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.     

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。     

连续流砂反硝化过滤器在污水深度处理中的应用

采用连续流砂反硝化过滤器对某污水处理厂的二沉池出水进行反硝化脱氮中试,并分别选用乙酸、乙酸钠、乙醇作为反硝化的补充碳源,考察了该过滤器的脱氮效果及其抗负荷冲击能力.结果显示,系统在投加不同碳源、负荷发生较大变化的情况下,都能较好地去除原水中的硝态氮,但从安全性及经济性等方面考虑,最终采用乙酸钠作为补充碳源;系统在停止运行几天、重新启动后只需4.5 h便可恢复到正常运行状态.可见,连续流砂反硝化过滤系统可用于市政污水深度处理中的脱氮,并能保证出水水质达标排放.     

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.     

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。     

低碳高氮磷城市污水中碳源组分对反硝化的影响

反硝化过程中可利用的碳源包括快速生物降解物质、慢速生物降解物质和内源代谢物质,碳源的种类及数量对系统的脱氮效果有很大的影响.对上海某污水处理厂的水质测试研究表明污水中快速生物降解碳源、慢速生物降解碳源以及内源代谢碳源的平均比反硝化速率分别为3.10 mgN/(gMLVSS·h)、0.81 mgN/(gMLVSS·h)和0.32 mgN/(gMLVSS·h);污水中的快速生物降解物质占总COD的9.26%～18.5%,慢速可生物降解物质占29.2%～34.6%;污水的反硝化脱氮能力主要由慢速生物降解碳源的含量来决定,占总硝氮去除量的一半左右;快速生物降解碳源反硝化的硝氮占20%左右,内源代谢占30%左右.     

城镇污水处理厂外加商业碳源的选择

分别以乙酸钠、葡萄糖和白砂糖作为外加碳源,考察了其对生物处理系统反硝化脱氮效果的强化作用。结果表明,在一定条件下,三种物质对系统的反硝化能力均具有明显的强化效果,但其有效作用时间和反硝化速率有所不同,以乙酸钠为碳源时的反硝化速率约为以葡萄糖和白砂糖为碳源时的2倍,而在同等COD投加当量下的有效作用时间约为葡萄糖和白砂糖的一半。     

硫自养反硝化技术用于市政污水深度处理

去除总氮是污水处理厂面临的一大难题。目前市政污水深度处理普遍采用的反硝化滤池需要额外投加碳源,不仅运行成本高,而且存在BOD₅超标风险,而采用硫自养反硝化滤池不仅运行成本低,而且避免了出水BOD₅超标的风险。某实际工程运行结果显示,在冬季低温平均12.8℃、出水pH为6.5以上、HRT为1.6 h的情况下,微生物驯化启动时间约为12 d,驯化完成后出水NO₃^--N稳定在5 mg/L以下,平均氮去除负荷为0.19 kgNO₃^--N/(m³·d),平均氮去除率达到90%,表现出较好的反硝化效果,但反洗后恢复反硝化效果需约1.5 d。反洗周期为5～10 d,运行成本约0.065元/m³。运行成本较投加碳源的异养反硝化滤池减少50%以上。该项目改造投资为400万元,预计3年左右可收回投资成本。     

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。     

低碳源污水的强化反硝化除磷研究

针对低碳源生活污水(COD/TN值<5,COD<200 mg/L)脱氮除磷效果差的问题,设计并运行了一套具有强化反硝化除磷功能的反应器。该反应器结合污泥外循环侧流除磷、剩余污泥碱解技术,并强化反硝化吸磷功能,采用好氧/缺氧交替运行方式。结果表明:在进水COD、TN、NH3-N、TP平均浓度分别为151、31.37、24.80、5.72 mg/L,C/N、C/P平均值分别为4.81、26.99的情况下,系统具有稳定的脱氮除磷效果,出水COD、TN、NH3-N、TP平均浓度分别为20.63、13.25、0.68和0.10 mg/L,平均去除率分别为86.31%、57.80%、97.26%和98.18%。     

前置反硝化曝气生物滤池工艺处理校园生活污水

介绍了前置反硝化曝气生物滤池(BAF)工艺处理校园生活污水的工程实例.运行结果表明,该工艺对COD的去除率可达83.6%～90.6%,对NH_3-N的去除率可达96.7%～97.8%,对TN、TP的去除率分别为63.8%～73.3%、73.9%～74.0%,具有良好的脱氮除磷效果,出水水质达到了<生活杂用水水质标准>(CJ/T 48-1999)和<城市污水再生利用城市杂用水水质>(GB/T 18920-2002)标准.     

后置反硝化曝气生物滤池处理生活污水的研究

采用后置反硝化曝气生物滤池处理模拟生活污水,在保证出水COD达标排放的前提下,分别向二级缺氧滤柱中投加20 mg/L的甲醇和引入0.2Q(Q为试验中系统进水的流量)的原水作为外碳源,考察了投加外碳源对系统脱氮及去除COD的影响.试验结果表明,在二级缺氧滤柱中投加20 mg/L的甲醇作为外碳源时,系统出水的NH4+-N、TN、COD平均浓度分别为5.6、8、35.8 mg/L,其去除率分别为83.6%、81%、83.5%;在二级缺氧滤柱中引入0.2Q的原水作为外碳源时,系统出水的NH4+-N、TN、COD平均浓度分别为13.9、18.3、47.7 mg/L,去除率分别为59%、56.6%、78.1%.系统采用甲醇比引入原水作为外碳源的脱氮效果好且出水的COD浓度较低.     

低碳氮比常温城市生活污水同时硝化反硝化研究

以低氨氮(40mg/L~70mg/L),常温(16℃~20℃)城市生活污水经A/O除磷工艺后的出水为原水,在实现亚硝酸型硝化的基础上利用单级SBR系统,研究了不同C/N(碳氮比)和DO(溶解氧)对同时硝化反硝化(SND)的影响。研究结果表明,当进水COD和NH+4-N浓度分别为50~300mg/L和40mg/L~0mg/L、反应条件为DO=0.2mg/L~0.8mg/L、C/N=1~5,反应器中COD、TN的去除率最高分别达到82.1%、79.5%。     

土地处理系统处理成都市凤凰河二沟污水效果分析

运行实践表明凤凰河二沟末端治污工程具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省等特点,在其出水水质中,BOD5、CODcrNH3-N、SS、TP五项水污染物均有不同程度的削减,但仅对BOD5、CODcrNH3-N三个水污染物的削减率达到了其设计削减要求;SS削减率为94．1％,未达到设计削减95．7％N要求,TP仅为69．5％,未达到设计削减88．9％的要求。提出在改进人工湿地工艺时,应把降TP纳入重点研究范围,提高系统对TN、TP和SS的去除效果,以便该工艺更好地推广。     

碳源对短程反硝化-厌氧氨氧化工艺效能的影响

为探究大分子有机碳源对短程反硝化-厌氧氨氧化(PD/A)系统脱氮效能的影响,通过在厌氧氨氧化(Anammox)连续流反应器中投加葡萄糖和新型组合填料快速启动生物膜-活性污泥PD/A工艺,研究了不同碳源条件(单一碳源和混合碳源)和不同COD/NO₃^--N下该工艺的脱氮性能。结果表明,以葡萄糖为唯一碳源,控制COD/NO₃^--N为4.5,在第90天成功启动PD/A系统,TN去除率达到93.89%,出水TN为6.17 mg/L,此时Anammox过程对去除TN的贡献率高达95.83%,反硝化过程的贡献率仅为4.17%;而由于短程反硝化菌对淀粉和葡萄糖混合碳源的利用率下降,在混合碳源驱动下PD/A系统的TN去除率降至90.53%(COD/NO₃^--N=5),出水TN为9.19 mg/L,且反硝化过程对去除TN的贡献率升至8.48%。微生物高通量测序结果表明,在两种碳源条件下,变形菌门均为绝对优势菌门,其相对丰度均大于50%;Candidatus＿Brocadia和...     

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。     

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...     

反硝化滤池在污水厂提标改造工程中的设计探讨

反硝化滤池作为集生物吸附降解和物理截留过滤于一体的深度处理工艺正被广泛应用于国内污水处理厂提标改造,但国内尚没有相关的设计标准和工程技术规范。以现阶段工程设计资料和运行情况为基础,介绍了反硝化滤池设计和运行管理过程中的要点,并进行讨论分析。由此增加相关技术及管理人员对反硝化滤池的认识,为反硝化滤池在提标改造中的推广应用提供技术支撑。     

前置反硝化的碳源投加前馈-反馈控制器

为了实现对外投碳源量的在线控制，通过ASM1模型的推导建立了外碳源投加的前馈—反馈(feedforward—feedback)控制器，模拟表明该控制器可在大大降低出水硝酸盐氮和总氮浓度的同时尽可能地降低外碳源投量。