进水氨氮浓度对两种污泥系统CANON工艺的冲击影响

为考察氨氮质量浓度对不同污泥系统的CANON工艺的冲击影响,在温度(30±1)℃、pH 7~8的条件下,研究了两个稳定运行的高氨氮废水颗粒污泥系统和颗粒絮体混合系统的CANON工艺,在进水氨氮质量浓度突然降低后的脱氮性能.颗粒污泥系统在FA质量浓度为34、20和10 mg/L条件下,CANON工艺短程硝化反应运行稳定,硝态氮生成量与氨氮消耗量的比值小于0.11;颗粒和絮体混合的污泥系统在FA质量浓度为33 mg/L条件下短程硝化运行稳定,FA质量浓度降低至16 mg/L时硝态氮生成量与氨氮消耗量的比值接近0.11,系统内NOB活性得到恢复,在FA质量浓度为7 mg/L条件下系统内NOB活性得到完全恢复,硝态氮生成量与氨氮消耗量的比值升高至0.37.研究结果表明,颗粒污泥系统相比颗粒和絮体混合的污泥系统具有更好的抗冲击能力,较短的沉淀时间是维持颗粒污泥CANON工艺稳定运行的关键;短程硝化被破坏后,再次增加进水氨氮的质量浓度可恢复对NOB活性的抑制.污泥粒径的分布可较为直观地反映系统的稳定性,可参考系统内污泥粒径的分布规律判断CANON工艺的脱氮性能.定量PCR表明,随着进水氨氮质量浓度的突然降低,ANAMMOX丰度有明显的减少,NOB丰度有明显的增长,颗粒出现了解体的现象.     

纳米铜对自养脱氮亚硝化工艺的短期及长期影响

为考察纳米铜对自养脱氮亚硝化工艺的影响,在SBR反应器内分别进行短期影响实验(8 h)及长期影响实验(20 d),研究氨氮氧化速率、氮素转化规律及污泥性能的变化规律.短期实验结果表明,低质量浓度的纳米铜(≤1 mg/L)对亚硝化有促进作用,纳米铜质量浓度在3~30 mg/L内严重抑制自养脱氮亚硝化,氨氮氧化速率降低率为21.9%~44.9%.纳米铜为50 mg/L时,由于质量浓度过高导致纳米颗粒团簇,降低了真正作用于细胞的量,亚硝化活性得到强化.长期实验结果表明,长期暴露在低质量浓度(1 mg/L)的纳米铜环境中,氨氮氧化速率受到严重抑制,氨氮去除率从90%降低为44.8%,氨氧化细菌比亚硝酸盐氧化细菌对纳米铜更加敏感.在长期作用后,污泥中的铜含量增加,胞外聚合物含量增加,解除纳米铜抑制后,两者均降低.纳米铜对自养脱氮亚硝化工艺的微生物活性、脱氮能力、污泥性能均具有较大的影响.     

温度和游离氨对颗粒与絮状污泥硝化性能影响的对比研究

采用批式试验,考察了不同温度(10、15、20、25、30℃)及室温下不同游离氨质量浓度(1.76、8.23、14.68、26.52、46.23、90.00 mg/L)对好氧颗粒污泥和絮状污泥硝化作用的影响.结果表明,随着温度的升高,好氧颗粒污泥和絮状污泥的比氨氧化速率均增大,而在相同温度下,好氧颗粒污泥的硝化能力更强,比氨氧化速率分别是絮状污泥的4.5倍(10℃)和2.5倍(30℃).游离氨的试验表明,在游离氨质量浓度为90.00 mg/L时,游离氨对颗粒污泥硝化性能无明显抑制作用,但对絮状污泥抑制作用明显,比氨氧化速率比上一梯度减小了约43%,原因是氨氧化菌均布于絮状污泥中,与氨氮接触充分,易受到抑制,而好氧颗粒污泥的表面生物特征影响氨氮传质速率,使其具有抗高氨氮负荷冲击的优势,可见颗粒污泥在维持生物脱氮系统稳定方面具有较大潜力.     

MBR-SNAD工艺处理生活污水效能及微生物特征

为考察基于膜生物反应器(MBR)的同步亚硝化厌氧氨氧化反硝化(SNAD)工艺处理生活污水的可行性,在SNAD工艺稳定运行的MBR中逐步加入生活污水,同时微调曝气量及HRT等参数,考察生活污水中污染物的去除效果,通过物料衡算计算不同阶段反应器内的脱氮路径,同时通过克隆-测序技术分析了微生物种群特征.结果表明,MBR-SNAD工艺可以实现生活污水中C、N及SS的同时高效去除,总氮去除负荷达0.65 kg/(m3·d),出水氨氮小于5 mg/L;COD去除率达87%,出水COD小于50 mg/L;浊度去除率达99%,出水浊度在1 NTU以下,SS在10 mg/L以下,达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)的一级A排放标准.反应器中存在约12%的反硝化脱氮和88%的全程自养脱氮(CANON),实现了异养脱氮和自养脱氮的协同合作.好氧氨氧化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌共存于系统内.MBR-SNAD是处理生活污水的适宜工艺.     

有机碳源对厌氧氨氧化污泥颗粒化的影响

为探究有机碳源对厌氧氨氧化(Anammox)污泥颗粒形成的影响,采用两组平行的SBR,通过改变进水中有机碳源的质量浓度进行研究.结果表明:适量的有机碳源(130 mg/L)可通过提高反应器中的胞外聚合物(EPS)含量从而加速颗粒污泥的形成,提高污泥的沉降性能.添加与不添加有机碳源的两组反应器分别于28和35 d颗粒化成功,平均颗粒粒径分别达450和409μm.过量有机碳源( 230 mg/L)会使污泥出现解体,粒径减小,污泥的沉降性能明显变差.当有机碳源小于110 mg/L时,可通过反硝化作用促进厌氧氨氧化反应从而提高脱氮效率;但是当有机碳源质量浓度大于110 mg/L时,会抑制厌氧氨氧化反应,并降低脱氮效率.在厌氧氨氧化工艺实际运行中,应避免有机物质量浓度超过110 mg/L.     

微氧条件下培养AOB-Anammox颗粒污泥

采用絮状硝化污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥,利用膨胀颗粒污泥床反应器,在微氧曝气条件下,培养自养脱氮(氨氧化AOB-厌氧氨氧化Anammox)颗粒污泥.在无机高氨氮进水条件下,维持反应器运行58 d,成功培养出AOB-Anammox颗粒污泥.在模拟生活污水条件下,颗粒污泥脱氮效果稳定,氨氮和总氮去除率最高可达92.3%、71.2%,平均总氮去除负荷达1.237 kg·N/(m~3·d).SEM及FISH结果表明:AOB-Anammox颗粒污泥微生物组成以2种菌群为主,AOB细菌密集排布于颗粒污泥表面,Anammox细菌均匀分布在颗粒污泥内部.     

絮凝污泥作为低碳氮比生活污水补充碳源的脱氮试验研究

为解决低碳氮比生活污水生物脱氮过程中碳源不足的问题,本试验利用絮凝污泥水解酸化液作为外加碳源,通过生物絮凝吸附-前置反硝化曝气生物滤池(BAF)组合工艺,研究水解酸化液对低碳氮比生活污水生物脱氮性能的影响。试验结果表明:未投加水解酸化液的条件下,出水COD、NH_+~4-N和TN平均值为17.57 mg/L、1.27 mg/L和10.21 mg/L,系统去除率分别达到77.91%、95.48%、64.52%左右;在碳源投配比1:60时,进入前置BAF系统的COD/TN为3.71,NH_+~4-N和TN的去除率分别达到96.12%和79.80%。研究表明,以絮凝污泥水解酸化液作为低碳氮比生活污水补充碳源,可显著提高前置BAF生物脱氮性能,且实现絮凝污泥的资源化与减量化。     

双SBR脱氮除磷工艺的启动特性试验研究

为了寻找有效可行的双SBR脱氮除磷系统的启动方法,在系统中进行了反硝化聚磷菌(DPB)的培养.培养过程中阶段式提高氨氮投加浓度(氨氮浓度逐渐升高分别为40、50、60、70 mg N/L),且好氧结束后上清液采取连续进水的方式由好氧反应器(O-SBR)回流至厌氧-缺氧反应器(A2-SBR).结果表明:在A2-SBR和O-SBR初始污泥浓度分别为3200 mg/L和2500 mg/L时,采用阶段式氨氮投加方式和缺氧连续性进水方式,经过14 d培养,成功启动了双SBR脱氮除磷系统.磷的去除率达96.3%,总氮的去除率为72.6%.优于Bardenpho工艺除磷效果.     

半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9～20℃、平均ρDO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m3.d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρFA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3～7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m3.d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m3.d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.     

UASB 厌氧氨氧化启动研究及三维荧光分析

传统生物脱氮处理需要大量的外加碳源和能源,厌氧氨氧化可节约脱氮成本.实验选用合肥经开区某污水处理厂的氧化沟污泥作为接种污泥,在上流式厌氧污泥床反应器(UASB)内进行反应.实验分为三个阶段:第一阶段为厌氧氨氧化菌培养阶段,75天后氨氮去除率达到了90.6％,亚硝态氮去除率达到了91.3％,总氮去除率达到了81.3％,启动成功;第二阶段在进水中加入不同浓度的有机碳源,此阶段进水COD浓度为90 mg·L-1时总氮去除率最高,达到了86.7％;第三阶段,将UASB反应器和实验室已有的短程硝化反应器耦合,总氮去除率略微下降但仍能达到78.1％.除测量水质常规指标外,还使用平行因子法分析出水水样中的荧光物质.     

UASB反应器处理青霉素废水启动特性的研究

采用上流式厌氧污泥床（UASB）反应器,以高浓度青霉素废水为处理对象,研究了中温条件下UASB反应器的启动、厌氧颗粒污泥特性和废水处理效果。结果表明：接种消化污泥,水温33～35℃的条件下,采用逐步提高青霉素废水进水浓度的方式,运行80d后,可实现UASB反应器的启动。进水ρ（COD）达到4 000mg/L左右,COD去除率稳定在84%以上,容积负荷为3.36kg/（m3.d）（以COD计）,产气量为5.9L/d;反应器内污泥实现颗粒化,粒径约为2mm。     

不同盐度对SBR工艺氨氮去除效果的影响

采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟含盐废水,利用醋酸钠作为碳源,当DO为0.3-0.5 mg/L、温度为35±1℃、pH为7.5-8.5时,考察NaCl和KCl两种盐度对SBR工艺氨氮去除效果的影响。结果表明,当SBR反应器中无盐度添加的废水时,通过30 d的驯化,活性污泥系统氨氮去除率稳定在90%以上;SBR反应器中添加NaCl和KCl含盐废水,当NaCl盐度增加至15 g/L时,出水氨氮高于10mg/L;当KCl盐度增加至20 g/L时,出水氨氮低于5 mg/L。当NaCl盐度为10 g/L时,SBR反应器达到90%以上的氨氮去除率所需的驯化时间为3 d,相同KCl盐度下SBR反应器达到90%以上的氨氮去除率需要2 d的驯化时间。     

反硝化除磷颗粒污泥的培养与除磷性能

以普通絮状污泥为接种污泥,人工配制生活污水,采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式,通过在缺氧段投加硝酸盐氮和控制选择压,经98 d的培养与调整在SBR中获得具有反硝化除磷功能的颗粒污泥.稳定运行的颗粒污泥粒径主要在0.3～0.5 mm,SVI约为45 mL/g,ρ(MLSS)约为4 000 mg/L.具有反硝化除磷功能的颗粒污泥对COD、氨氮和磷酸盐的去除率分别可达88%、96%和90%.通过分析磷的去向及X射线衍射检测结果可知存在颗粒污泥的磷酸盐沉淀除磷现象.培养的反硝化除磷颗粒污泥除生物除磷外,还具有磷酸盐固化于污泥颗粒方式除磷.     

CAST工艺处理低C/N废水中DO对NO2-积累的影响

研究了有效容积为72 L的循环式活性污泥法反应器在不同溶解氧浓度下,处理低碳氮比生活污水时,去除氨氮过程中亚硝酸盐积累的情况.选取5个DO浓度水平进行试验,结果表明,在低DO浓度下有效去除氨氮的同时,实现了长期稳定的亚硝酸盐积累,并且无污泥膨胀发生,当DO在0.5 mg/L时,系统内亚硝化率(NO2-/NOx-)可达80%以上,氨氮去除率＞90%,SVI在109 mL/g左右;当DO＜0.5 mg/L时,氨氮去除率下降;当DO＞1 mg/L时,硝化反应较彻底,但硝化过程向全程硝化转化.     

不同SRT选择性排泥实现除磷亚硝化试验研究

常温条件下(20~25℃),采用序批式反应器(SBR)研究了2种排泥方式在3个不同梯度污泥龄(40、20、10 d)下生活污水的除磷亚硝化效果.结果表明:整个过程亚硝化率都在95%以上,随着污泥龄(SRT)的减小,系统除磷能力逐渐提高,氨氮去除容积负荷逐渐降低;在相同SRT条件下,排污泥床表层污泥比排底层污泥能获得更好的除磷效果和更高的氨氮去除容积负荷.在长期运行中发现,采用排污泥床表层污泥的方式,控制污泥龄为20 d,总磷去除率为95.92%~97.12%,出水总磷质量浓度为0.1~0.4 mg/L,氨氮去除容积负荷为0.12 kg/(m3·d),出水亚硝酸盐氮和氨氮的比值约为1∶1,可以实现常温生活污水SBR同步除磷亚硝化的稳定运行,为后续的厌氧氨氧化提供了合适的进水.     

焙烧磷尾矿处理含磷废水的研究

为了将磷尾矿进行资源化利用,用不同温度下焙烧的磷尾矿对低浓度含磷废水进行了处理。研究了焙烧的磷尾矿投加量、氨水协同处理、反应温度和反应时间等因素对低浓度含磷废水的处理效果。结果表明,投加2.5 g/L的950 ℃焙烧后的磷尾矿,在反应温度为20 ℃、反应时间为20 min时,含磷废水的除磷率达到99.44 %,初始浓度从44.51 mg/L降至0.25 mg/L,达到《污水综合排放标准（GB 9897—1996） 》一级标准。投加氨水作为助处理剂可提高磷尾矿对含磷废水的处理效果。     

温度对水解反硝化脱氮的影响

采用水解反硝化脱氮工艺,将水解酸化与反硝化脱氮过程相结合,取代缺氧反硝化,解决城镇污水冬季脱氮效果差的问题.在水解反硝化工艺的中试系统中,氨氮和总氮的去除效果受温度的影响较小,冬季和夏季氨氮去除率分别达到98.3％和98.4％,总氮去除率分别为65.2％和68.0％.以水解反硝化污泥与AAO工艺中的缺氧池污泥为研究对象,对比分析温度对两种污泥比反硝化速率和耗碳率的影响.结果显示：温度对水解池污泥的影响显著小于缺氧池污泥,在25、30℃两者反硝化速率相当,但是当温度为8、15和20℃下,水解池污泥的最大比反硝化脱氮速率分别为缺氧池污泥的1.7倍、1.3倍和1.4倍;同时,在各温度条件下,水解池污泥的耗碳率基本为缺氧池污泥的51.2％～81.7％.     

岩石粗糙裂隙大范围雷诺数条件下渗流特性

通过试验和理论分析,研究不同几何参数的岩石粗糙裂隙渗流的非达西系数β、临界雷诺数Re_c、非达西效应因子E等变化特性。研制裂隙渗流试验仪器,制作9个不同开度和裂隙粗糙度(joint roughness coefficient, JRC)的单裂隙模型,开展大范围雷诺数Re条件下粗糙裂隙渗流试验。根据渗流试验结果,得到了不同粗糙度(JRC=2~20)单裂隙的渗流特性,显示出粗糙度对裂隙的非线性渗流特性产生显著的影响。结合Forchheimer方程,从理论参数方面,对粗糙度的影响进行量化。研究显示:裂隙粗糙度越大,则越容易引起裂隙渗流的非线性,临界雷诺数越小,非线性作用越强。     

Three controllable factors of steady operation of EGSB reactor

The bench-scale EGSB (expanded granular sludge bed) reactor was operated to study the effect of sludge loading rate, pH value and nutrient element on the operation of the EGSB reactor and the control rule of these factors. Continuous flow was used to treat synthetic wastewater containing dextrose and beer, and the temperature of reactor was controlled at mesophiles temperature (33 ℃). The experimental results demonstrated that the proper sludge loading rate was 0.9-1.42 kg COD/(kg VSS·d); the pH value in the reactor was controlled by adding sodium bicarbonate, the proper additive quantity was 1000-1200 mg/L; the additive quantity of nutrient element was as follows: 41.3 mg/(SS·d) of FeCl2·4H2O, 4.3 mg/(SS·d) of CoCl2·6H2O, 8.2 mg/(SS·d) of NiCl2·6H2O, 7.5-13 mg/(SS·d) of CaCO3,and 56.7-22.7 mg/(SS·d) of 7Na2S·9H2O, respectively. When these parameters were properly determined, the EGSB reactor could treat wastewater with 400-5000 mg/L COD concentration. The COD removal efficiency was over 85%. The operation of the EGSB reactor was steady and the EGSB reactor had strong anti-shock load ability.