臭氧氧化污泥减量和碳源回收利用研究

将臭氧氧化技术和A2/O生物脱氮除磷工艺相结合,考察了同时实现污泥减量和碳源回收用于生化系统脱氮除磷的可行性。A2/O工艺运行稳定后,控制臭氧浓度为25 mg/L,对剩余污泥连续破解并投加到缺氧池。结果表明:经臭氧氧化后,混合液中的SCOD浓度增加到氧化前的3.5倍,对SS和VSS的去除率分别可达46.8%和42.3%;经过臭氧氧化的剩余污泥回流到A2/O系统后,使C/N和C/P值均提高了约一倍,但是脱氮除磷效率却没有提高。这是因为DO浓度过高,破坏了厌(缺)氧环境;同时,所释放的COD中能够被微生物快速利用的较少。     

低溶解氧控制状态下污泥减量系统除磷脱氮特性

通过控制曝气量的方式研究了溶解氧对污泥减量系统除磷脱氮过程的影响。发现在低剂量2,4,5三氯苯酚（TCP）作用下,活性污泥的内源SOUR值增加,SBR系统的低DO状态持续时间增长,周期平均DO降低,形成了有利于同时硝化反硝化SND脱氮的低DO环境。综合考虑TCP浓度对污泥减量、除磷脱氮和污泥性能的影响,TCP浓度建议为2 mg/L,SBR周期平均DO值控制为2 mg/L。与对照系统相比,2 mg/LTCP污泥减量系统的曝气量增加了23%,剩余污泥排放量减少34.6%,出水水质与对照系统相当,实现了达标排放。表明低DO控制状态下、辅以排富磷污水除磷方式,TCP系统可以同时获得优异的除磷脱氮和污泥减量效果。     

A/O除磷工艺丝状菌污泥膨胀的研究

丝状菌污泥膨胀是影响活性污泥法高效、稳定运行的重要因素。采用A/O生物除磷工艺中试装置处理实际生活污水,分析了污泥膨胀发生的原因及恢复系统性能的方法。结果显示,长期曝气不均匀是导致丝状菌污泥膨胀的重要原因,通过调控系统运行参数可以有效控制由低DO值或者高负荷引起的丝状菌污泥膨胀。当发生污泥膨胀后,首先降低负荷至0.45 kgCOD/(kgMLSS.d),调节回流比为83%,同时控制好氧池各段的DO分别为1.5、1.0、1.0 mg/L以淘汰丝状菌,在SVI值降至200 mL/g以下后继续降低回流比至53%,同时降低曝气量以形成1.0、0.5、0.5 mg/L的DO浓度梯度。采取上述调控措施后,SVI值由569.8 mL/g降至150 mL/g以下,污泥性状得以恢复;同时出水COD和TP分别在50、0.5 mg/L以下,去除率分别约为85%、95%。     

低DO浓度下氧化沟的除污及节能效果分析

以实际污水处理厂的沉砂池出水为研究对象,在微孔曝气氧化沟中试装置中进行了低溶解氧浓度和污泥微膨胀条件下去除污染物的试验并分析了节能效果。通过电动阀控制曝气量,使曝气区的DO维持在0.5～0.9 mg/L之间,SVI值为150～250 mL/g,即污泥处于丝状菌微膨胀状态,可以节省曝气量约50%,且对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别达到92.5%、99.1%、82.1%和96.2%,出水SS平均值小于10 mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A的要求,实现了低溶解氧浓度和污泥微膨胀状态下的运行与高效脱氮除磷。     

DO和填料对多级A/O工艺同步硝化反硝化的影响

为了解决低碳源污水脱氮效果不佳的问题,挖掘多级A/O工艺强化脱氮的潜力,在小试装置中开展了多级A/O工艺同步硝化反硝化的研究.结果表明,随着DO浓度的升高,同步硝化反硝化率呈现下降的趋势,低DO浓度(0.5 mg/L)下的同步硝化反硝化率高达37.4％.在系统中投加填料之后,系统的同步硝化反硝化脱氮能力得到提升.但是随着DO浓度的升高,填料对同步硝化反硝化的影响逐渐减弱.通过试验,提出了多级A/O工艺在较低溶解氧浓度下的梯级曝气运行控制模式,并确定了最佳运行工况,即各好氧区的最佳DO分别为0.5、1.0、1.5 mg/L,在低曝气能耗下实现了对氨氮的去除与较大程度的同步硝化反硝化.     

A2/O工艺的溶解氧控制及其对处理效果的影响

A2/O工艺是一种广泛使用的生物脱氮工艺,但在城市污水有机物浓度偏低的情况下,其存在反硝化碳源不足、全程硝化反硝化能耗高以及脱氮效果不稳定的问题,而控制溶解氧是解决上述问题的关键措施.为了研究溶解氧控制措施对A2/O工艺处理效果的影响,优化工艺运行,在成都航空港污水处理厂进行工程调试,并对溶解氧水平与风机能耗之间的关系进行定量分析.结果表明,A2/O工艺的好氧区采取低溶解氧策略(1.6 mg/L)能够改善脱氮效果,并能够保证其他主要污染物达标排放;同时,采用低溶解氧措施也有利于节能降耗,好氧区中点的DO为1.6mg/L较DO为2.0 mg/L时的风机能耗降低约8％.     

DO浓度对An-(O/A)n-MBR工艺运行效果的影响

自行开发出分段进水厌氧-多级好氧/缺氧-膜生物反应器[An-(O/A)n-MBR]复合工艺并用于处理生活污水,考察了在多级O/A区好氧室的不同DO浓度下系统的运行特性.结果表明,DO浓度对系统去除COD无明显影响,对COD的去除率均在94%以上.但DO浓度对氮、磷的去除效果有较大影响,当DO为0.8-2.4 mg/L时可取得较好的硝化效果,对氨氮的去除率可达99%以上;而当DO为0.8～1.2 mg,/L时对TN和TP的去除效果较好,去除率分别可达74.81%和71.41%,在此DO浓度下,系统不仅可获得较好的脱氮除磷效果,同时也有利于节能降耗.     

A~2/O工艺的污泥膨胀及污泥特性研究

丝状菌污泥膨胀是制约活性污泥工艺发展的重大难题之一,在同步脱氮除磷系统中更容易发生。以城市污水厂中最常采用的A^2／O同步脱氮除磷工艺为研究对象,系统探讨了该工艺中可能出现的丝状茵污泥膨胀及其诱因,并研究了膨胀污泥的特性。结果表明,若运行不当,A^2／O工艺也可能发生丝状菌污泥膨胀;单纯提高好氧区的DO浓度可在一定程度上改善污泥的沉淀特性,而增大好氧区的有机负荷对控制污泥膨胀更为重要。沉淀性能良好的污泥粒径分布范围较广,在15μm和50μm附近也有部分分布,且大多为球菌;膨胀污泥的粒径大多在10μm以下,绝大多数为丝状菌,只有少量球菌被包埋在丝状菌内部。     

芦村污水处理厂精细化管理技术措施研究

以芦村污水厂为例,结合生产运行实际,在分析运行问题的基础上,从优化碳源投加量、充分利用生物除磷和控制混合液内回流点DO浓度三个方面分别开展精细化管理技术措施研究。结果表明,去除1 mg/L的NO_3~--N需要4.93 mg/L碳源乙酸,在现状平均强化脱氮需求为5mg/L的TN去除量下,芦村污水厂老厂区乙酸理论投加量为24.65 mg/L,商业碳源冰醋酸理论用量为0.274 t/10~4m~3水;通过化学协同除磷药剂投加量优化控制(投加量由100 mg/L降至70 mg/L),使工艺系统具有生物除磷能力,回流污泥厌氧释磷量可达15 mg/L,并且在反硝化除磷与碳源投加点优化条件下,碳源得到高效利用;低温季节现状芦村污水厂三期的好氧池3池容并未利用,可将其调控为消氧池模式运行,以控制混合液内回流点的DO浓度,理论上可使现状工艺系统脱氮能力提高2.25 mg/L。     

DO对A/O同步脱氮除磷工艺的影响研究

采用A/O同步脱氮除磷工艺处理模拟城市污水,考察了好氧段DO浓度对该工艺处理效果的影响.结果表明,好氧段DO浓度对系统脱氮除磷效果的影响显著,当DO控制在1.5mg/L左右时,系统的处理效果最佳,可实现同步硝化反硝化和反硝化除磷,对NH4+-N、TN、TP、COD的去除率分别为99.12%、94.61%、92.85%、96.10%,平均出水NH4+-N、TN、TP、COD分别为0.25、0.68、0.5和10 mg/L.     

污泥减量工艺:HA-A/A-MCO的好氧脱氮机制分析

针对污泥减量技术存在对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能并可实现污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺。在该工艺取得同步脱氮除磷和污泥减量优异效果的条件下,采用其处理校园生活污水,当进水TN平均为47 mg/L时,出水TN为10.9 mg/L,系统的总脱氮率为76.8%,其中好氧脱氮量占总脱氮量的50%,缺氧脱氮量占26%;HA-A/A-MCO系统存在着在好氧条件下具有反硝化能力的菌属,对好氧脱氮有一定贡献,且DO浓度对其反硝化能力没有抑制作用;好氧池中的DO浓度梯度有利于在污泥絮体内形成缺氧环境,从而促进同步硝化反硝化(SND)的发生,但减小污泥絮体尺寸会削弱絮体内部缺氧区域比例、降低SND的脱氮效率。     

Limited filamentous bulking in order to enhance integrated nutrient removal and effluent quality

Limited filamentous bulking has been proposed as a means to enhance floc size and make conditions more favorable for simultaneous nitrification/Denitrification (SND). Moreover a slightly heightened SVI is supposed to increase the removal of small particulates in the clarifier. Integrated nitrogen, phosphorus and COD removal performance under limited filamentous bulking was investigated using a bench-scale plug-flow enhanced biological phosphorus removal (EBPR) reactor fed with raw domestic wastewater. Limited filamentous bulking in this study was mainly induced by low DO levels, while other influencing factors associated with filamentous bulking (F/M, nutrients, and wastewater characteristics) were not selective for filamentous bacteria. The optimum scenario for integrated nitrogen, phosphorus and COD removal was achieved under limited filamentous bulking with an SVI level of 170-200 (associated with a DO of 1.0-1.5 mg/L). The removal efficiencies of COD, TP and NH₄⁺-N were 90%, 97% and 92%, respectively. Under these conditions, the solid-liquid separation was practically not affected and sludge loss was never observed. A well-clarified effluent with marginal suspended solids was obtained. The results of this study indicated the feasibility of limited filamentous bulking under low DO as a stimulation of simultaneous nitrification/denitrification for enhancing nutrient removal and effluent quality in an EBPR process.     

低溶氧下低C/N值生活污水的同步硝化反硝化

采用改良的Orbal氧化沟中试系统处理低C／N值生活污水，考察了溶解氧浓度对同步硝化反硝化（SND）的影响。结果表明，当外沟溶解氧浓度为0．3mg／L时，约有29．97mg／L的总氮在氧化沟的外沟通过SND去除，外沟对COD的实际去除量为9．03mg／L，外沟的SND主要是利用微生物内贮有机碳源或生物吸附碳源进行的。控制氧化沟的外、中、内沟溶解氧浓度分别为0．3、0．5和2．0mg／L时，系统的SND率和总氮去除率最高。在优化的溶解氧条件下，系统对总氮的平均去除率和平均SND率分别为66．0％和42．6％，分别比优化前提高了13．8％和24．3％。     

倒置A2/O工艺的短程生物脱氮中试

在中试规模的倒置A^2／O工艺中，考察了通过控制溶解氧浓度实现短程硝化反硝化的效果。试验表明，在溶解氧为0．3～0．8mg／L的条件下，可以实现短程硝化反硝化，平均亚硝化率可达64．5％，对TN的平均去除率为66．8％，但易导致严重的污泥膨胀；在低氧（DO=0．3～0．8mg／L）与常氧（DO=1．6～2．5mg／L）模式交替运行的条件下，可以维持稳定的短程硝化反硝化．平均亚硝化率可达48．4％，对TN的平均去除率为64．3％，对TP的平均去除率可达38．5％。污泥的SVI控制在112mL／g左右。     

投料倒置A/A/O脱氮除磷工艺中试

采用投料倒置A／A／O脱氮除磷工艺在上海某城市污水厂进行了中试，着重考察了在水力停留时间为8h和较短污泥龄条件下的脱氮除磷效果。结果表明，缩短泥龄总体上有利于提高除磷效果，且不会影响硝化效果。在泥龄为6d时，出水NH，-N平均为2、0mg／L，NO3^-N为4．3mg／L，PO4^3-P为0．5mg／L；而在泥龄为4d时，平均出水NH3-N仅为2．7mg／L，去除率达到92．3％。     

AO—MBR工艺短程硝化处理高氨氮废水试验研究

采用AO—MBR工艺短程硝化处理高氨氮废水,系统可以快速启动实现全程硝化。结果表明,AO—MBR工艺在温度为24～32℃,pH值为7．8～8．4,好氧池DO降至0．5mg／L时,运行21天后全程硝化转变为稳定的短程硝化,氨氮去除率和亚硝酸盐氮积累率均大于90％;接种后及硝化类型转变时污泥浓度会大幅降低,运行中后期污泥浓度基本保持稳定。     

序批式生物膜法的脱氮除磷功效研究

采用序批式生物膜工艺进行了处理广州地区城市污水的脱氮除磷试验研究，结果表明：在碳、氮、磷比例失调（碳量偏低）的情况下，达到了既去除有机物又能脱氮除磷的效果，出水BOD5、COD分别为6．0～9．8、12．7～35．5mg／L，而TN、NH3-N、TP分别在14．8、4．0、0．5mg／L以下；磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提；DO浓度会影响好氧段的磷吸收速率，但不影响磷的去除量；在好氧运行初期发生了同步硝化反硝化，其去除的总氮约为15％。     

A~2/O系统中强化ANAMMOX反应的可行性研究

通过采用限制DO的运行方式,在A2/O系统中富集NO2--N,从而强化厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应,提高系统的脱氮性能.结果表明,当好氧池中的DO为0.5～1.0 mg/L时,可使NO2--N的浓度提高约500%,形成有效积累,从而在缺氧池中强化ANAMMOX反应;强化AN-AMMOX反应后的缺氧池对NH4-N和TN的去除率分别提高了15%和9%,系统对TN的去除率提高了约7%;通过SPSS13.0软件分析可知,强化ANAMMOX反应的A2/O系统脱氮效果显著;但采用限制DO的运行方式对A2/O系统去除COD和TP有一定影响,其中对COD的去除率下降了5%,对TP的去除率下降了1.4%.     

碳源对好氧颗粒污泥物理性状及除磷性能的影响

采用气提升内循环序批式反应器，分别以葡萄糖、乙酸钠、乙醇为碳源培养好氧颗粒污泥，考察了3种颗粒污泥的物理性状、除磷性能及除磷机理。结果表明：3种颗粒污泥在结构和处理效果上均能长时间保持稳定，其中以乙酸钠和葡萄糖为碳源培养出的颗粒污泥具有较密实的内部结构和较好的沉降性能；在进水COD为600mg／L、TP为15mg／L时，以葡萄糖、乙酸钠、乙醇为碳源培养出的好氧颗粒污泥对TP的去除率分别为82％、88％、52％，其中对TP去除效果较好的两种好氧颗粒污泥（以乙酸钠、葡萄糖为碳源培养的）在反应初期均有较明显的释磷现象发生；以乙酸钠为碳源培养出的颗粒污泥在进水COD浓度为800mg／L时对TP的去除率达到最高（为92％）．进一步加大COD负荷会使好氧颗粒污泥的除磷能力迅速下降。     

新型一体化生物反应器的同步脱氮除磷影响因素研究

为了提高对污水的处理效能,设计了一种新型一体化生物反应器并采用其处理生活污水,研究了DO和HRT对同步脱氮除磷效果的影响,并探讨了其实现机理。试验结果表明：在进水COD为290～510mg／L、MLSS为2500mg／L、污泥龄为15d以及好氧区和缺氧区的溶解氧分别为2mg／L和0．2mg／L时,系统的脱氮除磷效果较好,对TN、TP的去除率分别可达80％和90％,DO过高或过低都会影响同步脱氮除磷的效果。控制DO为最优值,并保持其他操作条件相同,当HRT为12h时对总氮和总磷的去除率均在80％以上,随着HRT的延长,同步脱氮除磷效果反而下降。该一体化反应器集厌氧、缺氧和好氧区为一体,在一定的运行条件下能够实现同步脱氮除磷,是处理生活污水的有效方法。