基于厌氧氨氧化工艺的脱氮菌耦合试验

采用2个SBR反应器,分别培养了含有硝酸盐反硝化菌和亚硝酸盐反硝化菌的活性污泥,同时接种具有厌氧氨氧化(ANAMMOX)功能的活性污泥,研究了异养反硝化菌与ANAMMOX菌的协同代谢效能.结果表明,亚硝酸盐反硝化菌的异养反硝化性能要好于硝酸盐反硝化菌,而与ANAMMOX菌的耦合效果则相反,在好氧运行条件下,2个反应器同时具有较好的硝化功能,2个反应器中亚硝酸盐的累积率分别为62.2%和87.3%.     

无机碳对SNAD工艺硝氮积累问题恢复的影响

为研究充足的无机碳对同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化(SNAD)工艺的恢复与稳定运行的影响,向硝酸盐氮积累而崩溃的SNAD反应器中投加过量无机碳,对反应器的运行情况进行研究.结果表明:在无机碳质量浓度为理论需要量的350%~410%的条件下运行36 d后,出水硝酸盐氮由12.1 mg/L下降至3.47 mg/L,特征比由2.31升高至20.77;继续投加无机碳至理论需要量的200%~310%,运行42 d后,总氮去除负荷由0.176 g/(L·d)升高至0.299 g/(L·d);投加无机碳前后,好氧氨氧化活性(AOR,RAO)与厌氧氨氧化活性(ANR,RAN)分别由0.061 4和0.040 6 g/(g·d)升高至0.081 1和0.065 9 g/(g·d).结果表明,充足的无机碳投加在有效解除SNAD工艺硝酸盐氮积累问题的同时,可以促进好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(An AOB)的活性.     

MBR-SNAD工艺处理生活污水效能及微生物特征

为考察基于膜生物反应器(MBR)的同步亚硝化厌氧氨氧化反硝化(SNAD)工艺处理生活污水的可行性,在SNAD工艺稳定运行的MBR中逐步加入生活污水,同时微调曝气量及HRT等参数,考察生活污水中污染物的去除效果,通过物料衡算计算不同阶段反应器内的脱氮路径,同时通过克隆-测序技术分析了微生物种群特征.结果表明,MBR-SNAD工艺可以实现生活污水中C、N及SS的同时高效去除,总氮去除负荷达0.65 kg/(m3·d),出水氨氮小于5 mg/L;COD去除率达87%,出水COD小于50 mg/L;浊度去除率达99%,出水浊度在1 NTU以下,SS在10 mg/L以下,达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)的一级A排放标准.反应器中存在约12%的反硝化脱氮和88%的全程自养脱氮(CANON),实现了异养脱氮和自养脱氮的协同合作.好氧氨氧化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌共存于系统内.MBR-SNAD是处理生活污水的适宜工艺.     

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。     

双循环两相生物处理工艺硝化区中试运行控制研究

对双循环两相生物处理(BICT)工艺中试试验中生物膜硝化反应器(硝化区)的挂膜启动、实际运行控制和影响因素进行了研究。结果表明,挂膜期间,在水温20～30℃的条件下,适宜挂膜的控制条件为:溶解氧2～4mg/L、有机负荷≤0.2kgCOD/(m3.d),培养时间不少于25d;实际运行中,水温、有机负荷、硝化液回流比是影响硝化区运行的主要因素。在水温25～33℃、有机负荷0.35～0.7kgCOD/(m3.d)、回流比150%左右的条件下,硝化区运行稳定高效,同时系统的总氮去除效果也较好,氨氮去除率稳定在90%左右,总氮的去除在80%左右。硝化区出水的硝态氮形式主要是硝酸盐,亚硝酸盐含量很低。     

复合式MBR处理高氨氮废水的试验研究

利用自制的复合式膜生物反应器(HM BR),对高浓度氨氮废水进行脱氮研究.当进水COD/TN在0.5~4.9范围内时,COD,NH3-N及TN去除率均随COD容积负荷增加而升高,COD容积负荷达4.2 kg/(m3.d)以上时,COD,NH3-N及TN平均去除率分别达到91.5%,90.3%,60.2%以上;悬浮相污泥的比NH3-N降解速率为0.298 gNH3-N/(gM LSS.d);好氧混合液pH值每下降1,NH3-N浓度平均降低15 m g/L;反应器出水中可检出大量的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,二者的浓度保持相同的变化趋势,其比值大约为1.78,表明复合式M BR的脱氮作用是通过短程硝化-反硝化途径实现的.     

序批式移动床生物膜反应器处理高氨氮废水

试验采用以新型聚乙烯塑料为序批式移动床生物膜反应器研究了其对于高氨氮废水的处理能力.结果表明,填料的填充高度与MBBR有效高度的比例约为80%时较容易实现挂膜,填料的最佳长度为4mm左右;pH在8.0～8.5之间时,系统氨氧化速率较大,最大达到53.97mg/(L·h);MBBR氨氮去除容积负荷、去除率随着进水氨氮容积的升高而先增大后降低,氨氮容积负荷为1.5kgN/(m3·d)时,其去除容积负荷最大,达到1.03kgN/(m3·d),氨氮容积负荷为0.75kgN/(m3·d)时,去除率最大,达到99.6%以上;试验中出现稳定的亚硝酸盐积累,当进水氨氮浓度为200mg/L时,氨氮去除率达到97.7%以上,亚硝酸盐氮约占氨氮去除总量的96.2%.     

控制pH实现短程硝化反硝化生物脱氮技术

采用序批式活性污泥法,在温度为28±1℃的条件下,通过控制反应器内初始pH为7.8~8.7开发了一种新型短程硝化生物脱氮工艺.试验结果表明:经过25 d的运行,曝气结束时出水中主要以亚硝酸盐为主,硝酸盐氮在4 mg/L以下,亚硝酸盐累积率达90%以上;在整个硝化期间游离氨(FA)质量浓度都在0.52~4.72 mg/L,均在抑制硝酸菌活性的阈值范围内.因此,控制pH实现短程硝化反硝化生物脱氮工艺的机理是利用反应体系内的高pH和高游离氨浓度对硝酸菌产生抑制,从而在硝化过程中产生亚硝酸盐积累.     

非单一因素控制条件下短程硝化反硝化的系统稳定性研究

采用SBR工艺以水产品加工废水为研究对象,控制进水游离氨（FA）浓度为4.61 mg/L,研究高游离氨条件下短程硝化反硝化过程,对比试验结果表明：1号反应器只控制进水游离氨浓度,在运行70 d以后,转变为全程硝化,说明单一因素控制短程硝化反硝化并不稳定;2号反应器高进水游离氨条件下,控制DO为1～2 mg/L和进水pH为8.4±0.1,亚硝酸盐积累率稳定在92%以上,现已运行130 d以上,短程硝化反硝化运行稳定,表明通过非单一因素控制可实现短程硝化反硝化稳定运行.     

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO2--N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH4+-N)与硝酸盐氮(NO3--N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH4+-N与NO3--N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m3·d)降为0.2 kg/(m3·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6％和83.6％.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2％和97.4％.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO2--N积累特性未受影响,R1系统NO2--N积累效率达到95.1％且高于R2(89.8％),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.     

半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9～20℃、平均ρDO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m3.d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρFA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3～7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m3.d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m3.d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.     

晚期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺短程深度脱氮

采用"两级上流式厌氧污泥床(UASB)-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器(SBR)工艺"对城市生活晚期垃圾渗滤液进行了深度处理.运行模式如下:首先在一级UASB(UASB1)中反硝化,UASBI出水中的亚硝态氮和硝态氮利用残余COD在二级UASB(UASB2)中被进一步去除,在A/O反应器中利用残余COD进行反硝化以及将NH4+-N硝化,在SBR中去除硝化产生的亚硝态氮、硝态氮.试验中首先采用原渗滤液进入处理系统(20d),然后采用原渗滤液与生活污水1∶1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化(60d),最后采用原渗滤液与A/O反应器出水1:1混合进入系统实现和维持稳定的短程硝化(60d).140d的试验结果表明:原渗滤液的总氮浓度为2 300 mg·L-1,氨氮浓度在2 000mg·L-1左右时,通过将原渗滤液与生活污水或A/O反应器出水1:1混合,可以在A/O反应器中实现稳定的短程硝化,其中亚硝态氮积累率为70%～88%.后续的SBR工艺,可彻底去除产生的亚硝态氮和硝态氮.最终出水的氨氮浓度不到2 mg·L-1,总氮浓度为18～20mg·L-1,系统氨氮和总氮去除率分别为99.7%和98%.     

电极生物膜法反硝化工艺条件及过程

为获得具有良好反硝化性能的电极生物膜,以活性污泥为出发菌株,分别以连续和间歇培养方式在石墨电极上生长电极生物膜,研究碳氮比、电流强度、pH等工艺条件对电极生物膜反硝化过程的影响.结果表明:当碳氮比小于3.0时,体系的反硝化速率与碳氮比成正比;而在3.0以后,反硝化速率的增长开始趋于缓慢;电流强度为20mA时,硝酸盐去除效率达到最大值9.26mg/(L.h),继续加大电流,硝酸盐的去除率降低;当pH等于7时,硝酸盐氮的去除负荷最大,为7.89mg/(g.h),而pH小于或大于7时,生物膜的反硝化性能均有所降低.对单纯电极法、单纯生物膜法和电极生物膜法进行比较研究,证明电极生物膜法对硝酸盐的去除是电与生物膜共同作用的结果.     

固定化硝化菌在养鱼废水处理中的应用

为研究海水养殖系统中关键性的硝化过程,在60L的水族缸富集驯化海洋硝化细菌,并通过固定化对海水循环养殖系统的废水进行生物脱氮.模拟养殖水体环境条件,通过不断提高氨氮质量浓度对海洋硝化细菌直接进行富集驯化,46d后,氨氧化速率和亚硝酸氧化速率均在8mg/(L·d)以上.以聚乙烯醇(PVA)大球、小球及颗粒活性炭为载体,对驯化好的硝化细菌进行15d的吸附挂膜,采取固定床生物反应器连续运行,进行养殖废水的生物脱氮试验.停留时间为1h,进水氨氮质量浓度小于0.6mg/L时,氨氮降解效率可达100%.进水氨氮质量浓度为0.5mg/L,停留时间在10～90min时,最佳停留时间的测定结果表明:活性炭柱、PVA小球柱、PVA大球柱最佳停留时间分别为15min、18min和22min左右,此时氨氮去除速率依次为70g/(m3·d)、58g/(m3·d)和48g/(m3·d).该研究成果有利于封闭式循环水养殖系统的发展.     

NH4^＋-N与N02^- -N对连续流CANON反应器运行性能的影响

为提高CANON反应器的TN去除效率,采用在好氧条件下直接启动的CANON反应器进行试验.试验过程中,控制温度在35℃±1℃、pH在7.39~8.01、曝气量为31.2 m3/(m3.h)、ρ(DO)约1.5~2.0 mg/L,水力停留时间为3.7 h,分别进行了ρ(NH4+-N)与ρ(NO2--N)的试验.试验发现,在曝气量恒定的条件下,ρ(NH4+-N)过高或过低都不利于TN去除率的提高,在上述试验条件下,当ρ(NH4+-N)为310~360 mg/L时,获得超过75%的TN去除率.提高反应器中的ρ(NH4+-N)与ρ(NO2--N)有利于TN负荷的提高,但二者超过50 mg/L时,继续提高无益.在进水不包含有机碳源的条件下,CANON反应器出水的ρ(TN)依然较高,还需要进一步的处理来满足排放标准.     

Treatment of Chinese traditional medicine wastewater in a submerged membrane bioreactor

Submerged membrane bioreactor(SMBR)is animprovement of the conventional activated sludgeprocesses,where the traditional secondary clarifier isreplaced by a membrane unit for the separation of trea-ted water from the mixed solution in the bioreac-tor[1-3].…     

自养反硝化工艺的单质硫积累条件研究

利用3.2 L的厌氧膜生物反应器对产物为S0的自养反硝化工艺控制条件进行研究。实验中S/N比控制为2.5,氮负荷为0.07~0.08 kg·m-3·d-1时,分别研究HRT和pH值对底物去除以及单质硫积累的影响。反应器在进水硫化物浓度和NO3--N浓度分别为110和20 mg·L-1情况下运行,在pH值为7时,HRT分别为7.41和6.83 h时对NO3--N和硫化物的去除率基本无影响,分别为93%和100%,但对单质硫的积累有显著影响。HRT为6.83 h时,单质硫的积累率最大,为61%。pH为7.5、7、6.5和6时,对NO3--N和硫化物的去除率基本无影响,较低的pH（pH=7）有利于单质硫的积累,积累率可达62%左右,但进一步降低pH对单质硫积累率提高的帮助不大,仅能提高至65%。     

HRT对3DBER-S工艺深度脱氮同步去除PAEs的影响

为研究三维电极生物膜硫自养耦合脱氮(3DBER-S)工艺同步脱氮去除邻苯二甲酸酯(PAEs)的运行特性,分别针对3个水力停留时间(HRT)梯度(12 h→6 h→3 h),研究了耦合系统内总氮(TN)、PAEs去除及硫酸盐、pH变化情况,并分析了系统脱氮途径及PAEs去除能力.结果表明：在不同HRT下,TN去除率在95%左右,出水TN平均质量浓度均在2 mg/L以下;PAEs的平均去除率均超过80%,其中,邻苯二甲酸二丁酯( DBP)的平均去除率达97%以上,邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)的平均去除率在83%以上.系统的最佳水力停留时间为6 h,该时段系统出水TN维持在0.80 mg·L-1左右,符合《地表水环境质量标准》中郁类水质标准的限值(1.5 mg/L);DBP、DEHP的平均去除负荷分别为594.79、188.13 mg/(m3·d).在3DBER-S系统内,单质硫和阴极产生的H2能够弥补由于HRT缩短、进水NO3--N负荷增加所导致的反硝化电子供体相对不足问题,维持系统高效稳定的脱氮效率;同时,由于填料吸附、生物降解以及化学氧化等作用协同共存,对PAEs具有较强的去除能力.     

反硝化条件下河流沉积层中苯降解的实验研究——硝态氮与亚硝态氮共存时

在"反硝化条件下沉积层中苯降解"尚存在争议及"亚硝态氮对苯降解具有抑制作用"的背景下,文中考察了反硝化条件下河流沉积层中苯降解的可能性,重点研究了亚硝态氮与硝态氮共存时,亚硝态氮对苯降解的影响.结果表明,实验过程中虽有亚硝态氮出现,反硝化条件下河流沉积层中苯仍可降解;亚硝态氮的存在不仅没有抑制苯降解,相反还具有促进作用;但促进作用的发挥与亚硝态氮浓度有关.当总氮(亚硝态氮与硝态氮浓度之和)初始浓度约为250 mg/L,亚硝态氮、硝态氮浓度分别约为160 mg/L与60 mg/L时,亚硝态氮对苯降解的促进效果最优;当硝态氮初始浓度约为21 mg/L时,亚贿态氮约为106 mg/L时对苯降解的促进效果最优.实验条件下,亚硝态氮浓度的减少速率及反应速率常数都大于硝态氮的,表明亚硝态氮优先于硝态氮作为电子受体而被使用.因而,利用亚硝态氮,尤其是硝态氮低浓度条件下,强化反硝化条件下河流沉积层中苯降解是可行的.