颗粒污泥的反硝化除磷研究

借助SBR反应器,采用厌氧/好氧/缺氧的运行方式,对富集的以反硝化聚磷菌（DNPAOs）为优势菌的活性污泥进行颗粒化培养,约35 d后得到了较成熟的颗粒污泥.考察了该颗粒污泥的脱氮除磷性能,结果表明：当以厌氧/缺氧方式运行时系统具有良好的反硝化除磷性能,缺氧结束时除磷率＞96%,对氨氮的去除率为95%左右;外加NO3^- -N的浓度对缺氧段的反硝化吸磷速率有一定影响;颗粒污泥中的DNPAOs可以利用内碳源进行反硝化吸磷,从而实现了同步脱氮除磷.     

SBR反硝化颗粒污泥特性研究

试验采用人工配制污水,以醋酸钠为COD来源,以硝酸钠为硝氮来源,对SBR颗粒污泥反硝化系统中C/N对反硝化作用的影响、反硝化过程中pH和ORP的变化规律进行了研究,得到适宜的C/N约为5,并验证了通过测定pH和ORP曲线拐点可准确判断反硝化反应终点。     

SBR中好氧颗粒污泥反硝化聚磷的研究进展

概述了近些年来在SBR反应器中利用好氧颗粒污泥进行反硝化聚磷的研究情况,重点关注了反硝化聚磷颗粒污泥的培养方式和影响颗粒污泥性能的因素,可以为好氧颗粒污泥反硝化聚磷的进一步研究提供参考。     

亚硝化反硝化聚磷菌的筛选及生化特性分析

为了研究稳定运行的连续流双污泥亚硝化反硝化除磷系统中微生物的种类和特性,利用混匀平板分离法、特殊染色法和一系列的生理生化试验对系统缺氧池内的微生物进行筛选和生化特性研究。试验分离出了7株亚硝化反硝化聚磷菌,分别属于葡萄球菌属、芽孢杆菌属、副球菌属、克雷伯氏菌属、泛菌属、肠杆菌属和莫拉氏菌属。通过特殊染色和吸磷试验发现,厌氧阶段亚硝化反硝化聚磷菌体内的聚磷颗粒逐渐减少,PHB颗粒明显增多;缺氧阶段PHB含量下降,生物体内聚合磷酸盐增加。缺氧反应20 h后,葡萄球菌属、芽孢杆菌属、副球菌属、克雷伯氏菌属、泛菌属、肠杆菌属和莫拉氏菌属的单位菌体吸磷量分别为1.98×10-11、1.64×10-11、1.43×10-11、1.13×10-11、9.59×10-12、7.72×10-12、6.28×10-12mg/CFU。     

反硝化聚磷污泥的培养驯化及关键参数研究

反硝化聚磷污泥的培养是反硝化除磷工艺运行的前提.采用厌氧/好氧诱导富集以PAOs、厌氧/缺氧诱导富集DPB、厌氧/缺氧连续流强化DPB的三阶段方式培养反硝化聚磷污泥,并考察了其关健参数.结果表明,采用该培养方式可成功培养出反硝化聚磷污泥;C/P是PAOs富集阶段的关键参数,其值宜控制在15-20;对于DPB的富集,C/N是关键参数,C/N为2-4时培养效果较好;而在连续流厌氧强化阶段,除C/N外,污泥回流比亦为关键参数,建议该阶段的污泥回流比取0.35-0.5.     

单污泥SBR工艺的反硝化除磷特性

利用单污泥SBR工艺处理模拟生活污水,考察了该工艺对有机物、总氮、PO3-4-P的去除特性,以及NO-2-N积累对工艺性能的影响.结果表明:单污泥SBR工艺可以稳定高效地去除水中的有机污染物和总氮,对其平均去除率分别为81.49%和93.07%;但除磷效果不稳定,对此可采用实时控制策略加以解决.在单污泥SBR工艺的前好氧段发生了NO-2-N的积累,平均积累率为21.25%,此积累现象未对反硝化产生抑制作用,并可使工艺进一步节省碳源和曝气量.     

A/O SBR中同步硝化反硝化除磷颗粒污泥的富集

以聚糖菌颗粒污泥为接种污泥，在厌氧／好氧SBR中成功富集了具有同步硝化反硝化除磷效果的颗粒污泥。结果表明，培养过程中，污泥总磷含量、厌氧释磷量及磷酸盐去除率的提高表明反应器中聚磷菌逐渐替代聚糖菌成为优势菌种；培养末期颗粒污泥的粒径为600～1000μm，SVI为48mL／g，有机物主要在厌氧阶段被去除并以胞内聚合物（PHB）的形式储存，厌氧阶段对TOC的去除率为87％，对TOC的总去除率为90％，对磷酸盐的去除率为95．6％；氮的去除是在好氧条件下经同步硝化反硝化完成的，且PHB为主要的反硝化碳源，对氨氮的去除率为99．3％，对总氮的去除率为85．5％。     

新型短程硝化工艺的反硝化除磷特性

构建以厌氧(An)、好氧(O1和O2)、缺氧(A1和A2)、快速曝气(O3)单元组成的新型短程硝化同步反硝化除磷工艺。在其中厌氧(An)/缺氧(A1)的运行环境,成功驯化出了一种能以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌(DPB),其兼具脱氮与除磷双重功能,实现了一碳两用的目的,节约了能耗和曝气量。通过静态试验发现,亚硝酸盐型反硝化除磷速率为4.78 mg/(L·h),硝酸盐型反硝化速率为6.24 mg/(L·h)。反硝化除磷量占到了系统总除磷量的60%以上,其中缺氧1池就占到了50%。     

利用好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化

在活性污泥工艺中，通过控制水力停留时间，溶解氧，曝气量培养出沉降性能良好的好氧颗粒污泥，它可明显提高曝气池的处理能力，有效改善固液分离效果并实现同步硝化反硝化，对实现同步硝化反硝化的途径，颗粒污泥的培养方法及构成颗粒污泥的微生物进行了阐述。     

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。     

生物除磷颗粒污泥与絮状污泥特性的对比研究

以絮状生物除磷污泥为参照,对生物除磷颗粒污泥的物理、化学、生物特性和除磷特性进行系统研究。结果表明:生物除磷颗粒污泥呈淡黄色,外观呈球形或椭球形,边界光滑清晰,沉降速度在15～20 m/h左右,含水率为95.94%,相对密度为1.193,粒径在0.3～0.5 mm之间,SVI值在50 mL/g以下,颗粒污泥最大比释磷速率和最大比吸磷速率分别为104.43、44.72 mgP/(gVSS.h),污泥中总磷含量(TP/SS值)为7.4%;絮状生物除磷污泥呈淡黄色,结构紧密,污泥含水率为97.65%,相对密度为1.040,最大比释磷速率和最大比吸磷速率分别为104.82、42.43 mgP/(gVSS.h),TP/SS值达到9.5%。生物除磷颗粒污泥具有较强的除磷能力和优良的物理、化学、生物性能。     

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.     

利用好氧颗粒污泥实现同时除磷脱氮

为实现同时除磷脱氮,以单级SBR中的好氧颗粒污泥为研究对象,在温度为 25℃、pH值为 7~8、厌氧反应 80~90min、好氧反应 240min、曝气阶段的DO为 1~2mg/L、SRT为 20d的运行条件下进行了研究。结果表明,大量反硝化聚磷菌能够与硝化菌在颗粒污泥中共存并富集,反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的 73. 1%;系统处于稳态时对氮、磷和有机碳具有非常稳定的去除效果。当进水氨氮、磷和乙酸碳浓度分别为 25~50、8~15、100~180mg/L,MLSS为 7. 0g/L,MLVSS为 6. 4g/L时,对氨氮、总无机氮、磷、乙酸碳的平均去除率分别为 97. 8%、89. 7%、96. 8%和98. 8%。     

SBR系统同步脱氮除磷好氧颗粒污泥的培养

以普通絮状活性污泥为种泥,采用人工配制的模拟生活污水,在序批式反应器(SBR)中成功地培养出了具有同步脱氮除磷功能的好氧颗粒污泥.研究表明,通过提高COD负荷和逐步减少污泥沉降时间以造成选择压,可促进颗粒污泥的形成.成熟的颗粒污泥形态完整、结构致密、表面光滑、外观呈橙黄色,为近似球形或椭球形,粒径大多在0.5～1.0 mm之间,污泥体积指数为27.0 mL/g,MLSS为6 800 mg/L.该颗粒污泥对NH4 -N的去除率接近100%,对COD和PO3-4-P的平均去除率均在80%以上,而且颗粒污泥中的微生物种群具有多样性,所形成的微生态系统更稳定,抗外界干扰及自身恢复调节能力较强.     

活性污泥反硝化除磷性能的影响因素研究

以富含反硝化聚磷菌的污水处理厂(采用厌氧+ Carrousel氧化沟工艺)活性污泥为研究对象,进行静态厌氧释磷及反硝化聚磷试验研究,探讨碳源、硝酸盐及温度等因素对活性污泥反硝化聚磷性能的影响.结果表明:污水处理厂进水COD控制在200 mg/L左右时,能够在满足厌氧段释磷所需碳源的同时,使缺氧段有较少的碳源残留;厌氧段硝酸盐氮浓度宜控制在10 mg/L以下,而缺氧段的硝酸盐氮浓度应控制在40 mg/L左右,且水温为25℃左右时有利于反硝化聚磷的发生.此外,因厌氧释磷转变为缺氧聚磷需要一定的过渡时间(0.5～2 h),因此应适当延长缺氧段的水力停留时间,以保证反硝化聚磷效果.     

生物除磷颗粒污泥的丝状菌膨胀及恢复研究

颗粒污泥的稳定性是影响其在污水处理中广泛应用的重要因素.在SBR反应器中,采用成熟的生物除磷颗粒污泥,探讨了丝状菌膨胀对其除磷能力和稳定性的影响.经过396d的运行,结果表明,丝状菌的存在对颗粒污泥的形成和稳定起重要作用,但当丝状菌过度生长时,反应器的除磷率和污泥最大释磷速率分别降低到60%和26.67 mgP/（gMLVSS·h）以下,出水SS和SVI分别提高到100 mg/L和50 mL/g以上.采用延长沉淀时间、提高搅拌速度以及投加无膨胀的生物除磷颗粒污泥三种策略均可以恢复系统的功能,所需恢复时间分别为53、26和20 d.     

碳源对好氧颗粒污泥物理性状及除磷性能的影响

采用气提升内循环序批式反应器，分别以葡萄糖、乙酸钠、乙醇为碳源培养好氧颗粒污泥，考察了3种颗粒污泥的物理性状、除磷性能及除磷机理。结果表明：3种颗粒污泥在结构和处理效果上均能长时间保持稳定，其中以乙酸钠和葡萄糖为碳源培养出的颗粒污泥具有较密实的内部结构和较好的沉降性能；在进水COD为600mg／L、TP为15mg／L时，以葡萄糖、乙酸钠、乙醇为碳源培养出的好氧颗粒污泥对TP的去除率分别为82％、88％、52％，其中对TP去除效果较好的两种好氧颗粒污泥（以乙酸钠、葡萄糖为碳源培养的）在反应初期均有较明显的释磷现象发生；以乙酸钠为碳源培养出的颗粒污泥在进水COD浓度为800mg／L时对TP的去除率达到最高（为92％）．进一步加大COD负荷会使好氧颗粒污泥的除磷能力迅速下降。