醋酸酯淀粉和SPAN80在反硝化缓释碳源中的应用

为了提高淀粉/聚乙烯醇(PVA)缓释碳源的脱氮效率,并有效控制碳源的释放速率,对缓释碳源基材组分进行了改进,采用醋酸酯淀粉替代普通淀粉,并添加疏水性乳化剂(SPAN80),通过静态脱氮和释碳试验,考察了缓释碳源脱氮性能和释碳速率的变化。结果表明,醋酸酯淀粉替代普通淀粉可以显著改善缓释碳源的品质,醋酸酯淀粉/PVA体系比普通淀粉/PVA体系的反硝化速率提高4倍之多,分别为0.085、0.016 mg/(g·h)。在醋酸酯淀粉/PVA体系中添加其质量5%的SPAN80,在保持较高脱氮效率的同时,能够有效降低出水COD浓度的幅度在15 mg/L以上,并减弱碳源表面的水解腐蚀程度。因此,醋酸酯淀粉和乳化剂的使用,能够提高缓释碳源的脱氮效率,并降低碳源的释放速率。     

后置反硝化BAF除污效能的主要影响因素研究

通过实验室模拟,考察了后置反硝化曝气生物滤池(BAF)工艺对污水厂尾水的脱氮效果,重点研究了外加碳源量和水力负荷对后置反硝化BAF除污效能的影响规律。研究发现,随着外加碳源量的减少(COD/TN值由10降为4),出水COD浓度由51.9 mg/L下降到7.5 mg/L,TN浓度由3.49 mg/L增加到18.11 mg/L,而氨氮浓度变化较小,始终保持在1 mg/L以下;随着进水水力负荷由1.0 m~3/(m~2·h)逐渐增加至2.0 m~3/(m~2·h),出水COD浓度由7.44 mg/L增加到45.31 mg/L,TN由3.46 mg/L增加到17.18 mg/L,而出水氨氮浓度仍无明显变化,保持在较低水平。综合考虑进水水质和出水水质要求,确定后置反硝化BAF工艺的适宜水力负荷≤1.5 m~3/(m~2·h)、外加碳源量为COD/TN值=7,该条件下对COD、氨氮、总氮的去除效果均较好,去除率分别≥77.51%、95%、≥87.32%。     

新型缓释碳源耦合海绵铁同步脱氮除磷的研究

为探讨低碳氮比污水厂尾水的深度脱氮除磷技术,以自制新型缓释碳源、海绵铁和活性炭作为反硝化生物滤池的复合填料,在不同HRT和进水硝态氮浓度条件下,探究反硝化系统的深度脱氮除磷效果。结果表明,复合填料反硝化系统具有较高的同步脱氮除磷效率。当HRT为3.65 h时,对TN和TP的平均去除率分别可达到85.7%和93.37%,出水COD平均浓度为29.2mg/L;在3个月的连续运行期间未出现明显的填料层堵塞及亚硝态氮和氨氮积累的现象;系统具有稳定p H值的能力,出水p H值无显著升高且趋于中性。该新型缓释碳源耦合海绵铁复合填料作为反硝化滤池的生物载体时,具有脱氮除磷效果好、无需连续投加碳源、出水p H值稳定等特点。     

后置反硝化曝气生物滤池处理生活污水的研究

采用后置反硝化曝气生物滤池处理模拟生活污水,在保证出水COD达标排放的前提下,分别向二级缺氧滤柱中投加20 mg/L的甲醇和引入0.2Q(Q为试验中系统进水的流量)的原水作为外碳源,考察了投加外碳源对系统脱氮及去除COD的影响.试验结果表明,在二级缺氧滤柱中投加20 mg/L的甲醇作为外碳源时,系统出水的NH4+-N、TN、COD平均浓度分别为5.6、8、35.8 mg/L,其去除率分别为83.6%、81%、83.5%;在二级缺氧滤柱中引入0.2Q的原水作为外碳源时,系统出水的NH4+-N、TN、COD平均浓度分别为13.9、18.3、47.7 mg/L,去除率分别为59%、56.6%、78.1%.系统采用甲醇比引入原水作为外碳源的脱氮效果好且出水的COD浓度较低.     

基于固体碳源反硝化的低碳源污水生物硝化技术

在污水处理工艺末端嵌入固体碳源反硝化滤池,可以不改变污水处理厂的原有工艺并提高对总氮的去除效率,方便应对污水厂的提标压力和低碳源污水的脱氮问题。以序批式生物膜反应器(SBBR)为对象,探究有利于低碳源污水生物硝化的运行模式和固体碳源反硝化滤池的脱氮效果。结果表明:对于COD为93~140 mg/L、TN为41~45 mg/L的低碳源污水,在SRT为20d、充水比为0.4、周期时间为3 h、氨氮负荷为0.112 kg/(m~3·d)、曝气量为3.8 m~3/(h·m~3)的情况下,SBBR的出水氨氮为1.5 mg/L,出水硝态氮为16 mg/L,出水硝态氮占出水总氮的70%,实现了高效稳定硝化。富含硝态氮的SBBR反应器出水通过固体碳源反硝化滤池后,出水总氮平均值为4.23 mg/L,COD平均值为25 mg/L,均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,系统总的脱氮率大于90%,获得了优异的低碳源污水生物脱氮效果。     

固体缓释碳源强化污水土地处理系统的反硝化效能

针对传统的污水土地处理系统脱氮效果较差的问题,利用丝瓜络作为固体缓释碳源构建反硝化反应器,与土地处理系统联用,强化其反硝化效能。结果表明,在土地处理系统之后串联反硝化反应器,可使总氮的平均去除率从26.83%提高到80.77%,出水硝酸盐氮的平均浓度也从34.2 mg/L降到了7.32 mg/L;出水COD浓度有小幅度升高,但整个系统对COD的平均去除率仍可保持在91.22%的较高水平。由此证明,利用丝瓜络作为固体缓释碳源来提高污水土地处理系统的反硝化脱氮效能是可行的。     

基于碳源需求的A~2/O工艺分段进水研究

针对现有A2/O工艺难以稳定实现同步生物脱氮除磷的问题,根据反硝化脱氮和厌氧释磷对碳源的不同需求,采用分段进水的方法,以期提高其脱氮除磷效果。外加乙酸碳源的试验结果表明,在厌氧段投加碳源不能有效提高后续缺氧段的反硝化效果。因此根据反硝化脱氮和厌氧释磷对碳源的不同需求,建立了分段进水的分配模型,以提高A2/O工艺的反硝化速率和释磷速率。A2/O工艺中试采用预缺氧段、厌氧段和缺氧段进水比例分别为15%、50%和35%的方法,结果表明,系统平均出水总氮和总磷分别为15.3和0.41 mg/L,稳定达到了GB 18918—2002的一级B排放标准;对总氮和总磷的去除率分别达到了68.5%和93.2%,比厌氧段单点进水分别提高了15.1%和16.6%。     

反硝化滤池在某工业园区污水处理厂的中试研究

利用Leopold反硝化滤池中试装置对污水处理厂二级出水进行脱氮除磷。试验结果表明,中试系统对硝态氮的去除效果良好,试验期间出水硝态氮浓度约为1 mg/L,平均去除率为82.28%;出水总氮基本在5 mg/L以下;以甲醇为碳源,可使出水COD稳定在30 mg/L以下;采用PAC强化除磷后,除磷效果稳定,出水总磷浓度基本在0.3 mg/L以下。     

提高MBR工艺反硝化碳源利用率的研究

为挖掘膜生物反应器(MBR)工艺的脱氮潜力,在MBR实际应用工程中开展了近1年的试验。在进水COD/TN值=4.0时,将污泥龄(SRT)从28~35 d延长至70~80 d,总氮去除率从61%提高至80%,出水总氮浓度从13 mg/L左右下降至6~8 mg/L,化学除磷费用仅增加了约0.02元/m~3,剩余污泥明显减量。MBR工艺释放了SRT作为工艺参数的调节自由度,拓展了生化系统的运行工况范围,在提高反硝化碳源利用率、强化污水脱氮效果方面具有独特优势。     

悬浮填料型活性污泥生物脱氮工艺研究

对悬浮填料型活性污泥生物脱氮工艺进行了研究。试验期间进水有机物浓度波动较大,出水COD浓度基本在30mg/L左右,COD的总平均去除率达到86.98%,氨氮平均去除率达到72.25%,出水平均为8.15mg/L;总氮的平均去除率达到48.39%,出水浓度平均为17.63mg/L。因此利用该反应器对生活污水进行脱氮处理是可行的。     

乙酸钠碳源强化生物滤池对二沉池出水的脱氮效果

对于碳源不足的城市污水厂二沉池出水,通过外加碳源提高对其TN的去除率是一种直接而有效的方法.采用生物滤池(滤速为2 m/h)深度处理二沉池出水,并投加乙酸钠碳源,发现当进水混合液的COD>95.0 mg/L时,对TN的去除率可达到98%;部分外加碳源可被DO消耗,只有当进水混合液COD增至57.7 mg/L时,出水DO降到0.8 m/L左右,反硝化现象才逐渐明显;当碳源投加不足时,会出现亚硝态氮的积累,当进水混合液的COD平均为81.1mg/L时,亚硝态氮积累量高达6 mg/L.     

进水方式对OAO蔬菜潜流湿地净化效果的影响

为提高好氧/厌氧/好氧（OAO）蔬菜潜流湿地对总氮的去除效果,同时维持其对有机物的高去除率,在野外条件下采用人工模拟的当地村落无序排放污水,分析不同进水方式（首端进水、三点进水和两点进水）对湿地去除污染物效果的影响。结果表明,相较于首端进水,三点进水方式下湿地对总氮的去除效果有所提高,但对COD和总磷去除率的提升效果不显著,最佳脱氮进水流量比为1∶2∶1,脱氮效果提升13.56%,氨氮、硝态氮和总氮去除率分别达到75.11%、95.07%和79.86%,相应出水平均浓度分别为0.65、0.53和1.32 mg/L。采用两点进水方式时,湿地脱氮除磷效率及COD去除率均高于三点进水和首端进水,最佳脱氮进水流量比为1∶3,氨氮、硝态氮和总氮去除率分别为82.10%、97.71%和85.59%,相应出水平均浓度分别为0.92、0.09和0.93 mg/L。     

ASBR与脉冲进水SBR组合工艺处理垃圾渗滤液

为了研究厌氧-好氧工艺处理垃圾渗滤液的脱氮性能,采用ASBR联合脉冲进水SBR(脉冲SBR)处理高氨氮实际垃圾渗滤液.ASBR的水力停留时间为2d;中间水箱调节脉冲SBR的进水C/N(3～5)和NH4+-N浓度;脉冲SBR采用3次等量进水模式,运行周期分为4个缺氧段和3个好氧段,不投加外碳源,缺氧4利用污泥内碳源进行反硝化.结果表明,串联运行时期(157 d)系统获得了高效的脱氮性能.ASBR进水COD为7 338～10 445 mg·L-1,去除率在83％以上;脉冲SBR进水NH4+-N浓度分4个阶段逐步提高至912.0±41.7 mg·L-1,总氮(TN)去除率在90％以上,出水总氮小于40 mg·L-1;系统COD和总氮去除率分别在87％和97％以上.单个缺氧4进程内的内源反硝化速率(DNR)会由快变慢,而其平均理论内源反硝化速率(TDNRm)达到了1.531 mgN·h-1·gMLVSS-1.在不使用物化预处理和不投加外碳源的情况下实现了对渗滤液的深度脱氮.     

丝瓜络和聚氨酯组合填料深度脱氮效果

针对污水厂尾水总氮较高、可生化性差、现行工艺无法使其达到地表水Ⅳ类水质标准的问题,利用丝瓜络缓释碳源的特性,探究了分别以丝瓜络、丝瓜络和聚氨酯组合、聚氨酯为填料的联合模块的深度脱氮效果。先行采用城镇污水处理厂活性污泥对填料进行浸没装填,再以C/N值较低的人工配水为原水分阶段连续运行。在联合模块实验过程中,NO3--N在未外加碳源的情况下,可以从10 mg/L下降至1.5 mg/L,去除率达到80%,NH3-N和NO2--N含量几乎为0,实现了深度脱氮,且不存在碳源外泄的情况。     

进水COD浓度对厌氧同步脱氮除硫特性的影响

研究了不同进水有机物浓度条件下,接种物不同的厌氧体系的同步脱硫反硝化特性。结果表明:当进水COD浓度从零增加到250mg/L时,两个接种物不同的反应器对硫化物、硝态氮和COD的去除率变化不同。接种厌氧污泥的1#反应器对硫化物的去除率从85%逐渐增加到99%,80%～90%的进水COD被去除,但产气量逐渐降低,出现了亚硝态氮的积累,反硝化脱氮困难;接种脱氮硫杆菌到厌氧污泥中的2#反应器对硫化物的去除率一直稳定在99%,相应的产气量也逐渐增大,脱氮效率高,55%～73%的进水COD被去除。此外,在这个浓度范围内,还观察到两个反应器出水硫酸盐的浓度由不加乙酸钠的23mg/L分别降到18mg/L和19mg/L,理论上硫转化率提高了4%～19%。当进水COD400mg/L时,仅60%～76%的硫化物被去除,相应的产气量也迅速降低,硫化物的氧化和反硝化过程均明显受到抑制。总而言之,在进水COD为250mg/L时,2#反应器对硫化物和硝态氮的去除率均达到了100%左右,对硫化物的比降解速率和产气量也提高了1.1～1.2倍,相应的出水硫酸盐浓度最低,80%左右的硫化物转化为单质硫,73%的COD被去除,可以实现同时脱氮、除硫和除碳,为同步脱氮除硫工艺的实际应用提供了新的思路。     

固体碳源生物膜反应器的脱氮性能及机理研究

为研究固相反硝化的脱氮性能及其机理,利用板块状热塑性淀粉/PCL共混固体碳源构建了上流式固体碳源生物膜反硝化反应器,重点研究了固体碳源填充方式、反应器HRT以及进水硝态氮浓度对反硝化效果的影响。结果表明,折流倾斜填充方式比竖直悬挂填充方式具有更好的脱氮效果。当生化池尾水中的TN平均浓度为20 mg/L时,在HRT为3 h条件下,折流式反应器的平均反硝化速率为4.9 mg/(L·h),出水TN和COD平均浓度分别为5.5和12 mg/L;竖直悬挂式反应器的平均反硝化速率为2.5 mg/(L·h),出水TN平均为12.6 mg/L、COD平均为18 mg/L。另外,在折流式反应器中,TN去除率与反硝化速率分别与HRT和进水硝态氮浓度之间存在显著线性相关性,且TN的去除率和反硝化速率随HRT的延长及进水硝态氮浓度的增加而上升。扫描电镜观察结果证明了生物膜的附着及其对固体碳源的降解。PCR-DGGE分析结果进一步证实了Myxobacterium AT3-03和Comamonas granuli是生物膜中主要的反硝化微生物。     

HA-A/A-MCO工艺的基质转化与除污特性研究

针对现有污泥减量技术对氮、磷去除率低的问题,开发了一个具有同步脱氮除磷和污泥减量功能的HA-A/A-MCO工艺.采用该工艺处理校园生活污水,当进水COD为316～407mg/L时,出水COD≤18 mg/L,对COD的平均去除率为96%;将相当于进水量2%的厌氧释磷污泥回流至水解酸化池与原水-并进行水解处理后,大部分污泥转化为溶解性有机物,且主要是VFA(约275 mg/L),为原水中VFA(58 mg/L)的4.74倍,这为后续A~2/O单元进行脱氮除磷提供了充足的碳源.通过考察各反应池出水的三维荧光特性还发现,HA-A/A-MCO系统的各工段对原水中的溶解性有机质(DOM)具有显著的降解作用.     

A~2/O与混凝沉淀法处理垃圾渗滤液研究

采用厌氧—缺氧—好氧—混凝沉淀工艺处理垃圾填埋场渗滤液。当进水COD为2 0 0 0mg/L左右时 ,好氧出水COD可降至 90 0mg/L ,混凝沉淀出水COD可降至 80mg/L ;当进水氨氮浓度为 130 0mg/L左右时 ,好氧出水氨氮 <10mg/L。生物处理系统对总氮的去除率较低 ,仅为2 0 %～ 30 % ,因而提高总氮的去除率应是今后研究的方向之一。     

一体式膜生物反应器的脱氮除磷效能研究

采用一体式膜生物反应器处理城市生活污水,考察了不同溶解氧浓度下的脱氮除磷效果.结果表明,在低溶解氧条件下,膜生物反应器在有效去除有机物的同时还取得了较好的脱氮除磷效果.当控制反应器内溶解氧为0.5 ms/L左右时,进水COD为342～2 500 mg/L.出水COD平均为31.71 mg/L,对COD的去除率可达95%以上;进水TP为4.08～31.45 mg/L,出水TP70%.当溶解氧>2 mg/L时,进水COD为161.3～453.4 mg/L,出水COD为8.32～21.9 mg/L,去除率最高可达99.08%;进水TN为22.52～57.9 mg/L,出水TN为16.3l～24.49 mg/L,对TN的去除率大多为30%～40%;进水TP平均为4.48 mg/L,出水TP大部分在1.0 ms/L以上,去除率为48.07%～93.22%.     

MBBR工艺强化污水脱氮除磷中试

针对山东济宁市污水处理厂存在的脱氮除磷效率低与运行稳定性差等问题,采用MBBR工艺进行了强化脱氮除磷的现场试验,探讨了不同水力停留时间、不同填料填充比、外源性碳源对系统脱氮能力的影响。结果表明:①在常温(21~29℃)、系统HRT为8.4 h、污泥回流比为100%、好氧混合液回流比为300%、好氧区前三段悬浮填料填充比为50%的条件下,试验系统对COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别达到80.58%、92.4%、46.3%和65.5%,处理能力优于同期污水处理厂生产系统;②在上述工艺运行条件下,投加外源性碳源(甲醇)33 mg/L,试验系统的总氮去除率由46.3%提高到72.3%,出水总氮10 mg/L,同时出水COD有所降低。研究结果显示,MBBR工艺不仅可以显著提高系统硝化能力,而且大大提高了系统的抗冲击负荷能力,为污水处理厂下一步的改造提供了重要参考。