组合CRI工艺对印染二级生化出水的深度脱氮效果

采用好氧+厌氧组合人工快渗(OCRI+ACRI)工艺处理印染二级生化出水,考察了运行过程中氮素污染物的迁移转化规律及脱氮效果。结果表明,组合工艺运行28 d后可成功启动部分亚硝化和厌氧氨氧化,稳定运行期间COD、NH₄⁺-N、TN平均去除率分别为87.2%、99.0%、96.9%,出水浓度均达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)的直接排放标准。组合CRI工艺共运行180 d,OCRI反应器内主要发生部分亚硝化,其对COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为87.3%、60.1%、5.2%。ACRI反应器内主要发生厌氧氨氧化,其对COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为12.7%、39.9%、94.8%。     

双膜耦合系统（MBR-MBfR）处理低碳氮比污水实验研究

为解决实际低碳氮比废水高效脱氮问题，以MBR-MBfR双膜耦合系统为研究对象，探究不同C/N双膜系统的脱氮效果。结果表明，当C/N=2时，其对NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN及COD的协同去除效果最好，COD、NO₃^--N、NO₂^--N、NH₄⁺-N、TN的去除率分别达到79.16%、78.40%、88.41%、77.04%和77.31%，是适合MBR-MBfR双膜耦合系统的最佳碳氮比。用于处理实际废水经过20 d的运行，结果表明，COD、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN去除率分别达到75.88%、80.02%、76.42%和80.92%。达到较好的双膜耦合效果，为反应器高效脱氮以及去除含有有机碳的低C/N废水提供参考和技术支持。高通量测序结果表明：1)作为氨氧化菌(AOB)的亚硝基...     

MABR系统处理空间站模拟废水的研究

微生物法处理空间站废水是未来空间站水回收管理系统的发展方向之一，为了探究生化法对空间站废水的处理效果，设计并搭建了一套MABR反应器，以出水COD、NH₄⁺-N和TN等作为主要考察指标，并结合NO₂^--N、NO₃^--N等指标对反应器的处理效果进行评估和分析。试验对比了不同曝气压力、不同断面流速下反应器的处理效能，从而找出各因素对反应器处理效果的影响规律，然后在一定条件对空间站模拟废水进行处理。结果表明：反应器启动后具有同步硝化反硝化功能；当处理市政污水时，设定曝气压力为0.015 MPa，断面流速为2.5 mm/s,HRT为24 h,COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别达到99.9%、97.8%和86.69%；当处理空间站模拟废水(稀释10%)时，补充碳源150 mg/L(葡萄糖)，曝气压力为0.02 MPa，断面流速为2.5 mm/s,HRT为24 h,COD、NH₄⁺     

多级SMBBR工艺处理低C/N比城市污水中试研究

通过中试试验研究多级SMBBR工艺(S/A/SMBBR)处理包头市某污水处理厂的低碳氮比生活污水的效能,考察SDC-03生物填料的挂膜启动及硝化液回流比、DO浓度和温度对脱氮效果的影响。结果表明,在15℃时,SDC-03填料在30 d左右完成挂膜,出水的COD和氨氮去除率70%左右;随硝化液回流比增加,NH_4⁺-N平均去除率增加,TN去除率呈现先升高后下降趋势;回流比150%时,TN、NH_4+-N平均去除率增加,TN去除率呈现先升高后下降趋势;回流比150%时,TN、NH_4⁺-N的去除效果最佳;溶解氧(DO)浓度3 mg/L时,SMBBR工艺通过同步硝化反硝化(SND)实现最佳的脱氮效果。温度由15℃增加到30℃,脱氮效能增加,但效果不明显,多级SMBBR工艺对温度变化有良好的适应性。     

高回流比对序批式生物膜反应器脱氮性能的影响

硝化液回流是污水生物脱氮工艺实现前置反硝化脱氮的重要手段，通常回流比为200%～400%。本文研究了高回流比对序批式生物膜反应器(SBBR)脱氮性能的影响，结果表明，在回流比为300%、1 000%、3 000%三种条件下回流比为3 000%的总氮去除率最高，稳定运行期间TIN平均去除率为98.69%±0.81%，同时也使NH₄⁺-N得以完全氧化。推测在高回流比引起的强对流环境下，生物膜内传质效率得以加强，从而提高了同步硝化反硝化(SND)效果。本研究结果对集成分散式污水处理装置的研发及改善市政污水处理生物脱氮效率具有重要意义。     

改良人工湿地对二级好氧单元出水的深度脱氮研究

针对传统人工湿地脱氮效率低,构建了潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地,对二级好氧单元出水进行深度脱氮。结果表明,潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地分别对 NH₄⁺-N 和 NO₃^--N 去除效果较好,其平均去除率分别为 79.92% 和72.45%,且后者出水 TN 浓度低于城镇污水处理厂污染物排放标准一级 A 标准限值,但 NH₄⁺-N 则未能达标。增大进水C/N 比均显著提升了两系统对 TN 的去除效率（p<0.005）。两系统上层填料对 NH₄⁺-N 的去除贡献均超过 75%,同时对TN 和 COD 的去除贡献也最高,表明上层填料在污染物去除过程中发挥了主导作用。完全氨氧化细菌（相对丰度为1.87%）和潜在硝化菌 Rudaea（相对丰度为 0.58%）分别是潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地上层填料主导的氨氧化菌,而Rhodanobacter和Denitratisoma以及norank＿c＿OLB14和Denit...     

人工快渗系统短程硝化反硝化的协同启动及脱氮性能

为提高人工快渗(CRI)系统的脱氮性能,构建了好氧(O)/缺氧(A)两段式CRI系统处理模拟生活污水,采用NaCl-pH协同调控的方式启动短程硝化反硝化,考察了其对NH₄⁺-N、TN去除的强化效果。结果表明,进水中投加质量浓度为6 000 mg/L的NaCl运行13 d后,O-CRI反应柱的NO₂^--N积累率可达到71.7%,此时提高进水pH至8.8,NO₂^--N积累率可增高至95.5%,NaCl-pH协同调控可成功启动短程硝化。O/A-CRI系统稳定运行期间NH₄⁺-N、TN去除率均值分别达到97.6%、87.5%,比对照组分别提高了2.9、41.3个百分点。O-CRI反应柱内的脱氮功能菌以氨氧化菌(AOB)为主,其中相对丰度较高的菌属为Nitrosomonas、Nitrosospira,而以Nitrospira为代表的亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性由于被选择性抑制而致使其相对丰度大幅减小,从而保障了NO     

同步硝化反硝化SBBR处理低C/N比生活污水的启动与稳定运行

以低C/N比实际生活污水为处理对象,聚氨酯海绵填料为生物载体（填料填充率25%）,采用逐步提高氮负荷的方式,在较短的时间内（98 d）成功启动了同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and denitrification,SND）的序批式生物膜反应器（sequencing batch biofilm reactor,SBBR）。实时定量PCR（real-time qualitative polymerase chain reaction,real-time qPCR）结果表明系统内硝化菌得到富集。在稳定运行期间,系统对有机物及氮的去除效果良好,平均出水COD、NH₄⁺-N、TN分别为38.28 mg·L^-1、1.23 mg·L^-1、8.23 mg·L^-1。微生物将大部分碳源以聚羟基脂肪酸酯（poly-β-hydroxyalkanoate,PHA）的形式储存至体内,系统内NO₃^--N的去除主要通过内源反硝化作用,且反硝化过程基本无NO₂^--N积累,平均SND率为70.57%,TN去除率高达82.95%。由于硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同时进行,反硝化过程产生的碱度可补充硝化过程消耗的碱度,维持系统内pH的相对稳定。此外,可以通过DO和pH的变化判断SND的进行状态,有效地控制反应时间,节省动力消耗。     

水解反硝化工艺强化脱氮处理

碳源对脱氮除磷都具有重要的作用,碳源不足会导致脱氮效果降低,出水TN水质不达标。为解决碳源不足造成的脱氮能力差的问题,本试验采用水解反硝化脱氮工艺,将水解酸化与反硝化脱氮过程相结合,取代缺氧反硝化,有效地解决了碳源不足所导致的脱氮效果差的问题。利用水解反硝化脱氮工艺处理城市污水,出水NH₄⁺-N、TN和COD都满足一级A标准,去除率分别为98.0%、69.4%和82.7%,比同期污水处理厂AAO工艺的TN去除率高出17.5%。在BOD₅/TN为3～5的条件下,水解池中污泥的比反硝化速率为缺氧池污泥的1.2～1.7倍,并且去除相同的N所需要的碳源较少,在碳氮比为3:1、3.5:1、4:1和5:1时去除单位N水解池可分别节省59.5%、52.2%、19.9%和23.1%的COD,有效地解决了脱氮过程中碳源不足问题。     

生物炭添加对人工湿地处理农村生活污水的影响

以生物炭作为基质填料构建垂直流人工湿地,探讨不同进水C/N和曝气量条件下,人工湿地处理农村生活污水的净化效果。结果表明：进水C/N减小会导致湿地出水NH₄⁺-N、TN和TP浓度显著升高;曝气量从0.2 L/min提高至0.6 L/min时,湿地对COD、NH₄⁺-N和TN的去除率增加,但是继续提高曝气量,出水TP浓度明显增大;间歇微曝气-改性生物炭添加的湿地系统对COD、NH₄⁺-N、TN和TP的平均去除率分别为85.09%、99.15%、99.41%和91.40%,出水水质达到《城镇污水处理厂排放标准》(GB18918-2002)一级B标及以上。以生物炭为人工湿地基质填料可提高农村生活污水的处理效果。     

膜曝气生物膜反应器处理合流制溢流污水的实验研究

以聚丙烯复合材料经熔融拉伸制成的帘式超薄微孔中空纤维膜为载体,构建膜曝气生物膜反应器装置处理合流制溢流污水,研究在不同水力停留时间、曝气压力、水流流速条件下,膜曝气生物膜反应器对水体中污染物COD、NH₄⁺-N、TN的去除率。结果表明：膜曝气生物膜反应器对水体中各项污染物均有较好去除效果。水力停留时间为12 h时,COD、NH₄⁺-N、TN去除效果较好,去除率分别为80.8%、82.4%、65.4%;水力停留时间为8 h时,TP去除效果达到34.2%,后期逐渐趋于平缓。溶解氧浓度随曝气压力增加而增加,曝气压力达到25 kPa之后COD、NH₄⁺-N达到较佳的去除率,平均去除率分别为82.2%、84.1%;而TN去除的最佳曝气压力为15 kPa,去除率为70.0%。水流流速为0.03 m/s和0.05 m/s时,反应器整体运行效果较好,对COD、NH₄⁺-N、TN的平均去除率分别为81.8%、83.5%、67.8%...     

无机纤维棉生物膜载体反应器脱氮性能及优化

研究了一种生态多孔纤维棉(EPFC)的生物挂膜性能,并将其应用于脱氮反应器中,考察不同DO水平与装置设计(填充率、孔密度)对脱氮效果的影响。结果表明,EPFC是一种良好的生物挂膜材料。DO含量对反应器脱氮效果影响显著,在ρ(DO)=10~11 mg/L、HRT=5 d时NH₄⁺-N去除率最高97.41%;TN去除率在ρ(DO)=9~10 mg/L、HRT=4 d时最高45.52%。对装置设计进行优化后,发现反应器BR5脱氮效果最好,其填料填充率为2/3、孔密度为5.2个/cm²;优化运行条件为ρ(DO)=9~10 mg/L、HRT=5 d,NH₄⁺-N与TN去除率分别可达98.59%和59.93%。可为EPFC进一步应用于生物脱氮工艺如生物接触氧化法、序批式活性污泥法工艺等提供思路。     

以硫-铁为基质的自养反硝化深度脱氮性能研究

通过静态批次实验,探讨了硫自养反硝化、铁自养反硝化和硫铁协同脱氮系统的脱氮性能。实验结果表明,单质硫自养反硝化过程中pH由8.46降至5.46,反应前期NO₂^--N发生积累,最高达7.14 mg/L。TN和NO₃^--N随反硝化的进行呈不断降低趋势。反应5 d时TN去除率可达100%。零价铁粉的加入可以有效起到缓冲pH的作用。在硫铁协同脱氮系统中,硫铁体积比为2∶1、1∶1时,反应体系的pH可维持在6.54～7.12之间。硫铁体积比为2∶1时脱氮效果最佳,反应72 h时TN去除率可达98.5%,NO₃^--N去除率可达100%。在铁自养反硝化过程中,pH呈缓慢升高后逐渐稳定的趋势,由8.46增至10.02。与硫自养反硝化系统和硫铁协同脱氮系统相比,铁自养反硝化系统的脱氮性能最差,反应9 d时TN和NO₃^--N的去除率分别为40.52%、48.96%,且在该体系中NH₄⁺-N...     

净化槽不同填料生物膜在低温下的脱氮性能与种群结构

以实际校园生活污水为处理对象，考察了净化槽在冬季低温条件下的挂膜情况、脱氮特性和微生物种群结构。结果表明，接种污泥后填料上附着的生物膜生物量逐渐增加，第23天单个纤维束组合填料、聚氨酯方粒形填料、聚丙烯颗粒柱状填料的生物量分别为1 352.0 mg/个、256.8 mg/个、148.8 mg/个。系统有机物去除和脱氮性能逐步提高，第20天的出水COD、NH₄⁺-N、TN去除率分别为77.45%、98.0%和63.0%。三种填料生物膜在10℃低温条件下的硝化负荷分别为8.93 mgNH₄⁺-N/(gVSS·d)、13.63 mgNH₄⁺-N/(gVSS·d)、20.71 mgNH₄⁺-N/(gVSS·d)。高通量测序表明纤维束组合填料、聚氨酯方粒形填料、聚丙烯颗粒柱状填料的shannon指数分别为4.21、4.81、4.82，其Nitrospira比例分别为0.93%、1.20%和1.32%，聚丙烯颗粒柱状填料物种...     

多级AO生物膜反应器处理农村污水的影响因素

以多级AO生物膜工艺为主体设计了华水罐一体化反应器处理农村生活污水。实验以河南省某高校生活污水为研究对象，对出水COD、NH₄⁺-N、TN进行了测定，考察了混合液回流比、流量分配比和温度对处理效果的影响。结果表明：综合考虑处理效果和运行成本，当混合液回流比为200%，流量分配比为2:1，温度大于15℃时，COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为84.2%、95%、64%，此时出水COD、NH₄⁺-N均可满足DB 41/1820-2019污水排放一级A标准。华水罐一体化反应器具有结构紧凑、占地面积小、运行管理方便等特点。     

食品污水中异养硝化-好氧反硝化菌Bacillus sp.JG441的筛选鉴定及其脱氮特性

高氨氮、高盐、含有机物的食品工业污水处理难度大、周期长，添加高效硝化菌株可以大幅提高污水处理效率。本研究通过高盐培养基，从腌渍食品厂排放污水中筛选出一株对复杂环境有较强耐受性的新型高效异养硝化-好氧反硝化菌株JG441，经鉴定为Bacillus sp.，对其脱氮条件、异养硝化、好氧反硝化、极端环境耐受和脱氮通路进行研究。结果表明，菌株JG441可以利用(NH₄)₂SO₄和KNO₃为氮源进行异养硝化和好氧反硝化；在NaCl浓度为30g·L^-1，苯酚浓度为400mg·L^-1时，24h NH₄⁺-N去除率可达99%，在NH₄⁺-N浓度为500mg·L^-1时，24h NH₄⁺-N去除率为57.4%。菌株JG441脱氮能力强，在高盐含氮和成分复杂的污水处理方面具有较好应用潜力。     

生物转鼓反应器氧转移特性及运行效能

采用一种研制的新型生物转鼓反应器(RDBC),内部装填MBBR悬浮填料,通过调节浸没深度和转速可实现厌氧、缺氧、好氧等工况条件下运行,其氧总体积传质系数K_La可达25.87 h^-1,动力效率可达228.62g·(kW·h)^-1。利用生物转鼓分段进水后置反硝化工艺处理模拟生活污水,结果表明:在进水流量6 L·h^-1(HRT 18 h),好氧生物转鼓反应器浸没高度比2/3、转速8 r·min^-1、DO 3.0 mg·L^-1,缺氧生物转鼓反应器浸没高度比5/6、转速4 r·min^-1、DO 1.0 mg·L^-1,进水流量分配比3:1,进水COD、NH₄⁺-N和TN浓度平均值分别为385.0、38.0和38.0 mg·L^-1时,COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别达到90.4%、93.7%和80.9%,出水水质可满足我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准要求。     

硅藻土负载异养硝化-好氧反硝化菌的脱氮性能

将硅藻土经改性后作为异养硝化-好氧反硝化菌H1的载体,对负载条件以及固定化菌对环境的耐受性能进行了优化及研究.确定最佳吸附时间为24h,载体投加量为0.06g/mL(硅藻土/菌悬液).改性剂FeSO₄用量、pH值、温度不仅影响硅藻土载体吸附性,同时影响固定化H1活性.菌株经改性硅藻土负载后较游离菌对pH值及温度耐受性都有所增强,对溶解氧变化适应范围更广,当m(FeSO₄)/m(硅藻土)=3.5%、pH=7.5、温度为30℃、溶解氧为5.1mg/L左右时,固定化H1脱氮性能最佳.使用该固定化菌对生活污水进行连续式处理,8天后目标污染物的去除率趋于稳定,TN、NH₄⁺-N及COD去除率分别达到52.40%、55.64%与61.23%,表明改性硅藻土负载异养硝化-好氧反硝化菌在污水脱氮领域具有广阔的前景.     

固体碳源生物膜处理低碳城市污水脱氮性能

以丝瓜络作为序批式生物膜反应器(SBBR)的生物膜载体和固体碳源,应用同步硝化反硝化(SND)技术处理南方城市低碳污水,进行强化生物脱氮。试验在常温条件下研究了不同填充率、溶解氧(DO)含量、进水p H条件下的脱氮效果,并探讨了丝瓜络固体碳源SND技术的脱氮机理。结果表明,在填充率在40%左右、DO的质量浓度为(4.0±0.2)mg/L、进水p H在7.5±0.2时,脱氮效果最佳,TN平均去除率可达84.99%。丝瓜络作为固体生物膜填料可以很好的实现SND过程,而且丝瓜络可以补充碳源,提高SND的脱氮效率,是一种解决城市低碳污水脱氮过程中碳源不足的方式。     

温度降低对UMSR处理高氨氮低碳氮比养猪废水效能的影响

针对干清粪养猪废水高氨氮低碳氮比的特点,前期研发了升流式微氧活性污泥反应器（UMSR）,在23℃条件下可实现碳氮的高效同步去除。为降低处理成本,在HRT 8 h和出水回流比45：1的条件下,对UMSR在20℃、17℃和15℃下的COD、NH₄⁺-N和TN去除效果进行了考察。结果表明,当温度阶段性地从20℃降低为15℃时,UMSR对养猪废水COD的去除率变化不大,均可保持在60%以上,但NH₄⁺-N和TN去除率分别从98.9%和79.8%左右大幅下降到了61.8%和39.7%左右。在17℃条件下,UMSR对COD、NH₄⁺-N和TN的去除率分别平均为62.4%、80.7%和71.2%,出水浓度分别为71、55.5和80.7 mg·L^-1左右,完全满足《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）的要求。在15～20℃范围内,温度的降低并没有显著改变UMSR系统的脱氮机制,仍然保持着以anammox为主要脱氮途径的特征。