锰负载固相碳源在处理生活污水中脱氮性能研究

生物强化脱氮技术是城镇污水处理厂重点关注的技术之一,现有大量研究表明改性填料可以增强污水生物脱氮效果。制备了一种锰负载丝瓜络填料,构建以锰负载丝瓜络为生物载体的生物滤池系统,应用同步硝化反硝化(SND)技术处理模拟低碳氮比生活污水,考察反应器的启动及一系列C/N条件下系统脱氮性能的变化情况。结果表明,系统运行20 d后,实验组和对照组总氮去除率分别可达39.92%和60.07%左右,实现了SND的启动;且在反应器启动阶段,实验组COD、NH₄⁺-N、TN平均去除率均高于对照组,分别提高了4.61%、20.09%、16.31%。在DO=(4.0±0.5)mg/L、HRT=12 h,进水C/N=5的条件下,实验组NH₄⁺-N、TN平均去除率分别可达88.95%、64.98%,相较对照组分别提高9.72%、10.84%。可见锰负载物可提高污水处理中NH₄⁺-N、TN以及COD的去除效果。     

A/O-MBR处理高浓度氨氮油页岩干馏废水

采用缺氧/好氧-膜生物反应器(A/O-MBR)工艺处理油页岩干馏废水,考察了启动期反应器中COD和NH4+-N的去除情况,探讨稳定期污泥混合液回流比、碳氮比和进水方式对COD、NH4+-N、TN去除效果的影响。结果表明,混合液回流比为300%~700%,TN去除率由87.67%提高至95.99%,但混合液回流比提高至900%时,其对废水处理效果影响不大。废水COD和TN的去除率随进水碳氮比的升高而提高,碳氮比由3提高至8,COD和TN的去除率分别由91.39%、82.81%提高至96.33%、92.21%。进水碳氮比为3,采用分段进水,废水TN去除率为90.05%,可提高废水处理效果。     

高氨氮含量下半悬浮填料表面微生态环境研究

采用新型半悬浮填料为载体的生物膜反应器处理高氨氮含量废水,并形成稳定运行的生物膜脱氮运行体系。综合研究了生物反应器中生物膜内DO含量分布、微生物群落结构及生物多样性,探讨在高氨氮含量条件下半悬浮填料的脱氮性能。结果表明,运行5 d后,反应器内半悬浮填料表面快速挂膜成功,形成了紧密的好氧-缺氧耦合环境,其COD和TN去除率可达95%和86%;高碳氮比(COD/ρ(TN)=15:1)较低碳氮比(COD/ρ(TN)=10:1)的脱氮性能高7%。通过运行期间的生物相观察和分子生物学分析发现,稳定运行的反应器中生物膜上的微环境形成了一个以脱氮功能菌为主体的复杂生物群系。     

农村生活污水处理ABR工艺的启动与污泥微生物特性

通过折流板厌氧反应器(ABR)处理农村生活污水的启动运行,以及高通量测序技术,研究反应器中污泥微生物相关特性。研究结果表明:反应器采用低负荷启动、阶段提高有机负荷方式,可以在60d内实现挂膜完成,反应器对污水中化学需氧量(COD)去除率在66%左右,出水pH值稳定在6.35~7.05;颗粒污泥中主要优势细菌种群有变形杆菌(Proteobacteria)、拟杆菌纲(Bacteroidetes)、绿弯菌纲(Chloroflexi)。运行启动后,在污泥中出现广古菌门(Euryarehaeota)、嗜热丝菌门(Caldiserica)、螺旋菌门(Spirobacteria)。运行稳定后,细菌生物量含量会减少,这表明ABR启动对原始污泥的微生物种类起到显著的选择作用。     

内循环厌氧反应器的启动研究

内循环(IC)反应器的启动控制较复杂,控制因素与水质条件密切相关.总结了郑州大学实际工程经验,对不同水质条件下IC反应器的启动进行了比较、讨论.启动结果表明:金霉素废水和酒精废水采用的初始COD污泥负荷分别为0.050、0.075 kg/(kg·d),每周分别将负荷提高到上一周的1.118、1.230倍,分别经过168、112 d完成启动,启动完成后COD容积负荷分别达到5.02、11.48 kg/(m3·d),COD去除率分别达到80%、95%.     

一体式A/O接触反应器处理农村生活污水启动研究

采用连续曝气预启动-逐步延长停曝时间的方式启动一体式A/O接触反应器,研究该工艺挂膜启动特征,并就间歇曝气与连续曝气处理效果进行比较。结果表明,反应器运行15 d后完成连续曝气预启动,COD、NH4+-N和TN的去除率分别达到80%、75%和40%,且生物相稳定。逐步延长停曝时间至15 h/d和16 h/d,COD、NH4+-N和TN去除率在停曝时间为12 h/d时迅速下降,而后又上升,最终能达到85%、70%和54%,间歇曝气启动成功,整个启动过程历时98 d。综合分析,8 h曝气/16 h停曝的间歇曝气运行方式更为经济有效。     

ANAMMOX反应器快速启动及对反硝化聚磷的影响研究

硝化菌的生长快于厌氧氨氧化菌,通过培育硝化生物膜,利用硝化菌的基质多样性和代谢多样性,可使生物膜由催化硝化反应过渡到催化厌氧氨氧化反应,加速ANAMMOX反应器的启动。经过2个月的运行,成功地启动了ANAMMOX反应器,而且反应器运行性能稳定。将厌氧氨氧化引入反硝化聚磷系统中,试验结果表明,在COD和TP的去除率保持基本不变的情况下,NH4+-N的去除率从23%上升到87%,TN的去除率从88%提高到93%,出水NH4+-N和NO2--N的质量浓度均低于2mg/L。     

双系统曝气生物滤池处理玉米青贮渗出液

采用双系统改性沸石曝气生物滤池(BAF)反应器对玉米青贮渗出液进行除碳脱氮处理,研究了对COD、氨氮、总氮(TN)的去除效果及其影响因素气水比(流量比)、水力停留时间、有机负荷和回流比。结果表明:挂膜成熟后,沸石生物膜反应器对COD和氨氮有较好的去除效果;挂膜23 d后,COD的去除率可以稳定在70%,氨氮去除率可以稳定在80%以上;当气水比为2∶1,水力停留时间为12 h,生物膜活性达到最高,COD去除率达到83.4%;有机负荷对氨氮去除效果影响较大,有机物质量浓度从160 mg/L提高到280 mg/L时,NH4+-N的去除率由88.6%降为32.7%;回流比对COD、氨氮去除率影响不大,但对TN的去除影响显著,回流比从50%提高到300%,TN去除率从42.3%上升到81.3%。双系统改性沸石BAF反应器明显地改善了玉米青贮渗出液的出水水质。     

气升式外循环流化床生物反应器中成药废水处理研究

以中成药废水厌氧出水为处理对象,以传统内循环好氧流化床(反应器II)反应器做参比,对比研究了具有自主知识产权的气升式外循环流化床生物反应器(反应器I)的运行性能;并通过对反应器I投加悬浮填料,分析挂膜运行对反应器I性能强化的可能性。实验结果表明,经过60 d启动,稳定运行阶段反应器I出水COD和TN、NH4+-N的质量浓度及分别为99.8 mg/L和11.7、9.7 mg/L,去除率分别为85.6%、86.6%、87.6%,优于反应器II,可达到GB 21906-2008的要求;挂膜运行可强化反应器I运行性能,添加悬浮填料后,反应器I的出水COD和TN、NH_4~+-N的质量浓度及优于稳定运行期达14.2 mg/L和1.6、0.8 mg/L,去除率分别为8%、5.6%、5.4%。可为其后续工程化应用奠定基础。     

EGSB预处理奶牛养殖废水的效能研究

采用自制的厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器对奶牛养殖废水进行预处理实验,考察了EGSB反应器的启动及反应器稳定运行期间COD、氨氮的变化情况,研究了COD、水力停留时间(HRT)、上升流速(v_(up))、容积负荷等参数对反应器运行效果的影响,确定了反应器最佳运行条件。结果表明,EGSB反应器随着启动时间的增加,COD去除率不断提高,启动3个月后达到70%～75%,认为启动成功,进入稳定运行阶段;稳定运行35 d后,COD平均去除率为80%。对EGSB反应器的运行控制参数进行了优化,在温度35℃,进水COD为5 000 mg/L,水力停留时间16 h,上升流速2.2 m/h的最佳工况下,COD去除率为85.3%,出水COD为735 mg/L。     

组合生物膜反应器运行稳定性及微生物群落的研究

本研究在移动床生物膜反应器(MBBR)独立稳定运行之后,加入折叠曝气生物膜反应器(WFBR),考察了WFBR的加入对COD和NH_4~+-N去除的影响以及组合生物膜反应器长期运行稳定性和微生物群落变化。结果显示,WFBR加入后COD和NH_4~+-N去除效率明显提高,但MBBR中微生物群落的丰富度和多样性有所下降,MBBR中最主要微生物由蓝藻门变为变形菌门。组合生物膜反应器运行过程中,COD和NH_4~+-N去除率分别稳定在90%和99%以上;一个周期内的连续观察证实了WFBR良好的增氧功能;系统中最主要的微生物为α-变形菌纲细菌。     

IC厌氧反应器处理含盐制药废水的研究

采用IC厌氧反应器处理实际制药废水,对IC厌氧反应器的启动过程、盐度对反应器处理效果的影响进行分析。结果表明,采用中温(35℃)发酵、连续进水方式,IC厌氧反应器启动历时68 d。启动完成后COD去除率稳定保持在65%左右,SO_4~(2-)去除率稳定在73%左右,进水NH_3-N较出水NH_3-N低,出水VFA在4 mmol/L以下,pH6.6,污染物去除效果稳定,反应器运行良好。随后进行盐度驯化,盐度使COD和SO_4~(2-)的去除率有所降低,但影响较小,系统的处理效果最终趋于平稳。IC厌氧反应器处理系统对一定浓度范围内的盐度有一定忍耐性。     

少量有机碳对单级自养脱氮工艺性能的影响

采用序批式生物膜反应器(SBBR),经过4个阶段的培养,快速富集好氧氨氧化细菌(AOB)和厌氧氨氧化细菌(AnAOB),并考察不同低碳氮比对工艺脱氮性能的影响。结果表明,NH4^+-N去除率可达到99%以上,TN去除率可达到90%以上。对应C/N=0、1和2时,反应器出水NH4^+-N和TN去除率分别为99.59%、99.5%、98.47%和93.75%、97.22%、98.11%。说明少量COD的存在,可实现同步硝化-厌氧氨氧化-反硝化,且在一定程度上提高脱氮效率。     

移动床生物膜反应器启动及污水处理效果研究

采用快速排泥法对小试规模的移动床生物膜反应器(MBBR)进行启动运行,并探究水力停留时间(HRT)和碳氮比(C/N)对污水处理效果的影响。结果表明,反应器启动后12 d污水处理效果基本达到要求,COD和NH_4~+-N去除率分别为82.9%±4.4%和69.4%±2.0%;COD与TP去除率随HRT延长先增大后减小,在HRT为10 h时去除效果为佳,分别达到86.4%±0.8%和75.6%±2.2%;随HRT的增加,出水中NH_4~+-N含量先减小后趋于稳定,去除率在HRT为10 h可达73.7%±3.5%。C/N对TP和NH_4~+-N的去除影响较为明显,高C/N下污水的处理效果较优,在进水COD/ρ(TN)=12时COD、TP及NH_4~+-N的去除率分别达到89.7%±1.6%、82.5%±1.5%和92.0%±2.0%。     

IOC-SBBR联合工艺处理高氨氮猪场废水的快速启动与运行优化

在严格控制试验条件的基础上,首次采用IOC-SBBR联合工艺处理高氨氮猪场废水。结果表明:经过62d逐步提高IOC进水COD,提升反应器容积负荷至6kg/(m3·d),COD去除率达到81.5%;SBBR经过24d的生物膜驯化,COD、NH4+-N的去除率可以达到85%和90%以上,联合工艺启动成功并可稳定运行;再经过2个阶段(56d)的对比研究,优化SBBR运行方式,增加缺氧-好氧交替频次,联合工艺的COD、NH4+-N和TN去除率达到95.6%、95.4%和78.6%。     

新型一体化厌氧氨氧化反应器启动研究

以活性炭、海绵、海绵+活性炭分别作为一体化厌氧氨氧化反应器的填料,研究不同载体对反应器启动的影响,以筛选出适合反应器快速启动及稳定运行的载体。结果表明,在进行污泥回流的情况下,以活性炭为载体时对废水的脱氮效果较好,NH_3-N去除率约为95%,TN去除率均在90%以上,出现比较明显的污泥分层现象;以海绵为载体时,NH_3-N去除率维持在90%左右,TN去除率则降至75%;以活性炭+海绵为载体时,能有效地解决污泥分层问题,系统运行稳定,NH_3-N去除率达到96.6%,TN去除率约为90%。因此,活性炭+海绵可作为一体化厌氧氨氧化反应器的最佳载体。     

氨氧化工艺(AMOXP)处理高氨氮有机废水

介绍了某生物工程厂采用厌氧工艺(循环式颗粒污泥反应器,即MQIC反应器)、氨氧化工艺和絮凝沉淀池处理厂区生产废水,处理量为10 000 m3/d,该工艺系统对原水中COD、NH4+-N、TN的去除率分别可达97%、98%、90%,运行稳定,整个工艺处理出水水质可达到园区接管要求。同时,对厂区MQIC反应器和氨氧化工艺的启动调试进行了阐述,实践证明该工艺系统对处理高氨氮有机废水效果显著。     

改进型UASB处理白酒废水启动及运行效能研究

采用改进型中温上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理白酒废水,研究UASB反应器启动、提高负荷、稳定运行阶段及污泥颗粒化过程。结果表明,当COD容积负荷控制在0.5~2.0 kg/(m3·d)内,经过25 d优化运行,UASB可以成功启动,COD去除率稳定在80%以上。在稳定阶段,UASB反应器最大COD容积负荷为12 kg/(m3·d),COD平均去除率可达为82.1%,出水p H稳定在7.0~7.1,挥发性脂肪酸(VFA)的质量浓度降低至240 mg/L,产气量为6.8L/d左右,达到最佳运行效果。可为白酒废水处理提供科学依据。     

ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器启动及有机负荷对其运行性能的影响

控制已稳定运行的UASB-ANAMMOX反应器进水TN容积负荷为026 kg.m^-3.d^-1,通过连续添加有机物(葡萄糖),在进水有机负荷与TN负荷比值为1的情况下,仅用35 d就成功启动了ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器,稳定阶段反应器对氨氮、亚硝氮、TN和COD的去除率分别高达95.3%、99.1%、94.0%和93.2%,三氮比即去除的氨氮∶去除的亚硝氮∶生成的硝氮为1∶1.34∶0.03。研究了有机负荷冲击对ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器运行性能的影响。结果表明,进水有机负荷的突降对反应器的运行性能影响不大;有机负荷的突增会显著影响反应器脱除氨氮的能力,经驯化后仍能实现协同脱氮作用,但会恶化反应器的出水水质,大幅降低进水有机负荷可显著改善出水水质。协同脱氮反应器对有机负荷冲击有较强的抵抗力。     

仿生填料对E-A/O工艺处理生活污水性能的影响

采用立体生态污水处理组合工艺(E-A/O)处理模拟生活污水,以添加仿生生物填料的装置作为实验组(R2),未添加的作对照组(R1),考察两组工艺在污泥沉降性能、胞外聚合物产生及污染物去除等方面的差异,评估生物填料在E-A/O工艺中的作用。结果表明,R2挂膜效果良好,生物量大,出现大量原后生动物,污泥粒径大于R1,且更为密实,增加了系统菌群多样性。R2中污泥SVI和胞外聚合物(EPS)中蛋白质(PN)、多糖(PS)含量比R1中低11.8%～21.6%,表现出更强的亲水性和沉降性。污染物去除结果表明,R2对COD、NH_3-N、TN和TP去除率可达96.3%、81.9%、80.0%和35.6%,除TN去除率与R1相当,其它指标去除率均高于R1,说明生物填料添加可强化E-A/O工艺的除污效果。