微生物对印染废水深度脱氮试验研究

为探讨A/O/A和BAF+A工艺结合优势微生物对印染废水脱氮处理的效果,试验以广东某纺织有限公司废水站为例,采用优势微生物结合升级的系统对该废水进行脱氮处理的小试研究。实验结果表明,在接种优势微生物后,ρ(NH3-N)从19.5mg/L降至3.17mg/L,ρ(TN)从35.66mg/L降至8.93mg/L,去除率分别达到83.7%和75.0%。硝化作用良好的BAF池出水进入反硝化池,并用水解酸化池出水提供碳源,有效去除总氮,ρ(TN)从10.9mg/L降至6.2mg/L,ρ(TN)去除效率达到43.1%。系统出水ρ(COD)≤60.0mg/L,ρ(氨氮)≤5.0mg/L,ρ(总氮)≤15.0mg/L。     

生物表面活性剂强化城镇污泥水解液提高生物脱氮性能的探究

为强化生物反硝化脱氮效率，在中温条件下开展了生物表面活性剂烷基多苷（APG）强化污泥厌氧发酵水解液提高生物脱氮的探究。结果表明，APG的最佳剂量为0.15 g/g（以固体含量计），挥发性脂肪酸和溶解性COD的最大产量分别为3 415 mg/L和4 289 mg/L。发酵液作补充碳源能提高生物脱氮工艺内COD和总氮（TN）的去除效率分别至94.2%～96.3%和94.2%～95.3%，显著高于空白和乙酸盐作补充碳源组别。发酵液能影响生物脱氮污泥特征，提高污泥内有机质含量，挥发性悬浮固体（VSS）/总悬浮固体（TSS）提高至0.69～0.75，而降低胞外聚合物（EPS）的含量至58.5～64.2mg/g。发酵液提高了活性污泥内微生物的丰度和多样性，与生物脱氮相关微生物Proteobacteria、Chloroflexi和Bacteroidetes的相对丰度分别提高至31.2%、24.3%和18.5%。本研究结果为污泥的资源化利用和强化生物脱氮提供了一定的理论依据。     

连续曝气生物膜反应器同步脱氮除磷实验研究

为进一步提高生物处理工艺脱氮除磷效果,采用连续曝气生物膜反应器对生活污水进行了实验研究,分析了污染物去除效果和主要影响因素。结果表明,在HRT=3 h的条件下,将DO的质量浓度控制在2 mg/L可取得较好的同步脱氮除磷效果,出水NH_4~+-N、TN、TP的质量浓度和COD分别为2.83、11.9、0.56 mg/L和24.7 mg/L。在HRT=3 h、ρ(DO)=(2±0.2) mg/L的条件下,提高进水碳氮比可进一步优化同步脱氮除磷效果,COD/ρ(TN)=8时,NH_4~+-N、TN、TP去除率分别为92%、77.6%、85.4%。     

低温下碳源对同步硝化反硝化的影响

为了提高生物脱氮效率,采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟废水。在pH=7.0—8.5、温度10—15℃、溶解氧(DO)为3—5 mg/L、污泥浓度(MLSS)为(3 500±200)mg/L、ρ(NH4+-N)为50—70 mg/L条件下,分别考察蔗糖、醋酸钠和乙醇作为碳源对SBR工艺同步硝化反硝化(SND)脱氮效果和胞外聚合物(EPS)的影响。结果表明,蔗糖作为碳源时,当进水COD为370 mg/L时,COD去除率达到86%,SND率为88.3%,ρ(EPS)为659 mg/L;当醋酸钠作为碳源时,COD去除率达83.9%,SND率为68.8%,ρ(EPS)为742 mg/L;当乙醇作为碳源时,COD去除率仅为72.8%,SND率为58%,ρ(EPS)为736 mg/L。与醋酸钠和乙醇相比,蔗糖更适合作为低温下SBR工艺同步硝化反硝化的碳源。     

曝气方式对好氧颗粒污泥处理城市低C/N废水的探究

针对城市低C/N废水脱氮除磷效率低的现状,开发了基于不同曝气方式的好氧颗粒污泥(AGS)脱氮除磷新技术,研究了不同曝气方式对AGS去除污染的性能及污泥特征并探究相关作用机制。结果表明,相较于均匀曝气方式,逐步提高曝气强度利于AGS对污染物的去除,逐步提高曝气强度反应器中稳定出水化学需氧量(COD),溶解性磷酸盐(SOP)的去除效率分别高达91.7%～92.3%和90.5%,出水NH_4~+-N的质量浓度低至2.6～3.1 mg/L,上述去除效能显著高于均匀曝气及逐步降低曝气强度的反应器。机制分析表明逐渐提高曝气强度利于聚磷微生物对COD的吸收,SOP释放的浓度最高达40.3 mg/L,且出水NO_3~--N质量浓度低至6.3 mg/L,反硝化能力加强。此外,AGS污泥特征分析表明逐渐提高曝气提高污泥沉降性及污泥中生物量,且蛋白质与多糖的比值升高至1.42,高于其他曝气方式。     

新建污水厂移动床生物膜工艺的设计与运行

介绍了某污水厂新建工程,设计规模60×10~3m~3/d,采用改良A~2O-移动床生物膜(MBBR)工艺,占地仅为0.31 m~2/(m~3·d)。在水质水量冲击且碳源不足(BOD_5/ρ(TN)=2.21)的情况下,出水COD和NH_4~+-N、TN、TP的质量浓度分别为(11.79±3.71) mg/L、(0.49±0.89)、(10.27±2.30)、(0.25±0.09) mg/L,稳定达到GB 18918-2002一级A标准。反硝化小试表明,延长缺氧HRT可提高原水中慢速碳源利用率,强化脱氮效果。沿程试验表明,好氧区TN去除率为9.56%,缺氧区TP去除率为42.15%,发生了明显的同步硝化反硝化(SND)和反硝化除磷(DPR)现象,为低C/N下的高效脱氮除磷提供了合理解释。高通量测序结果表明,悬浮载体生物膜中硝化细菌相对丰度为6.69%,为活性污泥的6.6倍,生物膜中反硝化菌相对丰度为7.95%,同时在污泥中检测到相对丰度较高的具备反硝化除磷功能的菌种属,为污水厂SND和DPR现象提供了微观证据。     

全氟辛酸对好氧颗粒污泥处理低C/N废水的影响

开展了不同温度下新污染物全氟辛酸(PFOA)含量对好氧颗粒污泥(AGS)处理低C/N废水过程中运行效能及微生物群落特征的影响。结果表明，PFOA对AGS系统的影响具有浓度依赖性。低浓度PFOA(低于0.5 mg/L)对COD、NH₄⁺-N及总氮(TN)去除无明显影响，但提高磷酸盐去除。超过0.5 mg/L PFOA降低AGS对污染物和营养盐的去除。温度升高(25℃提高至35℃)利于提高AGS活性，且提高PFOA在AGS系统内的去除。高浓度PFOA降低了污泥浓度和有机质占比，刺激胞外聚合物(EPS)分泌，提高蛋白质(PN)和多糖(PS)含量。在2 mg/L,25℃下，EPS含量为73.6 mg/g,PN和PS占比提高至39.5 mg/g和26.6 mg/g。温度升高能降低PFOA的生物毒性。微生物群落特征分析揭示高浓度PFOA降低了变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)占比，在属水平上，降低了与生物脱氮相关微生物的相对丰度。研究结果AGS处理含PFOA的低C/N废水提供一定理论依据和强化策略。     

AOA工艺内源反硝化强化深度脱氮除磷

以实际低C/N生活污水为处理对象,考察了AOA（厌氧/好氧/缺氧）工艺内源反硝化脱氮除磷性能。实验重点研究了生物填料的快速挂膜情况、微生物种群结构变化和系统脱氮除磷效率。结果表明,接种污泥后系统污染物去除性能迅速提高,阶段Ⅲ出水COD、NH₄+^-N、TIN、TP平均浓度分别为33.36 mg/L、1.80 mg/L、5.27 mg/L和0.23 mg/L,相应的去除率分别77.4%、94.6%、84.3%和94.2%。FISH实验结果表明,活性污泥中功能菌聚糖菌GAOs占比13.5%,聚磷菌PAOs占比11.1%,生物膜上硝化菌AOB占比18.3%,NOB占比9.2%。在无外加碳源条件下,系统利用原水内碳源通过后置内源反硝化和反硝化除磷实现深度脱氮除磷,同时AOA工艺只有污泥回流,较传统A²O工艺节省了硝化液回流能耗,运维管理方便。     

活性炭强化好氧颗粒污泥运行效能的探究

针对好氧颗粒污泥(AGS)颗粒化进程缓慢及低碳/氮(C/N)废水处理效率低的特性，在中温条件下开展了污泥源颗粒活性炭(GAC)强化AGS处理低C/N废水的研究，探究了GAC对AGS出水水质特征、污泥颗粒化进程及微生物群落特征的影响，揭示了GAC强化AGS处理低C/N废水的作用机制。结果表明，GAC能强化AGS处理低C/N废水的性能，当GAC含量20 mg/L时，COD、NH₄⁺-N、TP的去除效率分别高达92.6%～98.5%、73.4%～75.1%、77.8%～79.5%，显著高于空白组。此外，GAC作为载体富集大量功能微生物并加速AGS颗粒化进程，提高污泥浓度并改善沉降性。在GAC含量为20 mg/L时，污泥浓度高达6.7～6.9 g/L。GAC存在组别内污泥体积指数(SVI)低至50.2～58.3 mL/g。GAC提高了AGS内胞外聚合物(EPS)和胞内聚合物聚羟基烷酸酯(PHA)含量。碳源匮乏期，PHA降解产能用于微生物代谢及氮磷去除，提高AGC运行效率。微生物学分析表明GAC提高了与生物脱氮除磷相关微生物如Candidatus Ac...     

重金属镉胁迫下好氧颗粒污泥脱氮除磷特征分析

为探究重金属镉(Cd)胁迫下,好氧颗粒污泥培养及脱氮除磷的特征,以絮状物质为探究对象,采用摇床震荡并添加不同剂量Cd胁迫下好氧颗粒污泥的形成及脱氮除磷特征。结果表明在低浓度Cd(0.1mg/L和0.5 mg/L)时,颗粒污泥浓度增加,污泥沉降性加强,而当Cd质量浓度为3.0 mg/L,颗粒污泥稳定时期混合液悬浮固体(MLSS)浓度下降至2.16～2.19 g/L,污泥体积指数(SVI)升高至124.6～129.5 m L/g。进水Cd影响颗粒污泥脱氮除磷,0.1 mg/L和0.5 mg/L Cd提高总氮(TN)去除效率至81.5%～82.3%和83.4%～83.6%,而当3.0 mg/L Cd降低TN去除效率至54.9%～55.6%。低浓度Cd对总磷(TP)去除影响不明显,而高浓度Cd抑制TP去除。元素分析表明Cd浓度降低颗粒污泥表面Na与Ca的含量。     

移动床序批式反应器同步脱氮除磷特性及功能菌分析

以合成废水为研究对象,采用悬浮填料上生长生物膜替代传统SBR中活性污泥研究移动床序批式反应器同步脱氮除磷性能,通过一个典型周期内水质各理化指标的变化及荧光原位杂交分析生物膜脱氮除磷机理。结果表明,当进水COD为300 mg/L,NH_4~+-N为40 mg/L,TP为8 mg/L时,COD、TN、TP去除率分别为91.1%、81.9%、72.7%,在MSBR内实现了同步脱氮除磷。反应器运行的好氧阶段,同步硝化反硝化率达89.7%,聚磷菌中反硝化聚磷菌比例为92.3%。成熟生物膜中AOB、NOB、PAOs、GAOs占总菌比例分别为(40.45±10.89)%、(5.74±1.27)%、(4.10±0.85)%、(26.00±6.25)%,推测生物膜中存在短程硝化反硝化反应,较多的GAOs保持了一定水平的内碳源反硝化,但与PAOs竞争会导致除磷效果的不稳定。     

A_2SBR工艺反硝化除磷系统的快速启动与稳定运行

为了实现废水同时脱氮除磷的目的,采用A2SBR工艺进行了长期的实验室实验,考察反硝化除磷系统的启动与运行效果。结果表明:在进水COD质量浓度200 mg/L,磷酸盐质量浓度4—11 mg/L,缺氧段硝酸盐质量浓度从25 mg/L提高到55 mg/L的条件下,采用"厌氧(2.5 h)-沉淀排水(1 h)-缺氧(3.5 h)-沉淀排水(1 h)"的周期性运行方式,可在31 d内成功启动A2SBR反硝化除磷系统,厌氧段COD、硝态氮和磷酸盐去除效率分别为77%,90%和84.96%。稳定运行后硝态氮和磷酸盐去除效率分别达到92%和91%,COD去除率高于80%,其出水磷酸盐质量浓度接近于0,表现出良好的反硝化脱氮和除磷性能。     

石灰石改性硫磺材料深度脱氮除磷研究

为了使污水处理厂出水中的氮、磷浓度进一步降低,制备出了一种石灰石改性硫磺材料,通过批次实验和生物滤池实验探究其脱氮除磷性能。结果表明,硫磺/石灰石体积比为3∶1的改性材料脱氮除磷效果最佳,发泡可以提高改性材料脱氮除磷性能,改性材料对HRT有较好的适应性。当HRT=1 h,进水NO₃^--N、PO₄^3--P分别为20、1 mg/L时,生物滤池NO₃^--N、PO₄^3--P去除率分别高于89%、65%。微生物群落分析显示,生物滤池中硫自养反硝化菌丰度大于79%。     

碳源对SBR系统短程硝化/反硝化除磷影响的比较研究

2个实验室规模的序批式反应器在厌氧/好氧/缺氧交替条件下运行,以比较表面活性剂SDBS促进剩余污泥发酵产生的发酵液(S-SBR)与乙酸(A-SBR)分别作碳源对同时生物除磷脱氮系统的影响.结果表明,2个SBR反应器中均发生部分短程硝化反硝化,好氧段,S-SBR中亚硝态氮累积的VSS最高浓度为3.5mg·g-1,累积率达到70.0%,分别为A-SBR的2.3倍和1.7倍;A-SBR中的磷主要通过好氧聚磷去除,而S-SBR中除了好氧聚磷外,另有13.0%的磷通过反硝化除磷去除,使得S-SBR中总氮和磷的去除率(分别为94.7%和100.0%)比A-SBR(分别为79.2%和73.4%)高,因此,以剩余污泥发酵液作碳源与乙酸相比有助于生物脱氮除磷系统保持较好的脱氮、除磷效果.     

脱氮与除碳协同的电化学生物流化床构建与运行工况分析

针对电极生物膜法自养反硝化能力有限以及电化学氧化有机物所需的金属氧化物修饰电极制备复杂的问题,以同步脱氮和除碳为目的,在A/O生物流化床硝化反硝化基础上,联合电解产氢构建自养反硝化和异养反硝化协同作用的体系,脱氮的同时将有机污染物作为异养反硝化碳源加以降解。以模拟焦化废水为研究对象,分别考察反应器脱氮和除碳的运行效果,分析环境温度、电流强度、特定电解质工况条件对脱氮与除碳协同作用的影响。结果表明,与常规生物流化床相比,(22±1)℃,电流强度10 mA时,NO3--N去除率从24%提高到69%,去除速率为9.16mg/(L.h),COD去除速率从31.5 mg/(L.h)提高到66 mg/(L.h);Cu2+本身对反硝化存在促进作用;电流强度10 mA,添加Cu2+使反硝化效果进一步提高,NO3--N去除率达到90%以上,此时苯酚、喹啉与芘的去除速率分别达到15.0、3.1、0.25 mg/(L.h),和NO3--N去除规律呈现一致性。研究过程证明了在微电流和Cu2+强化作用下,电化学生物流化床具备同步脱氮和除碳的功能。     

COD浓度对反硝化除磷及N2O释放影响

接种普通活性污泥,在厌氧/缺氧SBR系统驯化51 d,反硝化脱氮除磷效率分别达到(96±2)%和(88±5)%。在此基础上,取厌氧末活性污泥,研究了COD浓度(0,26.25,87.5 mg/L)对亚硝酸型反硝化除磷性能及N₂O释放的影响。结果表明,随着COD浓度的增大,脱氮效率由55.44%升至63.50%和96.44%;同时,COD被合成PHB,并发生释磷的现象,导致除磷效率由33.54%降至26.87%和-0.016%;N₂O转化率(N₂O-N释放量/去除的TN量)由25.08%减少为22.96%和11.85%。高浓度COD有利于提升反硝化效率,并降低N₂O的释放,但会降低除磷效率。     

废水脱氮中好氧反硝化现象的研究

采用SBR工艺,对废水脱氮中的好氧反硝化现象进行了研究。试验工序为:缺氧搅拌3h、曝气8h、缺氧搅拌1.5h、沉淀1h、排水。当进水ρ(NH4+-N)为107mg/L,ρ(CODCr)为700mg/L时,好氧段NH4+-N的去除率达到53.3%,TN的去除占整个周期TN去除的71.23%,表明好氧反硝化现象对整个周期的脱氮起着主要的作用。     

两种回流方式倒置A~2O-MBR工艺处理城市污水中试研究

考察了两种回流方式下倒置A2O-膜生物反应器(MBR)去除污染物的效果。试验结果表明,采用工艺2的回流方式,COD、NH3-N、TN及TP去除率分别达到84.7%、99.2%、62.2%及73.3%,平均出水COD、NH3-N、TN及TP质量浓度分别为42.5、0.25、14.4、0.56 mg/L,基本满足国家一级A排放标准,脱氮除磷效果优于工艺1(TN、TP去除率分别为52.5%、49.5%),而COD和NH3-N的去除率基本不受回流方式影响;膜组件高效截留作用使出水浊度维持在1.0 NTU以下;系统存在同步硝化反硝化、反硝化除磷作用,有利于强化系统脱氮除磷的性能。     

碳磷比对新型后置缺氧工艺脱氮除磷的影响探究

以人工合成废水为对象,探究了进水C/P对新型后置缺氧工艺脱氮除磷效率的影响,结果表明,当COD/ρ(SOP)由35/1降低至15/1时,COD去除影响不明显,但TN及SOP的去除率均呈现下降趋势。C/P下降促进污泥体系中EPS的产生。C/P降低抑制了NH₄⁺-N好氧硝化与缺氧反硝化。COD/ρ(SOP)由35/1下降至15/1,厌氧释磷量和厌氧释磷速率分别由(37.3±0.5)mg/L和(8.5±0.4)mg/(g·h)下降至(28.1±1.8)mg/L和(5.1±0.8)mg/(g·h)。C/P下降降低了厌氧期PHA的合成,从而导致后续氧化分解产能不足。COD/ρ(SOP)为35/1时,30℃为新型后置缺氧工艺营养盐去除的适宜温度。     

碳纳米管降低生物脱氮除磷效率的机制探究

为了探究碳纳米管（CNT）对生物脱氮除磷效率及活性污泥特征的影响，以实际生活废水为探究对象，构建了序批式反应器，探究了中温环境下不同剂量CNT(0、1.0、10.0、20.0和30.0 mg/L)长期暴露下活性污泥特征及脱氮除磷效率的变化规律。结果表明低浓度CNT(1.0 mg/L)对污泥特征及脱氮除磷影响不明显，而高浓度CNT降低了污泥内混合液悬浮固体浓度和污泥体积指数（SVI）分别至3 165～3 450 mg/L和111～116 mL/g。在生物脱氮除磷方面，CNT显著降低脱氮除磷效率，尤其当CNT为30.0 mg/L时，出水COD约为66.9～71.7 mg/L,COD去除效率75.6%～76.6%，氨氮去除效率80.6%～81.3%，磷酸盐去除效率75.5%～76.3%，均显著低于初始状态。机制探究表明CNT降低了生物脱氮除磷涉及的关键酶活性并降低了聚羟基脂肪酸酯（PHA）的合成量，促进了糖原质在典型周期内的代谢。毒性测定分析表明CNT存在促进了活性氧（ROS）产率及乳酸脱氢酶（LDH）释放量ROS释放，尤其当CNT浓度为30.0 mg/L时，ROS的相对产量高达294%,L...