进水COD及投加方式对A2O-BAF工艺反硝化聚磷的影响

为了提高系统的反硝化除磷脱氮效率及碳源可利用性,主要研究了进水COD及投加方式对A2O-BAF工艺反硝化聚磷的影响.试验设计了不同的进水ρ(C)/ρ(P)(25 ～71)及COD投加方式(1次投加、3次投加、连续投加),分别考察各污染物的去除规律.试验结果表明:当ρ(C)/ρ(P)≤34时,A2O中出现磷和硝态氮的累积,去除效果恶化;当45≤ρ(C)/ρ(P)≤59时,磷的去除率稳定在90％左右,出水ρ(P)低于0.5 mg·L-1;当ρ(C)/ρ(P)≥63时,磷的去除率随ρ(C)/ρ(P)的增加而下降.当ρ(C)/ρ(P)≥39时,ρ(C)/ρ(P)的变化对COD和TN去除率影响不大,平均去除率分别高于83％和76％;当ρ(C)/ρ(P) =57时,系统处理效果最佳.相同质量浓度的COD,连续投加的方式可以提高碳源的可利用性,增加厌氧释磷量,提高缺氧反硝化除磷脱氮速率.     

A^2O工艺处理生活污水反硝化除磷研究

采用A2O工艺处理低ρ(C)/ρ(N)实际生活污水,研究其脱氮除磷性能和反硝化除磷特性.试验结果表明:处理低ρ(C)/ρ(N)实际生活污水时,在不设置预缺氧区、无外加碳源的情况下,A2O工艺的脱氮除磷能力受到严重影响,出水ρ(NO3--N)高达35 mg/L,TN平均去除率仅为47.1%;此时A2O工艺除磷能力较差,缺氧段有释磷现象的发生.当设置预缺氧区后,A2O工艺的脱氮除磷能力明显提高,TN平均去除率可达60.7%,PO43--P平均去除率为55.9%;此时系统存在反硝化除磷现象,缺氧段除磷率为31.4%～46.9%.在设置预缺氧区的基础上,通过外加碳源,提高进水ρ(C)/ρ(N),可进一步提高系统的脱氮除磷能力,TN平均去除率可达74.4%,出水ρ(PO34--P)小于0.5 mg/L,缺氧段除磷率高达66.2%～90.9%.同时研究了外加碳源情况下污泥内PHA成分、含量及糖原含量在A2O系统内的沿程变化趋势.经过驯化、富集,反硝化聚磷菌相对于全部聚磷菌的代谢活性从31.1%提高到74.7%.A2O工艺反硝化除磷能力的增强,提高了碳源的利用效率.     

充水比对UniFed SBR 工艺脱氮的影响

为了考察充水比对新型UniFed SBR工艺脱氮的影响,试验采用充水比分别为25%和42%的2个并行的UniFed SBR反应器,并以实际生活污水为处理对象,通过比较在6组相同的进水ρ(C)/ρ(N)比,TN在2个充水比条件下1个完整周期中的降解规律及出水TN质量浓度,分析了充水比对进水/排水阶段和曝气阶段TN去除的影响.试验结果表明,UniFed SBR工艺在任意一个充水比下运行时,都存在一个与之相对应的进水/排水阶段最大脱氮率η_(1max),η_(1max)只与充水比有关,而与进水ρ(C)/ρ(N)比无关,且在进水碳源充足时,充水比越大,η_(1max)越低;在相同进水ρ(C)/ρ(N)比时,充水比越大,曝气阶段由SND产生的脱氮率η_2越高.由于进水/排水阶段对UniFed SBR工艺TN的去除贡献更大,因此采用较小的充水比,更有利于工艺整体对TN的去除.     

UniFed SBR 工艺对生活污水除磷的研究

鉴于UniFed SBR工艺具有进水/排水/沉淀阶段同步进行、底部进水、顶部出水及反应器保持恒水位状态等特点,此工艺具有良好的生物除磷脱氮性能.本试验采用厌氧/缺氧/好氧交替运行的UniFed SBR反应器.考察了不同进水碳磷比ρ(C)/ρ(P)值、排水比、最大除磷负荷及曝气量对于系统生物除磷效果的影响.结果表明,对于不同进水ρ(C)/ρ(P)值,分别得到相应的释磷和吸磷速率,当ρ(C)/ρ(P)=23时,系统的出水磷质量浓度为0.89 kg/m~3,去除率为94.67%,当ρ(C)/ρ(P)>23时,可使出水磷质量浓度为零,说明此工艺独特的运行方式适用于低ρ(C)/ρ(P)值生活污水的深度除磷;当进水ρ(COD)成为释磷的限制因素时,随着排水比的增大,出水ρ(P)降低,但当进水ρ(COD)充足时,排水比对于磷的去除影响不大,均能保持较高的去除效率.该工艺独特的运行方式使其在实际操作中达到了很好的除磷效果,并为强化生物除磷提出了新思路和新方法.     

分配比对分段进水A~2/O工艺脱氮除磷的影响

以低C/N实际污水为研究对象,研究进水分配比对分段进水A~2/O工艺脱氮除磷性能的影响.以稳态条件下建立的物料平衡方程为基础,分析进水分配比对处理过程的影响.结果表明,分段进水A~2/O工艺平均出水CODCr和NH3-N质量浓度基本维持为25.6~41.2mg/L和0.35~1.40mg/L,出水水质较稳定;出水TN、TP受进水分配比的影响明显.根据已建立的物料平衡方程分析发现,当进水分配比由6∶3降低至3∶6时,缺氧单元反硝化脱氮贡献率由36.95%升至83.47%,厌氧单元反硝化脱氮贡献率由43.81%降至12.30%,好氧单元同步硝化反硝化脱氮贡献率由19.24%降至4.23%,缺氧单元反硝化成为去除TN的主要途径,TN总体去除率升高9.95%;缺氧单元缺氧聚磷除磷贡献率由5.20%升至13.00%,好氧单元好氧聚磷除磷贡献率由94.80%降低至87.00%,好氧聚磷为去除TP的主要途径,但TP总体去除率降低5.37%.     

进水碳氮比对UCT-MBR工艺运行效能及膜污染的影响

采用UCT型浸没式膜生物反应器处理合成市政污水,考查了ρ(COD)/ρ(TN)对该工艺在营养物去除效能及膜污染方面的影响.结果表明:UCT-MBR工艺抗冲击负荷能力强,ρ(COD)/ρ(TN)对COD去除效能几乎无影响,平均去除率保持在89.9%;在ρ(COD)/ρ(TN)为7.3时,TN和TP的去除率达到最高,分别为90.27%和92.4%.同时发现,ρ(COD)/ρ(TN)由3.2增加到7.3时通过同步硝化反硝化的脱氮率、缺氧除磷率分别由1.6%、7.94%提高到27.9%、44.91%.ρ(COD)/ρ(TN)的增加改变了脱氮途径,加速了膜污染速率.有机容积负荷的增加和溶解氧的降低是引起膜池通过同步硝化反硝化脱氮的主要原因,同时也影响着污泥的理化性质与代谢产物.由于胞外聚合物比污泥质量浓度和溶解性微生物产物的质量浓度在同步硝化反硝化的条件下增加,导致了污泥成分中颗粒与溶解性成分修正污染指数值均有所增加,从而使得污泥的可滤性恶化.在相同气水剪切力的背景下污泥粒径尺寸由于溶解氧的降低而略有下降.此外对附着在膜表面的生物膜的反硝化脱氮量与膜污染速率的相关性也进行了评估.     

两种分段进水工艺脱氮除磷性能对比

以实际城市生活污水为处理对象,调整A/O分段进水工艺结构和运行参数,对比研究了系统去碳、脱氮、除磷性能,着重分析了改进后工艺(改良UCT分段进水工艺)的脱氮除磷机理.结果表明,改良UCT分段进水工艺在进水分配比40%:30%:30%,污泥龄8～9 d,内循环和污泥循环比75%,厌氧区、缺氧区、好氧区的体积比1∶3∶6的运行条件下,可以同时获得碳、总氮、总磷的高效去除,去除率分别为(83.9±3.3)%、(83.5±1.4)%和(86.6±2.4)%,对比A/O分段进水工艺脱氮除磷性能得到了显著的提升.     

生物-生态协同工艺深度处理城市污水

为实现碳源含量低、营养盐含量高的城镇污水高效、低耗地脱氮除磷,提出以生物、生态协同组合模式脱氮除磷.试验规模为100 m3/d,其中生物段为悬浮式活性污泥系统,生态段为人工湿地和稳定塘的串联系统.根据进水特征和单元工艺的特性调节单元工况类型和运行参数,合理分配两段污染物负荷,协同组合两段工艺,达到生物段灵活、高效性和生态段低耗、稳定性的最佳结合.研究表明,生物段HRT 6~8 h、人工湿地水力负荷0.34~0.54 m3/(m2.d)时,组合工艺COD去除率为90%、TN去除率为60%~80%、TP去除率为99%,出水可作为湖泊的补充水源利用,达到保护湖泊生态的目的.     

末端间歇曝气A2/O工艺处理低碳氮（磷）比生活污水

为提高A2/O工艺处理低碳氮(磷)比污水的同步脱氮除磷效率,使出水达到GB18918—2002一级A标准,采用2种模式A2/O工艺处理实验废水.模式1为投加填料的A2/O工艺,反应器在优化工况tHR=8.2 h、污泥回流比R=80%、硝化液回流比r=250%~300%、ρ(DO)=1.5~0.5 mg/L条件下运行,出水TP质量浓度仍超标.模式2为模式1的改良——末端间歇曝气填料A2/O工艺,好氧段后增设1个间歇曝气段,并改变污泥回流和排泥方式,系统在长污泥龄tSR=22.3 d、A2/O段优化工况、间歇曝气段tHR=4 h、曝气周期1 h(曝气1 min(ρ(DO)=0.3~0.5 mg/L)、沉淀59 min)的条件下,COD、NH4+-N、TP和TN的平均去除率分别达87.8%,99.1%,95.5%和90.8%,出水亚硝化率在70%以上,污泥中反硝化除磷菌与聚磷菌比达95.65%.系统实现了短程硝化反硝化途径的氮磷同步去除,出水满足国家一级A标准.     

连续流双污泥反硝化同时除磷系统影响因素

目的为了深入研究连续流双污泥反硝化同时除磷系统的主要影响因素,确定系统最佳运行条件.方法以生活污水为研究对象,保持其他运行条件不变,分别改变C/N、BFR、PAHRT的大小,监测系统的除磷脱氮效果,确定系统的最佳运行条件.结果进水C/N（COD/TN）与TP、TN的去除效果密切相关,在3.8～6.0之间,系统可长期稳定运行,对TN、TP、COD的去除率可分别达到83%、92%和86%,而系统的最佳C/N比是在4～5之间;同时BFR在0.33～0.38之间控制得越低TN去除效果越好,如果BFR低于0.28或高于0.48,均会影响系统对TN、TP的去除;PAHRT也不宜过长,如果超过60 min并长时间运行,会破坏污泥沉淀性能,减少聚磷菌群中反硝化聚磷菌的比例,影响系统稳定运行.结论系统进水最佳C/N为4～5,BFR为0.33～0.38,PAHRT应控制在20～30 min较为适宜.     

交替缺氧/好氧CAST处理低ρ_(COD)/ρ_(TN)生活污水的脱氮研究

以低ρCOD/ρTN生活污水为处理对象,在连续和分段2种进水方式下分析了交替缺氧/好氧循环式活性污泥法工艺的脱氮性能及曝气需求量,并研究了分段进水方式下pH、ρDO和氧化还原电位(oxidation reduction potential,ORP)的变化规律.结果表明,连续进水方式下,系统TN平均去除率75.1%,系统因长期低负荷运行而发生污泥膨胀,污泥容积指数(sludge volume index,SVI)平均值为229 mL/g,同时,曝气量升至0.56 m3/h时,才能使NH4+-N去除率大于99%;采用分段进水方式时,系统TN平均去除率可提高至81.5%,污泥沉降性能良好,并且曝气量降至0.24 m3/h时,系统NH 4+-N去除率仍大于99%,节省了运行费用.此外,当采用分段进水时,反应区内的pH值、ρDO和ORP值曲线有较明显的变化规律,并与反应区内污染物浓度的变化有着较好的相关性.     

A~2O-BAF联合工艺处理低碳氮比生活污水

研究了A2O-BAF联合工艺处理低碳氮比生活污水时,A2O工艺段厌氧区、缺氧区和好氧区的最佳容积比及硝化液回流比,探讨了强化该工艺的反硝化除磷工艺条件.结果表明,在A2O水力停留时间为5.6 h、污泥龄为9d、污泥回流比100%、硝化液回流比200%、BAF HRT为30 min、出水溶解氧质量浓度为6～8 mg/L的工况下处理碳氮比为3.21的生活污水,系统存在反硝化除磷现象.调节A2O工艺段各区容积比,当比值为3∶4∶2时,系统的脱氮除磷效率最佳,总氮和总磷的去除率分别是67.4%和98.6%.结果表明,维持该容积比不变,改变硝化液回流比,硝化液回流比为250%时系统反硝化除磷效果最好,其中绝大多数的聚磷菌具有反硝化除磷的能力,缺氧区出水硝态氮和总磷的质量浓度几乎为0.该双污泥工艺能充分发挥活性污泥工艺与生物膜工艺的优势,尤其对于处理低碳氮比生活污水能达到良好的处理效果.     

双污泥反硝化聚磷系统污泥的培养与驯化

以污水处理厂氧化沟污泥为泥种,采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养,约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥.第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥,运行约40 d,最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L,表现出较强的聚磷能力;第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥,运行60 d,缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势.硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮,硝化率基本稳定在98.5％以上.硝化速率本符合零级动力学方程,比硝化速率常数为0.0024h-1;好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程,速率常数分别是0.377、0.740 g/(L·h-1).利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A2N-SBR试验,结果表明:在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、7.25 mg/L时,去除率分别为93.5％、76.7％和94.1％,驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果.     

多孔载体污泥减量工艺与机理

基于流离和多相生物反应原理开发了耦合生物反应器,考察了该反应器的脱氮效果和污泥减量效果,并在理论分析的基础上设计动态循环封闭反应器,考察多孔载体内污泥的厌氧分解情况.研究表明,耦合生物反应器在进水COD负荷为0.80～1.20 kg/(m~3·d)、ρ(NH_4~+-N)=70～90mg/L、ρ(TN)=75～110mg/L、T_(HR)=8 h、25℃时,采用低氧—厌氧—好氧工况较全程好氧工况具有更高的TN去除率和更低的污泥产率;在动态循环封闭反应器的液相中,ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(TC)均有所增加,并且有CH_4气体产生,表明被多孔载体截留的污泥在其内部厌氧环境下发生了厌氧分解,从而达到污泥量少甚至不产污泥的效果.     

半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9～20℃、平均ρDO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m3.d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρFA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3～7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m3.d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m3.d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.     

长短HRT交替培养同步硝化反硝化除磷颗粒

为快速实现颗粒化同时富集反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms, DPAOs),在接种絮状活性污泥和长期低温储存的颗粒污泥后,以人工配水为处理对象,分别以恒定水力停留时间(hydraulic retention time, HRT,t_HR)和不同比的长/短HRT交替模式运行4组序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor, SBR),探究长/短HRT交替运行下的饥饿作用对于富集DPAOs和造粒等方面的影响。结果表明,长/短HRT交替运行下的颗粒污泥均具有更高的DPAOs占比和脱氮除磷率,沉降性能良好且颗粒致密。其中,在12 h/6 h的长/短HRT交替模式下,同步硝化反硝化除磷颗粒的污染物去除性能最好,其长周期内COD、TN和TP的去除率分别达93%、96%和98%,短周期内的去除率为95%、90%和93%,这主要是大粒径颗粒内形成的缺氧区、饥饿条件下胞外聚合物的分泌以及反硝化菌对可溶性微生物产物(soluble microbial products, SMP)的利用等因素...