脱氮工艺的微生物原理

本文结合国内外的研究成果,从微生物角度对脱氮原理进行了阐述,并对脱氮工艺的变化进行了分析。最后,就短程硝化脱氮、好氧反硝化脱氮研究进行了展望。     

A/A/O氧化沟中DO对SND脱氮的影响研究

采用A/A/O氧化沟反应器处理低碳源城市污水,考察了DO浓度对硝化及反硝化过程的影响,分析DO浓度与同步硝化反硝化(SND)脱氮反应速率的关联性。研究发现,较适宜的DO浓度范围为1.0~1.5 mg/L,DO浓度降低会影响氨氮降解,硝化效果急剧变坏的临界溶解氧浓度范围为0.8~1.5 mg/L,而DO浓度过高则不利于主反应区SND脱氮,同时较多的溶解氧内回流至缺氧区会破坏其脱氮环境。当DO2.0 mg/L时,NO-3-N生成速率与NH+4-N氧化速率之比与DO之间线性关系较好;SND随着DO浓度的升高而受到抑制,当DO2.0 mg/L时,NO-3-N生成速率与NH+4-N氧化速率之比与DO之间基本不呈线性关系,系统中基本不发生SND反应。     

脱氮工艺的微生物原理

本文结合国内外的研究成果,从微生物角度对脱氮原理进行了阐述,并对脱氮工艺的变化进行了分析。最后,就短程硝化脱氮、好氧反硝化脱氮研究进行了展望。     

强化除磷型膜生物反应器的膜污染特性

采用强化除磷型膜生物反应器处理合成低浓度生活污水,考察其膜污染特性与机制。通过三维荧光光谱(EEM)对胞外聚合物(EPS)、溶解性微生物产物(SMP)及膜孔内部的溶解性污染物进行表征,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对膜表面污染物质的官能团进行检测,发现多糖与蛋白质类物质是导致膜污染的主要因素;采用扫描电镜与能量色谱X射线光谱仪(SEM-EDX)对污染膜表面的监测表明,Ca、Mg、Al、Si、Fe等金属元素对膜表面无机污染及滤饼层的形成贡献较大。试验阶段好氧膜池污泥的EPS和SMP平均值分别为12.6、4.4 mg/gVSS,膜组件对TEPS中多糖和蛋白质的截留率分别为78.6%和91.2%。EPS与SVI有较好的线性相关性(R2=0.967 3),EPSp在TEPSp中的比例是决定污泥沉降性的关键因素。序批式修正污染指数(MFI)试验表明,当EPS、SMP、TEPS含量增加时,MFIsol、MFIss及TMFI呈增大趋势,污泥上清液MFIsol与悬浮固体的MFIss在TMFI中各占约50%,TMFI可以作为预测膜污染速率快慢的指标。     

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.     

微生物燃料电池脱氮的电化学过程及组合工艺研究

微生物燃料电池(MFC)脱氮技术是近十年发展起来的新技术,综述了MFC脱氮的原理和电化学反应过程,着重介绍了基于MFC的污水脱氮组合工艺的研究进展,并进一步探讨了MFC脱氮的未来研究方向。     

一种改良A2/O-MBR脱氮除磷性能的试验研究

随着水体富营养化问题越来越严重和传统脱氮除磷工艺的缺陷,研究和开发新的脱氮除磷技术是目前许多水处理专家研究的热点之一。对城市污水处理厂来说,要达到我国颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准)(GB 18918-2002)中的一级A标准,是一个严峻的考验。笔者在A~2/O工艺的基础上,对消化液回流方式及进水方式做出改动,并与MBR工艺耦合,研究分析系统对模拟污水的脱氮除磷性能。运行结果表明:在35d的运行周期内,从16d开始反应器出水稳定,COD、NH_4~+-N、TN、TP的平均去除率分别为94.76%、97.00%、78.38%、和78.02%,出水浓度均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级A标准。该工艺具有一定的应用前景。     

包埋固定化SBR反应器同步脱氮试验研究

通过在SBR反应器中装填吸附型微生物固定化填料和包埋固定化细胞,形成不同形式的序批式固定化微生物反应器,以人工模拟废水为处理对象,较系统地考察了进水氨氮浓度(C/N比)、运行周期及微生物固定化方式等因素对同步硝化反硝化的影响.     

CAST工艺处理城市污水的强化脱氮研究

介绍了镇江征润州污水处理厂CAST工艺的运行情况，结合该厂实际运行状况开展了强化脱氮效果的生产性试验研究。结果表明，该工艺对COD、SS和TP的去除率均能维持在80％以上，但对氨氮的去除效果较差；在该厂运行模式下，控制进水／曝气前30min的DO〈0．5mg／L、进水／曝气后30min的DO浓度在1．0-3．0mg／L、纯曝气DO浓度在2．0-3．0mg／L，可以实现同步硝化反硝化和硝化／反硝化作用下的共同脱氮，使脱氮效率提高了57％左右；在控制进水／曝气后DO〈0．5mg／L、纯曝气DO浓度在1．0-3．0mg／L的条件下，可以实现同步硝化反硝化作用下的脱氮，但较难实现理想的脱氮效果。     

CAST工艺污水处理厂调试中脱氮的研究

指出CAST工艺污水处理厂运行中,可以有效地去除氮,调试中结合设计进出水水质,发现不同的运行周期下对硝化、反硝化均有影响,通过调整排泥、曝气时间等运行参数,使出水氨氮达标,并总结出科学合理的运行方式。     

ANAMMOX与反硝化耦合脱氮反应研究进展

厌氧氨氧化具有无需添加碳源无需曝气等低运行费用优点,是最简捷、经济的生物脱氮途径。研究表明,反应器中可能同时存在厌氧氨氧化与反硝化两种主要脱氮过程。本文主要对ANAMMOX与反硝化耦合脱氮反应的理论研究进行了阐述,并指出了今后研究建议。     

生物脱氮的新型在线传感器及其应用

生物脱氮工艺的控制不仅需要氨氮和硝酸盐氮浓度的在线信息,而且还需要对活性污泥的硝化和反硝化活性以及反硝化所需碳源进行有效的估计,NITROX、BRAM、DECADOS、DENICON等四种传感器可提供上述信息,从而为脱氮工艺的控制及其策略的开发提供重要保证.     

膜-序批式生物反应器同步脱氮除磷试验研究

研究了膜-序批式工艺处理生活污水的特性,采用厌氧(A)-好氧(O)-缺氧(A) 膜出水的运行方式,1h搅拌进水进行磷的厌氧释放,0.5h好氧吸磷和硝化,0.5h缺氧搅拌进行脱氮和反硝化除磷,在总的水力停留时间为11小时的条件下,系统对氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别达到了95.97%,89.18%和90%。周期试验发现,好氧吸磷和反硝化除磷对磷去除贡献率分别为72.90%和17.25%,系统有较好的反硝化除磷功能,同时系统还存在同步硝化反硝化作用,对TN的去除占总去除率的16.50%。     

天然固态碳源糙米的释碳优化及其反硝化脱氮性能

选取来源广泛、价格低廉的糙米作为典型固态碳源（SCS）,采用响应面法BoxBehnken Design模型研究了温度、pH、水力条件等关键参数对其有机物（以COD计）释放性能的影响。结果表明,单因素和复合因素对释碳性能的影响程度排序分别为水力条件>温度>pH、温度-水力条件>pH-水力条件>温度-pH。提出了“强势/联动”优化模式,据此获得糙米的最佳释碳条件,即温度为35℃、pH=7、水力条件（以转速计）为61 r/min,有机物释放性能（以单位释碳速率计）可达19.9 mg/（g·d）。验证试验表明模型结果准确可靠。固态碳源糙米有机物供给成本最低可达到2.3元/kg,经济性良好。将固态碳源糙米进一步用于反硝化脱氮,总氮去除率和去除速率分别可达到（77.6±7.4）%和24.1 mg/（L·d）,显示出较好的应用性能。该研究结果可为糙米等固态碳源在污水处理中的实际应用提供优化方案和技术参数。     

污泥回流比对A_2N反硝化除磷工艺脱氮除磷的影响

以城市生活污水为研究对象,探讨了不同的超越污泥和回流污泥回流比对A2N工艺脱氮除磷的影响.在超越污泥回流比与回流污泥回流比相同且分别为0.3、0.4和0.6的条件下,A2N工艺对COD的平均去除率分别为92.5%、90.3%、91.6%,相应的出水COD为20.3、28.4、25.3 mg/L;对总氮的平均去除率分别为87.1%、90%、84.9%,出水总氮分别为6.75、5.43、6.95mg/L;对磷的平均去除率分别为99.5%、99.6%和99.0%,出水磷浓度分别为0.02、0.02、0.05mg/L.当回流比为0.4时,A2N系统的除污效果最好.研究还发现,超越污泥流量直接决定了未经硝化而直接进入缺氧池的氨氮量,进而影响出水氨氮浓度.因此,在保证缺氧池有足够污泥的前提下,应尽可能减小超越污泥流量,以降低出水氨氮浓度.     

分点进水脱氮除磷新工艺的理论基础和实践

根据非线性生物反应动力学理论,提出了促进聚磷菌、硝化菌等弱势菌群繁殖的生态优势硝化反硝化（Ecological Superior Nitrification Denitrification,ECOSUNIDE）活性污泥新工艺,并在4座污水处理厂应用。结果表明,在未增加任何池体、动力负荷仍按二级污水处理厂设置的情况下,出水COD〈50mg/L、BOD5〈10mg/L、氨氮〈3mg/L,均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准,其他指标也均达到了一级B标准。     

同步硝化反硝化细菌的鉴定与脱氮特性研究

依据同步硝化反硝化脱氮原理,以生活污水处理厂污泥为种泥,利用15℃低温摇床富集并分离出同步硝化反硝化细菌(SNDB-5),采用传统与现代分子生物学相结合的手段对其鉴定,以确定其分类地位;利用水浴摇床研究SNDB-5对硝化细菌液体培养基NO2-N的去除效果.结果表明:SNDB-5与Pseudomonas mendocina同源性达99.0％,形态特征、革兰氏染色及生理生化与Pseudomonas mendocina最相似,属假单胞菌属;摇床培养反应条件显示,当NO2-N浓度加大到150 mg/L时,菌株SNDB-5的活性受到了抑制.     

曝气方式对一体式膜生物反应器运行特性的影响

采用两个结构相同的一体式膜生物反应器处理生活污水，考察了不同曝气方式对运行效果的影响。结果表明，采用连续高强度曝气方式运行的MBR与采用间歇高强度曝气方式运行的MBR在对COD、氨氮和TN的去除效果方面相差不大；但间歇高强度的曝气方式减少了混合液中胞外聚合物（EPS）的释放和溶解性微生物产物（SMP）的溶出，有效缓解了膜污染，其单位产水能耗约为前者的60％。     

外加碳源对污水厂异常进水时的强化脱氮效果

重庆中法唐家沱污水处理有限公司自正式运行以来,进水水质波动较大,多次出现进水TN浓度异常升高而导致C/N值偏低的现象,使得出水TN浓度不能稳定达标.在缺乏来源稳定且充足的废水或废物作为外加碳源的情况下,公司对一系列商业碳源(包括甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖和麦芽糖)的强化脱氮效果进行了测试.结果表明,5种商业碳源的投加均可明显提高主体工艺的脱氮效果,其中,乙酸的效果最优,麦芽糖的效果最差;但综合考虑外加碳源的运行效果、使用安全性、市场供应情况、成本等因素,发现葡萄糖是最合适的外加碳源.生产实践效果证明,当进水TN浓度突然异常升高时,向缺氧区及时投加葡萄糖能有效控制出水TN浓度,保证了出水水质的稳定达标.虽然阶段性投加碳源增加了处理成本,但对保护长江水质起到了积极意义.     

硝化液回流比对改良型倒置A2/O系统脱氮除磷性能研究

由于倒置A~2/O工艺中氮、磷元素的去除无法同时达到较好的去除水平,因此,对传统的倒置A~2/O进一步改进,与MBR相结合并且维持污泥与硝化液的回流,探究多种硝化液回流比对脱氮除磷的影响。分别控制硝化液回流比为150%、200%、250%,并定时对出水中的氮、磷元素进行分析与检测。探究在不同工况条件下,氮、磷元素的去除情况并确定出最佳回流比例。通过对比发现,在硝化液回流比200%时,组合工艺可以取得很好的脱氮除磷效果,COD、NH_4~+-N、TN和TP出水平均浓度分别为31.24、1.10mg·L~(-1)、9.49mg·L~(-1)和0.43mg·L~(-1),各污染物的出水浓度均保持在污水处理一级A的水平。硝化液回流比对于TN和TP的去除效果影响很大,因此通过调节硝化液回流比,使得氮、磷元素同时达到较好的去除效果。