Performance of the Full-scale Loop Hybrid Reactor Treating Coal[KH-*1] Gasification Wastewater under Different Recirculation Modes

This paper aims to investigate the simultaneous removal efficiencies of both COD and nitrogen in a single reactor treating coal gasification wastewater (CGW). A novel loop hybrid reactor was developed and operated under different recirculation modes in order to achieve simultaneous removal of refractory compounds and total nitrogen (TN) in a full-scale CGW treatment plant. Mid-ditch recirculation was superior to other operational modes in terms of the NH₃-N and TN removal, resulting in a TN removal efficiency of 52.3%. Although the system achieved equal COD removal rates under different recirculation modes, hydrophobic acid (HPO-A) fraction of effluent dissolved organic matter (DOMef) in mid-ditch recirculation mode accounted for 35.7%, compared to the proportions of 59.2%, 45.3% and 39.4% for the other modes. The ultraviolet absorbance to dissolved organic carbon ratio test revealed that effluent under mid-ditch recirculation mode contained more non-aromatic hydrophilic components. Furthermore, appropriate recirculation and anoxic/oxic (A/O) partitions were also demonstrated to remove some refractory metabolites (phenols, alkanes, aniline, etc.), which reduced the chromaticity and improved the biodegradability.     

进水碳氮比对UCT-MBR工艺运行效能及膜污染的影响

采用UCT型浸没式膜生物反应器处理合成市政污水,考查了ρ(COD)/ρ(TN)对该工艺在营养物去除效能及膜污染方面的影响.结果表明:UCT-MBR工艺抗冲击负荷能力强,ρ(COD)/ρ(TN)对COD去除效能几乎无影响,平均去除率保持在89.9%;在ρ(COD)/ρ(TN)为7.3时,TN和TP的去除率达到最高,分别为90.27%和92.4%.同时发现,ρ(COD)/ρ(TN)由3.2增加到7.3时通过同步硝化反硝化的脱氮率、缺氧除磷率分别由1.6%、7.94%提高到27.9%、44.91%.ρ(COD)/ρ(TN)的增加改变了脱氮途径,加速了膜污染速率.有机容积负荷的增加和溶解氧的降低是引起膜池通过同步硝化反硝化脱氮的主要原因,同时也影响着污泥的理化性质与代谢产物.由于胞外聚合物比污泥质量浓度和溶解性微生物产物的质量浓度在同步硝化反硝化的条件下增加,导致了污泥成分中颗粒与溶解性成分修正污染指数值均有所增加,从而使得污泥的可滤性恶化.在相同气水剪切力的背景下污泥粒径尺寸由于溶解氧的降低而略有下降.此外对附着在膜表面的生物膜的反硝化脱氮量与膜污染速率的相关性也进行了评估.     

溶解氧对膜生物反应器处理生活污水的影响研究

论文研究了溶解氧(DO)对同步硝化反硝化膜生物反应器(SNdNMBR)处理生活污水过程脱氮除磷的影响.在一定的条件下控制DO浓度于不同的范围,考察MBR内同步硝化反硝化过程及对COD的去除效果.试验结果表明:当水力停留时间(HRT)在6 h左右、C/N(浓度比)约为8和pH在微碱性范围内时,反应器进行低氧曝气且将DO控制在1.0 mg/L左右,系统表现出良好的SNdNMBR过程脱氮除磷效果,膜生物反应器系统对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到89.43%、80.5%、75.72%和76.37%.     

UASB-A/O-ASBR工艺实现晚期垃圾渗滤液深度除碳脱氮

针对晚期垃圾渗滤液实现深度除碳脱氮,采用上流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket,UASB)-缺氧/好氧反应器(anoxic/aerobic reactor,A/O)-厌氧氨氧化反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR)组合工艺,以短程硝化-厌氧氨氧化耦合反应为依托,通过UASB实现有机物的大部分降解,在A/O中实现短程硝化,在ASBR中通过厌氧氨氧化深度脱氮.研究结果表明:当进水ρ(CODcr)、ρ(NH_4~+-N)和ρ(TN)分别为2 220 mg/L、1 400~1 450 mg/L和1 450~1 500 mg/L;最终出水分别为98、7、25 mg/L,实现了分别为95.6%、98.3%和99.5%的高去除率.故该工艺无须投加任何外碳源,最终实现化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮(NH_4~+-N)和总氮(total nitrogen,TN)的高效、深度去除.     

碳氮比对气水交替式膜生物反应器同步脱氮除碳的影响

为确定气水交替式膜生物反应器(AMBR)处理污水时的适宜碳氮比,实现较好的同步脱氮除碳效果,构建以2片亲水性聚丙烯中空纤维膜轮流作为曝气膜和出水膜的AMBR,在150d连续运行的时间内,考察碳氮比对AMBR处理模拟生活污水同步脱氮除碳的影响.结果表明:将混合液中DO的质量浓度控制在0.5 mg/L左右,进水COD和NH...     

A/O脱氮工艺影响因素及其控制策略的研究

为有效提高A／O工艺脱氮效率,以淀粉废水为研究对象,系统考察了DO、硝化液回流量、污泥回流量、SRT、进水COD与TN质量质量浓度比和HRT等因素对脱氮效率的影响,并建立了相应的控制策略,如以出水氨氮质量浓度来控制好氧区DO值,以缺氧区硝酸氮质量浓度来控制内循环回流量,以进水COD与TN质量质量浓度比或出水总氮质量浓度来控制外碳源投量,最后根据上述分析建立了A／O工艺硝化与反硝化反应专家控制系统。     

长短HRT交替培养同步硝化反硝化除磷颗粒

为快速实现颗粒化同时富集反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms, DPAOs),在接种絮状活性污泥和长期低温储存的颗粒污泥后,以人工配水为处理对象,分别以恒定水力停留时间(hydraulic retention time, HRT,t_HR)和不同比的长/短HRT交替模式运行4组序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor, SBR),探究长/短HRT交替运行下的饥饿作用对于富集DPAOs和造粒等方面的影响。结果表明,长/短HRT交替运行下的颗粒污泥均具有更高的DPAOs占比和脱氮除磷率,沉降性能良好且颗粒致密。其中,在12 h/6 h的长/短HRT交替模式下,同步硝化反硝化除磷颗粒的污染物去除性能最好,其长周期内COD、TN和TP的去除率分别达93%、96%和98%,短周期内的去除率为95%、90%和93%,这主要是大粒径颗粒内形成的缺氧区、饥饿条件下胞外聚合物的分泌以及反硝化菌对可溶性微生物产物(soluble microbial products, SMP)的利用等因素...     

Simultaneous Nitrogen and Phosphorus Removal by Denitrifying Dephosphatation in a(AO）2 Sequencing Batch Reactor

A 24 L working volume reactor was used for the research on simultaneous phosphorus (P) and nitrogen (N) removal by denitrifying dephosphatation in an anaerobic-oxid-anoxic-oxid sequencing batch reactor((AO)2SBR) system. The durations of each phase are: anaerobic 1.5 h, aerobic 2.5 h, anoxic 1.5 h, postaerobic 0.5 h, settling 1.0 h, fill 0.5 h. The successful removal of nitrogen and phosphorus is achieved in a stable (AO)2SBR. The effluent P concentrations is below 1 mg/L, and the COD, TN and P average removal efficiency is 88.9 %, 77.5 % and 88.7 %, respectively. The batch experiment results show that the durations of aerobic and anoxic phase influence the P removal efficiency. Some feature points are found on the DO, ORP and pH curves to demonstrate the complete of phosphate release and phosphate uptake. These feature points can be used for the control of (AO)2 SBR.     

Advanced treatment of biologically pretreated coking wastewater by intensified zero-valent iron process(IZVI) combined with anaerobic filter and biological aerated filter(AF/BAF)

Experiments were conducted to investigate the behavior of the sequential system of intensified zero-valent iron process(IZVI) and anaerobic filter and biological aerated filter(AF/BAF) reactors for advanced treatment of biologically pretreated coking wastewater. Particular attention was paid to the performance of the integrated system for the removal of chemical oxygen demand(COD), ammonia nitrogen(NH3-N) and total nitrogen(TN). The average removal efficiencies of COD, NH3-N and TN were 76.28%, 96.76% and 59.97%, with the average effluent mass concentrations of 56, 0.53 and 18.83 mg/L, respectively, reaching the first grade of the national discharge standard. Moreover, the results of gas chromatography/mass spectrum(GC/MS) and gel permeation chromatography(GPC) analysis demonstrated that the refractory organic compounds with high relative molecular mass were partly removed in IZVI process by the function of oxidation-reduction, flocculation and adsorption which could also enhance the biodegradability of the system effluent. The removal efficiencies of NH3-N and TN were achieved mainly in the subsequent AF/BAF reactors by nitrification and denitrification. Overall, the results obtained show that the application of IZVI in combination with AF/BAF is a promising technology for advanced treatment of biologically pretreated coking wastewater.     

UASB-A/O处理城市生活垃圾渗滤液同步除有机物脱氮长期稳定性试验研究

采用升流式厌氧污泥床-缺氧/好氧(UASB-A/O)生化系统处理城市垃圾渗滤液,考察系统除有机物脱氮效能及低温条件下A/O的硝化特性.623 d试验结果表明:通过UASB反应器内厌氧菌的产甲烷作用和异养菌的反硝化作用,耦合A/O系统内的缺氧反硝化和好氧生物降解机制,实现了渗滤液内有机物和氮同步深度去除.在进水渗滤液内化学需氧量质量浓度ρ(COD)为1 237~13 813 mg/L,平均值为(5 640±2 567)mg/L,UASB-A/O系统出水ρ(COD)为280~1 257 mg/L,平均值为(546±285)mg/L.在进水渗滤液内氨氮质量浓度ρ(NH_4~+-N)为148~2414 mg/L,平均值为(1 381±634)mg/L,UASB-A/O系统出水ρ(NH_4~+-N)均低于50 mg/L.整个实验过程中,A/O反应器克服了季节性温度变化的不利影响,始终维持了高效的生物硝化和反硝化.即使在冬季低于15℃温度条件下,A/O系统内的生物脱氮效率仍然维持在90%以上.     

低溶解氧丝状菌污泥微膨胀在A/O中的启动与维持

采用实际生活污水,研究了低溶解氧丝状菌污泥微膨胀在A/O系统中的启动、维持及其调控,并考察了微膨胀过程中系统对污染物的去除效果.试验结果表明:较低的有机负荷条件(F/M为0.14 kg/(kgMLSS.d))下,大幅度降低溶解氧并不一定会诱发污泥膨胀,而在正常有机负荷(F/M为0.24 kg/(kgMLSS.d))下,维持溶解氧质量浓度在0.3～0.4 mg/L时,系统的污泥容积指数(SVI)能稳定在150～300 mL/g,发生丝状菌微膨胀;丝状菌污泥微膨胀状态可长期稳定维持,并具有高度的可控性;与高溶解氧条件相比,在低溶解氧污泥微膨胀期间,COD和TN的平均去除率有所升高,分别为85%和69%,氨氮基本能完全硝化;同时,由于丝状菌的网捕作用,出水水质中的悬浮物(SS)明显减少,且随着SVI的升高而降低;A/O系统实现并维持低溶解氧丝状菌微膨胀期间,节约曝气量约42%,有效地节约了能耗.     

DO对膜曝气生物反应器同步除碳脱氮的影响

为获得膜曝气生物反应器(membrane aerated bioreactor,MABR)处理污水同步除碳脱氮的最佳DO质量浓度,构建以亲水性聚丙烯中空纤维膜为曝气膜组件的MABR,在80 d连续运行的时间内,考察DO质量浓度对MABR处理模拟生活污水同步除碳脱氮效果的影响.结果表明:在水力停留时间8 h、膜表面COD...     

NH4^＋-N与N02^- -N对连续流CANON反应器运行性能的影响

为提高CANON反应器的TN去除效率,采用在好氧条件下直接启动的CANON反应器进行试验.试验过程中,控制温度在35℃±1℃、pH在7.39~8.01、曝气量为31.2 m3/(m3.h)、ρ(DO)约1.5~2.0 mg/L,水力停留时间为3.7 h,分别进行了ρ(NH4+-N)与ρ(NO2--N)的试验.试验发现,在曝气量恒定的条件下,ρ(NH4+-N)过高或过低都不利于TN去除率的提高,在上述试验条件下,当ρ(NH4+-N)为310~360 mg/L时,获得超过75%的TN去除率.提高反应器中的ρ(NH4+-N)与ρ(NO2--N)有利于TN负荷的提高,但二者超过50 mg/L时,继续提高无益.在进水不包含有机碳源的条件下,CANON反应器出水的ρ(TN)依然较高,还需要进一步的处理来满足排放标准.     

厌氧折流板反应器与膜生物反应器组合工艺脱氮除磷机理研究

将ABR反应器与MBR反应器相结合,构建ABR/MBR优化组合工艺(CAMBR),并用于处理城市污水(pH6.5～8.5,温度25±1℃)。结果表明,CAMBR反应器在HRT为7.5 h,回流比为200%以及DO为3 mg/L时,反应器运行稳定,出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。出水COD、NH4+-N、TN和TP的平均浓度分别为24、0.4、10.6、0.31 mg/L;对应的去除率分别为93%、99%、79%和92%。膜池强化了系统去除功能,对NH4+-N、TN和TP的去除率分别为13%、10%和18%。     

晚期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺短程深度脱氮

采用"两级上流式厌氧污泥床(UASB)-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器(SBR)工艺"对城市生活晚期垃圾渗滤液进行了深度处理.运行模式如下:首先在一级UASB(UASB1)中反硝化,UASBI出水中的亚硝态氮和硝态氮利用残余COD在二级UASB(UASB2)中被进一步去除,在A/O反应器中利用残余COD进行反硝化以及将NH4+-N硝化,在SBR中去除硝化产生的亚硝态氮、硝态氮.试验中首先采用原渗滤液进入处理系统(20d),然后采用原渗滤液与生活污水1∶1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化(60d),最后采用原渗滤液与A/O反应器出水1:1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化(60d).140d的试验结果表明:原渗滤液的总氮浓度为2 300 mg·L-1,氨氮浓度在2 000mg·L-1左右时,通过将原渗滤液与生活污水或A/O反应器出水1:1混合,可以在A/O反应器中实现稳定的短程硝化,其中亚硝态氮积累率为70%～88%.后续的SBR工艺,可彻底去除产生的亚硝态氮和硝态氮.最终出水的氨氮浓度不到2 mg·L-1,总氮浓度为18～20mg·L-1,系统氨氮和总氮去除率分别为99.7%和98%.     

交替好氧缺氧短程硝化及其特性

为了完善交替好氧缺氧短程硝化研究,以低ρ(COD)/ρ(TN)实际生活污水为研究对象,采用2组SBR反应器,考察了交替好氧缺氧短程硝化的实现及其特性.结果表明:在温度(24±2)℃、污泥龄为35 d且不限制溶解氧的条件下,以不同的好氧缺氧时间比运行的2组反应器均实现了稳定的短程硝化,出水的亚硝酸盐积累率达90%以上,氨氮质量浓度接近0 mg/L,硝酸盐质量浓度在2 mg/L以下;以交替好氧缺氧模式运行200 d后,2组反应器比氨氧化速率分别是普通好氧缺氧模式的2倍和1.8倍,在不影响出水水质的情况下,显著减少了曝气时间,降低了曝气能耗;交替模式运行的反应器污染物去除效果良好,氨氮去除率达100%,COD去除率在80%左右,TN去除率高于普通好氧缺氧模式的去除率,达70%.     

复合厌氧-化学沉淀-多段好氧工艺处理有机胺废水

江山化工原采用A/O SBR工艺处理有机胺废水,存在处理量有限、出水不达标、运行费用高等缺点,后来决定采用复合厌氧 化学沉淀 多段好氧工艺进行改造。一期工程经100d左右的调试,正常运行后复合厌氧池COD平均去除率为51.55%,预曝气池氨氮去除率为97.97%,保证进入好氧池的TN在120mg/L以下,出水COD、NH3-N、BOD5分别为365.6mg/L、37.2mg/L、43.5mg/L,组合系统COD、BOD5去除率可达90.8%、97.0%,出水达到设计要求。改造后工艺成功解决了原系统存在的问题,具有良好应用前景。     

移动床生物膜反应器处理极低C/N废水试验研究

在常温下采用移动床生物膜反应器处理低C/N比废水.结果显示:在填料填充比为40%、进水氨氮质量浓度为25 mg/L条件下,出水氨氮质量浓度基本稳定在4 mg/L左右,氨氮去除率在80%以上,硝化效果突出;进水C/N不足1时,TN及COD去除率分别能达到55%、60%以上,说明移动床生物膜反应器用于处理极低C/N废水具有良好效果.     

A2N连续流双泥系统反硝化除磷脱氮试验研究

研究了基于缺氧吸磷理论开发出的A2N反硝化除磷脱氮新工艺对生活污水氮、磷的去除,重点考察了不同COD／TN、投碳方式及碳源对DNPAOs反硝化吸磷和脱氮的影响．试验结果表明：当进水COD／TN在3．94～7变化时,反硝化除磷较好,除磷率稳定在87．03％-92．95％,脱氮率从80．99％提高到了92．70％;而当COD／TN达到9．6以后,系统脱氮效果稳定在92％以上,除磷率却降至74％以下,TP去除量中反硝化吸磷比率下降,好氧吸磷比率升高;将外碳源投加在缺氧段,只能优先支持反硝化脱氮反应,而对缺氧吸磷有抑制作用．因此,理想的反硝化除磷环境为外碳源(电子供体)和NO3^-(电子受体)不能同时存在于一个体系中．A2N双泥系统的建立有利于除磷、脱氮的稳定和高效．     

A2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

本研究针对A2/O +移动床生物膜反应器 (A2/O + MBBR) 双污泥系统,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,建立系统的快速启动策略。研究结果表明：启动过程21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;SVI值在95 mL/gMLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。在平均进水C/N为3.44的运行条件下,A2/O + MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH4+-N、TN和PO43--P浓度分别为38.5,1.15,14.2,0.15 mg/L,COD、TN和PO43--P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。