一体化复合式生物反应器的脱氮研究

利用自制的一体式缺氧/好氧(A/O)复合式生物反应器(HBR),对高浓度氨氮废水进行了脱氮研究.结果表明,当进水COD浓度在950～1100 mg·L-1、氨氮浓度增加到150 mg·L-1时系统COD、氨氮去除率开始下降;在好氧区内检测到大量的NO-2-N积累,表明HBR的脱氮作用部分是通过短程硝化-反硝化途径实现的.且复合式生物反应器填料内部存在多种多样的微环境类型以及缺氧/好氧内循环,造成反应器缺氧、好氧区都发生了同步硝化-反硝化反应.     

高氮豆制品废水的短程硝化反硝化脱氮技术及其过程控制

采用交替好氧 /缺氧运行方式和适时过程控制策略开发了一种生物脱氮新工艺 ,该工艺结合了短程硝化反硝化脱氮技术。试验过程中选择了 3种不同运行模式去实现短程硝化反硝化脱氮技术 ,即传统的序批式活性污泥法 (SBR)运行模式、固定时间控制交替好氧 /缺氧运行模式和适时过程控制交替好氧 /缺氧运行模式。结果显示 ,适时过程控制交替好氧 /缺氧运行模式效果最佳 ,它不但能提高硝化、反硝化速率和减少总反应时间 ,而且可以节省硝化过程中碱度的投加和反硝化过程碳源的投加量 ,降低了运行成本。     

AON短程硝化反硝化工艺预处理垃圾焚烧厂渗滤液的应用

针对某垃圾焚烧厂渗滤液水质变化大以及有机物、氨氮和总氮高的特点,采用AON工艺进行预处理。该工艺运行时有亚硝氮积累的现象,能实现一定程度的短程硝化反硝化。运行结果表明,进水负荷是影响处理效果的主要因素。出水氨氮浓度(y)与生物流化床的氨氮容积负荷(x)满足关系式:y=81.96exp(x/446.7)-75.93。当好氧段COD负荷低于1 200 g/(m~3·d)、硝化段氨氮容积负荷低于200 g/(m~3·d)时,该AON工艺具有较稳定的COD去除及脱氮能力,是一种廉价、方便和高效的预处理工艺。     

O1/A1/O2/A2工艺处理焦化废水试验研究

通过对短程硝化反硝化工艺的研究,开发了好氧/厌氧/好氧/缺氧(O1/A1/O2/A2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理。考察了NH4+-N、COD、TN对反应器运行效果影响。结果表明,当进水COD平均为3 012.9 mg/L,NH4+-N、TN、挥发酚、总氰平均质量浓度分别为590.5、608.4、361.8、34.5 mg/L;出水COD平均为81.7 mg/L,出水NH4+-N、TN、挥发酚、总氰的平均质量浓度分别为0.1、9.9、0.1、0.1 mg/L,出水指标达到国家污水综合排放一级标准,A/O工艺处理这种焦化废水TN偏高,而用O1/A1/O2/A2工艺可以解决这一问题,实现了TN脱除。考察了温度、DO、pH对短程硝化影响。结果表明,在DO质量浓度为1.0～1.5 mg/L、温度在30～35℃、pH 7.5～8.0,系统能够进行稳定短程硝化反硝化。     

生物膜法A~2/O~2焦化废水处理系统缺氧反应器工艺特性

以焦化厂废水处理系统气浮设备出水为试验废水水源,在中试规模上研究了生物膜法A2/O2(厌氧/缺氧/好氧/好氧)系统中缺氧反应器的工艺特性和效果。缺氧反应器为以陶粒作填料的上流式滤池。研究结果表明,缺氧反硝化对去除焦化废水中COD有重要作用。反硝化菌可利用一些好氧微生物和厌氧微生物都难以降解的焦化废水中的有机物作碳源,反硝化反应器可去除进水中40%的COD。缺氧反硝化反应器进水碳氮质量比在5以上就可基本满足焦化废水反硝化对碳源的需求。稳定运行状况下的NO3--N容积负荷不大于0.24 kg/(m3.d)。缺氧反应器的水力停留时间不小于24 h。系统进水COD、NH3-N的质量浓度分别在1 000～2 200、200～400 mg/L范围内,对系统进水不进行稀释的条件下,水解酸化反应器HRT为20 h,缺氧反应器HRT为24 h,一级好氧反应器和二级好氧反应器HRT均为48 h,二级好氧反应器硝化液回流比为3时,生物膜法A2/O2系统处理出水的COD和NH3-N可以同时达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。     

ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器启动及有机负荷对其运行性能的影响

控制已稳定运行的UASB-ANAMMOX反应器进水TN容积负荷为026 kg.m^-3.d^-1,通过连续添加有机物(葡萄糖),在进水有机负荷与TN负荷比值为1的情况下,仅用35 d就成功启动了ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器,稳定阶段反应器对氨氮、亚硝氮、TN和COD的去除率分别高达95.3%、99.1%、94.0%和93.2%,三氮比即去除的氨氮∶去除的亚硝氮∶生成的硝氮为1∶1.34∶0.03。研究了有机负荷冲击对ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器运行性能的影响。结果表明,进水有机负荷的突降对反应器的运行性能影响不大;有机负荷的突增会显著影响反应器脱除氨氮的能力,经驯化后仍能实现协同脱氮作用,但会恶化反应器的出水水质,大幅降低进水有机负荷可显著改善出水水质。协同脱氮反应器对有机负荷冲击有较强的抵抗力。     

序批式移动床生物膜反应器脱氮除磷影响因素及特性

考察了曝气量、进水C/N比（COD/TN）及进水氮、磷浓度对序批式移动床生物膜反应器（SBMBBR）脱氮除磷效果的影响,分析了该复合生物系统的污染物去除特性。实验结果表明,反应器脱氮主要是基于好氧段发生的同时硝化反硝化（SND）作用实现的,而除磷是基于常规生物除磷和反硝化除磷过程而完成;在保持载体良好流化状态的前提下,反应器硝化效果和TP去除受曝气量变化影响不大,反硝化效果随曝气量的减小而改善;采用厌氧/好氧序批式运行方式,能够使进水中的有机物被反硝化聚磷菌优先利用,实现一碳两用,节省了脱氮对外部碳源的需要,在进水C/N为2.8～4.0时能获得良好的硝化、反硝化和TP去除效果;随着进水氮、磷浓度的提高,反应器除磷效果相对稳定,脱氮效果变差,最大氮、磷去除负荷分别达到0.17 kg TN·m^-3·d^-1和0.06 kg TP·m^-3·d^-1。     

AO两级生物滤池的同步硝化反硝化脱氮试验

针对现行污水处理厂市政二级出水脱氮效果差的问题,文中构建了具有同步硝化反硝化功能的缺氧-好氧(AO)两级生物滤池工艺,研究了进水碳氮比(C/N)、回流比及溶解氧(DO)浓度对反应器脱氮效果的影响,并在最优工况条件下进行了处理效能试验.结果表明:进水的C/N为4:1时,系统的脱氮效果最佳,并且在缺氧段实现了氨氮与硝态氮同步去除,持续提高C/N,系统整体处理效果并无明显增强;系统的脱氮效能随着回流比的提高而降低,选用最低回流比(100％)为最佳处理工况之一;好氧柱中的DO含量为2 mg/L时,回流至缺氧段的DO浓度最低,系统处理效果最佳.在选定的最优工况条件下,反应器运行稳定,系统出水中氨氮、总氮和化学需氧量(CODCr)的平均质量浓度分别为(0.026±0.001)、(4.210±0.352)mg/L和(12.560±1.033)mg/L.数据表明该系统在最优工况条件下运行情况良好,脱氮效果明显,处理后水质指标达到一级A排放标准.     

生物膜法A^2／O^2焦化废水处理系统缺氧反应器工艺特性

以焦化厂废水处理系统气浮设备出水为试验废水水源,在中试规模上研究了生物膜法A^2／O^2（厌氧／缺氧／好氧／好氧）系统中缺氧反应器的工艺特性和效果。缺氧反应器为以陶粒作填料的上流式滤池。,研究结果表明,缺氧反硝化对去除焦化废水中COD有重要作用,．反硝化菌可利用一些好氧微生物和厌氧微生物都难以降解的焦化废水中的有机物作碳源,反硝化反应器可去除进水中40％的COD。缺氧反硝化反应器进水碳氮质量比在5以上就可基本满足焦化废水反硝化对碳源的需求．．稳定运行状况下的NO3^- -N客积负荷不大于0．24kg／（m^3·d）．缺氧反应器的水力停留时间不小于24h。系统进水COD、NH3-N的质量浓度分别在1000～2200、200～400mg／L范围内,对系统进水不进行稀释的条件下．水解酸化反应器HRT为20h．缺氧反应器HRT为24h．一级好氧反应器和二级好氧反应器HRT均为48h．二级好氧反应器硝化液回流比为3时．生物膜法A^2／O^2系统处理出水的COD和NH3-N可以同时达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的一级排放标准。     

微气泡曝气生物流化床反应器SNAD过程脱氮性能研究

运行微气泡曝气生物流化床反应器(MAFBR),研究了不同运行策略下同步短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)过程实现及生物脱氮性能。结果表明,MAFBR反应器采用高碳氮比(C/N)启动并逐渐降低C/N的运行策略时,生物脱氮过程为同步硝化-反硝化,硝化过程效率较低且为生物脱氮的限制因素,生物脱氮性能不理想。MAFBR反应器采用低C/N启动并控制适宜溶解氧(DO)浓度的运行策略时,生物脱氮过程由同步硝化-反硝化逐渐转变为SNAD过程,从而实现高效生物脱氮性能。MAFBR反应器可在C/N为1、DO平均质量浓度为1.29 mg/L条件下实现SNAD过程,其氨氮平均去除率和平均去除负荷可达到69.87%和0.31 kg/(m~3·d),总氮(TN)平均去除率和平均去除负荷可达到63.93%和0.29 kg/(m~3·d),厌氧氨氧化对TN去除的平均贡献率可达到52.89%以上。     

污泥厌氧水解与短程硝化反硝化耦合工艺处理低碳氮比城市污水

为处理低碳氮比城市污水,在30~35℃、不调节pH值(7.01~8.33)的条件下,通过人为添加氨氮控制游离氨浓度(25mg·L-1),在SBR中6d内成功启动了短程硝化反硝化。对比实验结果表明,短程硝化反硝化在处理低C/N比城市污水时的总氮脱除效果要优于传统的全程硝化反硝化,当反应器运行稳定后,溶解氧的浓度和高游离氨不再是影响NO2--N浓度累积的主要因素,NO2--N/NOx--N始终保持在80%以上。为了进一步提高短程硝化反硝化的脱氮效率,利用污泥厌氧水解产物替代10%进水,为反硝化阶段提供附加的部分碳源,两工艺联合后处理效果良好,出水TN平均浓度和去除率分别为13.39mg·L-1和74.9%,出水水质符合排放标准的要求。     

短程硝化反硝化生物脱氮的影响因素分析

介绍了短程硝化反硝化生物脱氮的反应机理,从温度、pH值、游离氨、DO、污泥龄和有害物质等几个方面分析对短程硝化反硝化过程中的影响,提出了目前短程硝化反硝化的研究中应当解决的问题。     

Process Control of an Alternating Aerobic‐Anoxic Sequencing Batch Reactor for Nitrogen Removal via Nitrite

Nitrogen removal via nitrite is a novel technology and is becoming popular for engineering applications since it results in a saving of the aeration energy required for nitritation and external carbon sources for denitritation. An alternating aerobic‐anoxic (AAA) operational pattern was applied in a sequencing batch reactor (SBR) process to improve the nitrogen removal efficiency and achieve partial nitrification via nitrite from industrial wastewater with influent alkalinity deficiencies. The results showed that the online monitoring of the pH‐time variations during nitrification could indicate if the alkalinity was sufficient and when the ammonia nitrogen was completely oxidized. Under conditions of deficient influent alkalinity, the AAA process reduced the external alkalinity and the carbon sources addition and improved the effluent quality with ammonia nitrogen concentration below the detection limits. Half of the alkalinity previously consumed during aerobic nitrification could be recovered during the subsequent anoxic denitrification period. If the cycles of alternating aerobic/anoxic were repeated more than twice, the first nitrification cycle was stopped when the pH decreased by 0.4–0.5. The middle nitrification was terminated when the pH decreased by 0.8–1.0, and the final nitrification duration was controlled by the dissolved oxygen (DO) breakpoint and ammonia valley on the pH profile. Each anoxic time‐scale for denitrification was determined by the nitrate knee on the oxidation‐reduction potential (ORP) profile and the nitrate apex on the pH profiles. In comparison to the conventional SBR process, the AAA process with a real‐time control strategy resulted in an improved nitrogen removal efficiency of greater than 97 % under conditions of deficient influent alkalinity. Moreover, nitrogen removal via nitrite was achieved with a nitrite accumulation rate above 95 %.     

外加碳源对AOA-SBR工艺脱氮除磷效果的影响

采用厌氧/好氧/缺氧模式运行的SBR工艺处理模拟城市污水,考察外加碳源乙酸钠和污泥水解酸化上清液对其脱氮除磷效果的影响。模拟城市污水,进水水质COD为400 mg/L、氨氮为60 mg/L、磷酸盐为7 mg/L。结果表明:不投加碳源时,系统对COD、氨氮、磷酸盐的去除率分别为90%、91%、82%;乙酸钠投加量为60 mg/L的条件下,外加乙酸钠系统对COD、氨氮、磷酸盐的去除率分别为93%、100%、100%,磷的去除主要是通过好氧聚磷作用;上清液投加量折合进水COD为30 mg/L时,外加污泥水解酸化上清液系统对COD、氨氮、磷酸盐的去除率分别为97%、99%、95%,系统中出现明显的反硝化除磷现象,反硝化除磷占24%。     

Advanced removal of organic and nitrogen from ammonium-rich landfill leachate using an anaerobic-aerobic system☆

A novel system coupling an up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) and sequencing batch reactor (SBR) was introduced to achieve advanced removal of organic and nitrogen from ammonium-rich landfill leachate. UASB could remove 88.1%of the influent COD at a volumetric loading rate of 6.8 kg COD·m?3·d?1. Nitritation–denitritation was responsible for removing 99.8%of NH4+-N and 25%of total nitrogen in the SBR under alternating aerobic/anoxic modes. Simultaneous denitritation and methanogenesis in the UASB enhanced COD and TN removal, and replenished alkalinity consumed in nitritation. For the activated sludge of SBR, ammonia oxidizing bacteria were preponderant in nitrifying population, indicated by fluorescence in situ hybridization (FISH) anal-ysis. The Monod equation is appropriate to describe the kinetic behavior of heterotrophic denitrifying bacteria, with its kinetic parameters determined from batch experiments.     

改进的SBR对城市污水脱氮除磷性能的研究

阐述了影响SBR脱氮除磷的因素（如污泥颗粒化、沉淀时间、进水COD负荷等）和最佳条件。取一定体积的城市污水,测量其进水COD、氨氮、总氮、总磷,并通过向SBR反应器污水中接种城市废水絮凝污泥,设定不同的循环周期,改变每个周期的沉淀时间等改进,培养颗粒化污泥促进其对处理结果的影响。通过实验得出水力停留时间、污泥龄,曝气时间、进水负荷、以及是否投加碳源,即不同碳氮比等因素对SBR处理效果的影响,检测不同周期氮磷的去除率。     

MUCT工艺处理生活污水短程脱氮的实现及硝化菌群动态变化

采用连续流MUCT工艺处理实际生活污水,研究短程生物脱氮的实现,并采用实时荧光定量PCR方法(quantitative real time PCR,QPCR)分析全程脱氮向短程脱氮转变过程中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)的动态变化。通过降低溶解氧浓度为0.5mg·L^-1和缩短水力停留时间为6h,实现短程硝化,亚硝酸盐积累率达到90%。在短程硝化稳定运行阶段总氮去除率高达90%以上,远远大于全程阶段的74%。QPCR结果表明全程脱氮阶段水力停留时间的缩短使AOB细胞数呈现下降的趋势,NOB细胞总数稳定维持在10⁸cells·(g dried sludge)^-1。短程脱氮阶段,AOB细胞数小幅度上升,由3.17×10⁶cells·(g dried sludge)^-1增长到1.32×10⁷cells·(g dried sludge)^-1,同时AOB占全菌的比例也小幅度增长。NOB的细胞数在5.9×10⁷~1.78×10⁸cells·(g dried sludge)^-1之间波动。NOB占全菌的比例由1.44%下降到0.47%。因此,MUCT工艺处理实际生活污水的系统中NOB丰度降低及活性抑制是实现并维持短程生物脱氮的重要原因。短程脱氮运行期间由于控制低溶解氧浓度和短的水力停留时间,AOB丰度及相对含量没有显著增加,甚至下降,但不会影响氨氮和总氮的去除。     

生物接触氧化法去除微污染水源水中的氨氮

采用生物接触氧化法对北京某水库的微污染水源水进行了除氨效果研究。结果表明,生物接触氧化法具有较好的除氨效果,生物接触氧化原水氨氮的质量浓度在不大于0.234mg/L时,氨氮的月平均去除率为30.8%~72.9%,进水氨氮的质量浓度人工增加至0.126~2.080mg/L时,氨氮去除率最高可达97.4%,平均去除率为71.2%。同时探讨了水温及进水氨氮的质量浓度对氨氮去除效果的影响。     

氨氮对EGSB反应器处理高浓度有机废水的影响

在以葡萄糖为基质长期运行的厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器里,研究了氨氮对EGSB反应器处理高浓度有机废水的影响。结果表明,在进水COD的质量浓度为7000mg/L,有机负荷为48 kg[COD]/(m3.d),水力停留时间为3.5h,回流比为12,水力上升流速为3.38 m/h的条件下,当氨氮的质量浓度小于200mg/L时,对厌氧反应器中的微生物有刺激作用;当氨氮的质量浓度在200～500mg/L时,氨氮浓度的增加对微生物无不利影响,反应器趋于稳定状态,COD去除率为96%左右;当氨氮的质量浓度在500～2000mg/L时,氨氮浓度的变化会对微生物产生短暂的抑制作用,但经过短期的驯化之后即可恢复到原来的状态,此阶段系统运行不稳定;氨氮的质量浓度大于2000mg/L时,则有明显的抑制作用;氨氮的质量浓度达到2736mg/L时,产气量降为47.59L/d,为初始产气量的一半,挥发性有机酸的质量浓度急剧升高至265mg/L,系统出现明显的酸化现象。整个试验过程中,碱度、pH值以及SS随着氨氮浓度的增加稍有增加,但pH值变化不大,基本维持在6.8～7.5。