复合生物反应器亚硝酸型同步硝化反硝化

以实际生活污水为对象,利用有效容积为12L的间歇式复合生物反应器(填料体积填充比为30%),通过控制ρ(DO)稳定实现了亚硝酸型同步硝化反硝化脱氮.试验结果表明,在同步硝化反硝化条件下,随着ρ(DO)的升高,亚硝化率逐渐降低,总氮去除率也呈下降趋势.曝气结束,ρ(DO)>4 mg/L时,系统的亚硝化率和总氮去除率均小于50%;当ρ(DO)为2 mg/L,温度维持在(28±1)℃,硝化过程中亚硝化率始终维持在85%以上,ρ(NH₄⁺ -N)去除率大于98%,总氮去除率在75%左右.因此,在试验条件下,只要控制曝气量,使得曝气结束时反应器内ρ(DO)为2 mg/L,就可实现稳定的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮.     

快速实现亚硝酸型硝化的试验研究

在SBR反应器中进行亚硝酸型硝化快速实现的试验研究,结果表明：亚硝酸型硝化的快速实现是包括温度、DO、pH、进水氨氮浓度、SRT等多个影响因素共同作用的结果,其中最主要的是DO和pH．当进水氨氮为120—240mg／L、SRT约为23d时,控制较低的DO(0．5～1．0mg／L)和适当的oH(7．5～7．8),在30℃和35℃条件下很容易实现亚硝酸型硝化;在室温条件下(21—25℃),只要控制的pH稍高些(8．0)、DO更低些(0．5～0．6mg／L)．也是可以实现亚硝酸型硝化的．     

限氧曝气实现亚硝酸型同步硝化反硝化的研究

在(19±1)℃条件下,采用SBR工艺处理低碳氮比实际生活污水,没有外加有机碳源,通过限氧曝气实现了亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮(simultaneous nitrification denitrification via nitrite,亚硝酸型SND).试验结果表明,较长污泥龄下(50~66 d),通过控制曝气量使系统溶解氧处于较低水平,好氧末端ρ_DO<2.0 mg/L,平均ρ_DO≈0.65 mg/L,不仅可在常温条件下实现短程硝化,ρ(NO₂^--N)/ρ(NO_x^--N)稳定在95%以上,而且可同时在该好氧硝化系统中获得高效的反硝化效果,稳定运行后,经亚硝酸型SND途径的总氮去除率(E_SND)平均为52%,最高可以达到63.1%.试验分析表明,低ρ_DO水平是实现亚硝酸型SND的关键因素,通过低ρ_DO影响硝化菌群的构成、反硝化菌的缺氧微环境以及有机物和ρ(NH₄⁺-N)的降解特性,促进了亚硝酸型SND的形成.     

亚硝酸型硝化-反硝化工艺处理焦化废水中试研究

采用亚硝酸型硝化-反硝化A/O工艺对焦化废水处理进行了中试研究，试验结果表明：此工艺对处理焦化废水具有良好效果，废水中的氨氮（游离氨）浓度过小或过大都会对亚硝酸菌产生抑制作用，硝酸菌对高浓度游离氨有适应性，好氧过程中存在着脱氮作用，其对氮的去除效果超过总去除率的三分之一。     

改进型生物接触氧化反应器内实现短程脱氮的实验研究

根据短程硝化反硝化生物脱氮的理论要求及生物接触反应器的工艺特性,对传统的生物接触氧化反应器进行了结构与水流流态的改进,在改进后的反应器中,利用人工含氮废水,进行了常温下短程脱氮的可行性与工艺条件的探讨.试验结果表明:在常温(20~25℃),弱碱性(pH=8),低碳氮比(C/N=3)的条件下,控制适当的溶解氧浓度(M(DO)=1.0~1.5 mg/L),可有效地实现短程脱氮的目的,亚硝态氮积累率可达70%~84%,氨氮的转化率在80%以上,说明利用生物接触氧化反应器进行短程脱氮是可行的.     

反硝化过程中亚硝酸盐积累研究

在一个SBR反应器中研究了反硝化过程中的亚硝酸盐积累现象。在低的pH和低C/N比(3和2.5)条件下有较明显的积累。pH为5.8左右有利于反硝化过程的亚硝酸盐积累。C/N比为3时,获得的亚硝酸盐积累率最大可达45%。虽然C/N比为2.5时的亚硝酸盐积累率降为37%,但其碳源药剂费用少,并且其出水COD浓度低,可减少后续处理费用。在C/N比为2.5时,硝酸盐降解速率、亚硝酸盐积累速率和亚硝酸盐降解速率随着初始硝酸盐浓度的增大而增大,最高分别达60.02、36.27、10.376 mg.N/(L.h)。而硝酸盐初始浓度40 mg.N/L以上时,对亚硝酸盐的积累率影响不大,为47.5%左右。     

同步硝化反硝化脱氮影响因素探讨

利用批量实验模拟SBR反应器中的硝化反硝化反应，考察不同温度、pH值、溶解氧(ρDO)，碳氮比(COD／NH3)对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明，在温度为30℃，ρDO为5．5mg／L，pH为7．0，碳氮比为20．7时总氮去除率可达48．7％；同时可以推断活性污泥中可能同时存在异养硝化菌和好氧反硝化菌。     

一体式膜生物反应器硝化性能的研究

对一体式膜生物反应器的硝化负荷能力进行了探讨,同时对反应器中膜污染的情况及原因,污泥质量浓度的变化情况及其原因进行了分析。在污泥质量浓度仅为6g/L的情况下,进水氨氮质量浓度为1 5g/L,容积负荷为1 6kg/(m3·d)的废水的去除率在90%以上。污泥质量浓度应控制在一定范围,过高或过低都不利用于氨氮的去除,对于污泥层引起的膜污染可用空曝气的方法解决。     

低溶氧下生物流化床内亚硝化过程的选择特性研究

采用下向流内循环生物流化床反应器,在低浓度溶解氧条件下,探讨了亚硝化过程的稳定性,试验结果表明：在０．５～１．０ｍｇ／Ｌ溶解氧（ＤＯ）下,ＤＯ成为增殖的限制基质,可实现亚硝酸的积累,当进水ＮＨ４＾＋－Ｎ为３００ｍｇ／Ｌ时,出水ＮＨ４＾＋－Ｎ小于２０ｍｇ／Ｌ;在保证氨氮去除率大于９０％的前提下,使出水硝态氮中亚硝酸比例稳定在８０％以上,选择过程完成后亚硝酸菌成为生物膜中的优势菌群。     

CAST工艺处理低C/N废水中DO对NO2-积累的影响

研究了有效容积为72 L的循环式活性污泥法反应器在不同溶解氧浓度下,处理低碳氮比生活污水时,去除氨氮过程中亚硝酸盐积累的情况.选取5个DO浓度水平进行试验,结果表明,在低DO浓度下有效去除氨氮的同时,实现了长期稳定的亚硝酸盐积累,并且无污泥膨胀发生,当DO在0.5 mg/L时,系统内亚硝化率(NO2-/NOx-)可达80%以上,氨氮去除率＞90%,SVI在109 mL/g左右;当DO＜0.5 mg/L时,氨氮去除率下降;当DO＞1 mg/L时,硝化反应较彻底,但硝化过程向全程硝化转化.     

氨氮对内循环生物流化床亚硝化过程影响

为实现内循环生物流化床(ITFB)短程脱氮处理高氨氮废水,在小试ITFB反应器内考察了氨氮浓度对生物膜亚硝化特性的影响.通过5个月的连续试验,研究了ITFB反应器历经启动培养、短暂亚硝化、硝化系统破坏、硝化系统恢复、完全硝化五个过程中,氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的转化规律及游离氨毒性作用对短程硝化过程的影响.试验结果表明:反应器启动初期出现了短暂亚硝化,平均亚硝化率为79%;在进水氨氮浓度增加到300 mg/L时,系统再次实现了亚硝化,平均亚硝化率达81%,但由于游离氨浓度的影响使得系统硝化能力受到严重影响,系统氨氮去除率降低至22%;系统恢复后,亚硝化现象不明显.反应器内游离氨浓度随进水氨氮浓度升高而增加至8 mg/L时,系统内硝化细菌和亚硝化细菌活性均受到抑制.通过提高进水氨氮浓度来实现系统短程脱氮过程稳定运行的可逆性较差.     

Shut-cut nitrification characteristics of aerobic granule in a sequencing batch airlift reactor at low temperature

To investigate the shut-cut nitrification characteristics of aerobic granule,an aerobic granular sequencing batch airlift reactor(AG-SBAR) was carried out with mixed carbon sources of sodium acetate and glucose at 10±1 ℃.Results indicated that ammonia oxidizing bacteria was accumulated inside the aerobic granules and the reactor performed stably with shut-cut nitrification for a long term at low temperature.During the stable operation period,the effluent ammonia nitrogen concentration was maintained at 13.6 mg/L without nitrate and nitrite when the COD/N ratio was 20:1.However,the effluent concentration of ammonia nitrogen was below 0.5 mg/L with effluent nitrosation ratio of 96.7% on average when the COD/N ratio was reduced to 15:1 and 10:1.And the effluent phosphorus concentration was less than 0.4 mg/L during the stable period with the sludge retention time of 30 d.The phosphorus removal efficiency was not strongly influenced by the adjustment of COD/N ratio in this experiment.The removal efficiencies for COD,NH4+-N and PO43--P were 91.3%-94.6%,97.9%-99.7% and 97.1%-99.5%,respectively.     

梯度曝气SBR除磷亚硝化颗粒处理生活污水

为实现生活污水中总磷和有机物的去除,同时实现部分亚硝化,在常温条件下(17～19℃),采用SBR反应器接种配水培养的强化生物除磷颗粒污泥,对生活污水的除磷亚硝化效果进行研究.结果表明,配水启动的强化生物除磷颗粒污泥经过27 d的培养可以实现生活污水除磷,出水总磷(TP)质量浓度达到1 mg/L以下,厌氧释磷量/厌氧COD去除量(Δρ_(TP)/Δρ_(COD))达到0.3;采取前90 min高曝气(500 mL/min),后120 min低曝气(200 mL/min)的梯度曝气运行模式,可以使亚硝酸盐积累率(R_(NA))从0增长到90%以上,亚硝酸盐氮(NO~-_2-N)质量浓度达到10 mg/L,同时TP及COD出水分别保持在0.5和50 mg/L以下.随工艺运行颗粒粒径从1 200μm下降到1 090μm,SVI值从32 mL/g降低到29 mL/g,蛋白与多糖比(PN与PS比)从2.0降低到1.2.生活污水虽然会导致颗粒粒径略微减小,但仍能保持在1 000μm以上,且使颗粒获得更好的沉降性能.采取高低梯度曝气方式可以实现除磷和亚硝化,总磷去除率达到95%,R_(NA)达到90%以上,且颗粒性能稳定.     

Effect of Dissolved Oxygen on Operation of EGSB

An expanded granular sludge bed (EGSB) reactor was adopted to study the dissolved oxygen (DO) effect on the operation. With the chemical oxygen demand (COD) 800-1 800 mg/L, pH 6.0-7.3, volume loading rate (VLR) 5.4-11.5 kg COD/(m3·d), the operational behaviors of EGSB reactor was researched. And the max DO concentration which influenced steady operation of EGSB reactor was determined by contrasting the changes due to different concentrations of the influent DO. With the COD 1 200-2 000 mg/L, VLR 7.2-12.0 kg COD/(m3·d), the operational characteristic of EGSB reactor was researched by aerating the recycle effluent. The results was: when the DO concentration of influent was under 3.0 mg/L, the removal efficiency of COD was 82%-90% and the operation of the EGSB reactor was steady; when the DO concentration of influent was over 3.0 mg/L, the oxidation-reduction potential (ORP) fluctuated greatly and the operation of the EGSB reactor was instable; the acidified wastewater of saccharide whose pH value was 5.1-6.5 could be treated by aerating the recycle effluent and the efficiency of COD was up to 85%-92%.     

常温低基质亚硝化反应器功能菌群解析

为维持亚硝化反应器稳定运行提供微生物理论基础,以常温(18~21.5℃)低基质推流式亚硝化反应器为对象,解析其稳定运行期间功能菌群特征.通过检测反应器三氮变化检验其亚硝化效果.利用扫描电镜(SEM)观察污泥微观结构,通过荧光原位杂交(FISH)、变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)及克隆测序等方法,解析微生物菌群特性.保持反应器低溶解氧环境(0.1~0.6 mg/L),使氨氧化菌(AOB)竞争力强于亚硝酸盐氧化菌(NOB),在连续流运行80 d内,平均亚硝化率几乎为100%,出水NO2--N与NH4+-N质量比稳定在1.11.SEM结果显示,亚硝化污泥中球形细菌为优势菌群.FISH结果显示,AOB与NOB的相对比例分别为37.3%与4.4%.PCR-DGGE结果表明,反应器内存在6类优势微生物菌群,其中Nitrosomonas sp.为功能微生物AOB.由多种微生物组成的功能菌群维持反应器亚硝化稳定运行.     

移动床生物膜反应器中的氧传质性能

为提高移动床生物膜反应器中氧传质效率,利用动态溶氧法测定曝气量(0.84～4.2m3/h)、填料填充率(0～30%)、反应器高度(0～0.5m)、溶液中添加表面活性剂十二烷基硫酸钠和电解质NaCl等因素对氧传质系数的影响,结果表明随着曝气量的增大,氧传质系数从0.002 5/s增加到0.066/s,填料固含率在10%时氧传质效果最好;反应器高度主要影响气泡的压力进而影响气液接触面积,随着气泡的上升,氧传质系数从0.011逐渐降低为0.009 6/s;表面活性剂在0～0.015g/L浓度范围内氧传质系数逐渐降低;NaCl通过改变气泡表面的ζ电势和表面张力进而影响氧传质效果,在0～20g/L范围内,氧传质系数随着NaCl浓度的增大而增大.     

氧气加压反应器中碳氧反应研究

从热力学和动力学方面探索了氧气加压反应器中炼钢能加速脱碳和升温的原因。