污水生物处理脱氮工艺的温室气体排放比较

污水生物处理是一个较大的温室气体(greenhouse gas,GHG)分散排放源,其中生物脱氮过程对GHG排放的贡献较多。根据污水处理脱氮过程的机理及物料平衡,分别分析比较了传统硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化4种污水生物处理脱氮工艺中GHG产生的机理与排放量。结果表明,短程硝化反硝化工艺的N2O产量较高,厌氧氨氧化工艺及同步硝化反硝化工艺的GHG排放量较低。     

基于短程反硝化和厌氧氨氧化的城镇污水处理新工艺

厌氧氨氧化（ANAMMox）是迄今为止最具有可持续性的污水脱氮途径。但厌氧氨氧化用于城镇污水时却遭遇到亚硝酸盐难以获取的困境。为此提出将反硝化进行到一半,积累亚硝酸盐作为厌氧氨氧化反应电子受体。据此提出了以短程反硝化和厌氧氨氧化联用为核心的城镇污水脱氮除磷新工艺。对该工艺的可行性进行了分析并提出了今后的研究方向。     

Carrousel2000氧化沟工艺脱氮除磷的原理与实践

北京昌平污水处理厂采用Carrousel2000氧化沟污水处理工艺,根据该厂实际运行效果及进出水水质,结合污水脱氮除磷的原理,对该工艺脱氮除磷的效果进行研究和分析。认为Carrousel2000氧化沟处理工艺有较好的脱氮除磷效果。对小城镇污水处理厂工艺的选取有一定的借鉴意义。     

低氧硝化反硝化生物脱氧工艺研究

通过对低氧硝化、反硝化脱氮工艺的主要影响因素进行分析，提出了DO和连续低氧曝气时间是两个主要的运行控制参数，并以垃圾渗滤液为原水对其进行了试验研究。研究中，根据亚硝酸菌和磷酸菌生物特性的差异，在低氧环境下成功地实现了对亚硝酸盐氧化为硝酸盐过程的抑制，且形成了稳定的亚硝酸盐积累，并在此基础上提出了“低氧硝化反硝化生物脱氮工艺”。     

城镇生活污水反硝化生物脱氮碳源研究

针对业内普遍认为我国城镇生活污水反硝化碳源不足的观点,以反硝化脱氮机理为依据,通过中试试验和科学分析,论证了污水中的内碳源能够满足反硝化脱氮的需要。在试验证明反硝化菌可利用污水中不易降解有机物进行反硝化脱氮的基础上,得出可将污水中的COD计入反硝化碳源的结论。通过计算活性污泥中反硝化菌占比,明确了反硝化菌数量少是污水处理厂脱氮率低下的限制性因素,并结合生物脱氮工艺污水处理厂特点,提出了增设反硝化菌增殖池、提高活性污泥中反硝化菌占比,从而提高污水处理厂脱氮率。     

活性污泥法中硝化反应动力学研究

我国氮素污染所致的水体富营养化触目惊心,目前生物脱氮是最经济有效的治理技术。通常认为,生物法脱氮是1个两阶段过程:硝化和反硝化。在硝化阶段化能自养型硝化细菌在好氧条件下将NH4+-N转化为NO2--N和NO3--N;而在反硝化阶段,兼性异养细菌在缺氧条件下进行NO2--N和NO3--N的转化,从而达到脱氮的目的。其中硝化反应是整个生物法脱氮的限速步骤,但是目前对硝化反应的动力学研究相对较少,本研究主要致力于揭示硝化反应(包括氨氧化反应和亚硝酸盐氧化反应)的动力学,使硝化反应可以以模型表示,以期为生物法脱氮的实际工程提供理论依据。     

城市污水生物除磷脱氮的机理及工艺研究

本文研究、探讨了生物除磷和脱氮的边界条件,并对多种工艺的除磷脱氮效果及污染物去除途径进行了对比研究.生物除磷的主要影响因素是污水中有机酸含量与污泥含磷量的比值,即外加能量与污泥中聚磷菌能量的对比.在磷的释放与吸收的循环中有机磷的净去除是由于吸收量与释放量与COD/Y_p的函数关系不同而保证了磷的吸收量总是大于释放量.氧化还原     

垃圾渗滤液厌氧氨氧化脱氮技术的工程化应用探索

在两级AO工艺处理实际垃圾渗滤液工程应用程中,首先采用精准曝气控制溶解氧(Dissolve oxygen, DO)完成硝化池短程硝化反硝化启动,同时结合生物填料投加的控制策略,在60日内快速实现厌氧氨氧化功能菌群的高效自富集,其相对丰度高达4.04%。研究结果表明,当一级硝化池DO浓度由2.6 mg/L逐步降低至1.2 mg/L后,亚硝态氮积累达到70%以上。当生化池混合液中存在NH₃-N和NO^-₂-N时,在COD<1 650 mg/L且DO≈0.3 mg/L的控制条件下最有利于厌氧氨氧化菌生长增殖和发挥代谢作用。与传统运行方式相比,本研究构建的短程硝化反硝化脱氮技术可节约26.9%曝气能耗,单位水量运行电费可降低4.03元/m²。结合短程硝化反硝化启动控制策略和厌氧氨氧化菌生长的关键控制指标,提出了厌氧氨氧化脱氮技术工程应用的设计思路。     

影响反硝化除磷与厌氧氨氧化耦合的因素

氧对厌氧氨氧化菌有毒,但在颗粒污泥和生物膜中的厌氧氨氧化菌对氧有较高的耐受能力,并且聚磷菌能消耗影响氧氨氧化菌生长的氧。厌氧氨氧化菌的生长无需有机物的参与,聚磷菌释磷需要吸收有机物,少量有机物的加入对厌氧氨氧化菌的活性影响不大。亚硝酸盐是厌氧氨氧化菌氧化氨的电子受体,较高浓度的亚硝酸盐对反硝化聚磷有抑制作用,但合适浓度的亚硝酸盐(该浓度可以通过驯化来提高)可以作为反硝化聚磷菌吸磷的电子受体。厌氧氨氧化过程中有硝酸盐生成,反硝化聚磷菌能利用这部分硝酸盐。另外,两类菌都适宜于中温略偏碱性的环境。因此,通过创造同时对厌氧氨氧化菌和反硝化聚磷菌有利的微生态环境,发挥两者在脱氮除磷方面的协同耦合作用,达到高度脱氮除磷,是极有前景的废水厌氧(缺氧)处理研究方向。     

生物接触氧化流化床处理氨氮污水的实验研究

为了提高生物接触氧化流化床处理氨氮污水的脱氮效果,采用生物接触氧化流化床在自然温度下处理人工配制模拟生活污水实验的方法,研究了氨氮污水脱氮处理的可行性、方法与效果。实验结果表明:氨氮被氧化成硝酸可由两类独立的细菌分别催化完成;反应的适宜温度为20~35℃;亚硝酸菌的最适pH值为7~8.5之间,硝酸菌为6~7.5;亚硝酸菌和硝酸菌溶解氧质量浓度在0.5 mg/L以上才能取得较好的硝化效果。反应器内填料粒径在10 mm左右有利于提高氨氮的去除效率;间歇式进水方式使活性污泥具有良好的沉降性,可为氨氮的去除提供良好的环境条件。     

厌氧氨氧化工艺及其污泥颗粒化的试验研究

厌氧氨氧化工艺是目前最经济简捷的一种新型生物脱氮工艺.本文以两种普通污泥分别接种两个UASB反应器,实现了厌氧氨氧化工艺的启动和稳定运行,培养获得了厌氧氨氧化颗粒污泥,并研究了各种因素对工艺运行的影响规律,结果表明:(1)以厌氧颗粒污泥与好氧活性污泥的混合物以及河底沉积物分别接种启动运行两个小试UASB反应器,以含氨氮和亚硝酸盐氮的无机配水为进水,分别经过115 d和210 d的运行,两个反应器均成功实现了厌氧氨氧化过程,氨氮去除率分别达50%和70%,氨氮去除负荷达0.35和0.29 kgNH3-N/(m3·d),相应的亚硝酸盐氮去除率分别为55%和67%;(2)在两个反应器随后146 d和306 d的稳定运行期间,工艺性能逐步上升,氨氮去除率分别达86%和95%,氨氮去除负荷达0.71和1.20 kgNH3-N/(m3·d),相应的亚硝酸盐氮去除率分别为83%和92%,所产气体中氮气含量高于96%;厌氧氨氧化工艺对进水负荷的突然变化有一定抵抗能力,但温度和溶解氧对工艺性能影响较大;(3)在两个反应器中均获得了厌氧氨氧化颗粒污泥,粒径约为0.6～1 mm,VSS/SS为0.6～0.8,颜色多呈棕黄色,也有少量小粒径颗粒呈红色,在扫描电镜下观察,发现颗粒中的优势菌为不规则球菌,与文献报道的厌氧氨氧化细菌类似;(4)在对颗粒污泥内部微观结构观察和研究的基础上,提出了三种厌氧氨氧化颗粒污泥的形成机理:蜕变附着生物膜机理、无机晶核附着生物膜机理和自凝聚机理;(5)对厌氧氨氧化工艺的主要影响因素进行了系统的研究,发现其最适温度在30～35℃之间,最适pH约为8.2,溶解氧对工艺的抑制作用很强,其浓度应控制在0.01 mg/L以下,由河底污泥培养获得的厌氧氨氧化污泥在上述最适条件下,最高氨氧化速率可达0.184 mgNH3-N/(mgVSS·d);(6)进水中一定浓度的有机物会对厌氧氨氧化工艺产生较大影响,有机物的引入会导致反硝化反应,产生基质竞争性抑制,进水中有机物的长期存在会导致污泥中异养细菌的生长,对厌氧氨氧化工艺产生不利影响.     

连续流活性污泥法实现城镇污水短程脱氮的影响因素分析

城镇污水短程脱氮工艺关键技术之一是如何将氨氧化控制在亚硝化阶段。综合分析温度、pH、DO浓度、进水C/N比、进水方式、缺氧/好氧区体积比、污泥丝状菌膨胀、SRT、HRT、氨氮负荷、污泥浓度、内回流比、化学抑制剂等因素对污水短程硝化过程的影响作用,为常温连续流条件下实现城镇污水的短程脱氮提供技术参考。     

城市污水高负荷微好氧活性污泥工艺长期运行特征与脱氮机理

探讨了城市污水高负荷微好氧活性污泥(MAS)工艺(2～3倍常规负荷)长期(3个月)稳定运行的可行性和工艺特征,重点通过全过程氮转化活性分析方法评估了高负荷MAS工艺的生物脱氮机理。结果表明:城市污水高负荷MAS工艺可以长期稳定运行,曝气池HRT最终低至3h,COD和氨氮容积负荷分别达到2.1～3.1kg/(m~3·d)和0.28～0.43kg/(m~3·d),MLSS达到(4.8±0.9)mg/L,对COD、NH_3-N和TN等污染物的处理效果与传统AO工艺接近;与传统AO工艺相比,节省约40%曝气能耗,提升2倍以上的处理能力(或节省60%曝气池容积需求);好氧异养氨氧化和好氧自养氨氧化途径对氨氧化过程都有很大的贡献,而微好氧反硝化为产氮气的主要途径。     

典型城市污水处理厂除磷脱氮功能微生物的分布特征

以8座典型污水处理厂为研究对象,通过跟踪不同季节生物系统中活性污泥微生物群落的结构变化,探明动态复杂水质多变条件下活性污泥除磷脱氮功能微生物的季节性变化与分布特征。研究结果表明,跟踪的8座污水处理厂优势种群均为变形菌门;种群结构变化具有明显的季节性变化特征,脱氮功能菌(AOB、NOB和反硝化菌)的丰度夏季小于冬季,聚磷菌丰度变化特征则与之相反。     

AMBBR处理生活污水的特性及脱氮机理研究

试验采用缺氧移动床生物膜反应器处理我国南方热带亚热带地区的城市生活污水,研究了水力停留时间(HRT)、pH等因素对出水CODCr和氨氮的影响,并探索了该反应器的脱氮机理。试验结果表明,HRT为4 h时,反应器出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)二级标准;并且发现,当HRT≥8 h时,系统实现了短程硝化反硝化反应脱氮;而当HRT<8 h时,发现反应器脱氮以短程硝化反硝化反应和厌氧氨氧化反应同时并存现象。     

采用两级SBR工艺优化除磷脱氮

在充分分析单级SBR工艺在生物除磷脱氮过程中存在的不足的基础上 ,提出了两种两级SBR串联运行的除磷脱氮工艺模式。通过合理控制操作过程 ,该工艺可望从根本上解决单级生物除磷脱氮系统中的泥龄问题、厌氧区的硝酸盐问题、有机物对硝化作用的抑制问题和好氧时间长能耗较高的问题等 ,从而可大大提高系统除磷脱氮效果和稳定性。模式 1工艺适用于处理BOD/TP值较高的污水 ;模式 2工艺对进水BOD/TP值没有特殊的限制。     

低氧膜生物反应器(MBR)高效脱氮机理研究

由于MBR反应器内污泥浓度高,污泥、絮体存在从内到外的溶解氧梯度,相应形成好氧、缺氧和厌氧区,可实现反硝化和厌氧氨氧化脱氮;充分利用MBR工艺特点,阐述进行低氧下反硝化和厌氧氨氧化脱氮脱氮研究。     

欧洲城市污水处理技术新概念——可持续生物除磷脱氮工艺(下)

4　可持续生物除磷脱氮推荐工艺4 1　推荐工艺以ＢＣＦＳ 工艺为代表的反硝化除磷 ,及ＣＡＮＯＮ工艺为代表的厌氧氨氧化作为可持续除磷脱氮关键技术的蓝本 ,荷兰 中国大学间合作研究提出了一针对城市污水处理的可持续除磷脱氮推荐工艺 ,如图 7所示。这个推荐工艺突出ＣＯＤ甲烷化、磷酸盐回收以及处理水回用等与可持续性密切相关的内容。图 7　可持续城市污水处理脱氮除磷推荐工艺为了有效转换污水中过剩ＣＯＤ为甲烷 ,早年德国人开发的ＡＢ法[4 2 ] 中Ａ段被推荐用于浓缩ＣＯＤ。Ａ段采用很短的污泥龄 (8～ 2 5ｈ) ;以这种方式 ,细菌快…     

有机碳对氨氧化细菌及氨氧化古菌的影响

氮是水生态系统初级生产力的限制性生源要素,也是造成黑臭水体的重要污染物。微生物是氮循环的驱动泵,硝化作用及反硝化是微生物的特有过程,也是氮素生物地球化学循环以及氮素去除过程中最为关键的步骤。通过分析体系中氮转化、氨氧化古菌(AOA)及氨氧化细菌(AOB)数量和活性对不同有机炭的响应发现,有机碳的添加增大了氨氧化古菌在氨氧化菌群中的比例,而氨氧化细菌比氨氧化古菌对铵根离子的降低更为敏感体系的潜在硝化速率与氨氧化细菌的氨单加氧酶基因拷贝数具有正向相关性。本研究结果对如何通过促进水体自身氮转化活性而快速削减水体中氨氮提供了指导。     

污水处理厂污泥水处理技术研究进展

污泥水是指污水处理厂污泥浓缩、消化、脱水等环节产生的污水。污泥水独立对处理提升污水处理效率,实现污水处理厂稳定运行具有重要意义。污泥水悬浮物和总磷去除的关键问题是根据其水质特性确定合适的混凝剂和低成本的除磷剂。利用污泥水的高氨氮实现侧流富集硝化菌强化主流污水处理系统硝化能力在污水处理厂升级改造中具有良好的应用前景。短程硝化反硝化和厌氧氨氧化工艺能够有效解决污泥水脱氮存在的碳源不足的问题。随着深度脱水技术在国内的大规模应用,利用深度脱水污泥水补充污泥水脱氮所需的碱度和碳源,以及除磷所需的钙源能够大幅度降低污泥水脱氮除磷的运行成本。