设置饱和带对生物滞留去除地表径流中N、P的影响

生物滞留设施被广泛应用于城市地表径流污染的控制,其中基质组成、植物和饱和带是影响其去除N、P的关键。通过构建以河砂与紫色土为混合基质的生物滞留系统,种植根系发达的草本植物紫穗狼尾草,研究设置饱和带与否对去除城市地表径流中溶解性N、P的影响。结果表明,生物滞留以80%河砂与20%紫色土为混合过滤基质,在进水PO_4~(3-)-P平均浓度为(0.33±0.04)mg/L时,出水PO_4~(3-)-P平均浓度可达到(0.03±0.01)mg/L,平均去除率为91.5%;进水NH+4-N平均浓度为(3.00±0.37)mg/L,出水NH+4-N平均浓度为(1.15±0.19)mg/L,平均去除率为61.3%。基质吸附与离子交换是去除城市地表径流中PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N的主要途径,生物滞留设置饱和带与否,不影响对PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N的去除。但设置饱和带可显著提高对NO_3~--N的去除率。不设置饱和带时进水NO_3~--N平均浓度为(3.89±0.19)mg/L,出水平均浓度为(3.76±0.52)mg/L,平均去除率为3.4%;设置饱和带时进水NO_3~--N浓度为(3.69±0.16)mg/L,出水平均浓度为(0.75±0.04)mg/L,平均去除率为79.8%。停留时间是影响NO_3~--N去除的重要因素。对于种植紫穗狼尾草、设置饱和带且不加碳源的生物滞留系统,通过延长停留时间可以有效去除城市地表径流中的NO_3~--N。     

土霉素对厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮性能的影响

通过批次试验和连续流试验研究了土霉素对厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮性能的影响。厌氧氨氧化颗粒污泥反应器(UASB)进水NH_4~+-N浓度为40~50 mg/L,NO_2~--N浓度为55~65mg/L,温度控制为30℃,HRT控制为1.6 h。经过60 d运行,反应器的厌氧氨氧化脱氮性能良好,出水NH_4~+-N和NO_2~--N浓度分别为3.1和6.3 mg/L,对NH_4~+-N、NO_2~--N和TIN的去除率分别为91.2%、93.4%和75.2%。在土霉素对厌氧氨氧化颗粒污泥反应器的长期抑制试验中,颗粒污泥对土霉素具有一定的耐受能力,当进水中的土霉素浓度为10 mg/L时,反应器对NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别为70.7%和70.8%;当进水中的土霉素为20 mg/L时,反应器对NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别降低至16.8%和18.1%。与长期抑制试验相比,批次试验中土霉素对颗粒污泥厌氧氨氧化活性的抑制作用较小,土霉素浓度为50、100、150、200和400 mg/L时,对TIN的去除速率分别为0.498、0.480、0.439、0.326和0.120 kg N/(kg VSS·d)。     

盐度阶段性提升驯化耐盐活性污泥技术研究

取盐度(污水中NaCl的质量分数)为0%的活性污泥进行驯化培养,按照质量分数为1%、2%、3%的梯度逐渐提升盐度,考察了盐度阶段性提升对活性污泥去除效果的影响,为深入研究高盐废水脱氮提供数据支撑。试验结果表明,NO_2~--N和NO_3~--N的出水浓度受盐度提升的影响较大,当盐度为3%时,NO_2~--N和NO_3~--N的出水浓度分别为50mg/L和4mg/L左右。COD受盐度提升放入影响较小,NH4+-N的去除率在盐度提升初期波动较大,待系统稳定后,NH_4~+-N的去除率依然稳定在90%以上。     

改良型Carrousel氧化沟工艺生物脱氮优化研究

为解决采用改良型Carrousel氧化沟工艺的某污水厂出水TN与NH_4~+-N浓度高的问题,经现场试验对SRT、HRT和DO等工艺参数进行了优化调整。通过问题诊断,发现系统SRT过长、HRT短及好氧区DO浓度低是导致脱氮效果差的直接原因;工艺优化结果表明,将系统的SRT、HRT和好氧区DO浓度分别控制在18 d、16 h和2.5~3.0 mg/L时系统的脱氮效果提升较大,此时出水TN、NH_4~+-N的平均浓度分别为12.6和3.3 mg/L,去除率分别为78%和91%,且出水BOD5、COD与SS等指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。     

基质改良和结构优化强化雨水生物滞留系统除污

传统生物滞留系统对TSS、重金属和COD有较好的去除效果,但对N、P的去除效果不稳定。为了强化对N、P的去除,尝试用铝污泥和沸石对传统基质填料进行改良以提高系统对氨氮和磷的吸附效果,并在系统底部设置淹没区创造缺氧环境以提高系统对硝态氮的去除效果。模拟滞留柱试验采用15%铝污泥和85%沸石作为填料,对比了在无淹没区和有淹没区条件下对模拟雨水中各种污染物的去除效果。结果表明,在无淹没区条件下,系统对进水TSS负荷的变化有很好的抗冲击能力,当进水TSS为100~400 mg/L时,出水TSS浓度始终在20 mg/L以下。当进水COD为150~250 mg/L、TP为2.5~7 mg/L、NH_4~+-N为3~4 mg/L、NO_3~--N为6~10 mg/L时,系统对COD、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N的平均去除率分别为76%、98%、97%、36%。在有淹没区且进水浓度基本相同的条件下,系统对TSS、COD、TP、NH_4~+-N等污染物的去除率较无淹没区时均没有大的变化,但对NO_3~--N的平均去除率则上升为79%。同时,系统对As、Pb、Zn、Cu、Hg、Cd、Cr等重金属也有良好的去除效果。添加铝污泥后提高了滞留系统对磷和重金属的控制能力。     

交替缺氧/好氧法短程硝化及AOB和NOB活性特征

采用SBR反应器处理实际生活污水,控制温度为(25±0.5)℃,在进水NH_4~+-N和COD平均浓度分别为65.59和219.10 mg/L条件下,通过交替缺氧/好氧模式(单周期4次交替缺氧∶好氧=30 min∶30 min)运行70个周期,出水NO_3~--N、NO_2~--N和COD浓度分别为0.69、19.91和40.64 mg/L,氨氮去除率和COD去除率分别为98.67%和79.55%,亚硝态氮积累率达到98.44%。在实现短程硝化过程中,AOB活性从第1周期的11.61%增加到第39周期的105.99%,之后AOB的活性超过NOB的活性。     

处理综合城镇污水的SBR工艺提标改造研究

采用间歇膨胀复合水解工艺预处理综合城镇污水(B/C值0.3,TN为30~80 mg/L,SS300 mg/L),考察了不同HRT下,水解反应器出水B/C值的变化以及对COD的去除率和污泥浓度。结果表明:在HRT由16 h降低到6.5 h的过程中,水解反应器的B/C变化值由-0.06提高到0.07,而COD去除率由42%降低到22%,在HRT为8 h条件下,B/C变化值和COD去除率分别为0.07和27%。间歇膨胀复合水解池出水经SBR处理后,其COD、NH+4-N、TN分别为65、0.75、17.71 mg/L,而生产性SBR出水的COD、NH+4-N、TN分别为93、16.4、34 mg/L。应用悬浮生物滤池处理生产性SBR池出水,在HRT为2 h、温度为14~19.5℃、进水NH+4-N为21.8~41mg/L条件下,出水NH+4-N为1.6~12.79 mg/L,平均去除率为74.6%,NH+4-N负荷为0.238kg/(m3·d)。可见,间歇膨胀复合水解与悬浮生物滤池工艺适用于综合城镇污水的提标改造。     

膜生物反应器Anammox的快速启动及其抑制动力学

采用MBR作为强化富集厌氧氨氧化菌的反应器,以氯化铵和亚硝酸盐为进水底物,通过逐步缩短水力停留时间(HRT由24 h降低到4 h),成功实现了厌氧氨氧化的启动。整个驯化过程中,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率均维持在90.0%以上,总氮去除负荷(NRR)最大可达0.49kg/(m~3·d),且NO_2~--N/NH_4~+-N和NO_3~--N/NH_4~+-N值分别维持在1.32和0.26附近,符合厌氧氨氧化化学反应计量学规律;同时在驯化过程中,污泥颜色逐渐由深褐色变成红褐色,SEM结果表明接种污泥以杆状菌为主,驯化结束后则以球状菌为主,且结构紧密。采用成熟厌氧氨氧化污泥进行底物(NH_4~+-N和NO_2~--N)抑制动力学试验,并对试验结果采用Haldane模型进行拟合,获得半饱和常数分别为62.54和78.47 mg/L,抑制动力学常数分别为1 244.12和102.30 mg/L,相关性系数(R~2)分别为0.998 6和0.994 5。     

序批式气升内循环藻类生物膜反应器脱氮除磷特性

采用新型序批式气升内循环生物膜反应器(BSBAR)对混合营养型小球藻进行挂膜培养以去除黑臭水体中的氮、磷污染物。经过7 d的培养,BSBAR中附着生物量比悬浮序批式气升内循环藻类反应器(SBAR)高37. 5%,悬浮生物量一直维持在12 mg/L以下,降低了藻流失量,有利于收获藻类。BSBAR的藻类产率达到0. 096 g/(L·d),是SBAR的1. 30倍。并且BSBAR中的附着微生物具有更高的胞外多糖含量和脱氢酶活性,反应器的稳定性和污染物去除速率明显增强。当进水NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P浓度分别为17和8 mg/L、HRT为4 d时,BSBAR出水NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P浓度可分别降至1. 64和0. 19 mg/L,去除率分别为90. 4%和97. 6%,达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类水标准。因此,利用序批式气升内循环混合营养型藻类生物膜反应器处理黑臭水体,不仅可以提高藻类产率,净化水质,还能解决藻类收获难题。     

生物接触氧化法的同步硝化反硝化影响因素研究

研究了生物接触氧化法同步硝化反硝化系统中HRT、DO、COD及生物膜厚度对脱氮效率的影响.结果表明:在DO=2.0 mg/L的条件下,出水COD、TN、NH+4-N值随HRT的增加呈下降趋势,在HRT达到8 h时,出水COD、TN、NH+4-N值趋于稳定,去除率分别为94%、55.9%和73.3%;5-DO为2.0～4.0 mg/L范围内,对TN的去除率随着反应器内DO浓度的降低呈上升趋势,保持较好脱氮率的溶解氧为2.5～3.0 mg/L;进水COD为400 mg/L时,系统对TN、NH+4-N的去除率及容积去除率都处在较高水平,对TN的平均去除率达到60%;生物膜厚度对同步硝化反硝化有较大影响,增加生物膜厚度有利于同步硝化反硝化的进行.     

交叉回流两级微氧EGSB处理焦化废水运行效能

为实现焦化废水中COD、挥发酚、SCN~-、CN~-、NH_3-N、NO_3~--N和TN的同步高效去除,采用两级微氧EGSB反应器,对比研究了顺序回流和交叉回流时的运行效能。结果表明:用两级微氧EGSB反应器(EGSBⅠ+EGSBⅡ)处理焦化废水,当进水量为1.0 L/h、回流量为20 L/h时,顺序回流对COD、挥发酚、SCN-和CN-的去除率分别高达75.4%、99.9%、91.2%和89.3%,对NH3-N的去除率相对较低(82.1%),对TN的去除率则仍维持在很低水平(24.5%)。交叉回流(自身回流量为11 L/h、交叉回流量为9 L/h)能够强化焦化废水中各种污染物的去除,对COD、挥发酚、SCN~-、CN~-、NH_3-N、NO_3~--N和TN的平均去除率分别为75.8%、100%、97.3%、97.0%、91.8%、92.0%和68.1%;出水COD、挥发酚、SCN~-、CN~-、NH_3-N、NO_3~--N和TN的平均浓度分别为196.8、0、6.5、0.06、3.1、5.8、36.3 mg/L。EGSBⅡ内高浓度NO_3~--N回流至EGSBⅠ保证了EGSBⅠ内NH3-N和SCN-的同步高效去除,最终保证了两级微氧EGSB系统的高效稳定运行。     

C/N值对SBBR反应器深度脱氮除磷效能的影响

研究基于地表水环境质量标准的城镇污水SBBR反应器深度脱氮除磷技术,重点考察了BOD_5/TN对脱氮除磷效能的影响。结果表明,进水BOD_5/TN对系统脱氮除磷效能影响显著。当BOD_5/TN≥5时,反应器中异养硝化菌得到优势富集,促进了系统对氨氮的去除;并且系统具有较高的硝化、同步脱氮及除磷速率。在温度为25℃、BOD_5/TN为5、DO为4 mg/L,有机物、氮、磷负荷分别为0.8、0.09、0.01 kg/(m~3·d),运行工况为进水6 min、厌氧2 h、好氧9 h、沉淀0.8 h、排水6 min,以及排除厌氧富磷水的条件下,系统出水COD、NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P分别为18.5、0.52、1.76、0.35 mg/L,平均去除率分别为95.8%、98.8%、96.2%和93.1%。出水COD、NH_4~+-N达到地表水环境质量Ⅲ类水体标准,PO_4~(3-)-P、TN达到地表水环境质量Ⅴ类水体标准。     

强化生物絮凝/三级人工湿地处理高浓度生活污水

为强化"生物絮凝/三级人工湿地"处理小城镇高浓度生活污水的效能,开展了混凝及出水回流的试验研究.结果表明,投加混凝剂(PAC)可以显著提高预处理池对PO3-4-P的去除率,PAC的最佳投量为40 mg/L,相应的PO3-4-P去除率提高了37.5%.出水回流能显著提高湿地的净化效果,在回流比为1时,对污染物的去除率提高最大,对COD、NH+4-N、TN及PO3-4-P的去除率分别提高了19%、18.5%、13%和3.6%.经强化后,COD和PO3-4-P的最终出水浓度分别为31 mg/L和0.69 mg/L,达到了<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)的一级B标准,对NH+4-N和TN的总去除率分别为76.9%和66.7%,也达到了一个较高的处理效能.     

反硝化滤池深度处理污水厂尾水的效能研究

研究了基于水体环境标准的污水厂尾水反硝化滤池深度处理技术,重点考察了C/N值、填料粒径对系统效能及微生物种群的影响。结果表明,当C/N值≤6时,系统处理效能随C/N值的增加而提高,C/N值对反硝化速率影响显著;在温度为25~30℃、水力负荷为3 m~3/(m~2·h)、NO_3~--N负荷为0.77 kg/(m~3·d)、C/N值为6的条件下,系统反硝化速率为33.58 mg/(L·h),TN去除率为91.60%,出水COD、NH_4~+-N、TN浓度满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水体要求;且随C/N值的增加,系统对NH+4-N、PO3-4-P的去除率提高。填料粒径对系统效能的影响与C/N值密切相关,填料粒径对系统微生物种群的多样性有影响,但对优势种群影响不显著。反硝化滤池对污染物的去除主要发生在填料层的0~90 cm区域,对COD、TN、NO_3~--N的去除分担率分别为85.89%、83.57%、95.22%;生物量、生物活性与填料高度呈负相关,底层生物量、生物活性分别为顶层的2、6.85倍。     

DMBR短程硝化反硝化处理餐厨垃圾厌氧沼液

以中空玻璃纤维编织管作为膜组件材料,自行设计制作了一套动态膜生物反应器(DMBR),研究了该装置在短程硝化反硝化条件下对餐厨垃圾厌氧沼液的处理效果。结果表明,通过逐渐提高沼液比例并控制DO浓度为0.8～1.2 mg/L、温度为35℃,可在16 d左右基本实现DMBR短程硝化反应的启动。系统稳定运行阶段,当进水COD和NH_4~+-N浓度均值分别为6 944和650 mg/L、水力停留时间(HRT)为30 h时,COD、NH_4~+-N和TN去除率分别可达92%、92%和68%,COD和NH_4~+-N容积负荷分别达到5.13 kg/(m~3·d)和0.48 kg/(m~3·d),NO_2~--N积累率稳定在84%以上、最高值达到90.38%。经处理后,餐厨垃圾厌氧沼液可稳定达到纳管标准,其溶解性微生物代谢产物荧光峰几乎完全被去除,说明该工艺可显著降解甚至完全去除类蛋白物质。     

海绵铁和活性氧化铝滤柱净化城市景观水的对比

以再生水为水源的城市景观水体中氮、磷浓度偏高,加上自身净化能力较差,易造成水体富营养化。研究了以海绵铁和活性氧化铝为填料的两个快速滤柱对景观水的净化效果,结果表明,海绵铁滤柱对景观水中TP、PO_4~(3-)-P、叶绿素a(Chl-a)和浊度的去除率均值分别为88.8%、96.2%、73.8%和83.4%;活性氧化铝滤柱对景观水中TP、PO_4~(3-)-P、Chl-a和浊度的去除率均值分别为91.7%、95.4%、66.4%和80.7%。与此同时,海绵铁滤柱虽然对TN有一定的去除,但是零价铁可将进水中的NO_3~-还原为NH_4~+而使出水NH_4~+-N浓度升高,而活性氧化铝滤柱则使出水氨氮浓度降低,尽管其对TN的去除非常有限。此外,海绵铁和活性氧化铝对磷酸盐的Langmuir最大吸附量分别为362和73.8 mg/kg,前者约为后者的4.9倍,表明海绵铁对低浓度磷具有较大的吸附容量,且0.1 mol/L KCl+0.1 mol/L Na OH组合溶液对饱和海绵铁的再生效果良好。     

HN-AD菌强化生物转盘工艺处理养牛场废水

养牛场废水中COD和氨氮浓度高、碳氮比高,且具有一定的生物毒性,处理过程中存在脱氮效果差、工艺流程复杂、启动周期长等问题。为此,采用以三维结构盘片为载体的生物转盘(RBC)反应器,以异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)菌为生物强化剂,考察了生物强化RBC工艺对养牛场废水的处理效果。在驯化阶段(进水为模拟废水),当氨氮 400 mg/L时,未经HNAD菌强化的RBC2反应器对污染物的去除率明显降低,而经过HN-AD菌强化的RBC1反应器对氨氮的耐受浓度可达600 mg/L,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和COD的去除率要比RBC2反应器分别高40. 75%、32. 15%、34. 68%和24. 25%。运行稳定后,采用RBC1反应器处理实际养牛场废水,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和COD的平均去除率分别为81. 65%、72. 14%、65. 79%和80. 53%,明显优于传统处理技术。高通量测序结果表明,生物强化后系统的优势HN-AD菌为Acinetobacter,其丰度由接种菌剂中的1. 34%上升至18. 56%,由此推测Acinetobacter是起异养硝化-好氧反硝化作用的主要菌属。SEM观察发现,生物强化后,盘片的生物膜表面附着了大量杆状菌和球状菌。     

3株芽孢杆菌对刺参池塘有机物的降解效果及鉴定

为修复刺参Apostichopus japonicus养殖池塘底质环境,根据菌株对底泥中有机质(COD)、氨氮(NH_4~+-N)和亚硝酸盐(NO_2~--N)的去除率,从刺参养殖池塘底泥和商品益生菌中筛选高效降解刺参养殖池塘底质有机污染物的潜在益生芽孢杆菌,并对筛选出的优良菌株的产酶能力和降解特性进行了研究。结果表明:从分离的11株细菌中经过筛选最终获得3株优良菌株(N1、DL、R),它们能同时高效降解底泥中COD、NH_4~+-N和NO_2~--N,5 d内对COD的最大去除率分别为45.71%、23.98%、24.97%,对NH_4~+-N的最大去除率分别为60.54%、36.15%、36.74%,对NO_2~--N的最大去除率分别为52.10%、14.41%、28.82%;根据菌株生理生化特性以及16S r DNA序列分析,N1、DL、R菌株分别为白翎芽孢杆菌Bacillus baekryungensis、地衣芽孢杆菌B.licheniformis和解淀粉芽孢杆菌B.amyloliquefaciens。本研究结果可为进一步开发高效的刺参养殖池塘底质有机污染物降解益生菌及复方制剂提供参考。     

HRT对A/O工艺生化处理低磷污水的影响

磷是微生物生命活动必不可少的元素之一,较低的磷含量会影响微生物的正常生命活动,从而导致污水的处理效果不好等后果。微生物最佳C/P为100:1,但是在不同的条件下,所需要的磷含量肯定也不一样。所以试验通过使用序批式反应器(SBR)探究在磷浓度极低条件下,HRT对缺氧好氧工艺的影响。试验结果表明,低磷含量对COD的去除几乎没有影响,在低负荷的条件下对NH_4~+-N去除的影响也比较有限。反应器进水COD为320mg/L左右,出水COD的浓度为18.07mg/L、去除率为92%。反应器进水NH_4~+-N浓度20.65mg/L左右,出水NH_4~+-N浓度为0.31mg/L,去除率98.47%。在低磷和较高的溶解氧条件下,活性污泥不会发生污泥膨胀,而且活性污泥的沉降性良好。SVI值25左右,低于正常水平。     

A~2/O~2生物膜工艺处理焦化废水研究

采用A~2/O~2生物膜工艺处理焦化废水,分别考察了厌氧(A_1)、缺氧(A_2)、一级好氧(O_1)和二级好氧(O_2)反应器对污染物的去除效果.在A_1、A_2、O_1和O_2反应器的HRT分别为15.5、15、12、12 h,水温为20～30℃,pH值为7.0～9.5,回流比为3.0的条件下,各反应器对COD的平均去除率分别为31.0%、27.6%、48.1%和8.2%;在A1中NH_3-N浓度增加了25.2%,A_2、O_1、O_2反应器对NH_3-N的平均去除率分别为6.2%、46.7%和76.7%;系统出水COD、NH_3-N的平均浓度分别为227、11.5 mg/L,对COD、NH_3-N的平均去除率分别为87.2%、94.1%.