不同类型VFA对反硝化同步脱氮除磷的影响

为探究不同类型VFA(乙酸和丙酸)对反硝化同步脱氮除磷的影响,采用厌氧/缺氧富集驯化反硝化同步脱氮除磷微生物(DPAO),利用电子扫描显微镜(SEM)观察富集后微生物特征,并通过批次实验考察2种污泥的厌氧碳吸收、磷释放和缺氧硝酸盐消耗、磷吸收情况。结果表明:以乙酸和丙酸为VFA富集DPAO是可行的;乙酸系统中DPAO以短杆菌为主,而丙酸系统中DPAO以球菌为主,反映了DAPO的多样性特征;乙酸系统中,厌氧碳利用效率0.14 mg/mg(COD)和释磷速率3.5 mg/(g·h)(MLSS)、缺氧氮利用效率0.9 mg/mg(N)和吸磷速率2.3 mg/(g·h)(MLSS),明显高于丙酸系统中的相应参数值0.10 mg/mg(COD),2.7 mg/(g·h)(MLSS),0.7 mg/mg(N),1.7 mg/(g·h)(MLSS);乙酸系统呈现出典型的反硝化同步脱氮除磷特征,而丙酸系统除反硝化同步脱氮除磷外,还存在异氧菌的反硝化脱氮行为。     

水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响

采用自主设计的悬浮载体生物膜/颗粒污泥耦合装置,利用硝化菌载体生物膜和反硝化聚磷菌颗粒污泥,研究水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响,得出最佳工艺参数。试验考查水力停留时间分别为6 h、7 h、8.5 h和10.5 h,结果表明,当水力停留时间为8.5 h时,系统的COD去除率为91.26%,氨氮和总氮的去除率分别为80.68%和70.58%,厌氧释磷速率也较稳定,为0.47 mg P·(g SS)-1·h-1,厌氧释磷速率最高,其碳源利用率最大,反硝化除磷效率最稳定,PO43--P去除率为76.50%,反硝化除磷效率为1.04 mg P·(mg NO-3-N)-1,所以当水力停留时间为8.5 h时,系统具有较高的脱氮除磷效率。当水力停留时间过短时,氮磷的去除不完全,过长时,系统不稳定,系统的最优水力停留时间为8.5 h。     

MLSS和温度对以NO_2~--N为电子受体的反硝化除磷的影响研究

对经过长期培养驯化的以NO-2-N为电子受体的反硝化聚磷污泥进行静态烧杯试验,研究了MLSS和温度等因素对反硝化除磷系统处理效果的影响。结果表明,MLSS浓度过高或过低都会影响系统对PO34--P的去除效果,MLSS为4 000 mg/L左右时,系统的除磷效果最佳。系统运行的最佳温度为20℃左右,此时系统对PO34--P的去除率达到了89.14%。     

温度对A~2O工艺脱氮速率及胞外聚合物影响

为了提高脱氮效率,采用连续流A2O工艺对模拟生活污水进行了长期连续实验,考察了不同温度下进水有机负荷对A2O工艺脱氮速率与胞外聚合物EPS的影响。结果表明:当温度为(10±2)℃,进水有机负荷COD(以MLSS计)为0.15 g/(g·d)时,TN去除速率(以MLVSS计)为1.58 mg/(g·h),COD去除速率为19.3 mg/(g·h),EPS质量浓度为492 mg/L;当温度为(17±2)℃,进水有机负荷为0.15 g/(g·d)时,TN去除速率为1.82 mg/(g·h),COD去除速率为22.5 mg/(g·h),EPS为456.6 mg/L;当温度为(22±2)℃,进水有机负荷为0.15 g/(g·d)时,TN去除速率为2.02 mg/(g·h),COD去除速率为23.5 mg/(g·h),EPS为397.2 mg/L;当温度为(30±2)℃,进水有机负荷为0.15 g/(g·d)时,TN去除速率为2.22 mg/(g·h),COD去除速率为25.5 mg/(g·h),EPS为413.5 mg/L。随着温度的升高,TN与COD去除速率逐渐上升,EPS质量浓度先降低后升高。     

反硝化聚磷菌的培养富集及处理生活污水的稳定运行

在厌氧-好氧交替运行的序批式反应器(sequencing batch reactor, SBR)中,以C/P比大于50的实际生活污水为进水,成功驯化富集聚磷菌,平均厌氧释磷量为15 mg·L~(-1),出水PO_4~(3-)-P浓度稳定小于0.5 mg·L~(-1)。在系统运行的第74 d调整运行模式为厌氧-缺氧-好氧,在缺氧开始时短期投加NO_3~--N配水以驯化培养反硝化聚磷菌。保持系统内NO_3~--N浓度不变,在进水COD浓度为250 mg·L~(-1)时,反硝化除磷效果最佳,平均反硝化除磷量占除磷量的比为87.1%。不同pH下反硝化除磷速率的小试证明,在pH=7.0时得到最大的比吸磷速率2.1 mg P·(g VSS·h)~(-1)。此时调整NO_3~--N进水为另一个全程硝化反应器的出水,并加大排水比增加缺氧初的进水量使得反应器内缺氧时的pH接近7.0,与未改变pH时对比表明前者在缺氧段反硝化除磷速率加快。反应器共运行160 d,稳定完成COD的去除与反硝化除磷过程。     

啤酒废水同步脱氮除磷工艺影响因素研究

通过SBR短程硝化反硝化同步脱氮除磷工艺处理模拟啤酒生产综合废水,为达到稳定的COD、NH4+-N和TP的去除及NO2--N的积累,对该工艺的影响因素进行了研究.结果表明,工艺的稳定运行是由进水COD、pH、DO、温度和MLSS等因素共同作用的结果,其中控制较低的DO的质量浓度(＜0.5 mg·L-1)是实现NO2--N积累的关键因素之一;过低或过高的进水pH、COD均会影响该工艺的正常运行.温度及MLSS含量会影响氨氧化过程与反硝化过程的反应速率,但不是系统稳定运行的决定因素.当DO的质量浓度为0.3～0.5 mg·L-1、进水COD低于1 100 mg· L-1、pH为7.2～8.4,在12～25℃可获得稳定的NO2--N积累.     

剩余污泥和餐厨垃圾发酵液作为反硝化碳源可利用性研究

利用剩余污泥和餐厨垃圾发酵液进行反硝化实验,考察其作为外加碳源的可利用性,并验证了发酵液对实际生活污水的脱氮效果。结果表明,相较于产酸总量而言,总挥发性脂肪酸(TVFAs)在发酵液中含量对反硝化效果影响更显著,且TVFAs含量越高,对应的比反硝化速率μ也越高。以pH为7.0、底物的质量浓度120 g/L、有机负荷率8 g/(L·d),污泥停留时间为8 d的实验条件产生的发酵液,TVFAs的质量分数大于85%,以其作为反硝化碳源能够获得较好的反硝化效果,最大比反硝化速率可达14.2 mg/(g·h)。将该发酵液用于生活污水的脱氮处理,当COD/ρ(NO~3~--N)为6时,TN去除率达到85%左右,出水TN的质量浓度低于6 mg/L。     

氧化沟工艺生物除磷试验研究

以生活污水为研究对象,采用厌氧一缺氧一氧化沟工艺对氧化沟的除磷性能进行了研究,结果发现:(1)该工艺具有较好的除磷效率,稳定阶段TP去除率能够达到90%,出水TP平均为1.62ms/L.(2)序批式试验中前30min磷的释放速度很快,单位MLSS的释磷速率为10.75mg/(g·h),而在30～120min磷释放速率很低,为0.48mg/(g·h).(3)出水TP的浓度与出水NO3较好的相关关系.(4)该工艺进水COD为340.4mg/L时,出水COD为50.7mg/L,COD去除率为84.5%;大量COD在厌氧区转化为聚磷菌胞内聚合物而去除,这部分胞内聚合物能够在缺氧区充当电子受体被二次利用.     

碳源对同时反硝化产甲烷体系的影响

为研究碳源对同时反硝化产甲烷体系的影响,分别选取蔗糖、葡萄糖、乙酸钠和丙酸为底物,比较不同碳源条件下NO3--N和TOC的去除效果及甲烷化作用。结果表明,丙酸为碳源的体系反硝化和TOC去除效果均较差且无甲烷产生;乙酸钠为碳源的体系有利于反硝化反应快速进行,NO3--N最大比降解速率为0.243 mg/(mg·d),但甲烷化作用恢复较慢,比产甲烷速率仅为13.53 m L/(g·d);蔗糖和葡萄糖为碳源均可同时获得较高的NO3--N和TOC降解率,比产甲烷速率分别达21.25 m L/(g·d)和20.85 m L/(g·d),适合做同时反硝化产甲烷体系的碳源。     

反硝化聚磷菌的富集及其特性研究

为全面探究反硝化脱氮除磷菌(DPB)的脱氮除磷特性,实验采用SBR反应装置对DPB进行富集筛选,分析碳源浓度及内外碳源对其特性的影响。实验结果显示:污泥经过富集筛选后反硝化聚磷菌比例大增,占传统聚磷菌的比例为80.68%;同时,以乙酸钠作为碳源,在进水COD浓度为250mg/L条件下,反硝化脱氮除磷效果达到最佳;在无外碳源的缺氧条件下,DPB的脱氮除磷效率很低,需添加适量的外碳源,才能保证脱氮除磷特性的正常发挥,过大或过小的外碳源浓度都会对DPB形成抑制作用。     

同时硝化反硝化处理渗滤液和粪水混合液研究

研究了采用序批式反应器同时硝化反硝化处理垃圾渗滤液与市政粪水混合液的可行性。实验过程中COD、BOD5、TN和NH4 -N的平均去除率分别达到93.76%、98.28%、84.74%和99.21%,相应的污泥平均去除负荷为238.99g/(kgMLSS·d)、76.70g/(kgMLSS·d)、39.43g/(kgMLSS·d)和36.13g/(kgMLSS·d)。反应器内存在高效同时硝化反硝化反应,硝化率和反硝化率分别达到99%和84%,电子计量学研究表明,反应器内存在比全程反硝化消耗碳源更少的脱氮反应形式。结果表明,粪水的混入可有效提高垃圾渗滤液的可生化性,渗滤液和粪水混合液同时硝化反硝化处理效果良好,但反应器出水COD浓度仍略高,仍需进一步的深度处理。     

新型SBR工艺释磷影响因素分析

新型SBR工艺由SBR反应器和生物选择器构成,其显著特点是通过污泥转移实现除磷优势菌种的筛选,强化除磷效果。以生活污水为处理对象,研究了转移量、温度、p H对释磷的影响。静态释磷试验表明,污泥转移量为0%、15%、30%、40%的比释磷速率分别为3.6、6.79、8.9、8.68 mg(P)/[g(MLSS)·h]。温度分别在5~15、15~25、25~35℃工况培养的污泥,在(24±2)℃时的比释磷速率分别为10.18、8.9、7.71 mg P/(g MLSS·h)。p H=6.5、7、7.5、8条件相对应的比释磷速率分别为7.28、8.39、8.9、9.21 mg(P)/[g(MLSS)·h]。释磷最佳条件为污泥转移量为30%,温度为5~15℃,p H=7~8。     

单一反应体系曝气量与污泥质量浓度对同步硝化反硝化的影响

利用自培养硝化污泥与实验室筛选的1株反硝化细菌共培养形成共生污泥,构建膜生物反应器(MBR)单一反应体系同步硝化反硝化系统,得到系统良好同步硝化反硝化曝气量和污泥浓度的最优条件。由试验结果可知:在混合污泥质量浓度(MLSS)6.0~10.0 g/L时,调节曝气量,可以使单污泥同步硝化反硝化总氮(TN)去除率达到85%以上。不同MLSS下,达到最高TN去除率的最佳曝气量随着MLSS增高而向高曝气量偏移。随着MLSS增高,响应因子F变小,由曝气量的变化而引起的TN去除率变化明显变缓,表示MLSS对O2传递的缓冲能力越强。在MLSS为8 g/L条件下,低负荷比较容易达到较高的TN去除率,而高负荷下需要更高的曝气量以获得高的TN去除率,系统适合的NH4+-N负荷范围0~0.30 kg/(m3.d)。MLSS≥3.0 g/L,出水化学需氧量(COD)低于50 mg/L,COD大部分贡献于反硝化所需C源。单一反应体系同步硝化反硝化系统能对负荷的改变作出及时的回应,整体上运行比较稳定。     

厌氧/好氧/缺氧模式运行SBR工艺的影响因素

采用厌氧/好氧/缺氧模式运行的SBR工艺处理人工配水模拟生活污水,分析了泥龄、温度、曝气量对反硝化除磷过程的影响。结果表明:温度为30℃、SRT为25 d、曝气量在64 L/h时,发生明显的反硝化除磷现象,缺氧段吸磷速率可达到0.054 0 mg/(g·h)。     

NO_2~--N对反硝化除磷系统运行效能的影响

通过改变反硝化聚磷菌(DPAOs)的电子受体类型,考察了不同浓度的NO_2--N作为电子受体时其对反硝化除磷系统运行效能的影响。试验结果表明,在合适的进水NO_2--N浓度范围内,DPAOs经过驯化后能够以NO_2--N为电子受体进行反硝化除磷反应;在短程反硝化除磷系统中,NO_2--N的抑制浓度为30 mg·L-1,当系统进水中的NO_2--N浓度大于30 mg·L-1时,系统的除磷作用及PHA的合成作用均会受到抑制,系统的反硝化效果和COD去除效果亦会出现较为明显的变化,究其原因可能与系统中GAO开始占据优势有关;在短程反硝化除磷系统中,厌氧释磷量与缺氧吸磷量有着良好的线性关系,而对于NO_2--N对DPAOs的抑制机理,笔者将在后续试验中进行深入分析和探究。     

不同有机碳源对SBR工艺同步硝化反硝化影响

采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟废水,在pH值7.0～8.0、温度30～32℃、DO浓度0.5～1mg/L、MLSS(4000±300)mg/L、NH4+-N35～45mg/L条件下,考察乙酸钠、淀粉和葡萄糖作为碳源对SBR工艺同步硝化反硝化效果的影响。结果表明:投加葡萄糖时,COD去除率达到93.95%,出水硝酸盐浓度为7mg/L;投加淀粉时,COD去除率仅70%,出水硝酸盐浓度为12mg/L;采用乙酸钠作为碳源时,COD去除率为88.34%,出水硝酸盐浓度为4mg/L。COD/NH4+-N为12,分次投加乙酸钠时,氨氮去除率高于95%,总氮去除率高于90%,实现了同步硝化反硝化。在同步硝化反硝化SBR系统中,乙酸钠比淀粉和葡萄糖更适合作为碳源。     

水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响

采用自主设计的悬浮载体生物膜/颗粒污泥耦合装置,利用硝化菌载体生物膜和反硝化聚磷菌颗粒污泥,研究水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响,得出最佳工艺参数。试验考查水力停留时间分别为6 h、7 h、8.5 h和10.5 h,结果表明,当水力停留时间为8.5 h时,系统的COD去除率为91.26%,氨氮和总氮的去除率分别为80.68%和70.58%,厌氧释磷速率也较稳定,为0.47 mg P·（g SS）^-1·h^-1,厌氧释磷速率最高,其碳源利用率最大,反硝化除磷效率最稳定,PO₄^3--P去除率为76.50%,反硝化除磷效率为1.04 mg P·（mg NO₃^--N）^-1,所以当水力停留时间为8.5 h时,系统具有较高的脱氮除磷效率。当水力停留时间过短时,氮磷的去除不完全,过长时,系统不稳定,系统的最优水力停留时间为8.5 h。     

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。     

影响添加反硝化聚磷菌的SBR脱氮除磷主要因素

以添加反硝化聚磷菌株后获得稳定生物脱氮除磷效果的SBR装置为研究对象,探讨各种因素对其脱氮除磷效果的影响.结果表明,最适温度为25℃,系统出水COD、氨氮和磷的去除率分别达到90.3%、88.1%和96.2%;进水pH为7.0时,释磷率达到8.1 mg·L-1·h-1,系统脱氛除磷效果最好;系统最佳HRT为厌氧2 h,缺氧4 h;系统污泥龄为10 d时,系统污泥含量和性能正常,厌氧释磷能力较强,运行效果最好.     

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。