除磷系统剩余污泥中营养元素的快速释放及回收

除磷系统的剩余污泥在浓缩、储存及后续的处理过程中均可能引起磷的释放,释放的磷往往导致正在运行的污水处理厂的磷负荷超标,最终引起出水磷的不稳定排放。针对此问题,在分析生物除磷系统剩余污泥化学特性的基础上,探讨除磷剩余污泥中营养元素的快速释放条件及磷回收效果。采用两个平行反应器,其中一个作为控制反应器,另一个添加表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),在中温厌氧条件下对剩余污泥进行水解,并对水解产物中的营养元素在室温、pH值为9.5、搅拌转速为400 r/min的条件下进行鸟粪石回收。结果表明:生物除磷系统的剩余污泥具有磷含量高、磷释放快速、氮释放缓慢的特点;添加SDS不仅可以促进污泥水解过程中磷和氮的释放,而且对回收鸟粪石有积极作用;综合考虑水解产物中的氮、磷浓度及其比值和水解的时间成本,建议快速水解条件为添加SDS且水解24 h。     

富磷剩余污泥重力浓缩过程中各参数的变化特征

以A2/O系统的富磷剩余污泥为研究对象,考察了污泥浓缩过程中上清液各参数的变化特征,以及浓缩前、后污泥中阳离子及磷酸盐分布的变化.结果表明:随着重力浓缩的进行,污泥中的磷酸盐不断释放,到浓缩结束时释磷量可达5.51 mgP/g污泥,平均释磷速率为0.189 mgP/(g污泥·h);在释放的磷酸盐中,非磷灰石无机磷占60%左右,磷灰石无机磷约占40%,有机磷的释放量极为有限;在释磷过程中伴随着K+、Mg2+的释放;污泥浓缩前、后其性质并没有发生变化,聚磷菌仍然具有一定的好氧吸磷/厌氧释磷特性.     

电子受体对富磷污泥重力浓缩过程中释磷的影响

利用富磷剩余污泥进行重力浓缩试验,分别以硝酸盐、亚硝酸盐、溶解氧作为电子受体,考察不同浓度的电子受体对厌氧浓缩过程中磷释放的影响。结果表明:当有硝酸盐存在时,剩余污泥几乎不释磷,当硝酸盐浓度达到60 mg/L时,对释磷具有明显的抑制作用;低浓度的亚硝酸盐对磷的释放也有一定的抑制作用,但是当亚硝酸盐浓度35 mg/L时,反而会促进磷酸盐的释放;控制曝气时间以保证一定的溶解氧量,随着曝气时间的延长,硝酸盐浓度不断增加,浓缩时污泥起始释磷时间推后,当曝气时间达到24 h时,对污泥释磷具有明显的抑制作用。     

超声强化污泥释磷及MAP法磷回收优化研究

为提高剩余污泥的磷释放与回收效果,采用超声强化EDTA-厌氧处理后的剩余污泥释磷,并以鸟粪石(MAP)结晶法回收上清液中的磷,探究超声对磷释放的影响,同时确定了最佳超声工作参数,采用响应曲面法构建MAP法磷回收的二次多项式模型并验证了模型的适用性。结果表明,超声可以强化污泥中磷的释放,最佳超声工作参数如下:声能密度为1.0 W/m L、超声时间为40 min,在最佳工作参数下可向液相释放60%的TP,TP、PO34--P浓度分别达到未超声处理的1.6倍和1.4倍;经超声后污泥上清液中TP增加量与MLSS、MLVSS减少量呈正相关关系,每溶解1 mg的MLSS向上清液中释放0.010 1 mg的TP;磷回收的最优工艺条件:nMg/nP=2、pH值=9、搅拌时间为21 min,此时磷回收率为89.29%,回收的晶体产物主要成分是磷酸铵镁,其纯度为77.56%,且相比未超声,该条件下的回收量提高了30%。     

BICT工艺中厌氧生物选择器的作用

研究了双循环两相生物处理(BICT)工艺中厌氧生物选择器的停留时间、污泥浓度和碳磷比等运行参数对选择器厌氧释磷的影响。结果表明,系统通过污泥转移保持厌氧生物选择器中较高的污泥浓度,从而提高了污泥的释磷水平、强化了系统的除磷能力。当厌氧生物选择器的停留时间为1 h、系统泥龄为5 d时,厌氧生物选择器的释磷效果最优。此外,运行过程中污泥的沉降性能良好,SVI值一直保持在80~120 mL/g。     

污泥热水解过程中磷的释放规律与影响因素

剩余污泥中富含磷物质,具有较大的回收利用价值。从污泥中高效回收磷最重要的步骤是将磷尽可能地释放到溶液中。以含固率为5%的剩余污泥(干污泥中磷占比为1. 1%)为研究对象,进行了热水解磷释放规律研究。结果显示:当采用低温水解与投加酸联合处理剩余污泥时,污泥絮体被破坏,磷的释放量显著增加。当温度为75℃、加热时间为1 h、pH值为3时,TP和IP的释放量可达到最大,分别为311. 9 mg/L和293. 8 mg/L,是原污泥液相中TP和IP含量的7. 9倍和8. 4倍。将经上述条件处理的污泥混合液在35℃下静置24 h,污泥液相中NH+4-N浓度由96. 0 mg/L提高到318. 7 mg/L,同时伴随着SCOD浓度的明显减小。因此,通过低温短时热水解联合酸处理可显著提高污泥中磷和氨氮的释放量,可为后续以鸟粪石沉淀法回收磷创造有利条件。     

污泥浓缩池中磷的释放及其强化去除措施

城市污水处理厂污泥浓缩池上清液和脱水机滤液重新回流入污水处理系统会增加系统的磷负荷。针对污水处理厂剩余污泥浓缩过程中浓缩时间、投加聚合氯化铝(PAC)以及曝气对磷释放的影响进行了研究。结果表明,污泥浓缩池中的剩余污泥静置4 h后,释磷速率显著加快。在污泥浓缩池投加0.1 g/g干泥的PAC不仅将快速释磷时间延迟至8 h,还可以显著降低上清液中的磷酸盐浓度。对污泥浓缩池曝气30 min且溶解氧达到3 mg/L以上时,上清液中磷酸盐浓度降低了77.7%。通过合理控制剩余污泥在浓缩池中的停留时间、投加PAC以及曝气等,可以降低浓缩池上清液磷浓度,有效提高系统的除磷效果。     

城市污水厂侧路回收磷技术研究与工程示范

针对污水厂生物除磷效率不高,普遍采用生物除磷辅以化学除磷的方式,研究采用二沉池污泥侧路厌氧释磷,释磷污泥重新回到曝气池,释磷后的上清液进行磷回收,不仅提高了生物除磷效率,同时回收了宝贵的磷资源。分别考察了释磷时间、p H值、反应时间、物料配比等因素对磷回收的影响,结果表明,厌氧释磷的最佳停留时间为4 h,回收磷酸铵镁的最佳药剂组合为Mg Cl2和氨水,物料的最佳配比n(N)∶n(Mg)∶n(P)=5∶1.6∶1,最佳p H值=10,最佳搅拌速率为400 r/min。在太原市2×104m3/d的开发区污水处理厂建立了侧路回收磷系统,通过对所得沉淀产物进行电镜扫描及能谱分析,可知斜方型晶体为目标产物鸟粪石,产物中夹杂无明显晶形的未知物质;示范工程的生物除磷效率提高了20%,回收磷酸铵镁量为400 kg/d。     

臭氧氧化污泥减量和碳源回收利用研究

将臭氧氧化技术和A2/O生物脱氮除磷工艺相结合,考察了同时实现污泥减量和碳源回收用于生化系统脱氮除磷的可行性。A2/O工艺运行稳定后,控制臭氧浓度为25 mg/L,对剩余污泥连续破解并投加到缺氧池。结果表明:经臭氧氧化后,混合液中的SCOD浓度增加到氧化前的3.5倍,对SS和VSS的去除率分别可达46.8%和42.3%;经过臭氧氧化的剩余污泥回流到A2/O系统后,使C/N和C/P值均提高了约一倍,但是脱氮除磷效率却没有提高。这是因为DO浓度过高,破坏了厌(缺)氧环境;同时,所释放的COD中能够被微生物快速利用的较少。     

除磷工艺中厌氧释磷和好氧吸磷的影响因素

通过静态试验考察除磷菌的厌氧释磷和好氧吸磷情况。在厌氧状态、低有机负荷率的条件下,污泥释磷的速率随有机负荷率的升高而增加,但当有机负荷率超过一临界数值0.12gSCOD/gMLSS后,有机负荷率不再成为释磷菌厌氧释磷的限制性因素。此外,试验考察了硝态氮的存在对厌氧释磷和后续好氧吸磷的影响,发现硝态氮的存在不利于除磷菌的厌氧释磷从而限制了在后续好氧状态下的吸磷效果。同时,考虑了溶解氧浓度对除磷菌好氧吸磷的速率影响。     

污水除磷及回收技术

介绍了当前污水中除磷的主要方法,阐述了各种除磷方法的原理、优缺点以及常用的处理工艺,对磷回收的原理、工艺做了简单的论述,以加强对除磷技术的研究,实现磷的可持续发展。     

污水磷回收方法与技术概述

指出磷是造成水体富营养化的主要因素之一,同时又是一种宝贵的资源,从污水中回收磷,既可减少水体磷排放量,又能缓解磷资源不足的压力,系统介绍了污水磷回收的主要技术,从而为相关研究及应用奠定基础。     

新型双泥生物反硝化除磷脱氮工艺

在对生物脱氮与除磷机理进行深入研究后发现，生物脱氮与除磷是两个相对独立而又相互交叉的生理过程，其交叉点是部分聚磷菌在缺氧状态下的反硝化吸磷脱氮。在此基础上提出的新型双泥生物反硝化除磷脱氮工艺（由两个不同功能的SBR反应器组成）成功地解决了硝化菌与聚磷菌的泥龄之争。反硝化与聚磷菌厌氧释磷的矛盾等难题，该工艺运行稳定且处理效果良好，特别适合于处理BOD5/TP值低的污水。     

化学除磷比值对低碳源污水脱氮除磷的影响

为解决低碳源城市污水高效脱氮除磷及磷回收问题,开发了侧流A2O工艺,通过抽取不同量的厌氧池末端富磷上清液至化学除磷池,来研究系统的脱氮除磷效果及磷回收情况。结果表明,在无需增加额外碳源,进水COD为136～168 mg/L、NH3-N为32～40 mg/L、TN为36～45mg/L、TP为6～8 mg/L的条件下,当化学除磷比(富磷上清液抽取量与进水量之比)为10%～20%时,对TN和TP的平均去除率分别可达到95.7%、84%,其中,当化学除磷比为15%时,出水TP浓度可降至0.5 mg/L以下,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(》GB 18918—2002)的一级A标准;同时,回收磷量可达进水磷量的23%～29%,既实现了磷的可持续发展,又增加了污水厂的经济效益。     

磷酸盐生物还原系统构建过程中磷形态的转化研究

对高浓度生活污水磷酸盐生物还原系统构建过程中的磷平衡和磷形态进行了研究。结果表明,反应器在负荷为1.0 kgCOD/(m3·d)、DO浓度为6 mg/L、温度为30℃、不外排污泥、连续曝气的条件下,运行25 d期间对TP的去除率稳定在85%~93%;生物膜污泥中的聚合磷酸盐含量仅为0.274 mgP/gDS,而结合态磷化氢含量高达3.51×106ngP/kgWS;系统每天对外源磷的去除量为44.2 mg,共损失0.77 g的磷,成功构建了磷酸盐生物还原除磷系统。与接种污泥相比,运行25 d后生物膜污泥中的有机磷(Org-P)和无机磷含量分别减少了3.0和1.43 mgP/gDS;在各种无机形态磷中,水溶性活性磷(H2O-P)、金属结合态磷(NaOH-P)、氧化还原敏感态磷(BD-P)、难溶性的无机和有机态聚合磷(NaOH85-P)含量分别减少了84.1%、13.7%、6.24%、27.3%,钙结合态磷(HCl-P)含量增加了68.9%,据此推断磷形态的转化途径可能是Org-P→H2O-P→NaOH-P→BD-P→NaOH85-P→HCl-P。     

生物除磷机理与新工艺

综述了生物除磷的PAO和DPB原理,介绍了PASF、Dephanox和A3N-SBR三种新的脱氮除磷工艺,从而达到提高脱氮除磷效果,消除水环境污染的目的。     

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。     

生物脱氮除磷工艺短时厌氧环境的生化特性

厌氧区是生物脱氮除磷工艺系统必不可少的重要组成部分．实验室机理研究表明：短时厌氧区（ＨＲＴ＝２ｈ～３ｈ）并不能增加污水中挥发性有机脂肪酸（ＶＦＡ）的数量，在厌氧区投放填料将明显增加该区ＶＦＡ的消耗．相应地投放填料的厌氧区微生物有效释磷水平在同等条件下明显低于不投填料的情况．而在后续曝气条件下，前者的过度吸磷能力却明显高于后者．由此本文推断：聚磷微生物厌氧有效释磷水平的充分与否并不是决定其在后续好氧条件下过度吸磷能力的充分必要条件．在其它条件一定时，厌氧历时越长，厌氧程度越充分，微生物吸磷动力越大．     

双污泥脱氮除磷系统中聚磷菌的特性研究

采用平板分离技术、生理生化及吸磷试验,对连续流双污泥系统缺氧池内的聚磷茵特性进行了研究.结果表明:反硝化聚磷污泥和普通好氧聚磷污泥在性状上极为相似,其内源物质PHB及聚磷有着相同的变化规律;在缺氧池内同时存在着以氧和硝酸盐氮为电子受体的聚磷菌,并且二者存在着交叉.试验中得到5株(PAl-PA5)同时具有好氧和缺氧吸磷能力的聚磷茵,其中PA2、PA4(产碱菌属)和PA3(假单胞菌属)在两种环境下均表现出良好的吸磷效果;同时发现好氧吸磷能力很强的聚磷茵可能由于没有反硝化能力或反硝化能力很弱而在缺氧条件下未表现出吸磷作用;PA5(肠杆菌科)是一种很特殊的聚磷菌,其在好氧条件下有很好的吸磷效果,反硝化能力也很强,但缺氧吸磷效果却很差.     

聚磷菌PAO1-1的筛选及除磷特性

从运行稳定的以生活污水为碳源的生物除磷污泥中筛选出一株聚磷菌PAO1-1,该菌株对普通活性污泥系统具有很好的强化作用,驯化10 d后可使除磷率由投菌前的44%提高到90%以上。对该菌株的形态、生理生化特征及16S rDNA序列进行分析后,鉴定该菌株为产碱杆菌属。该菌株对磷的平均吸收速率为13.8 mg/(g.h),处于“磷酸盐饥饿期”时对磷的吸收速率为19.2 mg/(g.h),比“非饥饿期”提高了39.1%。处于对数期的PAO1-1在厌氧条件下的无磷培养基中的释磷速率为11.8 mg/(g.h),稳定期释磷速率为7.0 mg/(g.h),释磷速率下降了40.7%。