投加羟胺原位恢复城市污水短程硝化-厌氧氨氧化工艺

厌氧氨氧化(Anammox)工艺有利于实现可持续的污水生物处理, 自发现以来就引起了人们的极大兴趣, 与传统的生物脱氮技术相比, 其优势在于节约充氧电耗与外加碳源所需的运行费用, 以及较低的剩余污泥产量。然而, 厌氧氨氧化细菌(AnAOB)的生长速率极其缓慢, 限制了Anammox工艺的大规模应用。综述了以往富集AnAOB的研究, 主要介绍了以下3个方面: 接种污泥选择、载体与反应器设计以及外加化学物质。该文将有助于研究人员规划和设计一个合适的AnAOB富集策略, 有利于拓宽Anammox工艺在污水生物处理中的应用。

     

废水生物脱氮新技术——氨的厌氧氧化（ANAMMOX）

介绍了废水单级脱氮技术－ANAMMOX工艺的原理，特点，并就该工艺研究和应用的最新进展－SHARON工艺，SHARON－ANAMMOX联用工艺，SBR作为ANAMMOX反应器的处理效能进行了分析，指出了今后的研究方向。     

同步半硝化-厌氧氨氧化颗粒污泥工艺在低氨氮污水脱氮的应用

为了检验同步半硝化-厌氧氨氧化颗粒污泥工艺(simultaneous partial nitritation/Anammox with granularsludge,SPNAGS)对低氨氮污水的生物脱氮效果,开展了长期的小试试验研究.结果显示,在污水氨氮浓度从200mg/L降到20~50 mg/L时,系统中的颗粒污泥发生解体,难以保持颗粒状,且污泥颜色由原来的红棕色变为灰黄色,系统仍然保持很高的氨氮去除率(〉95%),但总氮的去除率却逐渐降低,最后仅有20%左右,约80%的氨氮转化为硝酸盐.因此,本研究进一步证明了该工艺在应用于低氨氮浓度污水生物脱氮时,系统内亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)的控制既是关键,也是挑战.     

厌氧氨氧化污泥包埋固定化及其脱氮效能

为维持水中厌氧氨氧化菌生物量,采用水性聚氨酯(WPU)对厌氧氨氧化污泥进行包埋固定化,同时对比聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)以及PVA-SA包埋后颗粒的机械稳定性和厌氧氨氧化性能.结果显示:4种包埋颗粒均表现出良好的厌氧氨氧化性能,WPU颗粒生物活性最好,机械稳定性最高,相比其他几种材料具有明显的优势,适合作为厌氧氨氧化包埋材料.在WPU包埋颗粒的连续流实验中,通过不断降低水力停留时间(HRT)的方式增加容积负荷,当容积负荷为1.697 kg/(m³·d)时,WPU包埋颗粒仍能达到80%总氮(TN)去除率,并且在100 d内没有观察到出水SS增加和颗粒碎裂的现象,表明WPU包埋颗粒具有很强的抗负荷冲击能力和厌氧氨氧化性能,并且在长期运行中能保持良好的污泥截留能力和稳定性.通过16S r DNA-Cloning分析发现:WPU包埋颗粒内厌氧氨氧化菌主要是Candidatus Brocadia fulgida(JX243641.1),包埋材料作为载体,起到保护厌氧氨氧化菌和提高生物量的作用,但对菌体本身和菌群结构没有影响.     

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ρ_DO=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ρ_FA>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%.     

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO2--N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH4+-N)与硝酸盐氮(NO3--N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH4+-N与NO3--N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m3·d)降为0.2 kg/(m3·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6％和83.6％.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2％和97.4％.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO2--N积累特性未受影响,R1系统NO2--N积累效率达到95.1％且高于R2(89.8％),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.     

短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺深度处理垃圾渗滤液

伴随着中国国民经济的飞速发展与城市化进程的不断推进,城市生活污水也随之增加,为实现水资源的持续利用与循环发展,探究节能高效的污水处理方式对于国民经济发展及水资源的保护至关重要.近年来,厌氧氨氧化（anaerobic ammonia oxidation,Anammox）工艺作为一种高效节能的污水处理方式已经在垃圾渗滤液、污泥消化液、工业废水等高氨氮废水中得到了广泛的研究,因此结合国内外对于厌氧氨氧化工艺在城市生活污水中的可行性研究及工程应用,分别从厌氧氨氧化微生物群落分布及相互影响、颗粒污泥的影响、组合工艺的性能等角度分析探讨了厌氧氨氧化工艺在城市生活污水中应用的影响因素及前景展望.

     

上向流厌氧氨氧化生物滤池的启动与脱氮性能

利用上向流陶粒滤池反应器进行了厌氧氨氧化工艺的启动与性能研究.以A/O除磷工艺出水为试验原水,先以自然挂膜的方法启动好氧硝化生物膜,再通过自然筛选和人工诱导的方式将其转化为厌氧氨氧化生物膜,7个月后实现了厌氧氨氧化工艺的启动,TN去除负荷达到了6.8 kg/(m³·d),微生物表观比生长速率为0.0018h^-1.试验表明,上向流的运行方式有利于提高厌氧氨氧化生物滤池的脱氮性能,最高TN去除负荷达到12.37 kg/(m³·d),比目前文献所报道的最高值还要高出很多.另外,试验滤池厌氧氨氧化过程的化学计量学和COD去除特性表明该过程中存在一定程度的异养反硝化过程,且对滤池的厌氧氨氧化脱氮有利.     

厌氧氨氧化脱氮性能及主要影响因素的试验

目的 研究厌氧氨氧化反应的脱氮效果及厌氧氨氧化反应的主要影响因素,为低碳氮比废水提供简洁经济脱氮途径.方法 连续培养试验采用UASB装置,控制温度为30℃、HRT为48 h、pH为8.0,控制进水NH4-N/NO2--N质量浓度比为1∶1.32,分批培养采用厌氧瓶,改变温度(20～40℃)、pH值(6.0～9.0)来研究影响厌氧氨氧化的因素.结果 进水氨氮的质量浓度为150.735mg/L,亚硝态氮进水质量浓度为198.705mg/L时脱氮效果最好,去除率能够达到70％以上.厌氧氨氧化反应的适宜温度为30℃左右,适宜pH值为8.0左右.结论 采用UASB成功实现了厌氧氨氧化反应的启动并且具有高效的脱氮效果,为实际的工程应用提供了参考条件.     

pH值和DO对厌氧氨氧化脱氮性能的影响

目的 研究pH和DO对厌氧氨氧化脱氮性能的影响,考察在pH和DO的变化下NH4+-N、NO2--N的去除情况.方法 控制反应器的温度为30℃,HRT为48 h,保证进水NH4+-N的质量浓度为100 mg/L、NO2--N质量浓度为132 mg/L.结果 当pH=8时为最适值,氨氮和亚硝态氮的去除率最高为84.31％和88.43％;一定量的DO对厌氧氨氧化反应脱氮性能的抑制作用是可逆的,DO浓度不会对厌氧氨氧化菌造成破坏性的伤害,只是抑制了其活性.结论 厌氧氨氧化反应是一个致碱反应,出水的pH值与进水pH值相接近,而且DO对厌氧氨氧化反应脱氮性能的抑制作用是可逆的,这为厌氧氨氧化反应能够高效脱氮的推广和提供了理论依据,为实际的工程应用提供了参考条件.     

物化辅助CIBR脱氮除磷试验研究

为了解决生化处理工艺耐磷冲击负荷有限,TP出水不能稳定达标排放的问题,在前期CIBR同步脱氮除磷研究结果的基础上,通过向CIBR反应器中投加少量单一的无机絮凝剂,进行物化辅助CIBR脱氮除磷试验研究,考察物化辅助CIBR工艺对提高出水TP稳定性及对脱氮效果的影响。研究结果表明,在聚合氯化铝(PAC)投加量为20 mg/L时,物化辅助CIBR工艺可以提高出水TP稳定性,且在一定程度上提高了TN去除率;物化辅助CIBR工艺在投药量为20 mg/L,以工况(3 h曝气-2 h搅拌-1 h静沉)运行时,效果最好,反应器的TP,TN,COD及NH3-N的出水平均值分别为0.48 mg/L,9.07 mg/L,30.64 mg/L和3.08 mg/L,可以稳定达到GB 18918-2002一级B排放标准。     

组合填料改良MUCT工艺除磷脱氮特性研究

应用组合填料改良MUCT工艺处理城市污水,考察了系统在不同工况下的脱氮除磷特性,试验结果表明:在泥龄为8 d的条件下,当进水NH4 -N为38.4 mg/L、CODCr为198.1 mg/L、TP为4.7 mg/L时,系统运行稳定,出水的主要指标均达到国家的有关标准.     

组合工艺对农村生活污水中氮磷的去除效果

利用“厌氧生物反应器＋潜流复合型人工湿地”组合工艺处理农村生活污水中氮和磷。厌氧生物反应器和潜流复合型人工湿地水力停留时间分别为24和48h,进水总氮、氨氮和总磷分别为10．3～51．8mg／L、6．8～44．7mg／L和0．9～5．2mg／L,组合工艺对总氮、氨氮和总磷的平均去除效率分别为30．7％、42．9％和72％,不同季节处理效率为：夏季〉春季〉冬季。组合工艺中的COD主要由厌氧水解酸化、基质截留、微生物代谢而被去除,氮主要由人工湿地微生物作用和植物吸收被去除,磷主要由人工湿地基质吸附被去除。系统整体脱氮效果的提高可采用在厌氧生物反应器后增加充氧装置,提高污水中的溶解氧,通过增强人工湿地中的硝化能力来实现。     

舒兰市污水处理厂CAST工艺的设计

舒兰市污水处理厂设计规模为2×104 m^3/d,占地面积为2.6×10^4 m^2,采用间歇序批式生化反应池（CAST）工艺对污水进行处理.CAST工艺采用一组4格反应池,运行6个小时为一周期,每周期分为：进水、曝气、沉淀、滗水4个工况,按时间顺序间歇运行,不仅可以根据水量、水质调节循环周期及曝气时间,而且可以通过调节排泥时间控制排泥量.笔者详细介绍了各处理单元的设计、布置及运行特点.     

城市污水生物除磷脱氮系统剩余污泥量的计算

剩余污泥量的计算是活性污泥法工艺设计的关键，而活性污泥法是同时生物除磷脱氮的主体工艺形式，因此，准确计算生物除磷脱氮系统的剩余污泥量十分必要。结合昆明市污水处理厂的运行实际。分析比较了传统计算法、污泥龄法和数学模型法在计算城市污水生物除磷脱氮系统剩余污泥量时的准确性，建议现阶段采用污泥龄法进行计算，提出修正系数K(0．75-1)与具体工艺形式有关，并给出K的几个建议值，同时指出数学模型法（ASM2）应是发展方向．     

延吉市污水处理厂A/O工艺脱氮除磷效果的分析

通过在延吉市污水处理厂现场进行模拟实验,考察了厌氧段对出水氨氮和总磷去除率的影响.实验结果表明,实验出水的氨氮和总磷的去除率比污水厂的出水分别高出17%和18%,厌氧段的最佳停留时间为1.5 h,进而验证了该厂运行A/O工艺的可行性,并提出了该厂污水处理的改进工艺方案.     

AOA-SBR同步脱氮除磷性能研究

借助序批式反应器(SBR),通过采用厌氧/好氧/缺氧(AOA)的运行方式来实现同步脱氮除磷.结果表明:AOA-SBR系统运行稳定后,磷酸盐和总氮的平均去除率分别可达97.77%和88.89%;对运行时间优化得到最佳运行工况为厌氧(含进水)1.5,h,好氧2.5,h,缺氧3,h,静置沉淀1,h以及排水闲置0.5,h.缺氧段外碳源浓度及投加方式试验结果表明,一次性投加优势明显,最佳投加浓度为60,g/L NaAc.     

A/O脱氮工艺中内循环控制策略的建立与研究

为了在A/O(anoxic/oxic)脱氮工艺中对内循环进行有效的控制,将好氧区生成的硝酸氮回流到缺氧区,实现氮的有效去除,在分析了反硝化反应对进水COD利用效率及反硝化速率影响因素的基础上,得出内循环控制策略就是控制内循环回流量以维持缺氧区末端硝酸氮质量浓度处于最优设定值2.5 mg/L,研究表明该设定值具有很强的鲁棒性,不随进水负荷变化而变化,出水硝酸氮和总氮质量浓度可以实现最低值,同时可大大降低内循环能耗.在上述分析的基础上建立了内循环模糊控制器以期实现污水厂的智能控制.     

内循环对A2/O工艺脱氮的影响

采用有效容积为52L的A~2/O工艺,以实际生活污水为水源,研究了不同进水ρ(NH_4~+-N)负荷条件下,内循环回流比对系统脱氮效率的影响.实验结果表明,硝化速率随着进水ρ(NH_4~+-N)负荷增加而升高,系统脱氮效率随着内循环回流比增加而升高,内循环回流比从0增加到6,系统脱氮效率升高了14.0%,其中,ρ(NO_x~-N)去除率升高了10.2%,ρ(NH_4~+-N)去除率升高了3.8%.为稳定出水中氮的浓度、降低运行费用,内循环回流比应随进水ρ(NH_4~+-N)负荷的增加而增加,一般情况下内循环回流比易控制在2左右.