溶解氧对输水管道生物膜微生物群落结构及出水水质影响

为提高微污染原水输水安全性,采用生物膜环状反应器(biofilm annular reactor,BAR)模拟原水输水管网,研究溶解氧(DO)对出水水质及生物膜微生物的影响,运用454-高通量测序技术对生物膜的微生物多样性和丰度进行分析.结果表明:随着溶解氧浓度的提高,反应器出水浊度、总铁、氨氮大幅度下降,该过程对总氮和CODMn去除的影响并不明显;生物膜中的铁细菌、硫酸盐还原菌的量均随溶解氧浓度的提高而降低,而微生物多样性和丰度(如硝化细菌)随溶解氧质量浓度的提高而升高.提高溶解氧能够缓解管道腐蚀,提高管壁生物膜的净水作用.     

3BER反应器极板面积和布置形式对脱氮效果的影响

为提高三维电极生物膜工艺(3BER)脱氮效率及出水水质,通过增大极板面积、减少极板间距、改变电极布置形式,构建了新型三维电极生物膜反应器(3BER-NC)用于城市污水厂尾水深度脱氮处理,研究了电流、进水pH和籽( C)/籽( N)对其运行效果的影响,并分析了系统中反硝化菌群分布特征. 研究结果表明:减少极板间距能减缓碳棒阳极电解,出水色度低,能在较高的电流下运行,3BER-NC最佳运行电流为200 mA,比3BER反应器高出100 mA. 增大极板面积和改变极板位置分布有利于反硝化反应的进行,TN平均去除率提高约37. 74℅. 电流强度、进水pH和籽(C)/籽(N)对系统脱氮效果均有较大影响,在不同运行条件下3BER-NC体系的脱氮效率均优于3BER.在3BER-NC体系中β变形菌起主导作用,脱氮主要是由异养和自养反硝化菌共同作用的结果.     

气水比对一体式膜生物反应器的影响

目的为了解决一体式膜生物反应器(IMBR)的曝气能耗,同时为探讨气水比对IMBR中溶解氧(DO)和工艺出水效果的影响．方法利用一体式膜生物反应器装置进行试验,研究气水比对DO的影响和DO对COD与NH3-N去除效果的影响．结果试验证明溶解氧变化速率随污泥质量浓度的下降而升高,在高污泥质量浓度下,溶解氧浓度对氨氮的去除有一定影响,并得出了气水比、溶解氧以及污水处理效果之间的最佳工作点．结论在MLSS分别为4．23g／L,4．09g／L,3．70g／L的运行条件下,MBR的最佳运行气水比相应为35：1,25：1,17：1;DO的变化对COD的去除效果并不显著;在高污泥浓度下,DO质量浓度保持在2．63～4．85mg／L之间时,氨氮的去除率随溶解氧浓度的上升而下降,氨氮去除率良好,但DO质量浓度过低时,氨氮去除效果不佳．     

溶解氧对好氧颗粒污泥处理城市污水的影响

研究了序批式活性污泥法(SBR)反应器中溶解氧(DO)质量浓度对好氧颗粒污泥(AGS)系统处理人工模拟城市污水效果的影响.通过改变曝气量,控制SBR反应器中DO的质量浓度:3 mg/L≤ρ(DO)<4 mg/L、2 mg/L≤ρ(DO)<3 mg/L和1 mg/L≤ρ(DO)<2 mg/L,对出水中的COD、NH+4-...     

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%.     

晚期垃圾渗滤液实现短程硝化影响因素分析

利用SBR反应器,探讨了溶解氧(DO)、温度和pH值对晚期垃圾渗滤液实现短程硝化的影响.结果表明:DO质量浓度为0.75 mg/L左右时,短程硝化效率较高,大于该值时硝化类型有向全程硝化转变的趋势,低于该值时最大氨氧化速率下降较大;当DO质量浓度保持在0.75 mg/L左右时,降低温度和pH值,最大氨氧化速率下降,但亚硝氮积累率仍保持在较高水平.低溶解氧情况下,由于DO的抑制作用,硝酸菌没有表现出较亚硝酸菌更适应较低温度或pH值环境的特性,DO是实现晚期垃圾渗滤液短程硝化的控制因素.当DO为0.75 mg/L左右,pH值为6.5~8.0,温度为25~27℃时,可以达到96%以上的氨氮去除率及98%以上的亚硝氮积累率,在此条件下最大氨氧化速率为0.097~0.12 g/(gVss.d).     

膜生物反应器中胞外聚合物合成的影响因素

目的研究膜生物反应器中胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)合成的影响因素,为膜生物反应器的良好运行提供理论基础和实验依据.方法采用动态实验装置(膜生物反应器),通过对BOD、MLSS等的检测,研究污泥负荷、pH和DO对胞外聚合物合成的影响.结果研究发现污泥负荷对胞外聚合物合成的影响显著,污泥负荷宜控制在0.6 BOD-kg/(MLSS kg.d).pH对EPS合成影响次之,pH宜为7.1.DO对EPS合成影响最小,DO宜控制在2.1 mg/L.结论污泥负荷降低有利于EPS的合成,这支持了低负荷下微生物发生自溶的现象。溶解氧质量浓度升高和pH值偏碱时亦有利于EPS的合成.     

DO对SBR短程硝化系统的短期和长期影响

采用实际的生活污水,在SBR反应器内分别考察了溶解氧(DO)对短程硝化效果及污泥种群结构的短期和长期影响.结果表明,通过采用实时控制曝气时间,高ρDO(ρ(DO)=(3±0.5)mg/L)与低ρDO(ρ(DO)=(0.5±0.1)mg/L)条件下SBR系统的亚硝酸盐积累率均能达到90%以上,而低ρDO相对于高ρDO更利于提高系统的同步硝化反硝化(SND)效果,两者的平均同步硝化反硝化率(SND率)分别为45.5%和9.5%,低ρDO下最高SND率达86%.FISH的检测结果表明,实时控制模式下反应器内亚硝酸氧化菌(NOB)逐渐被淘洗,而氨氧化细菌(AOB)变为优势硝化菌群.在高ρDO运行末期,稳定的短程污泥中AOB和NOB的相对数量分别为8%～10%和不足0.5%;在低ρDO运行末期,AOB数量出现了微弱上升,增至10%～12%,而NOB进一步被淘汰,基本检测不出.可见,采用好氧曝气时间实时控制,能对短程硝化系统内污泥种群起到优化作用,且在高、低ρDO下均能实现稳定的短程硝化效果,而低ρDO更有利于系统内亚硝酸氧化菌(NOB)的淘洗、短程硝化率的提高以及系统SND效果的加强.     

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.     

同步硝化反硝化脱氮影响因素探讨

利用批量实验模拟SBR反应器中的硝化反硝化反应,考察不同温度、pH值、溶解氧(ρDO),碳氮比(COD/NH3)对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明,在温度为30℃,ρDO为5 5mg/L,pH为7 0,碳氮比为20 7时总氮去除率可达48 7%;同时可以推断活性污泥中可能同时存在异养硝化菌和好氧反硝化菌。     

电极生物膜法反硝化工艺条件及过程

为获得具有良好反硝化性能的电极生物膜,以活性污泥为出发菌株,分别以连续和间歇培养方式在石墨电极上生长电极生物膜,研究碳氮比、电流强度、pH等工艺条件对电极生物膜反硝化过程的影响.结果表明:当碳氮比小于3.0时,体系的反硝化速率与碳氮比成正比;而在3.0以后,反硝化速率的增长开始趋于缓慢;电流强度为20mA时,硝酸盐去除效率达到最大值9.26mg/(L.h),继续加大电流,硝酸盐的去除率降低;当pH等于7时,硝酸盐氮的去除负荷最大,为7.89mg/(g.h),而pH小于或大于7时,生物膜的反硝化性能均有所降低.对单纯电极法、单纯生物膜法和电极生物膜法进行比较研究,证明电极生物膜法对硝酸盐的去除是电与生物膜共同作用的结果.     

Optimization for Nitrogen Removal in Anoxic/Oxic-Membrane Bioreactor by Response Surface Methodology

应用响应曲面法优化A/O-MBR中总氮去除

于明,田禹

（哈尔滨工业大学 环境学院,哈尔滨 150001）

摘 要：

本研究采用响应曲面法（RSM）优化了缺氧/好氧-膜生物反应器（A/O-MBR）中总氮（TN）去除条件,分析了缺氧池中溶解氧浓度（DO）、混合液回流比（IR）和污泥浓度（MLSS）等三个运行条件对TN去除率的影响。结果表明：随着DO、IR、MLSS增加,TN去除率先升高后降低,DO、IR、MLSS三个运行条件对TN去除率有显著影响,且DO和MLSS之间相互作用对TN去除率的影响要高于DO和IR、IR和MLSS之间相互作用。RSM优化的TN去除最优条件：MLSS为7926.6mg/L、IR为371.8%、DO为3.5mg/L时,TN去除率为83.34%。在该优化条件下,TN实际去除率为83.13%,进一步表明采用RSM法优化TN去除率是可信的。

关键词：缺氧/好氧-膜生物反应器（A/O-MBR）,TN 去除率,优化,响应曲面法(RSM),运行条件

     

3DBER-S-Fe深度脱氮除磷效果

为强化三维电极生物膜(3DBER)工艺深度脱氮除磷性能,提高污水厂尾水质量,将硫磺和海绵铁作为混合填料,构建硫铁复合填料三维电极生物膜(3DBER-S-Fe)脱氮除磷工艺;在不同ρ( C)/ρ( N)、I和水力停留时间( HRT)运行条件下,探究工艺深度脱氮除磷效果.分别从反应器填料和阴极上取生物膜,通过Miseq高通量测序,构建细菌16S rRNA基因克隆文库.结果表明：在运行条件为ρ(C)/ρ(N)=2、I=150 mA和HRT=4 h时,3DBER-S-Fe对总氮和总磷的去除率分别可达85.59%和97.43%;适当增加ρ( C)/ρ( N)、I和HRT均能不同程度提高系统脱氮除磷效率.在填料和阴极上丰度最大的均为具有硫自养反硝化功能的Thiobacillus,分别占40.62%和44.75%;具有氢自养反硝化功能的Rhodocyclaceae在阴极的分布明显多于填料.因此,3DBER-S-Fe具有较高的脱氮性能主要是硫自养反硝化和氢自养反硝化共同作用的结果,且氢自养反硝化过程主要发生在阴极.     

SBR反应器同步硝化反硝化影响因素及其特性

为进一步探讨同步脱氮机理和提高反应系统同步硝化反硝化效率,利用培养驯化出高效同步硝化反硝化活性污泥,研究有机物负荷、溶氧和温度等因素对SBR反应器同步硝化反硝化脱氮效能的影响.结果表明：当温度为25～30℃、pH为7～9时,系统脱氮效果较好;当碳氮比在1：1～8：1时,COD、氨氮、TN去除率随着碳氮比的升高而降低,分...     

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2mg／L,SBR周期平均DO值控制为2mg／L。与对照系统相比,2mg／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。     

高频放电法对甲醛去除性能研究

采用高频放电法对甲醛去除性能进行了研究.主要考察了甲醛去除率与电源施加电压、放电电流和电源频率之间的关系,并对无填料反应器及加有钛酸钡和亚硝酸钠填料的反应器对于甲醛的去除效率进行了对比实验,结果表明,甲醛的去除率随着电源施加电压、放电电流和电源频率的提高而提高;在相同条件下,反应器有填料比无填料对甲醛的去除率高,填加有钛酸钡填料的反应器比加有亚硝酸钠填料反应器对甲醛的去除率高.     

DO对除磷过程的长期影响

为研究溶解氧(DO)对除磷过程的长期影响,采用序批式间歇反应器(SBR),通过设置好氧阶段DO的不同(5.5～7.0 mg/L和0.5～1.5 mg/L),系统地考察长期运行在这两种DO水平下强化生物除磷系统(EBPR)除磷过程的特点.结果表明:在pH 7.2～7.6,温度(23±0.5)℃时,高DO对放磷和吸磷两个阶段均会产生负面影响.其厌氧阶段的放磷量比低DO情况下要少43.08%.吸磷过程在好氧阶段初始30 min内进行得最快,该期间内高低DO污泥的最大比吸磷速率分别为6.27和11.45 mg.g-1.h-1,前者比后者少45.24%.分析认为,过度曝气导致的聚磷菌体内聚β羟基丁酸盐(PHB)的不足和过多的进水碳源被用作反硝化,是本试验高DO状态下除磷性能恶化的主要原因.高DO在抑制丝状菌膨胀方面并不比低DO占有明显的优势,污泥除磷性能的改善往往伴随着污泥沉降性的好转.     

三维电极反应器处理染料废水的研究

采用三维电极电化学反应器处理含酸性大红3R的染料废水，考察了槽电压、原水浓度和反应时间对处理效果的影响，分析了反应过程中电流值的变化，对氧化还原电位(ORP)与去除状况的关系、反应器内不同位置的去除效果进行了初步探讨，并通过紫外一可见光谱分析了酸性大红3R的分解产物．试验表明，在最佳条件时，含酸性大红3R的染料废水色度去除率接近100％，COD去除率大于90％．     

Effect of Dissolved Oxygen on Operation of EGSB

An expanded granular sludge bed (EGSB) reactor was adopted to study the dissolved oxygen (DO) effect on the operation. With the chemical oxygen demand (COD) 800-1 800 mg/L, pH 6.0-7.3, volume loading rate (VLR) 5.4-11.5 kg COD/(m3·d), the operational behaviors of EGSB reactor was researched. And the max DO concentration which influenced steady operation of EGSB reactor was determined by contrasting the changes due to different concentrations of the influent DO. With the COD 1 200-2 000 mg/L, VLR 7.2-12.0 kg COD/(m3·d), the operational characteristic of EGSB reactor was researched by aerating the recycle effluent. The results was: when the DO concentration of influent was under 3.0 mg/L, the removal efficiency of COD was 82%-90% and the operation of the EGSB reactor was steady; when the DO concentration of influent was over 3.0 mg/L, the oxidation-reduction potential (ORP) fluctuated greatly and the operation of the EGSB reactor was instable; the acidified wastewater of saccharide whose pH value was 5.1-6.5 could be treated by aerating the recycle effluent and the efficiency of COD was up to 85%-92%.