DO对SBR短程硝化系统的短期和长期影响

采用实际的生活污水,在SBR反应器内分别考察了溶解氧(DO)对短程硝化效果及污泥种群结构的短期和长期影响.结果表明,通过采用实时控制曝气时间,高ρDO(ρ(DO)=(3±0.5)mg/L)与低ρDO(ρ(DO)=(0.5±0.1)mg/L)条件下SBR系统的亚硝酸盐积累率均能达到90%以上,而低ρDO相对于高ρDO更利于提高系统的同步硝化反硝化(SND)效果,两者的平均同步硝化反硝化率(SND率)分别为45.5%和9.5%,低ρDO下最高SND率达86%.FISH的检测结果表明,实时控制模式下反应器内亚硝酸氧化菌(NOB)逐渐被淘洗,而氨氧化细菌(AOB)变为优势硝化菌群.在高ρDO运行末期,稳定的短程污泥中AOB和NOB的相对数量分别为8%～10%和不足0.5%;在低ρDO运行末期,AOB数量出现了微弱上升,增至10%～12%,而NOB进一步被淘汰,基本检测不出.可见,采用好氧曝气时间实时控制,能对短程硝化系统内污泥种群起到优化作用,且在高、低ρDO下均能实现稳定的短程硝化效果,而低ρDO更有利于系统内亚硝酸氧化菌(NOB)的淘洗、短程硝化率的提高以及系统SND效果的加强.     

复合生物反应器亚硝酸型同步硝化反硝化

以实际生活污水为对象,利用有效容积为12L的间歇式复合生物反应器(填料体积填充比为30%),通过控制ρ(DO)稳定实现了亚硝酸型同步硝化反硝化脱氮.试验结果表明,在同步硝化反硝化条件下,随着ρ(DO)的升高,亚硝化率逐渐降低,总氮去除率也呈下降趋势.曝气结束,ρ(DO)>4 mg/L时,系统的亚硝化率和总氮去除率均小于50%;当ρ(DO)为2 mg/L,温度维持在(28±1)℃,硝化过程中亚硝化率始终维持在85%以上,ρ(NH_4~+ -N)去除率大于98%,总氮去除率在75%左右.因此,在试验条件下,只要控制曝气量,使得曝气结束时反应器内ρ(DO)为2 mg/L,就可实现稳定的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮.     

MUCT工艺亚硝酸型SND途径对污染物的去除

采用MUCT工艺处理低ρ(C)/ρ(N)比实际城市生活污水,研究在短程硝化稳定运行的基础上实现亚硝酸型同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND).反应器在(28±2)℃下运行177 d,试验结果表明:通过控制溶解氧(DO)质量浓度为0.3～0.6 mg/L、水力停留时间(HRT)为6 h实现了短程硝化,亚硝酸盐积累率(nitrite accumulation rate,NAR)达到90%以上,短程硝化反硝化稳定运行118 d.在短程硝化的基础上,好氧区低氧运行实现了亚硝酸型SND,通过亚硝酸型SND途径的总氮去除率平均33%,最高达到56%.亚硝酸型SND途径下氨氮、总氮、磷的去除率明显提高,无外加碳源时分别达到99%、83%和96%.因此,MUCT工艺实现亚硝酸型SND是低碳源污水处理的一种有效的运行方式,能充分利用原水中的有机碳源,总氮去除率的提高和碳源的节省保证了磷的去除效果.     

DO和HRT对MBR同步硝化反硝化影响研究

通过连续运行MBR研究了DO和HRT对同步硝化反硝化的影响,同时对好氧反应器中实现SND的机理进行了探讨.试验结果表明:COD在250 mg/L左右,C/N为10∶1,MLSS为3500 mg/L,HRT为8.5h的相对稳定条件下,当DO为0.6~0.8 mg/L时,总氮去除率达66.7%,取得了最好的TN去除效果,DO过高或过低都会影响同步硝化反硝化的进行;控制DO在1.0 mg/L左右,其他操作条件相同,HRT为5 h,TN去除率达到最高为60%以上,随HRT的延长,同步硝化反硝化效果反而下降;研究结果还表明由于好氧反应器中缺氧区的存在,控制操作条件可以实现SND,同时也存在着短程SND的现象,实现SND可能是几种作用机制的共同结果.     

同步硝化反硝化脱氮影响因素探讨

利用批量实验模拟SBR反应器中的硝化反硝化反应,考察不同温度、pH值、溶解氧(ρDO),碳氮比(COD/NH3)对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明,在温度为30℃,ρDO为5 5mg/L,pH为7 0,碳氮比为20 7时总氮去除率可达48 7%;同时可以推断活性污泥中可能同时存在异养硝化菌和好氧反硝化菌。     

同步硝化反硝化脱氮影响因素探讨

利用批量实验模拟SBR反应器中的硝化反硝化反应，考察不同温度、pH值、溶解氧(ρDO)，碳氮比(COD／NH3)对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明，在温度为30℃，ρDO为5．5mg／L，pH为7．0，碳氮比为20．7时总氮去除率可达48．7％；同时可以推断活性污泥中可能同时存在异养硝化菌和好氧反硝化菌。     

快速实现亚硝酸型硝化的试验研究

在SBR反应器中进行亚硝酸型硝化快速实现的试验研究,结果表明：亚硝酸型硝化的快速实现是包括温度、DO、pH、进水氨氮浓度、SRT等多个影响因素共同作用的结果,其中最主要的是DO和pH．当进水氨氮为120—240mg／L、SRT约为23d时,控制较低的DO(0．5～1．0mg／L)和适当的oH(7．5～7．8),在30℃和35℃条件下很容易实现亚硝酸型硝化;在室温条件下(21—25℃),只要控制的pH稍高些(8．0)、DO更低些(0．5～0．6mg／L)．也是可以实现亚硝酸型硝化的．     

AOA后置短时低氧曝气实现短程硝化反硝化除磷

为培养亚硝酸盐型反硝化聚磷菌实现好氧颗粒污泥（AGS）短程硝化内源反硝化除磷,设置3组同规格以厌氧/好氧/缺氧后置短时曝气（AO₁A-O₂）模式运行的SBR,各反应器好氧段/后置好氧段（O₁/O₂）的曝气强度和曝气时间均不同,通过对比3组反应器60 d的运行情况,探究各系统污染物处理性能和功能菌活性。结果表明,后置短时低氧曝气10 min且O₁、O₂的曝气强度分别为5、2.5 L/(h·L)的R2脱氮除磷效果最佳,其COD、TP、NH+₄-N、TN去除率达95.49%、95.57%、100%、95.52%。通过短时好氧饥饿和低溶解氧可以创造出短程硝化内源反硝化除磷的最适环境,R2中约60%的除磷菌为DPAOs,且亚硝酸盐型聚磷菌最多,可达38.76%,其反应器好氧段的亚硝酸盐积累率(R_NA)为74.19%,实现了较高的NO-₂-N积累,游离亚硝酸(FNA)为1.03 μg/L,可抑制PAOs和NOB,同时富集出更多的AOB和DPAOs。     

SBR工艺强化反硝化除磷及控制参数

采用SBR反应器,通过在厌氧—好氧运行模式(Ⅰ)中介入缺氧段,即厌氧—好氧—缺氧—好氧运行模式(Ⅱ),缺氧与好氧条件下磷的吸收量的百分比值由28.2%升高至68.3%,实现了反硝化同步除磷、脱氮.系统稳定运行了90个周期,ρ(COD)、ρ(PO_4~(3-)-P)、ρ(TN)平均去除率分别为92.0%、98.0%、81.5%.通过间歇实验发现,ρ(NO_2~--N)=30mg/L时,NO_2~--N对反硝化吸磷并无影响,并且能作为电子受体,与NO_3~--N相比,反硝化吸磷速率更快.实验对pH值、E_(ORP)进行在线检测发现,厌氧阶段E_(ORP)曲线上的拐点对应磷的释放终点;好氧阶段ⅠE_(ORP)和pH值曲线上的拐点则对应着硝化终点;缺氧阶段pH值的拐点对应反硝化终点;好氧阶段ⅡE_(CRP)和pH值的拐点分别对应COD降解和吸磷终点.因此,pH值、E_(ORP)能作为实时控制参数,来提高脱氮、除磷效率.     

溶解氧和污泥粒径分布对城市污水SND影响

为了进一步探讨同步硝化反硝化的反应机理,采用SBR工艺,考察溶解氧和污泥粒径分布对城市污水同步硝化反硝化的影响。结果表明：低溶解氧（平均DO-0．5～0．8mg／L）条件下,氮平衡计算证实SBR工艺发生了明显的SND现象,总氮中大约23．11％的氮是通过SND现象去除的。当DO浓度为0．5mg／L时,硝态氮生成量与氨氮的减少量之比为0．454,硝化速率与反硝化速率基本相当。当DO浓度为4．296mg／L时,硝化反应产生的氨氮的减少量与硝态氮的生成量相等,此时基本不发生SND现象。当SND发生时,污泥菌胶团颗粒的平均颗粒粒径仅为5．02μm～6μm,说明SND不是单纯的“微环境作用”的结果。     

CAST工艺处理低C/N废水中DO对NO2-积累的影响

研究了有效容积为72 L的循环式活性污泥法反应器在不同溶解氧浓度下,处理低碳氮比生活污水时,去除氨氮过程中亚硝酸盐积累的情况.选取5个DO浓度水平进行试验,结果表明,在低DO浓度下有效去除氨氮的同时,实现了长期稳定的亚硝酸盐积累,并且无污泥膨胀发生,当DO在0.5 mg/L时,系统内亚硝化率(NO2-/NOx-)可达80%以上,氨氮去除率＞90%,SVI在109 mL/g左右;当DO＜0.5 mg/L时,氨氮去除率下降;当DO＞1 mg/L时,硝化反应较彻底,但硝化过程向全程硝化转化.     

低溶解氧控制状态下污泥减量系统除磷脱氮特性

通过控制曝气量的方式研究了溶解氧对污泥减量系统除磷脱氮过程的影响。发现在低剂量2,4,5-三氯苯酚（TCP）作用下。活性污泥的内源SOUR值增加,SBR系统的低DO状态持续时间增长,周期平均DO降低,形成了有利于同时硝化反硝化SND脱氮的低DO环境。综合考虑TCP浓度对污泥减量、除磷脱氮和污泥性能的影响,TCP浓度建议为2mg／L,SBR周期平均DO值控制为2mg／L。与对照系统相比,2mg／LTCP污泥减量系统的曝气量增加了23％,剩余污泥排放量减少34．6％,出水水质与对照系统相当,实现了达标排放。表明低DO控制状态下、辅以排富磷污水除磷方式,TCP系统可以同时获得优异的除磷脱氮和污泥减量效果。     

生物膜同步硝化反硝化脱氮过程中N2O的产生量及机理分析

为了考察生物膜同步硝化反硝化脱氮过程中氧化亚氮(N2O)的释放量,以碳纤维为填料,采用SBR反应器研究了实际生活污水生物膜同步硝化反硝化过程中N2O释放量并对其产生机理进行了分析.在低溶解氧水平(0.2～1.5 mg/L)下系统同步硝化反硝化率维持在79%以上.在4个溶解氧水平0.2、0.4、1.0、1.5 mg/L下,每去除1 g氨氮N2O释放量分别为0.005、0.025、0.021、0.025 g,远低于短程硝化反硝化系统N2O释放量.1个反应周期内,N2O释放量随NH4+-N氧化而增加,NH4+-N氧化结束后,N2O释放量急剧减少.在曝气状态下,N2O释放速率与ρ(COD)呈现了较好的相关性.分析发现,生物膜同步硝化反硝化系统中N2O主要是由异养硝化和好氧反硝化产生.     

Nitrogen removal from municipal wastewater by limit-oxic/anoxic/oxic biological aerated filter system

In this study,a three-stage biological aerated filter(BAF) system was proposed for the enhancement of nitrogen removal in the treatment of low carbon-to-nitrogen ratio(C/N ratio) municipal wastewater.Operational parameters were studied for each process for maximum nitrite accumulation in the nitrification step and nitrite adaptation in the denitrification step.Nitrite accumulation during nitrification could be controlled by the dissolved oxygen(DO) concentration,presenting a mean value of 40% at around 1.0 mg DO/L.Denitrification could be adapted to nitrite and the process was stable if nitrite in the reactor was keep low.Once the operational parameters were established,the process was stable and a steady state was maintained for over 30 days,and the various indexes of discharged water were up to the Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant(GB18918-2002) Level-one A.It was concluded that the three-stage BAF system proposed in this study was excellent in nitrogen removal performance by employing three-column functioning as short-cut nitrification,short-cut denitrification and secondary nitrification,respectively.     

污泥发酵液为碳源的反硝化过程亚硝酸盐积累

以污泥发酵液为碳源,通过批次试验研究了不同溶解性有机物的质量浓度与硝酸盐氮质量浓度之比(ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N))和分次投加碳源时反硝化过程亚硝酸盐的积累特性.试验结果表明:不同ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N)条件下NO-2-N都得到积累;ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N)<4时,NO-2-N的最大积累质量浓度和积累速率随着ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N)的增加而增大,分别达12.83 mg/L和0.107 mg/(L·min).分次投加发酵液与1次投加发酵液相比,NO-2-N的最大积累质量浓度相差很小,但分次投加能保持稳定的NO-2-N积累.另外,以污泥发酵液为碳源的反硝化过程,反硝化过程NO-2-N的积累和发酵液的低pH导致N2O的释放与ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N)成正相关.因此,在构建反硝化耦合厌氧氨氧化系统时,分次投加发酵液具有很大优势,不仅可产生稳定的NO-2-N积累,弱化有机物对厌氧氨氧化菌的抑制作用,还可减少N2O的释放.     

基于灰熵法的SBR短程硝化影响因素分析

目的研究控制短程硝化的影响因素,使亚硝态氮积累率提高．方法通过计算曝气频率、溶解氧质量浓度ρ（DO）、pH、温度与亚硝态氮积累率灰熵关联系数判别影响顺序及最适范围．结果灰熵度的大小及操作因素的影响顺序分别为：pH（0．9956）〉反应温度（0．9927）〉反应时间（0．9900）〉ρ（DO）（0．9823）〉曝气频率（0．9822）．pH、温度、系统运行时间、溶解氧质量浓度、曝气频率的最佳范围分别为7．3～7．6、26～27℃、6～7d、1mg／L及15～30min时可以有效提高系统的亚硝化率．结论灰熵法可以区别出关键因素的最优范围,为短程硝化应用优化提供帮助．