碳源对SBR工艺同步硝化反硝化的影响

以低C／N值的模拟城市污水为处理对象，借助序批式活性污泥反应器（SBR），研究了碳源种类、C／N值及碳源投加方式对同步硝化反硝化的影响。结果表明，在试验条件下，啤酒与淀粉的混合物比乙酸钠、葡萄糖等易降解有机物更适合作为同步硝化反硝化的碳源，且随着C／N值的升高，对总氮的去除率从58．99％（C／N值为3．3：1时）上升至87％（C／N值为10：1时）；在进水氨氮为30．0mg／L、总氮为32．2mg／L、C／N值为6．7：1及采用间歇投加碳源的条件下，可使出水氨氮、总氮分别降至0．87、1．58mg／L，对总氮的去除率达到了95％，为相同条件下随进水一次性投加碳源的1．32倍。     

反硝化脱氮碳源研究现状

针对目前我国污水处理厂存在的脱氮碳源不足的问题,提出了以纤维素为主的固体碳源、污泥水解产生的挥发性脂肪酸以及有机工业废水等新型碳源,并探讨了这几种新型碳源的研究现状,为提高脱氮效率提供了依据。     

碳源投加方式对短程反硝化性能的影响

短程反硝化是非常有前景的硝酸盐废水前处理方法,可为厌氧氨氧化提供必需的底物（NO₂^-N）,而不同碳源投加方式会影响短程反硝化的性能。在进水NO₃^-N为100 mg/L、乙酸钠为碳源、碳氮比为2的条件下,探究了不同碳源投加方式（1次投加、3次投加、6次投加）对短程反硝化氮素转化特性及反应速率的影响。结果表明,分次投加碳源可以在短时间内启动高效稳定的短程反硝化,且6次投加方式条件下短程反硝化性能最优。6次投加碳源（t=0/10/20/30/40/50 min）条件下短程反硝化出水NO₃^-N、NO₂^-N平均浓度分别为7.33、60.92 mg/L,NO₃^-N至NO₂^-N的平均转化率（NTR）为86.55%,NO₃^-N比还原速率和NO₂^-N比还原速...     

利用可生物降解固体碳源进行反硝化的研究

为解决低碳源污水反硝化阶段碳源不足的问题,考虑固体材料的生物可降解性及经济因素,选取4种固体碳源并用于处理硝化阶段出水,考察了挂膜及反硝化效果.扫描电镜(SEM)观察发现淀粉餐盒挂膜较明显,其余材料表面则没有明显的挂膜现象.微生物可以利用淀粉餐盒、纤维餐盒、PBAT材料作为固体碳源进行较明显的反硝化,其反硝化速率排序为:淀粉餐盒＞纤维餐盒＞ PBAT,分别为25.35、12.63、6.23 mg/(L·d).在该过程中COD溶出浓度均小于50 mg/L,且NO3-N的减少量与COD溶出量呈明显的正相关,相关度＞0.85.淀粉餐盒的挂膜效果较好、反硝化速率最快,且COD溶出量未超标,是一种较为理想的固体碳源材料.     

低碳源污水厂中ECOSUNIDE工艺的碳源利用分析

针对城市污水处理厂在低碳源条件下的实际运行情况,分析了ECOSUNIDE工艺中碳源的分布及利用情况,指出水中慢速降解有机物(X S)经好氧水解产生的易降解有机物(S S)是参与反硝化过程的主要碳源。根据简化的ASM1模型,对X S水解和异养菌衰减产生的S S进行了数值计算,在BOD5=80 mg/L、NH3-N=30 mg/L、TP=4 mg/L、X S=90 mg/L的进水条件下,异养菌衰减和50%进水中的X S好氧水解产生的S S用于反硝化即可基本满足脱氮除磷所需的碳源,而其中及时利用X S水解产生的S S是反硝化的关键。     

以黄水为碳源的反硝化过程研究

针对南方城市污水厂生物脱氮过程中反硝化碳源不足的情况,以白酒生产过程中的副产物——黄水作为反硝化碳源,采用SBR反应器研究了碳氮比分别为7、6.5、6、5、4.5、4和3条件下的反硝化过程。研究结果表明:黄水驯化的反硝化菌以短杆菌属为主;黄水可以作为合适的反硝化碳源,如果以黄水作为反硝化碳源,C/N值为5时比较合适;不同C/N值下,在反应初期都存在NO-2-N积累现象,C/N值为4.5时积累量最大。     

碳源种类对反硝化除磷系统运行状态的影响

在与生活污水试验系统作对比的情况下,采用连续运行方式研究了乙酸、丙酸、葡萄糖三种单碳源对反硝化除磷系统运行状态的影响。试验结果表明:①运行良好的反硝化除磷系统能在短时间内承受因碳源变化带来的冲击;3d后单碳源系统出现了厌氧释磷和出水磷浓度的波动;两周后,乙酸、丙酸系统逐渐恢复稳定,葡萄糖系统则逐渐失去反硝化吸磷能力。②乙酸能提高生物除磷效果,可以作为富集反硝化除磷菌(DPB)的有效碳源;丙酸虽然也可以提高生物除磷效果,但对反硝化除磷的促进作用不明显;葡萄糖的大量存在将使已成为优势菌群的PAOs和DPB逐渐被非聚磷菌取代。③乙酸碳源基质的污泥产率系数低于丙酸和葡萄糖的,葡萄糖碳源基质有利于获得更高的污泥产率。     

基于人工神经网络的反硝化滤池外碳源投加控制

针对反硝化滤池外碳源过量投加导致的出水总碳超标与碳源浪费问题,利用实际污水与小试装置研究了最适外碳源投加量的影响因素,并应用人工神经网络建立了外碳源投加模型与脱氮效果预测模型。结果表明,基于进水总氮负荷与碳氮生化反应计量守恒而进行的外碳源投加可缓解碳源浪费与污染问题,但脱氮效果缺乏稳定性,可考虑通过进水ORP、p H值、DO与温度的综合影响来进行改进。应用自适应学习速率动量梯度下降法建立了输入为5项进水指标、输出为最适投加量的外碳源投加模型,相关系数为0. 964 8,表明模型中进水参数与最适投加量具有很好的相关性,外碳源投加模型的改进具有可行性。应用贝叶斯正则化法建立了输入为5项进水指标、输出为NO₃^--N与NO₂^--N浓度的脱氮效果预测模型,相关系数为0. 908 5,表明预测反硝化滤池的脱氮效果具有一定可行性。外碳源投加模型可配合脱氮效果预测模型构建反硝化滤池外碳源投加控制系统,完善污水厂的自动化控制。     

乙酸钠为碳源时的污水反硝化规律研究

利用序批式反应器,以CH3 COONa为唯一碳源,对反硝化污泥进行了50 d的长期驯化.之后,利用缓冲溶液将反硝化过程中pH值的上升幅度控制在0.5范围内,研究了不同碳氮比下的反硝化规律.结果表明,无论碳源是否充足,反硝化过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的变化趋势基本相同,即反硝化过程中均会出现亚硝酸盐氮积累且随后逐渐消失的现象.硝酸盐氮还原完毕时,亚硝酸盐氮会出现最大积累量,同时反硝化速率出现拐点,速率开始明显加快.当碳氮比从1.0增加到3.7时,反硝化速率明显增加.反硝化菌可过量吸附CH3COONa,因此在以CH3COONa为外加碳源进行反硝化时,即使CH3COONa投加过量,出水COD值也能维持在较低水平.     

固体缓释碳源强化污水土地处理系统的反硝化效能

针对传统的污水土地处理系统脱氮效果较差的问题,利用丝瓜络作为固体缓释碳源构建反硝化反应器,与土地处理系统联用,强化其反硝化效能。结果表明,在土地处理系统之后串联反硝化反应器,可使总氮的平均去除率从26.83%提高到80.77%,出水硝酸盐氮的平均浓度也从34.2 mg/L降到了7.32 mg/L;出水COD浓度有小幅度升高,但整个系统对COD的平均去除率仍可保持在91.22%的较高水平。由此证明,利用丝瓜络作为固体缓释碳源来提高污水土地处理系统的反硝化脱氮效能是可行的。     

低碳、高氮磷城市污水的化学辅助除磷研究

对于低碳、高氮磷的城市污水，可采用生物脱氮并辅助化学除磷的工艺进行处理，以使氮、磷同时达到排放标准。选择聚合硅酸铁作为混凝剂并将其直接投加到生物反应器中，结果表明，当投加量为12mg／L（以Fe计）时出水中的TP〈0．5mg／L，达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）的一级A标准。所投加的聚合硅酸铁与进水中TP的物质的量之比同出水TP之间具有很好的相关性，因而在进、出水TP浓度一定的情况下。可据此确定混凝剂的投量。投加了混凝剂后，污泥絮体变得更密实，沉降性能良好。     

低碳源乡镇污水深度脱氮除磷技术研究

采用一体化预处理+改性填料移动床生物膜A/O反应器+超声释碳工艺处理低碳源乡镇污水,可强化脱氮除磷,出水能达到一级A排放标准,且占地面积小、污泥排放量少、建设费用低,该技术还具有稳定性及抗冲击负荷能力强、卫生条件好、节能降耗、运行成本较低等特点。该工艺可有效提高乡镇污水处理厂的建设效率,加速乡镇一体化以及环保事业的可持续发展。     

化学除磷比值对低碳源污水脱氮除磷的影响

为解决低碳源城市污水高效脱氮除磷及磷回收问题,开发了侧流A2O工艺,通过抽取不同量的厌氧池末端富磷上清液至化学除磷池,来研究系统的脱氮除磷效果及磷回收情况。结果表明,在无需增加额外碳源,进水COD为136～168 mg/L、NH3-N为32～40 mg/L、TN为36～45mg/L、TP为6～8 mg/L的条件下,当化学除磷比(富磷上清液抽取量与进水量之比)为10%～20%时,对TN和TP的平均去除率分别可达到95.7%、84%,其中,当化学除磷比为15%时,出水TP浓度可降至0.5 mg/L以下,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(》GB 18918—2002)的一级A标准;同时,回收磷量可达进水磷量的23%～29%,既实现了磷的可持续发展,又增加了污水厂的经济效益。     

新型双泥生物反硝化除磷脱氮工艺

在对生物脱氮与除磷机理进行深入研究后发现，生物脱氮与除磷是两个相对独立而又相互交叉的生理过程，其交叉点是部分聚磷菌在缺氧状态下的反硝化吸磷脱氮。在此基础上提出的新型双泥生物反硝化除磷脱氮工艺（由两个不同功能的SBR反应器组成）成功地解决了硝化菌与聚磷菌的泥龄之争。反硝化与聚磷菌厌氧释磷的矛盾等难题，该工艺运行稳定且处理效果良好，特别适合于处理BOD5/TP值低的污水。     

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%。     

低碳源城市污水的强化脱氮除磷工艺研究

在活性污泥释磷规律研究的基础上进行中试,对常规A2/O工艺进行改进,提出适用于低碳源城市污水的强化脱氮除磷工艺.结果表明:富磷污泥中的NO3--N浓度较高时,在厌氧开始的一段时间内,反硝化吸磷使PO3-4-P浓度不断降低,当NO3--N由2.75 mg/L降至接近于零时才开始表现出释磷;对于低碳源城市污水,由于大量未被反硝化的NO3--N随回流污泥进入厌氧区,干扰厌氧释磷的正常进行,导致常规A2/O工艺的除磷效果较差,出水TP平均浓度为1.04 mg/L;调整厌氧、缺氧、好氧停留时间比进行强化厌氧后,出水TP平均浓度为0.48 mg/L,达到了GB 18918-2002标准的一级A标准,去除率较常规A2/O工艺提高了21%,同时出水COD、TN、NH3-N也能稳定地达到一级A标准.     

反硝化最小碳氮比值的推求和应用

利用反硝化最小碳氮比值[C/N]min可快速简便地判别反硝化碳源是否足够,根据理论推导和参照国外经验参数推出不同情况下的[C/N]min,具有实际应用价值,可供有关设计人员参考。     

碳源对缺氧/厌氧/好氧工艺脱氮除磷效果的影响

通过投加有机碳源改变进水的碳氮比,考察了不同碳氮比条件下缺氧/厌氧/好氧工艺的脱氮除磷效果.结果表明:在污泥回流比为120%的条件下,当C/N值为7、C/P值为75时,缺氧/厌氧/好氧工艺对污水的脱氮除磷效果最佳,对TP、NH4M+-N和TN的去除率分别可达95%以上、98%和67%.     

缺氧吸磷与反硝化问题的探讨

大量的研究表明，在缺氧条件下反硝化聚磷菌能以硝酸盐作为电子受体进行吸磷反应，在适当条件下可以达到氮和磷的同时去除，并能一碳两用。笔者在对近年来缺氧吸磷反硝化的研究成果进行总结和分析的基础上，探讨了各影响因素之间的关系，并提出了进一步研究的方向。     

利用储碳活性污泥强化反硝化脱氮研究

为提高脱氮效果,在SBR进水的缺氧操作结束后取出部分储碳污泥并加以保存,待好氧末返投储碳污泥作为碳源来强化缺氧反硝化反应.结果表明:对TN的去除率可达98%左右,远高于以缺氧/好氧方式运行的SBR;在好氧段的污泥浓度约为3 000 mg/L的情况下,选择缺氧搅拌段的污泥浓度为5 000 mg/L左右能使TN基本全部被去除.SBR经改造后,能有效实现取、返储碳污泥,提高了脱氮效果.