污泥减量化工艺:HA-A/A-MCO的除磷性能及磷回收

针对污泥减量技术中对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能、污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺,其通过回流释磷污泥的水解酸化来刺激磷的厌氧释放并辅以外排富磷污水进行化学固定的方式除磷.研究发现:当进入水解酸化池的厌氧释磷污泥量为进水量的2%时,水解产生的VFA导致释磷量达57 mg/L,聚磷菌的生长得到促进而聚糖菌则受到抑制;当控制侧流除磷液量为进水量的13%、化学除磷池出水磷为5 mg/L时,系统处理出水TP<0.5 mg/L;提高厌氧释磷浓度并控制化学除磷池的出水磷浓度为5 mg/L,可以提高化学药剂利用率、减少药剂用量并提高化学污泥的含磷量,HA-A/A-MCO系统产生的化学污泥含磷率高达18%,接近纯含磷化合物的含磷率,可直接用作生产磷肥的原料.     

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.     

HA-A/A-MCO工艺中水解酸化池的菌群结构

采用PCR-DGGE指纹图谱技术对新型HA-A/A-MCO污泥减量工艺中水解池的微生物菌群结构进行了分析。结果表明,水解池中微生物菌群呈多样性分布且优势菌群突出,有利于稳定产酸且为后续除磷脱氮提供碳源。通过菌种鉴定发现,梭菌属是水解池中起到产酸和污泥减量作用的主要菌种之一,乳球菌属是水解池中的专性水解酸化菌,梭菌属、芽孢杆菌属和乳酸菌属这三种具有产酸功能的细菌是回流厌氧释磷污泥时导致水解池VFA产量高的原因。厌氧释磷污泥回流进入水解池会携入不动杆菌属和俊片菌属等聚磷菌,且可以稳定生存繁殖,丰富了其菌群多样性;而回流好氧污泥会导致紫色杆菌属等好氧菌的大量繁殖以致破坏水解池兼氧或厌氧环境,削弱其菌种多样性,从而导致回流好氧污泥比回流厌氧释磷污泥的产酸效果差。     

污泥臭氧/水解酸化液对生物脱氮除磷的影响

污泥原位减量工艺为解决目前污水处理厂所面临的进水碳源不足、污泥产量巨大等问题提供了新思路。污泥微生物细胞的溶解和胞内物质的释放与利用成为其关键环节。然而常规污泥破解技术很难达到预期效果,为此将臭氧和水解酸化技术耦合,利用间歇试验重点考察了污泥经臭氧/水解酸化后回流对有机物降解、硝化、反硝化、厌氧释磷和好氧吸磷过程的影响。结果发现,剩余污泥溶解液可以作为反硝化碳源,有44.1%的COD被反硝化菌快速利用,平均比脱氮速率介于乙酸钠和甲醇之间;污泥溶解液也能被聚磷菌利用实现厌氧释磷,最大比释磷速率是乙酸钠的72.2%;污泥溶解液回流对有机物降解、硝化以及好氧吸磷过程均无影响。但由于曝气结束时仍有COD残留,因此需要控制其回流比例,以免难降解物质积累。     

水解酸化/AAO工艺的同步脱氮除磷及污泥减量研究

针对传统活性污泥法脱氮除磷效率低、污泥产量高的缺点，提出了水解酸化／缺氧-厌氧-好氧（HAAO）污水、污泥一体化处理工艺，研究了该工艺去除COD、氮、磷和污泥减量的效果及其主要影响因素。试验结果表明，在进水COD为286-425mg／L、NH4^＋ -N为36-58mg／L、PO4^3- -P为4-12mg／L、总水力停留时间为11．5h及无外加碳源和碱度的条件下，系统对COD、NH4^＋ -N、TN、PO4^3- -P的去除率分别可达95％、98％、84％、87％。好氧段的DO浓度、固体停留时间（SRT）和剩余污泥回流比对系统的运行效果有重要影响。将污水和剩余污泥同时进行水解酸化，既可有效地改善污水的可生化性，提高系统对碳源的利用效率，又可实现污泥的减量化，试验条件下系统的污泥减量率达56．5％。     

水解酸化池预处理低碳生活污水的效能分析

为了提高低碳氮比生活污水的脱氮效能,在缺氧池前设置水解酸化池,通过水解酸化作用改善进水碳源,同时对回流剩余污泥进行降解,以期达到改善进水碳源可生化性、提高其可利用率、减少外碳源投加量并实现污泥减量的目的。分别考察了水解酸化池对污水单独进行预处理以及对污水和回流污泥同时进行预处理情况下的作用效能及其对系统脱氮的影响。结果表明:两种预处理条件下,理论B/C值都大于0.65,出水SCOD/COD的平均值和出水VFA浓度均高于进水,单独污水水解酸化的出水SCOD减少较多,对TN的去除率仅为47.8%;回流剩余污泥后,温度>20℃且每日分4次共回流20 L剩余污泥的TN去除效果明显优于单独污水水解酸化和温度<20℃且每日分2次共回流10 L的运行效果,两种回流量条件下对TN的去除率分别为71.9%和66.1%,污泥减量率分别为58%和56.3%。     

pH值对水解酸化—A~2O工艺水解单元产酸的影响

介绍了一种具有同步除磷脱氮和污泥减量功能的HA-A/A-MCO工艺。通过考察pH值发现：水解池不需调节pH值即可获得足够的用于除磷脱氮所需的VFA量;同时乙酸比丙酸增强系统厌氧释磷效率、提高生物除磷效果的作用明显。     

SRT对初沉污泥水解酸化影响的试验研究

采用城市污水处理厂的初沉污泥进行碳源开发试验.在水解酸化池的HRT为32h、温度为35℃、污泥回流比为1的条件下,考察了SRT对水解酸化效果的影响.结果表明,当SRT=4d时系统的产酸效果最佳,出水SCOD稳定在1178.19mg/L左右,TOC保持在517.34mg/L左右,水解酸化池的碱度维持在约854.3mgCaCO3/L;当SRT为10d时,系统的产酸效果恶化并进入产甲烷阶段.碱度能够反映初沉污泥水解酸化系统的产酸效果,当碱度维持在854.3-1029.3mgCaCO3/L时,水解酸化系统能够保持良好的产酸效果,这对于提高碳源受限型污水的脱氮除磷效率及降低城市污水处理厂的运行成本具有重要意义.     

超声波/碱协同溶胞—隐性生长系统的污泥减量效果

采用400 m3/d的溶胞—隐性生长中试系统连续处理城市污水,并将低能量密度超声波/碱协同溶胞与水解酸化耦合用于其污泥预处理,考察了该系统的污泥减量效果、出水水质和剩余污泥预处理情况。结果表明:中试系统的表观产率系数为0.33 kgVSS/kgCOD,污泥减量效果可达46.78%。运行期间系统出水水质较好,预处理体系对TCOD的去除率为10.46%,为溶胞—隐性生长系统贡献了2.10%的污泥减量效果。经预处理后污泥上清液的SCOD、VFA、NH4+-N、TN、TP和pH值分别为2 525.00 mg/L、27.30 mmol/L、106.90 mg/L、264.25 mg/L、105.18 mg/L和8.73。可见,低能量密度超声波/碱协同溶胞与水解酸化组合技术适用于隐性生长污泥减量系统的污泥预处理。     

污泥减量HA-A/A-MCO工艺的除磷特性

针对国内外开发的大多数污泥减量技术都存在着脱氮除磷效率低下的难题,研发了一种具有提高除磷脱氮效能的污泥减量新工艺——HA-A/A-MCO工艺,采用水解酸化污水与释磷污泥的混合液刺激磷的厌氧释放并辅以外排富磷污水进行化学固定的方式除磷,通过试验研究,得出了一些有价值的结论。     

亚硝酸盐对聚磷菌厌氧代谢的影响

以2种强化生物除磷(EBPR)系统中的活性污泥为研究对象,考察亚硝酸盐对聚磷菌厌氧代谢的影响,结果表明：不同EBPR系统中的聚磷菌对于亚硝酸盐的耐受能力不同。人工配水富集聚磷菌的活性污泥,当亚硝态氮浓度超过10 mg/L时,聚磷菌吸收VFA受到抑制, PHA的合成减少,磷酸盐的释放增加;处理生活污水的SBR短程脱氮除磷活性污泥,亚硝酸盐的浓度高达30 mg/L时,未对聚磷菌的厌氧代谢造成抑制,但引起异养反硝化菌与聚磷菌竞争VFA,导致PHA合成量和释磷量的减少。富集聚磷菌的活性污泥投加亚硝酸盐后P/VFA     

有机负荷对污泥减量HA-A/A-MCO工艺吸放磷的影响

开发了一种具有同步除磷脱氮和污泥减量功能的HA-A/A-MCO工艺,分析了该工艺的方法及流程,并对其进行了试验研究,通过静态试验发现,当负荷增加至一定程度,有机物不再是磷释放的限制性因子,HA-A/A-MCO系统厌氧释磷的临界有机负荷为0.141 g COD/（g MLSS.d）,单位污泥最大可释放贮磷量为5.7 mg P/g MLSS。     

低碳源、低能耗型改良A2/O工艺的脱氮除磷研究

介绍了一种新型的脱氯除磷工艺及其运行情况。该工艺是对传统A^2／O工艺的改进（可称为改良型A^2／O工艺），它采用了后置反硝化系统以及厌氧池碳源分流技术和回流污泥预缺氧反硝化技术，以提高系统的脱氯除磷效果。研究结果表明：在进水COD≥300mg／L，TN为40．3mg／L，TP为3．82mg／L时，对TN、TP及COD的去除率分别可迭70％、86％和88％；当COD〈300mg／L时，对TP的去除效果较差，但对TN和COD的去除率仍分别可达60％和85％；试验期间，污泥沉降性能良好。     

污泥减量工艺:HA-A/A-MCO的好氧脱氮机制分析

针对污泥减量技术存在对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能并可实现污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺。在该工艺取得同步脱氮除磷和污泥减量优异效果的条件下,采用其处理校园生活污水,当进水TN平均为47 mg/L时,出水TN为10.9 mg/L,系统的总脱氮率为76.8%,其中好氧脱氮量占总脱氮量的50%,缺氧脱氮量占26%;HA-A/A-MCO系统存在着在好氧条件下具有反硝化能力的菌属,对好氧脱氮有一定贡献,且DO浓度对其反硝化能力没有抑制作用;好氧池中的DO浓度梯度有利于在污泥絮体内形成缺氧环境,从而促进同步硝化反硝化(SND)的发生,但减小污泥絮体尺寸会削弱絮体内部缺氧区域比例、降低SND的脱氮效率。     

Waste activated sludge fermentation: Effect of solids retention time and biomass concentration

Laboratory scale, room temperature, semi-continuous reactors were set-up to investigate the effect of solids retention time (SRT, equal to HRT hydraulic retention time) and biomass concentration on generation of volatile fatty acids (VFA) from the non-methanogenic fermentation of waste activated sludge (WAS) originating from an enhanced biological phosphorus removal process. It was found that VFA yields increased with SRT. At the longest SRT (10 d), improved biomass degradation resulted in the highest soluble to total COD ratio and the highest VFA yield from the influent COD (0.14 g VFA-COD/g TCOD). It was also observed that under the same SRT, VFA yields increased when the biomass concentration decreased. At a 10 d SRT the VFA yield increased by 46%, when the biomass concentration decreased from 13 g/L to 4.8 g/L. Relatively high nutrient release was observed during fermentation. The average phosphorus release was 17.3 mg PO₄-P/g TCOD and nitrogen release was 25.8 mg NH₄-N/g TCOD.     

乌鲁木齐河东污水厂的脱氮除磷运行效果分析

对乌鲁木齐河东污水处理厂AB工艺的实际脱氮除磷效果进行了监测分析。结果表明：AB工艺处理鸟鲁木齐城市污水的除磷效果优于脱氮效果，对TP的去除率平均为80％；A段对TN的去除率平均为44．7％，经过B段后NH4^＋—N含量升高，使AB工艺对TN的总去除率降至35．7％左右。A段厌氧污泥进入B段可以取得稳定的除磷效果，去除率平均为96．2％；B段污泥进入A段对AB工艺的脱氮除磷效果没有产生明显影响。B段出现NH4^＋-N升高的主要原因是该段的水力停留时间未达到硝化所需时间的要求。     

MLSS、pH及NO-2-N对反硝化除磷的影响

利用DPB反硝化聚磷污泥以SBR进行试验,以考察MLSS、pH值和NO-2-N浓度对聚磷菌厌氧放磷和缺氧吸磷过程的影响.结果表明:增大MLSS可缩短放磷和缺氧吸磷反应时间,但MLSS过高易导致反硝化吸磷后期出现磷的二次释放;随着pH值的升高(pH=6～8)则P/C值也升高,继续升高pH值到8以上时发生了磷酸盐的沉淀,影响到正常的放磷反应.此外,在反硝化吸磷过程中pH值的大幅升高也会对生物除磷效果造成干扰;控制NO-2-N浓度为5.5～9.5mg/L可使聚磷污泥以NO-2-N作为电子受体进行吸磷反应,当NO-2-N达到15 mg/L时反硝化和吸磷反应均受到了抑制.     

Anaerobic/oxic/anoxic granular sludge process as an effective nutrient removal process utilizing denitrifying polyphosphate-accumulating organisms

In a biological nutrient removal (BNR) process, the utilization of denitrifying polyphosphate-accumulating organisms (DNPAOs) has many advantages such as effective use of organic carbon substrates and low sludge production. As a suitable process for the utilization of DNPAOs in BNR, an anaerobic/oxic/anoxic granular sludge (AOAGS) process was proposed in this study. In spite of performing aeration for nitrifying bacteria, the AOAGS process can create anaerobic/anoxic conditions suitable for the cultivation of DNPAOs because anoxic zones exist inside the granular sludge in the oxic phase. Thus, DNPAOs can coexist with nitrifying bacteria in a single reactor. In addition, the usability of DNPAOs in the reactor can be improved by adding the anoxic phase after the oxic phase. These characteristics enable the AOAGS process to attain effective removal of both nitrogen and phosphorus. When acetate-based synthetic wastewater (COD: 600 mg/L, NH4-N: 60 mg/L, PO(4)-P: 10 mg/L) was supplied to a laboratory-scale sequencing batch reactor under the operation of anaerobic/oxic/anoxic cycles, granular sludge with a diameter of 500 microm was successfully formed within 1 month. Although the removal of both nitrogen and phosphorus was almost complete at the end of the oxic phase, a short anoxic period subsequent to the oxic phase was necessary for further removal of nitrogen and phosphorus. As a result, effluent concentrations of NH(4)-N, NO(x)-N and PO(4)-P were always lower than 1 mg/L. It was found that penetration depth of oxygen inside the granular sludge was approximately 100 microm by microsensor measurements. In addition, from the microbiological analysis by fluorescence in situ hybridization, existence depth of polyphosphate-accumulating organisms was further than the maximum oxygen penetration depth. The water quality data, oxygen profiles and microbial community structure demonstrated that DNPAOs inside the granular sludge may be responsible for denitrification in the oxic phase, which enables effective nutrient removal in the AOAGS process.