MBBR处理某水厂微污染水硝化性能研究

对移动床生物膜反应器(MBBR)工艺应用于河道微污染水进行了研究,生化段采用"6段式MBBR生物氧化池"的处理工艺。结果表明,NH_4~+-N、COD去除率分别达到57.43%、20.27%,出水水质稳定达到GB 3838-2002地表水III类标准,且同步硝化反硝化(SND)脱氮占比7.97%。对悬浮载体进行高NH_4~+-N含量(质量浓度7 mg/L)水质硝化实验,最大NH_4~+-N容积负荷65 g/(m~3·d)。MBBR悬浮载体生物膜硝化优势菌门为Proteobacteria,相对丰度平均为55.40%,反硝化细菌相对丰度平均为13.36%,为系统SND现象提供微观证明,系统中存在较高丰度可降解难降解有机物的菌属,为微污染水出水COD稳定达标提供了保障。MBBR工艺占地小,可筛选和专性富集微生物,适用于处理微污染水体。     

MBBR不同填料挂膜启动及短程硝化特性研究

选取K2和多面空心球作为移动床生物膜反应器(MBBR)的填料,通过考察生物膜生物相、生物膜中胞外聚合物(EPS)的成分及含量、NH_4~+-N和COD去除效果等指标,对不同填料的MBBR挂膜启动特征和短程硝化动力学特性进行了研究。结果表明:K2填料生物膜较为紧实,其EPS中蛋白质和多糖含量较高;在相同运行条件下,K2填料对NH_4~+-N和COD的去除率分别可达94.46%、82.51%,高于多面空心球填料(88.24%、78.71%),且NO_2~--N积累率大于90%;采用Monod模型拟合得出动力学参数v_m=6.81 mg/(L·h)(K2填料)v_m=5.69 mg/(L·h)(多面空心球填料),这证实了K2填料利于MBBR快速挂膜启动,即能实现高效且稳定的短程硝化过程,又具有良好的底物降解能力。     

MBBR—MBR组合工艺处理生活垃圾沥滤液的研究

室温下,采用缺氧/两级好氧MBBR—MBR组合工艺对厌氧处理后的垃圾焚烧厂沥滤液进行处理。实验结果表明:在进水pH约为7、进水流量1.0 L/d和总回流比400%的条件下,即使沥滤液的NH4+-N高约1 650 mg/L、COD约为6 500 mg/L时,组合工艺对COD、NH4+-N、TN的去除率仍达到80%、99%、81%左右,出水NH4+-N<15mg/L,该工艺能实现对高浓度NH4+-N的有效去除。另外,二级好氧MBBR和MBR中的亚硝氮积累率分别达到90%、80%左右。这两个反应器中亚硝酸菌的数量远多于硝酸菌。     

2种生物膜挂膜方法对比分析及其影响因素研究

采用模拟生活废水对比分析了生物膜反应器的2种挂膜方法 (自然挂膜法和接种挂膜法),并探究了HRT和DO对生物膜反应器去除COD和NH_4~+-N的影响。结果表明:同等工况条件下,采用接种挂膜法和自然挂膜法的COD和NH_4~+-N去除率分别为85.3%、67.8%和84.6%、66.2%,采用自然挂膜法完全可以取得接种挂膜法的效果;HRT和DO对生物膜反应器去除COD和NH_4~+-N有着重要影响,当HRT为6 h,DO为4.0 mg/L时,COD和NH_4~+-N去除率分别为90.2%和85.5%。     

磁性粉煤灰陶粒的挂膜实验研究

将磁性粉煤灰填料应用于MBBR反应器中进行挂膜试验。研究表明:磁性粉煤灰陶粒用作生物填料在污水的挂膜性能及主要污染物去除功能上均优于非磁性载体生物膜反应器。磁性载体在第9 d即开始挂膜,而非磁性载体则需11 d,磁性载体生物膜反应器对COD、NH_3-N的去除率比非载体生物膜反应器高出5%~10%左右。表明填料表面的弱磁场可以提高微生物活性,从而缩短挂膜周期,提高生物膜反应器处理污水的效率。     

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%。     

不同负荷下悬浮生物填料的性能优化研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR),以聚丙烯悬浮生物填料作为实验填料,在相同的条件下运行,分别对高负荷和低负荷下培养的悬浮生物填料的生物膜附着生长情况,去除COD、PO_4~(3-)-P、NH_3-N以及释放磷酸盐的性能进行对比研究。结果表明,经过30 d的培养后,高负荷下培养的悬浮生物填料性能较好,2 h内对COD、PO_4~(3-)-P、NH_3-N的平均去除率分别为44.4%、24.3%、29.5%,磷酸盐释放量为2.0 mg/L,其分泌的胞外聚合物含量远大于低负荷组,微生物活性较高,且培养时间短,能够快速启动,但30 d挂膜率较低,仅为8.6%。     

移动床生物膜反应器处理奶牛场废水的性能研究

利用移动床生物膜反应器(MBBR)工艺处理干清粪工艺的奶牛场废水。试验结果表明,进水NH4+-N含量、气水比、水力停留时间(HRT)以及是否回流对MBBR的处理效果影响明显,回流比对MBBR的脱氮效果有一定的影响。当进水NH4+-N、TN的质量浓度和COD分别为134.4、156.7 mg/L和460.7 mg/L时,在HRT和气水体积比、回流体积比分别为18 h和30:1、2:1的条件下,NH4+-N、TN和COD的去除率分别为98.04%、62.38%和75.18%。MBBR工艺可以有效地处理干清粪条件下的奶牛场废水,适应性强且效果稳定可靠。     

琼脂包埋微藻用于处理氮磷废水的研究

利用琼脂包埋微藻制成颗粒,设计柱状光连续处理反应器,探讨反应器系统对NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P的去除效果,并进行实际废水处理效果评价。实验结果表明:在HRT=24 h,曝气500 m L·min~(-1),室温条件下,系统稳定运行后对NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P去除率达到97.35%、96.13%;在进行实际废水处理中,出水口流出液NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、COD平均浓度为0.82 mg·L~(-1)、0.24 mg·L~(-1)、74 mg·L~(-1),NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-1002)一级标准,COD达到二级标准。     

缺氧-好氧两级MBBR处理制药废水的试验研究

根据某制药废水的水质水量特点,采用缺氧-好氧两级MBBR对制药废水进行了试验研究,考察了温度和pH对硝化反应的影响以及主要污染物CODcr和NH_4~+-N的去除效果和负荷关系。结果表明,在两级MBBR总HRT为6.75~9 h,CODcr800~1 100 mg/L、NH_4~+-N在40~60 mg/L的水质条件下,该工艺不但能够稳定去除CODcr,且能够高效的去除NH_4~+-N,平均去除率分别能够达到87%和91.5%,且系统脱除CODcr和NH_4~+-N的负荷高,系统CODcr容积负荷平均为2.2 kg COD/(m~3·d),填料表面负荷平均为15.8 g COD/(m~2·d)。NH_4~+-N容积负荷平均达到0.13 kg NH_4~+-N/(m~3·d),填料表面负荷平均达到0.89 g NH_4~+-N/(m~2·d)。     

IC反应器-多段式好氧组合工艺处理核黄素废水

为实现核黄素废水COD和NH_3-N达标排放,采用IC反应器与多段式好氧组合工艺进行中试。结果表明,反应器经过50 d启动运行,进水COD和NH_3-N质量浓度平均分别为20.55 g/L和1.252 g/L,IC反应器COD容积负荷为4.6 kg/(m~3·d),COD去除率高达94%,但对NH_3-N去除基本没有效果;反应第12天,通过向好氧段投加碳源并调节pH,运行3 d后,NH_3-N容积负荷0.3 kg/(m~3·d),NH_3-N去除率可达99%。经过组合工艺处理后,出水COD和NH_3-N质量浓度分别稳定在600 mg/L和5 mg/L以下。     

改性组合填料生物膜反应器处理污水性能的研究

为实现固体废物废塑料和废旧无纺布的资源化利用,以生活中产生的废塑料与废旧无纺布为材料,制备多面空心球与无纺布条,在此基础上制备ZH0和ZH1填料,使用这2种填料形成2种生物膜反应器,并用于模拟生活污水处理。结果表明,ZH1填料的生物膜反应器对污水中污染物的去除效果更好,对COD、NH_4~+-N、TP的平均去除率为92.45%、85.58%、59.83%。多面空心球和无纺布改性后,表面羰基(C=O)和羟基(-OH)等亲水性基团数量增加,接触角明显降低,亲水性增强,这有利于填料表面微生物生长和挂膜;改性填料表面生物膜的脱氢酶活性明显高于未改性填料,与实验结果一致。为固体废物的处理处置提出了新的思路。     

低温下磁性载体强化MBBR硝化性能及微生物群落分析

为了增强生物膜耐寒性，提高低温环境下移动床生物膜反应器（MBBR）硝化性能，本文以投加磁性载体构建新型MBBR反应器（R2），同时以投加商用载体作为对照组（R1），在不同温度（14℃±1℃和9℃±1℃）下长期运行，考察了低温下磁性载体对反应器污染物去除性能和生物膜生长特性的影响，并利用高通量测序技术探究了生物膜微生物的响应关系。结果表明：在整个低温运行阶段（0~60天），R2对COD和氨氮去除效果均优于R1。特别在9℃±1℃时，R1和R2出水氨氮平均浓度分别为11.94mg/L、7.60mg/L，R2对氨氮平均去除率比R1提高了16.2%。低温下，磁性载体明显提高了生物膜硝化活性，并促进了胞外聚合物（EPS）分泌，维持和改善了生物膜的形貌结构。高通量测序结果显示，9℃±1℃下不同载体生物膜的微生物群落结构存在显著差异。两种载体的大多数优势属均能降解有机物；磁性载体富集了更多的硝化菌属，其氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸盐氧化细菌（NOB）的相对丰度比商用载体分别提高了1.82倍和1.05倍，并且驯化富集了MND1和Candidatus_Nitrotoga 两种特有硝化菌属。从生物膜特性和硝化菌群丰度的角度解释了两个反应器氨氮去除效果的差异性，表明低温下磁性载体MBBR具有更好的硝化性能，可进一步开发应用。     

移动床生物膜反应器中同步硝化反硝化的实现及动力学分析

以低COD/N人工模拟废水为基质,研究移动床生物膜反应器(MBBR)内同步硝化反硝化(SND)过程。进水COD和NH4+-N的质量浓度分别为200 mg/L和40 mg/L,以K1型填料为载体(填充率为40%),DO控制在3~4mg/L,20 d后有稳定的生物膜形成。生物膜完全成熟后,每个填料上平均生物膜量为33.5 mg,出水COD和NH4+-N去除率平均分别达86.68%和97.25%,NO2--N基本无累积,NO3--N的质量浓度均保持在5 mg/L以下,TN去除率在后期最高达90.6%,计算得到SND率达91.66%,结果证实在单一反应器内实现了良好的同步硝化反硝化过程。动力学模拟得出同步硝化反硝化过程中的NO3--N饱和常数为5.83 mg/L,大于单级反硝化过程中的硝酸盐氮饱和常数。     

pH对悬浮填料反应器脱氮效果的影响

研究了pH及投加PAFC对MBBR反应器的影响。结果表明:pH对硝化、反硝化过程的影响均较大,pH=7.5时,PAFC-MBBR和普通MBBR的NH_4~+-N去除率分别达85.3%、75.2%,出水NH_4~+-N浓度基本在8 mg/L以下,而在偏酸或偏碱环境下,NH_4~+-N的去除效果下降;pH为6~7.5时,TN去除效果较好,pH=6和pH=7.5时,普通MBBR的TN去除率达70%以上;投加适量的PAFC作为辅助药剂,可以得到更好的脱氮效果,pH=7.5时,PAFC-MBBR的NH_4~+-N和TN去除率分别达到85.96%和82.73%,较普通MBBR提高10%左右。     

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。     

菌藻共生序批式生物膜反应器处理猪场沼液

采用活性污泥、光合细菌和小球藻组成的菌藻共生序批式生物膜反应器(SBBR)对猪场沼液进行了净化处理,研究了HRT和光照度等因素对污染物去除效果的影响。结果表明,优化HRT为2 d、光照度为5 klx。系统运行稳定后,COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除率分别为92.16%±0.82%、97.98%±0.53%、87.95%±0.55%和84.25%±0.45%,出水COD和NH_4~+-N、TN、TP的质量浓度分别为(143.3±15.0)mg/L和(14.24±3.74)、(97.48±4.45)、(5.20±0.15)mg/L。该系统稳定性好,能有效地去除沼液中的污染物,可用于猪场沼液净化。     

微气泡曝气生物膜反应器低C/N废水脱氮探究

针对低C/N废水脱氮效率低的现状,建立了微曝气生物膜反应器,分析了启动期微气泡曝气生物膜反应器污染物去除特征,探究了温度对微气泡曝气生物膜反应器脱氮效率的影响并揭示相关机制。结果表明,反应器启动稳定后COD、NH_4~+-N和TN的去除率分别提高至92.3%、92.5%和71.5%。温度能影响生物脱氮效率,且35℃时COD去除率最高,可高达92.3%～93.4%。温度同时影响硝化及反硝化过程,且温度升高有利于促进NO_2~--N的积累与NO_3~--N的反硝化。温度升高降低了反应器内污泥胞外聚合物的含量。当温度为35℃时,脱氮过程关键酶活性显著高于15℃;温度升高利于硝化及反硝化过程关键微生物的丰度。     

SBBR反应器填料比选研究

在序批式生物膜反应器(SBBR)中加入不同类型填料进行平行试验,考察各类填料的挂膜效果及生物处理能力,比选出最佳填料以优化反应器性能。试验结果表明投加了悬浮球的SBBR池在挂膜、水质净化、以及耐水量和耐水质冲击方面表1现出了优良的能力。在进水水温为15℃~22℃,pH值6.5~7.2,曝气气水体积比(9~10):1,进水COD值402~792mg/L,进水NH4+-N值50.5~97.4mg/L时,该反应器对水中COD、NH4+-N的平均去除率分别为87.9%、79.4%。     

厌氧氨氧化快速启动及微生物群落演替研究

在序批式反应器(SBR)中分别添加彗星式丝状纤维滤料和Kaldnes填料组成序批式生物膜反应器(SBBR)R1和R2,接种城市污水处理厂二沉池回流浓缩污泥,旨在探求添加不同生物填料和接种普通污泥对快速启动厌氧氨氧化反应器的影响。结果表明,R1仅历时39d成功启动厌氧氨氧化,NH_4~+-N、NO_2~--N及TN去除率分别为98.0%、88.2%及82.3%;成功启动初期,化学计量比平均值为1:1.28:0.22,接近理论值1:1.32:0.26;稳定运行期间,高通量测序结果表明,浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度从1.97%增至60.06%,而变形菌门(Proteobacteria)从65.75%降至15.19%,Candidatus_Jettenia为主要菌属,丰度最高,占比为45.36%,是反应器内唯一的厌氧氨氧化菌,SM1A02属占比达到13.11%,实现了快速高效富集。R2培养111d后未成功启动厌氧氨氧化。