载体填料高度对生物滤器处理高浓度含氮海水效果的影响

在曝气生物滤池（BAF）中,微生物沿填料层高度有不同分布,参与氧化分解有机物的好氧异养菌和硝化菌之间存在着对生物膜表面空间、溶解氧以及营养盐的竞争,从而使得在生物滤池不同高度处对有机物和NH4-N的去除能力不同.为确定BAF在实际运行的最佳填料高度,本实验采用以竹球、悬浮填料以及陶粒为填料的曝气生物滤池处理高浓度含氮海水.实验结果表明,当流速为1 m/h、温度为18-28℃、气水比为1-3∶1以及pH为7.0-8.5时,以竹球、悬浮填料及陶粒为填料的曝气生物滤池的最佳填料高度为60 cm,出水完全达到养殖水水质要求.     

单级曝气生物滤池处理生活污水的动力学特性

推导了单级曝气生物滤池处理生活污水的有机物和氨氮去除动力学模型.在水温20~22.5℃,HRT1.25 h的运行条件下求得UBAF-A、UBAF-B、UBAF-C的有机物去除动力学常数K1值分别为1.521 4,1.742 2和1.637 2.动力学常数解析结果表明,填料性质对曝气生物滤池的有机物降解去除有一定影响,碎石填料在有机物去除方面要优于陶粒填料,而小粒径填料的性能要好于大粒径填料.分析了曝气生物滤池同步去除氨氮的动力学特性,发现氨氮去除速率的沿程变化主要与亚硝化细菌的活性质量浓度分布有关,而后者主要受局部空间的底物质量浓度、溶解氧质量浓度和pH值条件有关,溶解氧质量浓度又受曝气量、反应器特性和有机物质量浓度控制.单级曝气生物滤池在有机物存在条件下的氨氮去除反应可以分为3个不同的动力学限速区域,具有不同的底物去除速率变化特征.     

曝气生物滤池处理生活污水的试验研究

研究了采用上向流曝气生物滤池(BAF)直接处理生活污水时,气水比大小、水力负荷以及进水有机物浓度的变化对处理效果的影响,并对滤池不同高度处COD和NH3-N去除率的变化以及微生物特征进行观察与分析.当气水比在4:1~5:1,水力负荷在1.0~2.0 m3/(m2.h),进水有机物浓度在300~400m g/L左右时,有机物和氨氮的去除率都比较高.曝气生物滤池有降解能力强、处理效果好以及耐冲击负荷的优点.     

曝气生物滤池处理低温水源水生物活性及种群结构分析

应用比好氧呼吸速率和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳结合克隆、测序技术研究了以沸石和陶粒为填料的曝气生物滤池处理低温水源水的生物活性和不同运行阶段的种群结构演替规律.研究结果表明:随着温度的降低,沸石和陶粒滤池对氨氮和高锰酸盐指数的去除效能也随之下降,但仍能保证一定的去除效能;沸石和陶粒滤池对氨氮的去除主要集中在滤床高度40 cm以下,对高锰酸盐指数的去除主要集中在滤床高度55 cm以下;低温影响了微生物的活性,且异养菌受影响更为显著;在整个运行过程中,2组滤池种群多样性较为丰富,优势种群与常温条件下无显著差别,且均表现出了明显的优势种群演替规律,其中亚硝化螺菌属在低温条件下得到富集,并成为系统的优势种群,而硝化螺菌属在运行初期即被淘汰;经过长期低温驯化,2种填料曝气生物滤池的优势种群趋于一致.     

不同填料的曝气生物滤池的启动与挂膜对比研究

通过两种不同填料(瓷粒和陶粒)的曝气生物滤池(BAF)启动与挂膜试验,研究了不同填料的BAF在挂膜过程中CODCr和氨氮去除效果随时间变化的特点,以及出水亚硝酸盐、硝酸盐的浓度变化,并对两种BAF中的生物膜进行剥离镜检。结果表明,常温下(20～25℃),两种BAF所需的启动挂膜时间有较大差异,陶粒BAF启动时间为10 d,瓷粒BAF启动时间为30 d。挂膜过程中,两种BAF的CODCr和氨氮去除率不是同步提高的,这是由于生物膜增长的过程中,好氧异氧菌的增殖速度较硝化菌快得多。陶粒BAF的CODCr去除率高于瓷粒BAF,硝化效果也好于瓷粒BAF。镜检可以发现两种BAF中存在着生物种类多样、生物相分布明显的生态系统。     

生物预处理官厅水库水源水试验研究

曝气生物滤池具有体积小、处理效率高等特点。在不同温度下,采用两级淹没式曝气生物滤池,对官厅水库水源水顶处理的沿程去除特性进行试验研究。结果表明：①生物滤池所去除的CODMn中的80％在BAFI中完成,即滤柱高的50％;而所去除的氨氮70％发生在BAFⅡ;②在极低温度下(1℃以下),有机物和氨氮的去除受到了低温的严重抑制,亚硝酸盐转化成硝酸盐不再是完全硝化反应的限制步骤。     

组合填料曝气生物滤池处理受污地表水体的挂膜启动研究

采用陶粒-沸石-活性炭组合填料曝气生物滤池,对受污地表水体的处理效能进行了研究。结果表明：在水力停留时间为6h,气水比为1：1,温度为16～24℃的条件下,陶粒-沸石-活性炭组合填料曝气生物滤池对受污地表水体的处理效果较好,出水高锰酸盐指数和氨氮浓度分别降至2mg/L左右和0．1mg／L以下,陶粒层高锰酸盐指数去除率和沸石层氨氮去除率分别稳定在50％和85％左右。     

BAF与前置反硝化BAF的启动与挂膜对比分析

∶通过曝气生物滤池与前置反硝化曝气生物滤池的启动与挂膜试验,对比分析了两种不同运行方式BAF在挂膜过程中CODCr及NH4 -N去除率随时间变化的特点。结果表明,挂膜过程中,CODCr和NH4 -N去除率的提高不是同步的,生物膜增长过程中,好氧异养菌的增殖速度较快,硝化菌的增殖速度较慢。在试验进水CODCr和NH4 -N条件下,两种运行方式BAF有几乎相同CODCr去除规律,挂膜初期前置反硝化BAF的NH4 -N去除率小于BAF。挂膜启动成功后,两种运行方式BAF的CODCr,NH4 -N平均去除率分别能稳定在70%和90%以上;它们都有良好的去除有机物和硝化能力,但前置反硝化BAF脱氮能力高于BAF;它们的好氧段的生物膜内存在相同的生物相,前置反硝化BAF的缺氧段内存在反硝化作用的生物絮体。     

污水处理曝气生物滤池填料性能研究

分析用于曝气生物滤池的6种填料的特点,通过试验对6种填料在有机物、氨氮、总氮、浊度等的去除效能方面进行比较;并从中优选出两种堆积填料,即阶梯环和多面空心球.结果表明,这两种填料处理效果好,且在冲击负荷下运行稳定.污染物去除效率的差异性是由填料比表面积不同导致的生物膜生长量的差异及空间构型造成的传质差异引起的.     

曝气生物滤池沿滤层高度的工作性能

目的研究固定及改变水力负荷时曝气生物滤池沿滤层高度去除污染物效率的影响.方法在气水比为5,水力负荷为2 m3/(m2.h),pH值为6.5~8.1,温度为14~18℃,进水CODCr为102.4 mg/L时,其沿滤层高度的工作性能,及水力负荷分别为1、2、4、6、9、11 m3/(m2.h)时对曝气生物滤池沿滤层高度去除污染物效率.结果曝气生物滤池对各污染物的去除沿滤层高度呈现出不同的特点,改变水力负荷直接影响曝气生物滤池沿滤层高度的工作性能.结论当水力负荷为1~6 m3/(m2.h)时,滤池对有机物的去除率最高.     

Nitrification-denitrification via nitrite pathway in biological treatment of hypersaline wastewater

Pilot-scale studies on biological treatment of hypersaline wastewater at low temperature were conducted and results showed that seawater salinity had a strong negative effect on notrouomonas and nitrobaeter growth, but much more on the nitrobaeter. The nitrification action was mainly accomplished by nitrosomonas. Bench-scale experiments using two SBRs were carried out for further investigation under different conditions of salinities, ammonia loadings and temperatures. Biological nitrogen removal via nitrite pathway from wastewater containing 30 percent seawater was achieved, but the ammonia removal efficiency was strongly related not only to the influent ammonia loading at different salinities but also to temperatures. When the ratio of seawater to wastewater was 30 percent, and the ammonia loading was below the critical value of 0. 15 kgNH4 ^＋ -N/（ kgMLSS · d） , the ammonia removal efficiency via nitrite pathway was above 90 %. The critical level of ammonia loading was 0. 15, 0. 08 and 0. 03 kgNH4 ^＋ -N/（ kgMLSS · d） respectively at different temperatures of 30℃, 25℃ and 20℃ when the influent ammonia concentration was 60 - 80 mg/L and pH was 7.5 - 8.0.     

NaCl盐度对SBR工艺短程硝化反硝化的影响

利用序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor,SBR)研究了NaCl盐度、水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和进水负荷对短程硝化反硝化的影响.结果表明,在pH、温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)质量浓度分别为7.5～8.5、30～35℃和0.5～1 mg/L的条件下,当NaCl盐度、进水化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和氨氮质量浓度分别为5.8～25.0 g/L、450～550 mg/L和35～45 mg/L时,NO2--N累积率大于50%.在NaCl盐度14.5 g/L的条件下,当HRT为6.21 h,进水中每天1 kg悬浮物中所含的CDD和氨氮量分别为5.03×10-2和2.24×10-3kg时,亚硝酸盐累积率高于99%.高盐环境下控制HRT、有机负荷与氨氮负荷可实现短程硝化反硝化,实现短程硝化的耐盐极限为25 g/L.     

A2N/BAF组合工艺深度除磷脱氮研究

针对我国南方低碳氮比生活污水,开展以BAF为硝化单元的A2N工艺小试研究,针对超越污泥携带NH4+导致出水超标及二沉池出水SS偏高时TP超标问题,进一步研究增加二级BAF单元的处理效果,形成A2N/BAF工艺.结果表明:A2N段对COD、NH4+-N、TP平均去除率分别为82.0%、70.9%、90.0%;当进水NH4+-N超过40.0 mg/L时,二沉池出水NH4+-N超过10.0 mg/L;二级BAF单元能够硝化二沉池出水NH4+-N及截留SS,最终出水COD、TP、NH4+-N、NO3--N、SS平均质量浓度分别为35、0.35、1.06、8.01、7 mg/L,稳定达到一级A标准.     

ZBAF处理高氨氮废水的亚硝酸盐积累研究

利用自主开发的ZBAF(沸石填料曝气生物滤池)试验系统,针对低有机质高浓度氨氮废水的特殊水质,实现了在进水氨氮浓度为210mg/L时,去除达93.4%的情况下,亚硝酸盐积累率高达89.5%。考察了试验运行条件对亚硝酸盐积累的影响,结果表明滤料层高度、水力负荷、反冲洗以及温度等因素都导致了亚硝盐的积累。依据Monod增长动力学模式,初步提出了系统中亚硝化控制的动力学选择机理。     

氯化钠改性沸石对饮用水中低浓度氨氮的吸附性能分析

通过静态实验,研究改性沸石对饮用水中含低浓度氨氮（0．8～1．0mg／L）的吸附性能,考察沸石投加量、原水pH值、搅拌时间对氨氮去除效果的影响,同时也对改性沸石吸附动力学进行了研究．结果表明：氯化钠改性增加了沸石的活性,与天然沸石相比,改性沸石去除氨氮的效果提高了40％左右;通过XRD表征可知,天然沸石经无机盐改性后,吸附氨氮的活性组分明显增多;动力学研究表明,沸石去除水中的氨氮是快速吸附和缓慢吸附两种行为共同作用的结果,该过程符合Freundlich和Langmuir等温式,动力学方程可用二阶反应来描述．     

亚硝化反应器的启动及控制因子研究

为探究亚硝化反应器的启动,在常温条件下,经190d运行,对温度、pH、游离氨(FA)和溶解氧进行了监测.在SBR运行方式下,在进水中投加铵盐,使氨氮质量浓度达200mg·L-1、溶解氧为0.2mg·L-1,在连续流运行方式下停止投加铵盐,维持溶解氧为0.2mg·L-1.结果表明,高氨氮进水氨氧化菌(AOB)可以得到强化增殖,亚硝酸盐迅速积累;连续流低氨氮进水仍可实现亚硝酸的稳定积累,但当溶解氧质量浓度0.5mg·L-1时,硝酸化现象严重,而恢复低溶解氧一段时间后,亚硝酸盐又得到重新积累;氨氧化菌虽对温降敏感,但升温后硝化性能立即恢复.高氨氮可加快亚硝化反应器的启动,而低溶解氧却是维持亚硝酸盐积累的控制因子.     

pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果及N2O释放的影响

为研究pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果以及对N_2O释放的影响,接种亚硝化活性污泥,以含乙酸钠、氨氮、磷酸盐的人工配水为基质,通过逐步提高进水COD,在厌氧-限氧(DO 0.3~0.8 mg/L)SBR中成功实现了同步脱氮除磷(SNDPR).反应器稳定期间氮、磷的去除率分别达(76.1±5)%、(98.4±1)%.采用批式实验研究了不同进水pH(6.0、7.0、8.0、9.0)对脱氮除磷效果及N_2O释放的影响.结果表明,pH为9.0时除磷效果最好,除磷率达87.7%,其次为pH为6.0时,除磷率达84.0%;随着pH降低,氨氧化速率呈升高趋势,pH为6.0时单位MLSS氨氧化速率和脱氮率最大,二者分别为3.7 mg/(L·h·g)和83.9%;N_2O释放量随pH的升高而减小,pH为6.0时的释放量是9.0时的3.5倍.综上,pH为6.0时,能获得较高的脱氮除磷效率,但同时会增加N_2O的释放量.     

短程硝化反应中污染物降解动力学及微生物群落研究

针对垃圾渗滤液中高浓度氨氮的问题,以间歇进水生物反应器为对象,研究了短程硝化反应中氨氮与COD降解动力学及功能微生物组成结构.结果表明:在pH=6.5~8.5时,氨氮降解符合米氏模型,而COD降解适用于抑制Aiba动力学模型.随pH增加,氨氮和COD的最大降解速率与饱和常数均先增加后降低,pH=7.5时达到最大值.这说明短程硝化反应中,氨氮与COD的降解受pH影响较大,最佳pH应该控制在7.5~8.0.此外,研究发现,短程硝化过程中COD的降解速率和最大降解速率分别是氨氮的5.6~11.3倍和12.4~16.8倍,这可能是由于实验进水中含有较高浓度的有机物,导致生物系统中异养菌生长代谢较快.最后,间歇进水生物反应器微生物中3种AOB菌群Nitrosomonas europaea ATCC19178、Nitrosomonas stercoris和Nitrosospira sp.PM2占总硝化菌群比例达66%,是短程硝化生物系统中的优势菌群.     

氨氮对内循环生物流化床亚硝化过程影响

为实现内循环生物流化床(ITFB)短程脱氮处理高氨氮废水,在小试ITFB反应器内考察了氨氮浓度对生物膜亚硝化特性的影响.通过5个月的连续试验,研究了ITFB反应器历经启动培养、短暂亚硝化、硝化系统破坏、硝化系统恢复、完全硝化五个过程中,氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的转化规律及游离氨毒性作用对短程硝化过程的影响.试验结果表明:反应器启动初期出现了短暂亚硝化,平均亚硝化率为79%;在进水氨氮浓度增加到300 mg/L时,系统再次实现了亚硝化,平均亚硝化率达81%,但由于游离氨浓度的影响使得系统硝化能力受到严重影响,系统氨氮去除率降低至22%;系统恢复后,亚硝化现象不明显.反应器内游离氨浓度随进水氨氮浓度升高而增加至8 mg/L时,系统内硝化细菌和亚硝化细菌活性均受到抑制.通过提高进水氨氮浓度来实现系统短程脱氮过程稳定运行的可逆性较差.     

ME－BAF组合工艺处理溴氨酸废水的研究

采用微电解（microelectrolysis,ME）-曝气生物滤池（biological aerated filter,BAF）组合工艺处理溴氨酸废水,考察了处理效果及影响因素。结果表明,当进水CODcr〈1000mgL^-1,ME和BAF的水力停留时间（hydrolytic retention time,HRT）分别为11．6h和26．1h时,系统对色度和CODc,的去除率达到95.3％和77．3％。ME处理提高了废水的可生化性,并脱去大部分的色度,而CODc,主要在BAF中得到去除。当系统受到水力负荷冲击时,接种了溴氨酸降解菌株FL的BAF反应器确保了色度和溴氨酸的高效去除。