控制pH实现短程硝化反硝化生物脱氮技术

采用序批式活性污泥法,在温度为28±1℃的条件下,通过控制反应器内初始pH为7.8~8.7开发了一种新型短程硝化生物脱氮工艺.试验结果表明:经过25 d的运行,曝气结束时出水中主要以亚硝酸盐为主,硝酸盐氮在4 mg/L以下,亚硝酸盐累积率达90%以上;在整个硝化期间游离氨(FA)质量浓度都在0.52~4.72 mg/L,均在抑制硝酸菌活性的阈值范围内.因此,控制pH实现短程硝化反硝化生物脱氮工艺的机理是利用反应体系内的高pH和高游离氨浓度对硝酸菌产生抑制,从而在硝化过程中产生亚硝酸盐积累.     

SBR法硝化与反硝化的试验研究

本文介绍了ＳＢＲ法硝化、反硝化及连续硝化、反硝化的反应规律。试验结果表明，脱氮进行的顺利与否，主要决定于硝化反应完成的程度。但在反硝化过程，不投加有机碳源的反硝化速率远远低于投加有机碳源的速度。因此，在反硝化时，投加一定的碳源是必要的，它可以加快反硝化速率，缩短反应时间并减小反应器容积。     

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。     

短程硝化反硝化生物脱氮技术

为防止湖泊和其他受纳水体富营养化的发生,各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷.随着新的微生物处理技术的介入,污水处理设施的功效得到显著提高.短程硝化反硝化技术应用于处理高氨氮质量浓度和低C/N比污水时,在经济上和技术上均具有较高的可行性.成功实现短程硝化反硝化技术的关键是将硝化反应控制并维持在亚硝酸盐阶段,不进行亚硝酸盐至硝酸盐的转化.从不同角度对成功实现、维持和应用短程硝化反硝化技术的方法进行探讨,主要包括控制DO质量浓度、调节污泥龄、反应温度、系统pH、底物负荷、工艺运行方式、抑制剂等.     

城市污水SBR法短程生物脱氮系统硝化菌群的定量分析

为了研究实时控制对短程生物脱氮中试系统内硝化菌群结构组成的影响,在考察系统常温条件下处理城市污水时短程硝化效果的同时,采用FISH、PCR-DGGE和PCR-克隆序列(Cloning Sequencing)分子生物学方法对SBR中试系统(有效容积为54 m³)硝化菌群中的氨氧化菌(AOB)和亚硝酸氧化菌(NOB)进行定性与定量化分析.FISH结果表明,在短程脱氮系统中,AOB相比于NOB已成为明显的优势菌群,占总菌群的3%~12%;且没有检测出NOB.PCR-DGGE结果表明,SBR短程脱氮中试系统中的AOB均以Nitrosomonas-like为主.污泥样品的PCR-Cloning-Sequencing结果表明,所有的克隆相似于Nitrosomonas,其中60%以上的克隆相似于Nitro- somonas europaea.     

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.     

DO和ORP与SBR法硝化反硝化的相关关系

为实现SBR法脱氮在线模糊控制，以啤酒废水为研究对象，通过不同进水氨氮浓度、不同进水有机物浓度的试验详细地研究了SBR法去除有机物、硝化和反硝化过程中DO和ORP的变化规律。结果表明在有机物去除过程中DO和ORP都有平台出现；有机物去除结束时DO和ORP都突然跃升。在硝化反应结束时，DO出现第二次跳跃，并在接近饱和值处第二次维持恒定，ORP则出现第二个平台。反硝化过程中，ORP不断减速下降，在反硝化结束时突然下降速度增加出现拐点，指示反硝化已经结束。不同进水氨氮浓度和进水有机物浓度的试验进一步验证了DO和ORP的特征点、平台的重现性，可以作为SBR法去除有机物、硝化和反硝化的模糊控制参数。     

NaCl盐度对SBR工艺短程硝化反硝化的影响

利用序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor,SBR)研究了NaCl盐度、水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和进水负荷对短程硝化反硝化的影响.结果表明,在pH、温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)质量浓度分别为7.5~8.5、30~35℃和0.5~1 mg/L的条件下,当NaCl盐度、进水化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和氨氮质量浓度分别为5.8~25.0 g/L、450~550 mg/L和35~45 mg/L时,NO₂^--N累积率大于50%.在NaCl盐度14.5 g/L的条件下,当HRT为6.21 h,进水中每天1 kg悬浮物中所含的CDD和氨氮量分别为5.03×10^-2和2.24×10^-3kg时,亚硝酸盐累积率高于99%.高盐环境下控制HRT、有机负荷与氨氮负荷可实现短程硝化反硝化,实现短程硝化的耐盐极限为25 g/L.     

短程硝化-反硝化技术经济特性分析

在试验的基础上，从曝气量、外加碳源量、反应器容积等方面对短程硝化-反硝化工艺的优点进行了分析讨论，结果证明短程硝化-反硝化是一种高效、节能的工艺，对现有的生物脱氮工艺的改造有重要的实用价值。     

SBR短程硝化工艺的启动及稳定运行适宜DO探究

在温度21²3℃时,通过考察溶解氧(DO)对短程硝化快速启动的影响发现,ρ(DO)为0.25¹.25 mg/L时均能启动短程硝化,其中0.25⁰.75 mg/L属于实现短程硝化快速启动的ρ(DO)范围;ρ(DO)为0.25⁰.50 mg/L与0.50⁰.75 mg/L对快速启动的效果相当,主要是因为当ρ(DO)为0.25⁰.50 mg/L时,虽然氨氧化菌(AOB)的竞争优势更加显著,但是AOB自身利用基质倍增所需的时间却会增大.在短程硝化的运行阶段,当ρ(DO)较高(1.50¹.75 mg/L)时,可以通过间歇性大幅降低ρ(DO)至0.50⁰.75 mg/L的方法实现短程硝化的长期稳定运行.对稳定运行后期的污泥样品进行微生物分析,总细菌通用引物分析结果表明:AOB、亚硝酸盐氧化菌(NOB)占总细菌的比例分别为22.50%、3.75%,其中,亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas sp.)是AOB的优势菌属,比例高达总细菌的17.50%.     

SBR工艺硝化脱氮过程研究

SBR法脱氮,硝化过程中碳氮比和温度对氨态、硝态、亚硝态氮的平衡和转化关系极其重要.人工配制固定浓度碳源、不同浓度水平氨氮废水的SBR工艺硝化实验表明:氨氮降解明显地分为两个阶段;进水氨氮浓度越高,氨氮自养硝化阶段降解速率越快,亚硝酸盐氮生成速率也越快.对不同温度硝化过程中亚硝酸盐氮进行研究,结果表明,在中温(20～30℃)下,通过调整pH值,亚硝酸盐氮不仅可以实现累积,而且温度越高,亚硝酸盐氮累积速率越快.     

DO作为SBR法控制参数的应用研究

为解决SBR法在中小型污水厂污水处理工艺中普遍存在的操作繁琐、不易控制的缺点,以实际工程为基础,分别考察了不同曝气量、不同反应初始有机物浓度和MLSS运行情况下DO的变化情况,均发现DO曲线在反应阶段的末期存在突跃,并随之稳定在一高值区．根据这一现象,在预定最大反应时间基础上,采用DO作为反应时间和反应阶段的控制参数．运行结果表明,该控制方法在保证出水达标的前提下可以节约能耗、降低运行成本．     

碳氮比对短程硝化反硝化的影响

目的碳氮比是影响短程硝化反硝化生物脱氮工艺系统的主要因素之一,为了找到适合短程硝化反硝化的ρ（C）／ρ（N）．方法采SBR反应器,用传统活性污泥作为种泥驯化污泥,以模拟生活污水为处理对象,进行动态试验并通过改变系统的ρ（C）／ρ（N）,考察ρ（C）/ρ（N）对系统典型周期中氮元素的变化、NO2^--N积累率的影响及系统运行周期内氮的缺失原因．结果试验表明,系统稳定运行期间,ρ（C）／ρ（N）=4．37时,氨氮去除率为80．59％,亚硝酸盐氮的积累率为87．31％;ρ（C）%;ρ（N）=6．1时,氨氮去除率为82．8％,亚硝酸盐氮的积累率为88．45％;ρ（C）/ρ（N）=8．2时,氨氮去除率为72．5％,亚硝酸盐氮的积累率为77．65％．结论短程硝化反硝化所需的ρ（C）／ρ（N）不是越高越好,它应该控制在6左右．     

变频控制DO条件下温度对中试SBR脱氮除磷的影响

在中试规模SBR（Sequencing Batch Reactor）工艺处理实际生活污水过程中,主要考察变频控制DO浓度恒定条件下温度对脱氮除磷及运行费用的影响。结果表明：温度对系统中COD和磷酸盐去除性能影响不明显,对系统中的氨氮去除影响比较显著。温度在11～26℃范围内,比氨氧化速率会随着温度的下降而降低。同时,常温条件（18～26℃）下微生物放磷和吸磷速率几乎维持恒定;低温条件下（11～18℃）,放磷和吸磷速率随着温度下降大幅降低。最后,考察了不同温度条件下,SBR曝气阶段耗电量的变化规律,分析不同温度下变频控制DO浓度对SBR工艺曝气阶段耗电量的影响,为SBR污水处理厂运行提供理论依据。     

快速启动短程硝化过程起始pH值对亚硝酸盐积累的影响

为利用实际生活污水快速启动短程硝化,试验采用3个SBR装置在温度为25℃、ρ_DO=2 mg/L、曝气时间分别为T/2、3T/4、7T/8(T为从曝气开始到“氨谷”出现的时间)时考察亚硝酸盐积累的情况.运行12个周期后,3个反应器中的亚硝酸盐积累率分别为5%、2%、5%.反应器混合液初始pH值从小于7.5水平调节到7.7~8.0,稳定运行几个周期后发现,亚硝酸盐积累率分别提高到了50%、47%、70%,曝气时间为7T/8时的反应器中的亚硝酸盐积累率上升速率最快,成功启动短程硝化.结果表明,在适当的曝气时间下,利用反应体系内pH对硝化菌群结构的影响及FA对硝酸菌的抑制作用可以提高亚硝酸盐积累率,快速启动短程硝化.     

SBR工艺处理垃圾渗滤液的试验研究

采用SBR工艺处理城市垃圾填埋场排除的渗滤液,在原水水质波动较大的条件下,取得较好的处理效果,COD,BOD,NH3-N,TN的去除率平均为86.1%,97.4%,94.5%和81.3%.在SBR时间效率试验中发现SBR在反应3～4 h内,微生物降解速度较快,这段时间COD,BOD5,NH3-N的去除率占总去除率的90%以上,TN去除率占总去除率的75%左右.另进行SBR的串联处理试验,也取得较好的处理效果.     

DO对除磷过程的长期影响

为研究溶解氧(DO)对除磷过程的长期影响,采用序批式间歇反应器(SBR),通过设置好氧阶段DO的不同(5.5～7.0 mg/L和0.5～1.5 mg/L),系统地考察长期运行在这两种DO水平下强化生物除磷系统(EBPR)除磷过程的特点.结果表明:在pH 7.2～7.6,温度(23±0.5)℃时,高DO对放磷和吸磷两个阶段均会产生负面影响.其厌氧阶段的放磷量比低DO情况下要少43.08%.吸磷过程在好氧阶段初始30 min内进行得最快,该期间内高低DO污泥的最大比吸磷速率分别为6.27和11.45 mg.g-1.h-1,前者比后者少45.24%.分析认为,过度曝气导致的聚磷菌体内聚β羟基丁酸盐(PHB)的不足和过多的进水碳源被用作反硝化,是本试验高DO状态下除磷性能恶化的主要原因.高DO在抑制丝状菌膨胀方面并不比低DO占有明显的优势,污泥除磷性能的改善往往伴随着污泥沉降性的好转.