沸石SBR处理氧化铁红废水的部分亚硝化中试研究

为实现氧化铁红高氨氮废水的部分亚硝化-厌氧氨氧化处理,研究采用沸石序批式反应器(ZSBR),以获得高效稳定的部分亚硝化。ZSBR以碳酸钠作为外加碱度,通过调控FA与FNA实现稳定的亚硝化,并通过调节碱度投加比与出水pH控制反应器亚硝化进程。结果表明,启动后的ZSBR亚硝化率≥95%,出水m(NO_2~--N)/m(NH_4~+-N)保持在1.1～1.5,最高亚硝化负荷达到0.72 kg/(m~3·d),实现了AOB的富集与NOB的抑制,其中AOB(Nitrosomoadaceae)的相对丰度达到51.5%,未检测出NOB。     

限时曝气下pH对SBR亚硝化快速启动及其过程影响

限时曝气条件下,采用SBR反应器处理模拟氨氮废水,通过pH控制实现了SBR系统快速亚硝化启动,并对不同pH下氨氧化过程进行了研究,考察了pH对氨氧化过程中DO变化规律、游离氨及氨氧化速率的影响。结果表明,在pH为7.59~8.12时,可实现氨氧化菌和亚硝态氮快速富集和积累,亚硝态氮积累率可达95%以上;通过pH调节可控制进水游离氨(FA)浓度及氨氧化过程中DO需求,进而影响选择性亚硝化过程。     

MBBR生物硝化处理高浓度氨氮废水的影响因素分析

以移动床生物膜反应器(MBBR)构建硝化反应器,培养耐高氨氮的硝化菌处理煤制气废水经一级生化的出水,该出水具有高氨氮的特点。试验探究了该硝化反应器的硝化容积负荷(N_v)、pH、进水初始氨氮浓度(C₀)等重要运行参数对系统氨氮去除效果的影响。结果表明：该反应器的最适硝化容积负荷约为2.78 mgNH₄⁺-N/(L·h)。当初始氨氮浓度为200～400 mg/L时,适宜的pH为8.5,此时氨氮去除率为56.2%;当初始氨氮浓度为600mg/L以上时,废水中FA(游离氨)增加,为防止过多的FA对硝化菌产生抑制作用,pH应下调为7.5～8。     

连续流沸石SBR用于高氨氮废水的稳定亚硝化

在新型连续流沸石序批式反应器（C-ZSBR）中,以模拟废水作为进水,9 d 后成功启动 C-ZSBR。结果表明,在进水NH₄⁺-N 质量浓度为（416±12.3）mg/L 时,系统的亚硝氮积累率（NAR）在（98.05±0.5）%,出水满足厌氧氨氧化进水要求。进水氨氮负荷为 1.15 kgN/（m³·d）,亚硝氮产率为 0.57 kgN/（m³·d）。对数据进行分析,发现沸石对氨氮的吸附有利于维持较高的沸石表面游离氨（FA）浓度。FA 和游离亚硝酸盐（FNA）对亚硝酸盐氧化菌（NOB）的联合抑制是实现稳定亚硝化的关键因素。     

垃圾渗滤液部分亚硝化的启动运行及菌群分析

采用序批式反应器(SBR),以未经预处理的晚期垃圾渗滤液为进水,控制反应器内温度为(30±1)℃,DO的质量浓度为(0.5±0.1)mg/L,在不外加碳源的情况下,以0.219 kg/(m~3·d)的氨氮负荷条件成功在第20天快速启动部分亚硝化。随后逐步增加进水氨氮负荷至0.618 kg/(m~3·d),亚硝化率稳定在95%以上。通过控制曝气搅拌时间,使出水ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)长期稳定在1.1~1.3,易生物降解有机物基本被去除,为后续与厌氧氨氧化耦合创造了关键工艺条件。对污泥样品进行16s-r RNA测序分析,发现系统内AOB菌属丰度从接种时的0.62%增至7.08%(300 d);NOB菌属丰度从接种时的0.77%降至小于0.01%(300 d),基本被洗出系统。说明在高氨氮、低DO含量的情况下,系统内AOB得到了有效的富集,使系统维持了极高的亚硝化效率。     

限氧条件下亚硝化的稳定运行及动力学

采用高氨氮人工配水和序批式反应器,在限氧(0.2～0.3mg/L)条件下,研究了进水氨氮负荷、游离氨和游离亚硝酸对氨氮转化率、亚硝化率和亚硝氮生成速率的影响及游离氨对氨氧化菌的基质抑制动力学。结果表明,在进水氨氮负荷逐步提升过程中,由于高浓度游离氨的抑制作用及负荷冲击的影响,亚硝化效果易出现波动,且负荷越高,亚硝化性能恢复的时间越长。反应系统最终可达到的氨氮容积负荷为3.60kg/(m³·d),亚硝氮生成速率为2.98kg/(m³·d),亚硝化率始终维持在85%左右。反应体系中较高的游离氨浓度(24.4～85.8mg/L)和低浓度溶解氧是维持亚硝化工艺稳定运行的主要因素。游离氨对氨氧化菌的抑制动力学符合Haldane模型,拟合得到最大氨氧化速率为6.71gN/(gVSS·d),游离氨半饱和常数和抑制常数分别为3.2mg/L和27.8mg/L。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺处理含氮废水的研究

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺是一种新型的废水脱氮工艺。实验采用模拟废水,进水氨氮浓度为600 mg/L。亚硝化SBR反应器在温度为30℃、HRT为24 h、DO≈0.2 mg/L的运行条件下,将废水中的一部分氨氮氧化成亚硝氮,并使得亚硝化SBR反应器出水中NH4+-N和NO2--N比值接近1∶1.32后,再作为厌氧氨氧化SBR反应器进水;厌氧氨氧化SBR反应器在温度为37℃、HTR为24 h的运行条件下,将氨氮和亚硝氮转化为N2。实验结果表明,部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺脱氮效果较好,废水中氮的去除率可达94.44%。     

生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响

部分短程硝化和厌氧氨氧化技术的研究主要集中在高氨氮废水方面,对低氨氮浓度生活污水的研究相对较少。使经过除碳和部分短程硝化后的实际生活污水进入厌氧氨氧化UASB反应器,探究生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响。结果表明,当厌氧氨氧化UASB反应器的进水由配水变为生活污水后,反应器出水中氨氮浓度可降到5 mg·L~(-1)以下,亚硝态氮浓度可降到1 mg·L~(-1)以下,但是硝态氮的生成量高于理论值,可能是溶解氧被带入UASB反应器使硝化作用增强。UASB反应器内厌氧氨氧化污泥颜色由红色变为红黑色,T-EPS含量减少,PN/PS由1.13增大到3.66,沉降性变好,反应器内污泥中厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia所占比例由17.7%减少为14.4%,系统内AOB和NOB菌的含量增加,如果能够降低进入UASB反应器的溶解氧,有可能会减少出水硝氮,达到较好总氮去除效果。     

序批式生物膜反应器常温亚硝化启动试验研究

常温条件下,采用序批式生物膜反应器处理城市生活污水经A/O处理的二级出水,研究曝气量、温度等对亚硝化启动的影响.试验初期反应器自然挂膜,采用高浓度游离氨(FA)和低浓度溶解氧(DO)联合抑制的方法抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长,使氨氧化菌(AOB)成为反应器内的优势菌种.试验结果表明12d即可完成序批式生物膜反应器硝化生物膜的培养和富集,挂膜速度较快;在不影响亚硝化反应的前提下,低浓度DO可以有效抑制NOB的生长,有利于AOB成为反应器内优势菌种,且不影响进水氨氮转化率;低氨氮浓度条件下,较低的温度对AOB的活性有抑制作用,而缩短曝气时间并不能稳定提高亚硝酸盐氮的积累率.     

生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响

部分短程硝化和厌氧氨氧化技术的研究主要集中在高氨氮废水方面，对低氨氮浓度生活污水的研究相对较少。使经过除碳和部分短程硝化后的实际生活污水进入厌氧氨氧化UASB反应器，探究生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响。结果表明，当厌氧氨氧化UASB反应器的进水由配水变为生活污水后，反应器出水中氨氮浓度可降到5 mg·L^-1以下，亚硝态氮浓度可降到1 mg·L^-1以下，但是硝态氮的生成量高于理论值，可能是溶解氧被带入UASB反应器使硝化作用增强。UASB反应器内厌氧氨氧化污泥颜色由红色变为红黑色，T-EPS含量减少，PN/PS由1.13增大到3.66，沉降性变好，反应器内污泥中厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia所占比例由17.7%减少为14.4%，系统内AOB和NOB菌的含量增加，如果能够降低进入UASB反应器的溶解氧，有可能会减少出水硝氮，达到较好总氮去除效果。     

氮肥厂含氨废水的生物脱氮研究

采用富集驯化的亚硝酸菌和亚硝酸型反硝化菌对氮肥厂高氨氮废水进行处理。考察了pH的变化特征,研究了进水氨氮负荷对硝化效果的影响。实验结果表明,硝化菌能够耐受高pH废水并能高效脱氮,氨氮去除速率最高达36.07 mg/(L.h);连续运行时水力停留时间24 h,进水NH3-N负荷在0.387～0.667 kg/(m3.d)范围内,稳定运行后硝化出水氨氮去除率大于97%,亚硝化率为80%左右,总氮去除率达90%以上。     

引进厌氧氨氧化脱氮系统失效原因分析及解决途径

作为低碳节能的生物脱氮工艺，厌氧氨氧化引进国内已有十余年的历史，已有多家食品加工龙头企业从国外引进了十多套厌氧氨氧化脱氮系统。这些系统大部分运行良好，但也有少数脱氮效果不稳定，未能达到预期效果。以典型食品加工废水厌氧氨氧化处理系统为例，分析确定了该脱氮系统失效原因在于进水氨氮低于系统设计要求，难以形成稳定的亚硝氮积累，破坏了一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-A)系统的稳定高效脱氮，导致系统出水总氮去除率下降，同时出水硝氮明显升高。为解决此难题，采用高效亚硝化反应器促进食品加工废水快速稳定亚硝化，一周后平均亚硝化率可达92.92%，平均出水亚硝氮为84.09 mg/L，平均亚硝化产率约为0.41 kg/(m³·d)，保障了厌氧氨氧化系统亚硝氮基质供应，并在小试Anammox脱氮系统实现总氮去除率达84.52%，出水总氮低于15 mg/L，平均总氮去除负荷0.56 kg/(m³·d)。研究结果可为解决当前国内食品加工厌氧氨氧化脱氮系统失效问题提供新的思路。     

ASBBR反应器厌氧氨氧化反应稳定性研究

利用已经成功启动的ASBBR反应器,通过不同的进水基质浓度,不同进水亚硝态氮、氨氮质量比和不同冲水比3个因素的交替变化,研究了厌氧氨氧化反应器脱氮效能稳定性的影响.当进水亚硝态氮与氨氮质量比在1～13的范围内变动时,对反应器内厌氧氨氧化反应的脱氮效能几乎没有影响,表明ASBBR反应器具有较高的抗负荷冲击能力.当进水后反应器内亚硝态氮质量浓度大于80mg·L~(-1)时,将导致反应器的总氮去除率下降,并且随着亚硝态氮浓度的增加,脱氯效果会越来越差.同时研究还表明水力冲击不会引起厌氧氨氧化反应器出现微生物流失,但随着水利负荷的增加,厌氧氨氧化细菌时新环境适应时间将会延长,导致相同周期内反应器脱氮效能的下降.     

强化生物硝化处理化工类氨氮废水试验研究

采用序批式进水对亚硝化菌进行定向富集培养驯化,获得了高浓度亚硝化菌,其氨氮容积去除负荷达0.5 kg/(m<'3>·d)以上.结合悬浮生物滤池工艺,强化生物硝化处理化工类氨氮废水具有适应性强、成本低、硝化效率高的特点.在对苯胺类、抗生素类废水生化出水的强化生物硝化处理试验中,苯胺类废水氨氮去除率达80%,抗生素类废水氨...     

气升式生物反应器用于废水脱氮的组合工艺研究

在内循环气升式反应器中,研究开发了一套半硝化(PN)和厌氧氨氧化(ANAMMOX)单级一体化同步处理高浓度含氮废水工艺。反应器的内筒为限氧区,借助于富集的好氧氨氧化菌(AOB)活性污泥实现废水的半硝化反应,内筒底部进行间歇式曝气,提供半硝化反应所需氧气和水力环流所需动力;反应器的外环筒为厌氧区,借助于富集的厌氧氨氧化菌(ANAMMOX)活性污泥实现厌氧氨氧化反应。反应温度为(35±2)℃,p H维持在7.5~8.0。反应器成功启动并稳定运行120 d,考察反应器内、外筒溶解氧浓度(DO)的变化和系统的脱氮性能。结果表明,反应器内、外筒有效地分隔了限氧区和厌氧区,内筒平均DO值为2.5 mg/L,外筒平均DO值为1.5 mg/L,可满足半硝化和厌氧氨氧化的反应条件。合成废水的氨氮浓度最高达200 mg/L,氮负荷为280 g/(d·m3),反应器运行120 d后,总氮去除率达到75%,表明反应器内AOB菌和ANAMMOX菌能够协同作用,从而实现了组合脱氮的工艺。     

进水配比对煤气化废水厌氧段处理效能影响

在温度35℃pH值7.0左右,HRT为30 h的厌氧反应器中,研究了厌氧氨氧化与反硝化的耦合作用.进水氨氮为70～120 mg/L左右,COD为800～1200 mg/L左右条件下,将含亚硝酸盐和硝酸盐浓度人工配水按厌氧进水配比引入反应器中,氨氮、亚硝态氮进水浓度分别为75.43 mg/L、99.87 mg/L时,总氮负荷为233.82 mg/(L·d),考察不同进水配比R(0～100％)对厌氧反应器的脱氮除碳效能影响.实验结果表明,在进水配比为75％条件下,系统氨氮、亚硝态氮去除率达55.71％、63.65％,TN去除率最高达64.56％,COD去除率达80％左右.结果表明,适当的进水配比,不仅可以达到稀释厌氧进水的作用,还可以促使厌氧氨氧化与反硝化的协同脱氮除碳效果.     

进水氨氮负荷对污水处理中硝化作用的影响

污水处理中,高氨氮的污水处理一直是污水处理中比较难解决的问题之一。甚至一些研究学者发现,高氨氮废水处理过程中还会引起温室效应气体氧化亚氮(N_2O)释放。因此,本研究采用逐步提高进水氨氮浓度的方法,驯化具有高效处理高氨氮废水的硝化菌群。研究发现,进水氨氮浓度提高使得活性污泥中溶解氧(DO)浓度降低,进而氨氧化菌(AOB)活性较低,同时导致N_2O气体的释放。在进水高氨氮负荷和低DO浓度条件下,AOB发生好氧反硝化反应,产生温室气体N_2O。因此,建议逐步提高进水氨氮负荷的同时,需要保证活性污泥保持一定浓度的DO,避免导致亚硝化过程中温室气体N_2O的释放。     

水力负荷与低温对厌氧氨氧化与反硝化协同反应器的影响

采用一套3.2L具有填料的上流式厌氧污泥床反应器,在固定进水氨氮、亚硝氮和COD浓度的基础上,通过对进水负荷4个阶段的调节,考察其对厌氧氨氧化与反硝化协同反应器运行的影响。经试验发现,在低水力负荷条件下,氨氮、亚硝氮、COD的平均去除率分别达到了94.1%、97.2%和89.4%,出水硝氮的生成量为4.35mg/L;而在高水力负荷条件下,氨氮、亚硝氮和COD的去除率下降较为明显,为54.2%、73.9%和81%,硝氮的生成量为9.97mg/L。通过再次调低水力负荷,协同脱氮效果基本上能够恢复到之前的水平,表明反应器具备了一定的抗负荷冲击能力。同时低温会对反应器产生较大影响,但反应器内的菌群具备抵御低温并较快恢复的能力,保证了反应器二次启动的成功。     

亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理煤气化废水的研究

为了实现煤气化废水的经济有效脱氮，分别研究了单独亚硝化及其与厌氧氨氧化组合工艺对实验室模拟废水和实际煤气化废水的脱氮性能，分析了废水中苯酚对亚硝化反应器运行的影响及其自身转化。结果表明：质量浓度为7～50 mg/L的苯酚对亚硝化系统首先产生抑制，但随着运行时间延长，系统性能逐渐恢复。在处理实际煤气化废水时，逐渐增加进水中煤气化废水的比例，废水中毒性物质对亚硝化过程的影响能够被克服，亚硝化反应器可以实现稳定运行。在亚硝化反应器中，亚硝态氮积累率达90%左右，COD去除率达98%，反硝化脱氮对总氮的去除率达到60%左右；组合工艺中亚硝化反应器和厌氧氨氧化反应器均能够稳定运行，厌氧氨氧化脱氮率维持在70%左右；实际煤气化废水亚硝化-厌氧氨氧化全程氮去除率平均达到86%。     

包埋固定化硝化菌驯化阶段特性的研究

为研究包埋硝化细菌驯化阶段的特征,以模拟氨氮废水为进水,按10%～15%的体积填充率,维持系统DO的质量浓度为3～5 mg·L-1,在流化床反应器中进行连续式培养驯化.以每日进出水氨氮含量为监测指标,同时进行聚合酶链式(PCR)扩增试验,考察包埋硝化菌颗粒活性与颗粒内细菌数量变化情况.结果表明,驯化后硝化细菌活性有了很大提高,裁体颗粒内目标细菌氨氧化菌得到有效富集,包埋颗粒活性由10.873上升至234.46 mg·L-1·h-1;在进水氨氮的质量浓度360 mg·L-1时,驯化结束时的氨氖去除率稳定在90%以上;载体颗粒内的生物含量明显增加.