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.     

氨氮对内循环生物流化床亚硝化过程影响

为实现内循环生物流化床(ITFB)短程脱氮处理高氨氮废水,在小试ITFB反应器内考察了氨氮浓度对生物膜亚硝化特性的影响.通过5个月的连续试验,研究了ITFB反应器历经启动培养、短暂亚硝化、硝化系统破坏、硝化系统恢复、完全硝化五个过程中,氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的转化规律及游离氨毒性作用对短程硝化过程的影响.试验结果表明:反应器启动初期出现了短暂亚硝化,平均亚硝化率为79%;在进水氨氮浓度增加到300 mg/L时,系统再次实现了亚硝化,平均亚硝化率达81%,但由于游离氨浓度的影响使得系统硝化能力受到严重影响,系统氨氮去除率降低至22%;系统恢复后,亚硝化现象不明显.反应器内游离氨浓度随进水氨氮浓度升高而增加至8 mg/L时,系统内硝化细菌和亚硝化细菌活性均受到抑制.通过提高进水氨氮浓度来实现系统短程脱氮过程稳定运行的可逆性较差.     

常温下pH对短程硝化反硝化的影响

目的 解决对短程硝化过程影响因素pH值研究不充分及短程硝化过程中氮的缺失的问题.方法 在SBR反应器中用传统活性污泥作为种泥驯化污泥,以模拟生活污水为处理对象进行动态实验,考察pH值对系统短程硝化反硝化的影响及系统运行周期内总氮缺失原因.结果 pH＝8.5,6 h的氨氮转化速率为8.9 mg/(L·h),亚硝态氮积累率高达93%;亚硝酸盐氮积累率随反应时间逐渐降低,pH越低,下降越多,pH＝7.1时,从2 h的80%下降到6 h的75%;进水pH值越高,反硝化2 h时总氮的去除效率越高,pH＝8.5时,系统总氮的降解速率达到5.6 mg/(L·h);短程硝化过程中存在氮的缺失现象.结论 进水pH越高,氨氮降解速率、亚硝态氮积累率和总氮去除率越高,系统周期中氮的缺失主要是同步硝化反硝化作用的结果.     

复合生物反应器亚硝酸型同步硝化反硝化

以实际生活污水为对象,利用有效容积为12L的间歇式复合生物反应器(填料体积填充比为30%),通过控制ρ(DO)稳定实现了亚硝酸型同步硝化反硝化脱氮.试验结果表明,在同步硝化反硝化条件下,随着ρ(DO)的升高,亚硝化率逐渐降低,总氮去除率也呈下降趋势.曝气结束,ρ(DO)>4 mg/L时,系统的亚硝化率和总氮去除率均小于50%;当ρ(DO)为2 mg/L,温度维持在(28±1)℃,硝化过程中亚硝化率始终维持在85%以上,ρ(NH_4~+ -N)去除率大于98%,总氮去除率在75%左右.因此,在试验条件下,只要控制曝气量,使得曝气结束时反应器内ρ(DO)为2 mg/L,就可实现稳定的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮.     

A/O反应器处理养殖场废水

目的 通过A/O反应器处理猪场厌氧发酵液试验,研究A/O反应器联合驯化过程中营养物质的去除规律.方法 A/O工艺对猪场厌氧发酵液启动完成后,改变系统运行参数,包括:溶解氧(DO)、水力停留时间(HRT)和内循环回流比(r)等,研究系统处理效率.结果 采用了先独立后联合的启动方式,在历时50 d后,A/O反应器顺利启动,出水COD、NH3-N去除率均稳定的保持在90%左右,TN去除率最高可到60%左右.当DO由2 mg/L提高到3 mg/L时,COD和氨氮的去除效果均有所提高,其中氨氮去除效果尤为明显,好氧区内的DO质量浓度最佳为3 mg/L.控制溶解氧含量为3.0 mg/L,当好氧区的HRT由12 h降低为10 h时,COD和氨氮的平均去除率均有所下降,因此好氧区的最佳水力停留时间应维持在10～12 h.结论 在不同的硝化液回流比下,A/O膜生物反应器对COD去除效果变化不大,而对总氮去除影响较大,得出此次试验硝化液的最佳回流比为3.0.     

碱度对常低温处理生活污水亚硝化的影响

为探究碱度对亚硝化过程的影响及通过碱度控制亚硝化出水比例的可行性,在序批式反应器(SBR)内快速启动亚硝化后考察不同进水碱度和氨氮比下的氨氮转化率、氨氮氧化速率及微生物活性．结果表明,硝化污泥经高氨氮预驯化可以实现亚硝化的快速启动,亚氮积累率维持在96％以上．碱度不足时,氨氮转化率与进水碱度和氨氮比成线性关系．周期试验表明,碱度可以指示亚氮质量浓度,碱度小于50 mg/L将导致氨氮氧化停止,比无机碳源质量摩尔浓度小于3.0 mmol·g-1将导致微生物数量及活性降低．实际运行中,可以通过碱度有效控制出水亚硝化比例．     

曝气生物滤池处理生活污水亚硝化的实验研究

为探究低氨氮生活污水亚硝化的可行性,采用高负荷生物滤池-上向流曝气生物滤池(UBAF)两段式反应器考察水流方向对高负荷生物滤池去除COD、氨氮效果及温度、DO对UBAF亚硝化效果的影响．结果表明,在水力负荷为0.58 m³／(m²·h)、COD容积负荷为2.30 kg／(m³·d)、气水比为3.6∶1、常温条件下,上向流进水方式能够获得稳定的低COD、高氨氮的二级出水．在水温30～33 ℃、DO 2.5～3.0 mg／L、进水pH 7.8～8.1条件下,UBAF出水氨氮平均转化率为84.58 ％,亚硝氮平均质量浓度达23.01 mg／L．UBAF反应器中各种含氮化合物沿程变化及FISH检测表明,在反应器末段存在一定程度的同步亚硝化厌氧氨氧化作用．该两段式反应器能驯化单独的脱碳、脱氮优势菌群,实现低氨氮生活污水的亚硝化．     

梯度递减曝气实现一体化部分短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化工艺(SPNAD)的稳定运行

为了解决一体化部分短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(single-stage partial nitritation, anammox and denitrification, SPNAD)系统中部分短程硝化由于过曝气难以稳定维持及短程硝化出水不稳定的问题,在以氨氮质量浓度为80 mg/L、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)质量浓度为150 mg/L的生活污水为进水的SPNAD系统中,通过曝气量控制进行了60 d的稳定进水负荷试验.在连续曝气控制0.3～0.5 mg/L的低溶解氧(dissolved oxygen,DO)过程中,会依次出现3次明显的DO跃变点T_a、T_b、T_c.结果表明:T_b可作为COD的降解完成指示点,T_c可作为部分短程硝化停曝气的指示点,T_c时刻NH■-N、NO■-N平均质量浓度分别为20.11、22.83 mg/L,NO■-N和NH■-N的质量浓度比值为0.93～1.37,适宜作为厌氧氨氧化进水;以DO变化...     

半亚硝化污泥基团内N_2O产生的微生态特性

利用NH4+、NO2-、DO、p H和N2O五种微电极在好氧条件下对半亚硝化污泥基团内部微环境条件及氮素迁移转化特征进行研究.结果表明,DO浓度是亚硝化活性与N2O生成的关键影响因子.在表层0~800μm的区域,DO浓度充足(1.92mg L-1),伴随着氨氮浓度大幅降低,亚硝酸盐氮浓度同步升高,是亚硝化发生的主要区域,未发现N2O生成的现象;在800~2 500μm的区域,DO浓度小于1.6 mg L-1,亚硝化反应不明显,N2O的体积净生成速率由0.13μg·cm-3h-1逐渐增加至6.9μg·cm-3h-1.N2O的产生速率随着DO浓度的降低呈增长的趋势.     

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%.     

淀粉基可生物降解载体在同步硝化反硝化中的应用

针对污水生物脱氮过程低C/N的问题,采用淀粉基可生物降解载体进行生物膜脱氮研究,考察了pH、DO、温度等因素对同步硝化反硝化的影响。结果表明:在C/N=4时,淀粉基可生物降解载体可以为反硝化菌提供充足的有机碳源。在pH=8~8.5、DO=1 mg/L、T=28℃时,氨氮及总氮去除率分别可以达到93%和76%。     

氯、亚氯酸盐控制氯胺消毒管网硝化作用效果

采用2台串联环状生物膜培养反应器(biofilm annular reactor,BAR)模拟氯胺消毒给水管网系统,通过对余氯、NH4+-N、NO2--N、NO3--N、DO、异养菌(heterotropic,HPC)及亚硝化菌(amnoniu-oxidizing bacteria,AOB)等指标进行检测,共同评价氯和亚氯酸盐2种消毒剂对氯胺消毒管网中硝化作用的控制效果.试验结果表明,出厂水再投氯消毒可造成NH4+-N降解,使得NO2--N和NO3--N产生积累;再投亚氯酸盐更易提高管网中余氯和DO的质量浓度,使得NO2--N和NO3--N质量浓度降低,可有效地控制硝化作用;与投加氯消毒时相比,投加0.6 mg/L亚氯酸盐时,第1台BAR中悬浮和生物膜中HPC分别平均降低了2.58 log和2.86 log,悬浮及生物膜中AOB降低约1 log,亚氯酸盐能对AOB起到控制灭活效果而等量氯对其几乎没有灭活效果.因此,在控制管网硝化作用方面,亚氯酸盐与氯胺联用的消毒效果优于氯与氯胺.     

合成氨工业废水高效短程生物脱氮中试研究

以某实际合成氨化工厂废水为研究对象,进行高氨氮化工废水缺氧/好氧(A/O)工艺高效短程生物脱氮中试研究.试验结果表明:A/O系统经过90 d的运行,实现了稳定的短程硝化,并获得了稳定的有机物和氮去除.亚硝态氮积累率维持在80%以上,COD、NH4+-N和TN的去除率分别达到了95%、99%和80%.此外,机理分析表明,A/O中试系统获得稳定短程硝化的主要因素为较低ρ(DO)、较高ρ(FA)及适宜HRT三者的协同调控.     

限氧曝气实现亚硝酸型同步硝化反硝化的研究

在(19±1)℃条件下,采用SBR工艺处理低碳氮比实际生活污水,没有外加有机碳源,通过限氧曝气实现了亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮(simultaneous nitrification denitrification via nitrite,亚硝酸型SND).试验结果表明,较长污泥龄下(50～66 d),通过控制曝气量使系统溶解氧处于较低水平,好氧末端ρDO2.0 mg/L,平均ρDO≈0.65 mg/L,不仅可在常温条件下实现短程硝化,ρ(NO2--N)/ρ(NOx--N)稳定在95%以上,而且可同时在该好氧硝化系统中获得高效的反硝化效果,稳定运行后,经亚硝酸型SND途径的总氮去除率(ESND)平均为52%,最高可以达到63.1%.试验分析表明,低ρDO水平是实现亚硝酸型SND的关键因素,通过低ρDO影响硝化菌群的构成、反硝化菌的缺氧微环境以及有机物和ρ(NH4+-N)的降解特性,促进了亚硝酸型SND的形成.     

微动力曝气对复合垂直流人工湿地脱氮效果研究

为构建复合垂直流人工湿地,通过单因素、多因素正交实验法得到系统运行所需最佳运行条件,微动力曝气最佳运行条件为曝气位置为下行流湿地60 cm,曝气时间为3.5 h,曝气量为600 mL/min,曝气方式为连续曝气0.5 h,停机1.0 h。在最佳运行条件下,考察微动力曝气对系统内DO、pH值、COD、NH_4~+-N、TN浓度的影响,同时考察复合垂直流人工湿地系统的运行效果。结果表明:在最佳运行条件下,出水的DO质量浓度为7.89 mg/L,pH值为7.26,COD、NH_4~+-N和TN的去除率均达到了90%以上;NH_4~+-N出水浓度达到了地表水I类标准,TN出水浓度达到了地表水II类标准;湿地系统CW1对微污染水NH_4~+-N、TN和COD的去除率均明显高于空白对照组的湿地系统CW1和CW2。可见,通过微动力曝气,能明显增强复合垂直流人工湿地对微污染水源的脱氮效果,并且能极大地提高湿地系统内的COD、NH_4~+-N和TN去除率。     

高浓度氨氮废水自养半短程硝化试验

在SBR反应器中采用消化污泥驯化启动自养半短程硝化系统。在温度35±1℃,溶解氧浓度（DO）1．0～1．5mg／L的条件下,可实现反应器的短程硝化。试验结果表明：反应器进水NH3-N浓度为510mg／L、HRT=12h、DO=0．8～1．2mg／L、pH=7．5～8．3时,SBR反应器出水NO2^--N和NH3-N的平均浓度分别为253．7和246．9mg／L,P（NO2^--N）／p（NH3-N）为1．02,满足ANAMMOX反应器的进水要求。     

生物膜同步硝化反硝化脱氮过程中N2O的产生量及机理分析

为了考察生物膜同步硝化反硝化脱氮过程中氧化亚氮(N2O)的释放量,以碳纤维为填料,采用SBR反应器研究了实际生活污水生物膜同步硝化反硝化过程中N2O释放量并对其产生机理进行了分析.在低溶解氧水平(0.2～1.5 mg/L)下系统同步硝化反硝化率维持在79%以上.在4个溶解氧水平0.2、0.4、1.0、1.5 mg/L下,每去除1 g氨氮N2O释放量分别为0.005、0.025、0.021、0.025 g,远低于短程硝化反硝化系统N2O释放量.1个反应周期内,N2O释放量随NH4+-N氧化而增加,NH4+-N氧化结束后,N2O释放量急剧减少.在曝气状态下,N2O释放速率与ρ(COD)呈现了较好的相关性.分析发现,生物膜同步硝化反硝化系统中N2O主要是由异养硝化和好氧反硝化产生.     

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%.     

ZBAF处理高氨氮废水的亚硝酸盐积累研究

利用自主开发的ZBAF(沸石填料曝气生物滤池)试验系统,针对低有机质高浓度氨氮废水的特殊水质,实现了在进水氨氮浓度为210mg/L时,去除达93.4%的情况下,亚硝酸盐积累率高达89.5%。考察了试验运行条件对亚硝酸盐积累的影响,结果表明滤料层高度、水力负荷、反冲洗以及温度等因素都导致了亚硝盐的积累。依据Monod增长动力学模式,初步提出了系统中亚硝化控制的动力学选择机理。     

生物强化生态床修复景观水过程中氮转化积累研究

以沸石和煤渣为主要基质构建复合生态床修复景观水体,从土著微生物中筛选驯化优势菌群对修复过程强化,考察生物强化过程对系统氮污染去除的强化及系统内氮的转化途径,并以天然土著微生物群强化和无生物强化为对比.结果表明,无生物强化的自然基质生态床可在短时间内通过离子交换吸附作用将ρ(NH_4~+-N)降低,系统内存在硝化作用,且NO_3~--N发生积累;而优势菌群强化系统对ρ(NH_4~+-N)的降低较快,且最后ρ<0.5 mg/L,NO_3~--N积累量较小;优势菌群使系统很好完成对氮的循环去除.且优势菌群强化系统离子交换去除率及硝化去除率延程均显著提高,即从原污染水中驯化的氮转化功能菌群能强化系统的氮转化,菌群功能与活性在延程中受到影响较小.