例失调碳源偏低城市污水，因碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题及连续流生物膜法除磷率低的缺点，为提高生物膜的除磷效率，通过构建厌氧／好氧交替运行的序批式生物膜反应器（SBBR），合理调控厌氧和好氧段的运行时间，处理广州地区碳源偏低的城市污水，研究其生物除磷的效果和控制影响因素。结果显示，在无需额外添加碳源的条件下，当进水TP浓度为1．65-7．10mg／L，出水TP浓度可在0．085-0．5mg／L之间，去除率达到90％以上。在此基础上，对SBBR的厌氧和好氧段的工艺特性及控制影响因素进行系统分析，指出厌氧／好氧交替运行的工序是SBBR处理城市污水高效除磷的前提和基础，而确保厌氧磷的最大有效释放是SBBR系统高效除磷的关键。     

好氧/延长闲置生物除磷系统中的聚磷菌特征

以往的研究发现,普通序批式活性污泥系统在适当延长闲置时间时可激发一些微生物产生过量摄磷的代谢响应。然而,此工艺中潜在聚磷微生物仍有待进一步识别。因此,本研究结合多种分子生物学手段对好氧/延长闲置生物除磷系统中的聚磷菌特征进行了系统的研究。研究表明,在以实际生活污水运行的好氧/延长闲置生物除磷系统中,传统的聚磷菌Accumulibacter仍然大量存在,其丰度为18%±4%,这说明传统的聚磷菌Accumulibacter可以在无厌氧段的条件下生存。另外,好氧/延长闲置生物除磷系统中,菌胶团类细菌Zooglea与伯克氏菌Burkholderiaceae也占有大量的比例,其丰度分别为27%±5%与17%±6%。同步FISH与聚磷染色进一步表明,菌胶团类细菌Zooglea可以在好氧条件下合成聚磷而伯克氏菌Burkholderiaceae没有明显的聚磷菌显型。研究证实了,除广泛接受的传统聚磷菌Accumulibacter外,好氧/延长闲置生物除磷系统存在着大量的其它聚磷微生物。     

胞内聚合物对反硝化和反硝化除磷过程的影响研究

在厌氧-缺氧-好氧SBR条件下,以乙酸钠作为单一碳源,通过对2个反应器R1、R2中硝酸盐(NO3--N)浓度、磷酸盐(PO43--P)浓度和磷酸盐不同投加时间的控制,研究了胞内聚合物对反硝化和反硝化除磷的驱动关系。结果表明,R1、R2的除磷效率均达到91%以上,且R1的除磷效率和性能比R2较为稳定。R1展示了典型的反硝化除磷过程,缺氧阶段的反硝化除磷的能量来源由聚-β-羟基链烷酸酯(PHA)提供。R2中在缺氧条件下磷酸盐浓度很低(2.63 mg/L)时,硝酸盐浓度随着PHA的降低而减少,其中聚-β-羟基丁酸盐(PHB)的含量明显降低,而聚-β-羟基戊酸盐(PHV)有轻微的减少,并伴有少量糖原质(Gly)的再合成;磷酸盐加入后,PHA与Gly一同作为碳源被消耗,这表明反硝化菌能够利用PHA作为内碳源实现反硝化过程。而R2的PHB合成量少于R1,Gly的合成量和PHV的合成量却高于R1,说明R2的运行条件较R1而言更有利于聚糖菌(GAOs)的生长。     

pH对新型后置反硝化系统生物脱氮除磷的影响

为了探究p H对内聚物驱动后置反硝化生物脱氮除磷的性能及其影响机理,以实际废水为研究对象,在序批式反应器中通过p H变化比较生物脱氮除磷效率,单位周期营养盐和内聚物变化。实验结果表明,p H=8是后置反硝化脱氮除磷系统最佳p H,在此p H下,生物除磷效率为92.5%,脱氮效率为87.6%。机理研究表明,p H为8有助于内聚物聚羟基烷酸酯(PHA)的积累,PHA的最大积累量为4.5 mmol/L,该值高于p H=7和p H=9作用下PHA的最大合成量。此外,p H=8作用下,生物脱氮除磷关键酶的活性显著高于p H=7和p H=9。     

倒置A2/O耦联生物滤池强化生物脱氮除磷的探究

针对传统倒置A²/O工艺（R1）生物脱氮除磷效率不理想的现状,开发了倒置A²/O耦联生物滤池（BAF）(R2)的新工艺,并在中温条件下比较了两工艺对城镇生活废水的脱氮除磷效率。结果表明,稳定运行期R2内出水COD维持在10.7～17.6 mg/L,去除率为92.5%～94.2%,高于R1。延程分析表明,R2内COD主要在缺氧期与厌氧期被消耗。R2内总氮（TN）及总磷（TP）的去除率分别为81.3%～82.8%、85.6%～86.9%,均显著高于R1。机制探究表明,R2强化了硝化过程,使得回流液中硝态氮含量升高,强化了缺氧区的反硝化脱氮过程。在生物除磷方面,R2厌氧期释磷量高于R1,且合成胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）的最大含量为6.8 mg/g,从而在随后的好氧期产生更多能量用于吸磷。     

强化生物除磷工艺微生物种群结构分析

引言强化生物除磷工艺以其高效、低耗、简单易操作在世界范围内得到了广泛的应用,近年来反硝化生物强化除磷工艺一直是个研究热点,主要是由于反硝化生物强化除磷工艺可通过反硝化除磷菌(DPB)在传统的厌氧/缺氧/好氧工艺的缺氧池中利用内碳源聚β-羟基丁酸酯(PHB)作为碳源实现反硝化吸磷,同时亦可反硝化脱氮,一碳两用,可节省大量的碳源需求,同时也减少了一定的动力消耗和污泥产量,尤其适合低碳氮比的     

序批式反应器中反硝化除磷脱氮的研究

为了提高污水脱氮除磷的效率,研究采用序批式反应器(SBR工艺)厌氧、好氧和缺氧(AOA)的运行方式富集反硝化聚磷菌(DPB),实现同步脱氮除磷。结果表明:在好氧段投加甲醇作为碳源(25—40 mg/L)可有效抑制好氧吸磷,对硝化反应影响较小,能够在缺氧段实现同时反硝化脱氮除磷。SBR反应器稳定运行10个月,当进水NH4+-N、PO43--P分别为30,15 mg/L时,总氮(TN)和PO43--P的平均去除率分别为82.5%和92.1%。聚磷菌能够利用硝酸盐作为电子受体,DPB占总聚磷菌的比例达到44.8%。与A2O运行方式相比,AOA运行方式更有利于实现DPB的富集。     

污水生物脱氮除磷新技术

首先简单阐述了生物脱氮除磷机理,然后重点介绍了目前几种污水生物处理新技术:厌氧/缺氧/好氧MBR工艺、短程硝化反硝化工艺和倒置A2/O工艺等,最后对污水生物脱氮除磷技术的发展进行了展望,并提出了一些建议。     

常规与倒置A2/O工艺处理猪场消化液比较研究

以高COD、高NH_4~+-N含量、低C/N的猪场厌氧消化液为研究对象,比较了常规A~2/O与倒置A~2/O工艺在碳源利用及脱氮除磷效果方面的差异。结果表明,在总HRT均设为124 h、消化液回流体积比和污泥回流体积比分别为300%和50%的相同条件下,倒置A~2/O对厌氧消化液中的COD、氮和磷的去除率比常规A~2/O分别提升了8.16、10.83、27.32百分点。倒置A~2/O稳定运行后出水COD和NH_4~+-N、TP的质量浓度最低分别为228 mg/L和63、8 mg/L,达到GB 18596-2001的排放要求。倒置A~2/O将缺氧池前置而使得厌氧池与好氧池直接相连,有利于提高缺氧池对低C/N废水中碳源的利用率,提升系统反硝化脱氮能力;而且能够保证厌氧池的厌氧环境,增加好氧池的吸磷动力,从而有利于系统除磷效率的提高。     

污水生物脱氮除磷研究进展

本文对生物脱氮除磷理论及工艺进行了综述,重点介绍了运用最为广泛的氧化沟工艺、厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,A2/O)工艺、SBR工艺以及新型脱氮和反硝化除磷工艺,并阐述了这些工艺的运行方式和特点,为开发适合我国国情的污水脱氮除磷工艺提供理论基础.     

不同碳源对EBPR系统厌氧计量学参数的影响

采用乙酸/丙酸交替、葡萄糖、实际生活污水为碳源长期驯化的三个强化生物除磷系统,研究了不同碳源对磷的释放和聚羟基烷酸(PHA)转化的影响、聚磷菌种群结构以及微生物代谢PHA和糖原的厌氧化学计量学。结果表明,从182 d起三个系统均获得稳定的除磷性能,第300 d三个系统内聚磷菌所占全菌的比例分别达到:89%±3%、55%±3%、45%±4%。乙酸、葡萄糖、生活污水为碳源时,聚磷菌细胞内贮存聚羟基丁酸(PHB)和聚羟基戊酸(PHV),丙酸为碳源PHA完全由PHV组成,四种类型碳源都未检测到聚二甲基三羟基戊酸(PH2MV)的生成。计量学研究表明:聚磷菌吸收1 C-mol的乙酸,细胞内合成1.15 C-mol PHB,0.15 C-mol PHV,分解0.47 C-mol糖原;吸收1 C-mol的丙酸生成0.44 C-mol的PHV,分解0.271 C-mol的糖原;吸收1C-mol的葡萄糖生成极少量的PHB和0.16C-mol PHV,分解0.16 C-mol糖原;以实际生活污水为碳源,消耗1 mg的COD,合成0.98 mg PHB、0.13 mg PHV(以COD计)。当以乙酸为碳源时获得最高的厌氧释磷量及最大的释磷速率,分别为:134 mg·L^-1和23.80 mg P·(g VSS)^-1·h^-1。以丙酸与葡萄糖为碳源时释磷速率相似,以生活污水为碳源的情况下释磷速率最小。     

不同温度下碳源对AOA-SBR工艺PAO与GAO竞争释磷的影响

为了提高生物除磷效率,研究采用AOA-SBR工艺进行了长期连续除磷实验,考察不同温度下碳源(乙酸钠、丙酸钠、葡萄糖)对PAO与GAO竞争的影响.结果表明:当温度由10℃升高至25℃时,利用丙酸钠作为碳源时,污泥含磷量与含糖量分别从7.2％和5.1％升高至7.9％和6.3％,PHA转化量升高了23.1 mg/L,厌氧释磷量从105.9 mg/L升高至149.9 mg/L,VSS/MLSS由71％降低至65％;利用乙酸钠作为碳源时,污泥含磷量与含糖量分别从6.9％和5.3％升高至7.6％和6.7％,PHA转化量升高了23.9 mg/L,厌氧释磷量从73.8 mg/L升高至108.8 mg/L,VSS/MLSS由73％降低至71％;利用葡萄糖作为碳源时,污泥含磷量与含糖量分别从5.8％和6.3％升高至6.6％和8.8％,PHA转化量升高了33.2 mg/L,厌氧释磷量从37.4 mg/L升高至43.2 mg/L,VSS/MLSS由80％升高至88％.当温度升高至30℃时,3个反应器均出现厌氧末期PHA浓度下降和糖原浓度升高,厌氧释磷量减少,污泥含磷量均下降,污泥含糖量上升,VSS/MLSS均很高.与葡萄糖相比,采用乙酸钠和丙酸钠作为碳源,有利于PAO生长繁殖,PAO为优势菌种,抑制GAO增殖.同时,低温更有利于PAO的生长繁殖.     

腐殖土序批式反应器强化生物除磷及微生物群落响应的研究

温度是影响生物除磷效能的关键参数,然而温度对新型腐殖土序批式反应器(HASBR)强化生物除磷的效能影响不明确,本研究以合成废水为研究对象,通过设置不同的温度梯度探究了温度对HASBR生物除磷的效能的影响。结果表明温度由15℃升高至35℃时,稳定期出水COD的含量由54～61 mg/L降低至41～45 mg/L,NH4+-N质量浓度由4.1～4.3 mg/L下降至2.8～3.1 mg/L,SOP的含量由0.8～0.9 mg/L降低至0.54～0.56 mg/L。温度升高提高了COD,NH4+-N及SOP的去除效率。此外,对比了HASBR与传统SBR(CSBR)典型周期中营养盐及内聚的变化,结果表,HASBR较CSBR厌氧释磷量及聚羟基脂肪酸酯(PHA)高,厌氧释磷量最高为56.9 mg/L,PHA的最大合成量为4.6 mmol/L。微生物群落结构分析表明HASBR能富集更多的Betaproteobacteria,其相对丰度高达53.6%。     

三聚氰酸对厌氧-好氧反应器生物除磷影响探究

以实际废水为研究对象,建立了厌氧/好氧序批式反应器,探究了三聚氰酸对生物除磷性能的影响并进一步探究其影响机理。结果表明,低含量(ρ(CA)为0.02 mg/L)对COD、生物除磷效率影响不明显;当ρ(CA)升高至0.1、0.5 mg/L时,稳定时期出水COD基本维持在50.3～56.2、70.3～75.6 mg/L,可溶性磷酸盐(SOP)的质量浓度分别为0.51、0.52 mg/L,均显著高于空白组。高含量CA能降低单位周期内COD的消耗,从而导致胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(PHA)厌氧期含量降低。当ρ(CA)为0.1、0.5 mg/L时,PHA的最大浓度为3.8、3.2 mmol/L,分别为空白组的0.79和0.66倍。厌氧期PHA含量降低导致后续好氧期氧化分解产能下降。高含量CA促进了活性污泥系统中糖原质含量的变化。