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。     

基于A~2O—MBBR工艺的污水厂提标改造中试研究

针对某污水厂进水碳源不足、负荷冲击性强以及占地受限等问题,拟采用A~2O—MBBR工艺进行提标改造,并开展中试研究。中试结果表明,在进水平均C/N值3的条件下,生化池出水COD、NH_3-N、TN、TP平均值分别为14.4、0.24、5.93、0.25 mg/L,TN去除率相比现状污水厂提高了27.2%;在1.4倍水量冲击下,出水COD、NH_3-N、TN、TP平均值分别为9.9、0.56、6.17、0.2 mg/L;当垃圾渗滤液投加比为0.1%～0.4%时,出水COD、NH_3-N、TN、TP平均浓度分别为18.1、0.57、8.05、0.2 mg/L;悬浮载体上硝化菌群相对丰度为13.32%,反硝化菌群相对丰度为14.29%,硝化菌和反硝化菌同时存在,为同步硝化反硝化的发生提供了微观保证。可见,MBBR工艺可以强化中试系统的脱氮除磷能力,大幅提高系统的抗冲击负荷能力。     

C/N值对短时曝气SBR高标准脱氮除磷效能的影响

针对现有城镇污水脱氮除磷效率低、碳源对深度脱氮除磷制约等突出问题,提出了基于短时曝气SBR的城镇污水高标准脱氮除磷技术,考察了进水C/N值对短时曝气SBR脱氮除磷效能的影响。结果表明,进水C/N值对短时曝气SBR的脱氮除磷效能影响显著。当温度为25℃,SRT为40 d,进水C/N值分别为4、5、6、7时,系统对NH4+-N的平均去除率分别为83.3%、99.3%、99.4%、99.5%,对TN的平均去除率分别为58.8%、82.6%、88.1%、93.8%,对TP的平均去除率分别为14.6%、54.5%、76.6%、97.5%。当进水C/N值为7时,系统出水COD、NH4+-N、TN、TP平均浓度分别为18、0.20、2.46、0.13 mg/L,COD、NH4+-N与TP指标满足地表水Ⅳ类水质标准,TN指标接近地表水Ⅴ类水质标准。     

混合液回流比和外碳源对反硝化脱氮效能的影响

针对某城镇污水处理厂存在垃圾渗滤液间歇性排入导致进水碳氮比值较低的问题,为确保出水总氮稳定达标,进行了混合液回流比优化调控和外碳源乙酸钠投加对反硝化脱氮效果影响的生产性试验研究。结果表明,当C/N(COD/TN)值为4. 48～6. 97,且混合液回流比分别为200%和300%时,对TN的平均去除率分别为50. 18%和61. 88%,混合液回流比调增可在一定程度上提升TN去除率,但出水TN平均浓度的降低较为有限。根据进水水质与出水硝酸盐浓度水平,以投加乙酸钠的理论计算量为基础,发现当混合液回流比为300%且乙酸钠投加量为理论投加量的1. 3倍(182 mg/L污水)时,反硝化脱氮效能显著提升,出水TN浓度达到一级A标准,乙酸钠药剂成本约为0. 55元/m~3污水。     

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%.     

两级A/O生物滤池与微絮凝过滤组合处理二级出水

针对西北地区低C/N值城镇污水处理厂二级出水,采用两级A/O生物滤池与微絮凝过滤组合工艺强化脱氮除磷效果。结果表明,生物膜形成后,在溶解氧、水力负荷、流量分配比分别为4 mg/L、1.2 m3/（m2·h）、70%∶30%的条件下,该工艺对COD、NH4+-N的平均去除率分别为85%、94%,出水平均浓度分别为19.86、0.48 mg/L,达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅲ类水标准;对TP的去除率为75%,平均出水TP浓度为0.22 mg/L,达到Ⅳ类水标准;对TN的去除率为72%,平均出水TN浓度为6.77 mg/L,远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A排放标准。组合工艺在保证COD去除效果的基础上实现了脱氮除磷。     

合川污水处理厂TN提标问题诊断及效能分析

为改善三峡库区水环境质量,合川污水处理厂在提标改造项目完工投用前,对现有Orbal氧化沟工艺的生物脱氮进行了问题诊断及效能提升。水质数据的统计分析结果显示,碳源短缺是限制生物脱氮的重要原因。为此,提出通过调控内回流比和投加外碳源(乙酸钠)来提升生物脱氮效能。结果表明,当内回流比为300%、乙酸钠投加量为2 240 kg/10~4m~3(相当于104 mg/L的COD)时,出水TN浓度可稳定在10 mg/L以下。进一步的生产性试验结果表明,在水温为14℃、进水TN为57. 2～81. 1 mg/L的条件下,控制内回流比为300%、乙酸钠投加量为1 540 kg/10~4m~3,出水TN平均值为14. 4 mg/L,可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。     

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.     

反硝化深床滤池在一级A提标项目中的应用及运行效果

海宁丁桥污水处理厂原有一、二期工程主体工艺为SBR,三期工程主体工艺为A~2O,运行中出水TN、TP和SS达不到钱塘江流域要求的一级A排放标准。提标工程在现状流程后增加反硝化深床滤池深度处理工艺以强化脱氮除磷及去除SS。实际运行时因进水溶解氧几近饱和,脱氮消耗的外加碳源远大于理论值,所以不再外加碳源,出水水质也能达到一级A排放标准。出水TP、TN、SS、NH3-N、BOD_5和COD最大浓度分别为0. 31、12. 70、7. 00、3. 05、6. 0、43. 7 mg/L,平均去除率分别为40. 11%、6. 20%、35. 03%、69. 32%、33. 33%、14. 08%,表明反硝化深床滤池去除总氮效果一般,但对TP、SS、NH_3-N的去除效果很好。     

低温下水解反硝化工艺的中试运行研究

为解决污水厂在冬季脱氮效果欠佳的问题,将水解酸化与反硝化过程耦合于水解池中而形成水解反硝化工艺.在温度为10.3 ～ 17.6℃条件下,利用水解反硝化工艺处理城镇污水,当进水COD、NH4+-N、TN和TP的平均浓度分别为446、23.6、36.5和7.3 mg/L时,对其平均去除率分别为93.6％、96.6％、75.6％、92.3％;在无外加碳源的条件下,出水COD、NH4+-N、TN浓度均可达到一级A排放标准,通过投加少量化学除磷药剂也可实现TP浓度达标排放.在温度为8℃条件下,水解反硝化工艺中污泥的比脱氮速率是AAO工艺中缺氧池污泥的1.6倍,而反硝化所消耗的碳源仅为缺氧池污泥的81.7％.     

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.     

SBR工艺脱氮除磷升级改造方案现场试验研究

针对某城市污水处理厂SBR系统的脱氮除磷升级改造方案进行化学除磷、生物脱氮方式的现场试验验证。当聚合氯化铝(PAC)投量120 mg/L时,可以保证出水TP浓度达到一级A标准;投加PAC降低了系统对COD的去除效率,但仍能达标,对活性污泥其他性能影响不大。试验验证的几种生物脱氮工序中,瞬时进水→曝气→搅拌(补充碳源)→曝气→沉淀→出水→闲置工序和多段进水工序可以保证出水TN达标,其中,后者不需要补充碳源,且能够保证TN和TP同时达标。     

ABR-AO生化沉淀一体化污水处理工艺设计

三亚某水质净化厂扩建规模为4.0×10⁴m³/d,采用ABR-AO生化沉淀一体化工艺。该工艺的显著特点是分级曝气（O1～O5池）、二沉池V形构造、斜管沉淀池单斜壁结构,不仅能节省土建和占地,而且明显提高了生化系统的MLSS浓度、降低污泥负荷值,脱氮除磷效果突出,同时可节约缺氧脱氮碳源投加量。试运行37 d,一体化池出水COD、NH₃-N、TN、TP平均值分别为12.0、0.31、10.54、0.37 mg/L,显著优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准,为后续反硝化深床滤池出水稳定达到地表水准Ⅳ类水质指标创造了有利条件,亦为低C/N比污水低成本脱氮除磷提供了参考。     

AAO+MBR系统的稳定低耗运行研究

宁波市F污水处理厂原一期工程采用AO工艺，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B标准。为了提高出水水质，对厂区进行提标改造，拆除原一期工艺，新建AAO+MBR膜处理系统，设计出水水质执行地表类Ⅳ类标准。针对MBR工艺调试中出现的高电耗、TN去除率偏低、碳源投加量偏高等问题展开研究，使电耗降低6.6%、碳源投加量降低28.7%、PAC药剂投加量降低3.8%，提标改造及优化运行后使出水TN由16.4 mg/L降低至9.3 mg/L，出水TP由0.61 mg/L降低至0.21 mg/L，出水COD由19.69 mg/L降低至15.55 mg/L。     

深床滤池在污水厂地表Ⅳ类水提标改造中的应用

合肥市某污水处理厂设计排放主要指标需达到地表水环境质量Ⅳ类标准。该项目深度处理单元采用Leopold elimi-NITE反硝化深床滤池工艺,兼顾了过滤、反硝化脱氮及除磷功能,使污水厂出水稳定达到TN5 mg/L、TP0.3 mg/L、SS10 mg/L的目标。深床滤池设计采用弧形堰、恒液位控制及"前馈+后馈"精确碳源投加控制方式,力求最经济的碳源投加量。     

新型悬浮载体强化脱氮除磷技术用于高标准污水处理

国内污水厂面临地表Ⅳ类水提标,缺乏相关技术及经验,且运行能耗高。北方某污水处理厂新建工程设计规模为4.5×10~4m~3/d,设计出水为地表Ⅳ类水标准,采用新型悬浮载体强化脱氮除磷工艺(A~2/O-A/O),在好氧区投加SPR-3新型悬浮载体填料。稳定运行期间,出水COD、BOD_5、NH_4~+-N、TN、TP均稳定达到类地表Ⅳ类水标准,出水相应指标平均值分别为20.64、4.70、0.49、7.89、0.28 mg/L。当进水碳源不足时,在总回流比为200%~300%、碳源投加量为10 mg/L条件下,对TN去除率均值达到89.71%,同步硝化反硝化提高了总氮去除率,降低了回流比,后置反硝化区内碳源利用降低了碳源投加量。MBBR区设计为微动力混合池型,无需使用推流器,不仅节约了投资和运行成本,更有利于系统运行维护,平均电耗为0.289 9 k W·h/m~3、0.906 4 k W·h/kg COD。新型悬浮载体强化脱氮除磷技术能耗低、容积效率高、运行效果稳定,适用于地表Ⅳ类等高标准水质要求的污水处理厂新建及改造工程。     

双泥SBR系统的短程硝化反硝化和反硝化除磷研究

针对我国中小城镇污水低C/N值的水质特点,考察了双泥法SBR工艺的脱氮除磷效果。结果表明:硝化反应器采用生物膜SBR并控制溶解氧为1.0mg/L进行连续曝气,可以实现短程硝化反硝化;在厌氧/缺氧反应器中,聚磷菌能同时利用硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体进行反硝化除磷,从而降低了对有机碳源和溶解氧的需求以及能耗。小试系统对模拟城镇污水中COD、TN、TP的平均去除率分别为94.9%、81.2%、89.5%,出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。     

对传统活性污泥法污水厂新增脱氮除磷的改造

某一传统活性污泥法污水处理厂没有脱氮除磷功能,处理规模为1.8×104m3/d。第一阶段已成功对原工艺的初沉池和曝气池第一廊道进行了改造,改造完后运行的第一阶段(第1~30天)出水COD、氨氮、TN浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,出水SS和TP平均浓度分别为12和0.8 mg/L,达到一级B标准。为了使出水SS、TP浓度也达到一级A标准,第二阶段在第一阶段的基础上在尾端模拟增加砂滤管并在管前端添加PAC,以进一步完成对工艺的改造研究。结果表明,第二阶段(第31~121天),出水SS为1~6 mg/L,平均为4 mg/L,平均去除率为97.5%;出水TP为0~0.46 mg/L,平均为0.22 mg/L,平均去除率为89.5%。出水COD、氨氮、TN、SS、TP均达到一级A标准。工艺改造成功实现了脱氮除磷目标,而且没有混合液回流(内回流),因此整个工程运行节能,为现有无脱氮除磷功能污水处理厂提标改造提供了思路。     

水解酸化/MBR工艺处理混合污水的中试研究

将膜生物反应器与脱氮除磷工艺相结合,建立水解酸化/好氧MBR中试装置,针对以精细化工废水和造纸废水为主的市政混合污水进行处理,系统考察了工艺的运行情况和处理效果.结果表明,在进水COD为335～941 mg/L、NH3-N为11.1～28.7 mg/L、TN为31.2～38.6mg/L、TP为1.0～17.4 mg/L的条件下,当系统水力停留时间约为48 h时,对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为87.1%、91.0%、61.2%和93.7%.其中,出水NH3-N、TN和TP浓度均可达到GB 18918-2002的一级B标准;由于污水中难降解有机物的含量较高,导致出水COD浓度不能稳定达标,对此可在系统后设物化处理单元加以解决.     

反硝化深床滤池深度脱氮效果研究

合肥市某污水处理厂采用A~2/O(厌氧/缺氧/好氧)氧化沟—混凝沉淀—反硝化深床滤池组合工艺处理城市生活污水,要求出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准,其中总磷、总氮、氨氮、COD浓度分别不高于0.3、10、2.0和40 mg/L。重点研究了反硝化深床滤池的深度脱氮效果,并分析了进水溶解氧对反硝化效果及外加碳源消耗量的影响。结果表明,该组合工艺脱氮效果良好,TN去除率达到89.2%,其中前置反硝化去除了68.3%的TN,后置反硝化去除了20.9%的TN。通过适量投加外碳源,反硝化深床滤池可以作为TN达标的保障措施。溶解氧浓度与碳源投加量呈正向关系,和硝态氮去除量呈反向关系。每去除1 kg硝态氮需投加甲醇3.60 kg,其中溶解氧消耗碳源占碳源总投加量的26.2%,建议采取措施消除反硝化深床滤池前段的跌水充氧,预计年节省甲醇费用约36.5万元。