基质含量对人工快渗滤池厌氧氨氧化脱氮的影响

采用人工快渗滤池处理低基质含量污水,考察了进水NO_2~--N、NH_4~+-N含量对厌氧氨氧化(ANAMMOX)脱氮性能的影响。结果表明,人工快渗滤池在进水ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)为1.3时ANAMMOX脱氮效果最佳,NH_4~+-N、NO_2~--N、TN平均去除率分别高于98%、98%、91%。对ANAMMOX活性开始产生抑制作用的NH_4~+-N、NO_2~--N质量浓度分别约为65、40 mg/L。提高进水NH_4~+-N、NO_2~--N的质量浓度分别至100、50 mg/L时,ANAMMOX性能受到严重抑制,TN平均去除率分别降至62.2%、45.7%。受NO_2~--N严重抑制时,降低进水NO_2~--N的质量浓度至26 mg/L运行21 d后,TN去除率可恢复至受抑前的84.9%;受NH_4~+-N严重抑制时,降低进水NH_4~+-N的质量浓度至20 mg/L运行16 d后,TN去除率可恢复至受抑前的96.3%。NO_2~--N对ANAMMOX的抑制效应比NH_4~+-N更强,所需的恢复时间更长。     

协同C/N及HRT快速启动全程自养脱氮工艺

在序批式活性污泥法反应器(SBR)中,采用全程自养脱氮(CANON)工艺,先以反硝化污泥为接种污泥,采用低基质含量配水通过逐步降低进水C/N及水力停留时间的策略快速富集厌氧氨氧化菌(anammox),之后在低曝气条件下进一步缩短HRT以模拟生活污水富集氨氧化细菌(AOB),基于对反应器内脱氮性能和不同阶段功能菌动力学活性的分析,系统阐述了功能菌演化的关键因素。结果表明,CANON工艺在75 d内成功启动,反应器氨氮去除率超过了93%;将该工艺应用于生活污水的处理,实现了高效的脱氮性能,反应器内anammox对NH_4~+-N降解速率μ(NH_4~+-N)与异养菌对COD的降解速率μ(COD)的比大于1.0,与反硝化菌的NO_3~--N降解速率μ(NO_3~--N))比大于2.0。     

前置反硝化-高负荷地下渗滤系统深度脱氮研究

针对高负荷地下渗滤系统TN去除率低的问题,研究将渗滤出水回流与原污水混合,进入前置反硝化单元。结果表明,当回流体积比分别为0.5:1、1:1和2:1时,系统对NH_4~+-N的去除率高于92%,且出水NH_4~+-N的质量浓度低于0.5 mg/L;前置反硝化单元对NO_3~--N去除率分别为91.0%、83.0%和64.2%,而系统对TN去除率仅为18.6%、31.2%和30.8%。在回流体积比为2:1时,将原污水COD/ρ(TN)调为6,以与常规生活污水C/N相同,此时反硝化单元的NO_3~--N去除率升至95.2%,而系统TN去除率升至57.1%,且出水TN的质量浓度低于15 mg/L。因此,如果采用该组合工艺处理常规生活污水(COD/ρ(TN)大于6),可使其最终出水TN和NH_4~+-N含量达到更严格的排放标准。     

纳米TiO2对好氧颗粒污泥性能的毒性影响

为解决纳米TiO_2材料在水处理过程中可能会对污泥造成毒性、抑制生物活性、降低生物脱氮除碳的处理性能的问题,研究了不同含量TiO_2纳米对好氧颗粒污泥中异养菌、硝化菌及反硝化菌的影响。结果表明,颗粒污泥对NH_4~+-N和COD的降解随TiO_2含量增加抑制性增强;颗粒污泥暴露10 d后,纳米TiO_2抑制毒性降低。当TiO_2的质量浓度为2 mg/L时,COD去除率由73.3%提高至77.3%,在其他含量下对COD和NH_4~+-N降解均不再产生抑制毒性,反而部分促进NO_2~--N降解。     

短程硝化与厌氧氨氧化装置启动及连接过程研究

探究了2种工艺稳定高效启动方法,以及两装置的连接方式及进水改变对总出水的影响。分别启动厌氧氨氧化于短程硝化装置,调整负荷水质以使短程硝化出水满足厌氧氨氧化装置进水要求。短程硝化装置以进水pH=8.4、NH_4~+-N的质量浓度170 mg/L、亚硝氮生成率为14.4 mg/(L·h)启动,亚硝氮积累率稳定在85%以上。厌氧氨氧化装置以进水NH_4~+-N、NO_2~--N的质量浓度分别为150、198 mg/L,HRT为24 h,TN去除率84%启动并稳定。装置连接后,厌氧氨氧化装置进水由人工配水改为短程硝化出水调配水,相较原进水COD残余约80 mg/L,NO_3~--N的质量浓度15 mg/L,TN去除率有些微的提升,但COD对成熟的厌氧氨氧化装置影响还有待检测。成熟稳定的厌氧氨氧化装置可以很好地适应短程硝化出水调配水,并对进水水质变化具有较好的耐受性。     

基于铁碳内电解的物化—生物耦合深度脱氮

以自制复合铁碳填料为载体,建立物化-生物耦合脱氮体系,考察了HRT、DO含量、进水pH对低C/N(COD/ρ(TN)=1.5:1)污水脱氮的影响,并通定量了物化作用对脱氮的贡献率。结果表明,在耦合体系中,NH_4~+-N通过氨氧化菌和硝化菌的作用生成NO_3~--N和NO_2~--N,NO_3~--N和NO_2~--N进入生物膜内部,自养反硝化菌以载体原电池反应所产生的[Fe~(2+)]、[H]为电子供体实现反硝化脱氮,其适宜运行条件为:HRT为4.0 h,DO的质量浓度(2.0±0.1)mg/L,进水pH为7.0±0.1,此时污水COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN去除率分别可达94.6%~97.3%、82.1%~83.6%、92.1%~94.7%、89.3%~92.5%。适宜的HRT低于其它同步硝化反硝化脱氮过程。反应器内反硝化所需电子37.9%由载体物化反应供给,消除了传统生物脱氮过程对有机碳源的依赖,源缩短了脱氮所需停留时间。故该耦合体系可实现低C/N污水的高效深度脱氮。     

氨氮对颗粒污泥生物除磷的影响及相关机制探究

为探究进水氨氮(NH_4~+-N)对颗粒污泥生物除磷的影响,构建了序批式反应器(SBR),在中温条件下考察了进水NH_4~+-N对生物除磷颗粒污泥的特征及其污染物去除规律的影响。结果表明,进水NH_4~+-N质量浓度为40 mg/L时,颗粒污泥沉降性能最好、生物量最大,稳定运行期污泥体积指数(SVI)为52.9 m L/g,总悬浮固体(TSS)质量浓度达到5.7～5.9 g/L,显著高于其他组别。粒径分析表明,适当提高NH_4~+-N质量浓度利于颗粒污泥粒径增大,且当进水NH_4~+-N质量浓度为40 mg/L时,0.8～1.2 mm粒径占比升高至34.6%。进水NH_4~+-N能影响颗粒污泥胞外聚合物的质量分数及组分,当进水NH_4~+-N质量浓度为40 mg/L时,EPS质量分数可高达134 mg/g,而NH_4~+-N质量浓度升高提高了EPS内蛋白质(PN)与多糖(PS)的比值。进水NH_4~+-N能影响颗粒污泥对TP、NH_4~+-N及化学需氧量(COD)的去除效率。当进水NH_4~+-N质量浓度为40 mg/L、颗粒污泥稳定运行时,TP、NH_4~+-N及COD的去除效率可分别达到95.8%～96.4%、95%和94.6%～95.6%。     

污染物负荷对水平流人工湿地净化效果的影响机制

为了提高水平流人工湿地在乡村污水处理中的适用性,通过小试实验系统研究了污染物负荷与人工湿地污水净化效率间的关系。结果表明:人工湿地对污水中TP、COD和NH_4~+-N的单位去除量能够随着进水负荷的增加而呈线性增加,对TN的去除则未呈线性增加。通过冗余分析,得出人工湿地对TN的去除率与进水NH4+-N负荷、NO_3~--N负荷、TN负荷呈负相关,与C/N呈正相关;对TN的单位去除量与进水NH_4~+-N负荷、NO_3~--N负荷和TN负荷呈正相关,而与TP负荷和C/N呈负相关。     

常温条件下ABR启动运行Anammox性能研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)接种好氧活性污泥在常温((25±1)℃)下启动运行厌氧氨氧化工艺。结果表明,启动阶段,控制进水NH_4~+-N和NO_2~--N均为50 mg/L,仅运行57 d,NH_4~+-N、NO_2~--N和TN去除率就分别达到93.82%、99.84%和88.22%,表明成功实现常温启动。负荷提升阶段,73～87 d,进水NH_4~+-N和NO_2~--N的质量浓度以每次50 mg/L的增幅逐步从50 mg/L提升到200 mg/L,每次负荷提升,出水NH_4~+-N和NO_2~--N含量小幅波动再趋向于稳定,表明ABR有一定的耐负荷冲击能力。运行93 d,最大TN负荷率和TN去除速率分别为0.40 kg/(m~3·d)和0.33kg/(m~3·d),表现较好的脱氮性能。可为厌氧氨氧化工艺在实际工程中的应用提供理论依据。     

SBR系统中半短程硝化的调控过程及菌群结构

采用序批式活性污泥法反应器(SBR)处理人工模拟高NH_4~+-N含量废水,研究半短程硝化的调控过程及微生物群落结构变化。结果表明,在NH_4~+-N的质量浓度140 mg/L、低DO含量(质量浓度约1.0 mg/L)和低游离氨(FA)含量(质量浓度约1.6 mg/L)条件下运行28 d后,开始出现NO_2~--N积累现象。提高进水NH_4~+-N的质量浓度至180mg/L后,NO_2~--N积累率上升至85%以上。经144 d的持续调控,出水ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)保持在理论值1.32附近。在反应器运行过程中微生物群落多样性逐渐减少,而微生物群落丰富度仅在适应阶段迅速下降。主要功能菌氨氧化菌(AOB)相对丰度由接种时的0.12%上升至实现半短程硝化后的17.97%,其中,优势菌属为Nitrosomonas。而亚硝酸盐氧化菌(NOB)相对丰度最终保持在1.5%左右,说明调控方式可抑制NOB并促进AOB增殖。     

多级潮汐流人工湿地对城市污水处理厂生产废水中典型污物的去除特征

采用多级潮汐流人工湿地处理城市污水处理厂生产废水(NH_4~+-N的质量浓度平均为817.6 mg/L),以豆石、砾石和建筑废砖作为人工湿地填料,平均水力负荷为0.618 m~3/(m~2·d)条件下,研究其对污染物的去除特征。结果表明,在系统运行阶段,进水NH_4~+-N、TN、PO_4~(3-)-P的质量浓度及COD的平均分别为817.6、819.0、17.86 mg/L及379.46mg/L,出水NH_4~+-N、TN、PO_4~(3-)-P的质量浓度及COD的平均分别为11.46、316.4、8.81 mg/L及43.99 mg/L,平均去除率分别为97.88%、61.37%、49.32%及88.41%;平均硝化速率为(20.79±2.26)g/(m~2·d),硝化进程良好;平均反硝化速率为(13.09±2.58)g/(m~3·d),出水中TN主要为NO_3~--N(平均质量浓度为277.3 mg/L)。尽管平均反硝化速率较高,但为进一步降低生产废水回流所引起的TN的循环累积量,需进一步强化反硝化进程。     

外源磷对厌氧氨氧化启动及富集的影响

为研究外源磷对厌氧氨氧化启动及富集过程的影响,采用接种常规活性污泥进行厌氧氨氧化启动实验。结果表明,无外源磷的条件下接种普通活性污泥可以启动厌氧氨氧化并完成厌氧氨氧化菌富集,启动所需的时间相比于有外源磷的条件的时间更长,富集后在进水NH_4~+-N、NO_2~--N的质量浓度分别为150、180 mg/L条件下,NH_4~+-N和NO_2~--N去除率稳定在95.07%和95.97%,△ρ(NO_2~--N)/△ρ(NH_4~+-N)稳定在1.2;无外源磷可缩短启动过程中的菌体自溶的时间;无外源磷条件下厌氧氨氧化启动活性提升阶段基质去除率增长较慢,培养40 d,NH_4~+-N去除率由6.29%增长至34.50%。     

不同碳源对厌氧同时反硝化产甲烷的影响

选取淀粉、葡萄糖、丙酸钠、乙酸钠4种碳源,在m(COD)∶m(NO_3~--N)=10条件下使用人工配水,采用间歇实验进行厌氧同时反硝化产甲烷的研究。结果显示,丙酸钠作碳源的体系有利于反硝化阶段快速进行,22 h时NO_3~--N去除率最高为95.21%;乙酸钠作碳源的体系有利于产甲烷阶段快速进行,反应结束时COD去除率最高为93.7%。4种碳源均有NO_2~--N和NH_4~+-N中间产物出现,但NO_2~--N含量升高后又迅速降低,并未对反应造成影响。葡萄糖和淀粉为碳源时有少量NO_3~--N被异化为NH_4~+-N。     

MBBR中HRT与pH对短程硝化反硝化的影响

为了开发经济高效的生物脱氮工艺,在MBBR中进行了短程硝化反硝化的研究,考察了HRT与pH对短程硝化反硝化的影响。结果表明,在短程硝化反硝化过程中,在室温、不控制溶解氧的条件下,NH_4~+-N与COD去除率随着HRT的延长而增大,出水NO_2~--N随着HRT的延长先增大后减少,当HRT为8h时出水NO_2~--N最高;当pH由5增加到10时,COD去除率的变化较小,NH_4~+-N去除率和出水NO_2~--N则随着pH的增大先增大后减小,pH在8~9时对NH_4~+-N的处理效果最好,出水NO_2~--N最高。     

厌氧氨氧化影响因素实验研究

研究了水力停留时间(HRT)、温度、pH和进水m(NH_4~+-N)∶m(NO_2~- -N)对厌氧氨氧化脱氮性能的影响.实验结果表明,厌氧氨氧化的最佳HRT、温度、pH、进水m(NH_4~+-N)∶m(NO_2~- -N)分别为12 h、30～35℃、7.02～8.36、0.95～1.2.在最佳反应条件下,当进水TN质量浓度为365.5～432.4 mg/L时,对NH_4~+-N、NO_2~--N、TN的平均去除率分别为96.8%、97.8%、92.4%.     

改进型ABR处理硫酸铵废水及微生物群落的影响

以改进型ABR系统对模拟硫酸铵废水进行处理研究,考察外加亚硝态氮源对污水中NH_4~+-N和TN去除效果的影响,并对其中效果最好的n(NO_2~-):_n(NH_4~+)为1:1时的各隔室NH_4~+-N、TN变化进行分析。研究表明,外加亚硝态氮对改进型ABR中NH_4~+-N和TN的去除有促进作用,n(NO_2~-):n(NH_4~+)为1:1时NH_4~+-N和TN的平均去除率达到最高,分别为55.74%和69.16%。4个隔室的TN和NH_4~+-N去除率之比分别为55:5:16:7和3:2:11:19。对不同条件下各隔室中的亚硝酸还原酶、羟胺氧化酶活性进行测定。结果显示在进水n(NO_2~-):_n(NH_4~+)升高的同时,各隔室的酶活性也有显著上升。对n(NO_2~-):_n(NH_4~+)为1:1时的各隔室中的污泥进行高通量分析,结果在1~#隔室中发现Enterobacter属的微生物,表明在1~#隔室中发生了好氧反硝化。     

常温低基质厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动

采用低基质模拟废水〔NH_4~+-N、NO_2~--N分别为(25±0.4)、(33±0.6)mg/L〕,在温度为(23±0.5)℃的条件下,研究了厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动。第Ⅰ阶段HRT为24 h,pH不控制,菌体自溶期出水NH_4~+-N为69 mg/L,活性停滞期出水NH_4~+-N与进水几乎相等;第Ⅱ~Ⅲ阶段,菌体处于活性提高期,HRT分别为12、8 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N降低到1.6 mg/L,NO_2~--N均先升高后降低;第Ⅳ阶段HRT为4 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N和NO_2~--N均低于1 mg/L,TN去除负荷为352.3 mg/(L·d),△m(NH_4~+-N)∶△m(NO_2~--N)∶△m(NO_3~--N)=1∶(1.33±0.02)∶(0.26±0.02),反应器启动成功。     

基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响

首先采用厌氧氨氧化生物膜反应器建立稳定的厌氧氨氧化处理系统,控制温度为(32±2)℃,pH为(7.2±0.2)。通过控制进水基质比(NO_2~--N/NH_4~+-N)分别为1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.32和1:1.4来研究基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响,在基质比1:1.20时,生物膜反应器的脱氮效果最好,进水NH_4~+-N为150 mg/L,HRT为12 h,其出水的平均NH_4~+-N和NO_2~--N在质量浓度分别为6 mg/L和3.5 mg/L,NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别为96%、98%,此时的脱氮性能最好且稳定,其发生反应的NO_2~--N/NH_4~+-N最接近厌氧氨氧化反应式中的1.32。     

短程硝化联合厌氧氨氧化/反硝化合成革废水处理的研究

近年来随着我国合成革产业的飞速发展,合成革废水量也不断增多,利用传统生物脱氮工艺处理存在占地面积大、运行成本较高、总氮去除不彻底等问题,亟需探求经济高效的合成革废水脱氮新技术。本研究采用短程硝化(PNP)联合厌氧氨氧化/反硝化(Anammox/DN)处理实际合成革废水。实验结果表明,联合工艺处理效果较稳定,进水COD为160~580 mg/L,NH_4~+-N质量浓度为260~460 mg/L,出水NH_4~+-N质量浓度约15 mg/L、NO_2~--N质量浓度小于10 mg/L,NO_3~--N约30 mg/L,出水COD小于40 mg/L,总氮去除率稳定在85%左右,总氮容积去除速率约0.41~0.60 kg N/(m~3·d),达到预期处理效果。     

厌氧氨氧化工艺的快速启动试验研究

为了研究如何获得厌氧氨氧化的快速启动工艺,采用SBR作为富集厌氧氨氧化菌的反应器,接种絮状硝化污泥,考察其厌氧氨氧化快速启动性能。以氯化铵和亚硝酸盐为进水底物,通过逐步提高进水NH_4~+-N、NO_2~--N的浓度,成功实现了厌氧氨氧化的启动,此方法可快速培养出具有厌氧氨氧化活性的污泥,整过驯化过程中,NH_4~+-N、NO_2~--N的去除率均维持在90%以上,总氮去除负荷最大可达0. 52 kg/(m~3·d),厌氧氨氧化菌活性高。