连续流A_2N系统启动过程中反硝化聚磷能力的强化

对连续流A2N双泥系统启动过程中反硝化聚磷能力的变化进行了研究,探索了强化系统内污泥反硝化聚磷能力的途径。结果表明,采用污水处理厂回流污泥作为种泥,首先对污泥进行厌氧/好氧驯化,强化其好氧聚磷能力,使污泥对磷的去除率保持在95%左右,然后再将培养好的高效好氧聚磷污泥加入双泥系统,以厌氧/缺氧方式运行,49 d后对磷的去除率可达到70%左右。提高进水磷酸盐浓度,可进一步提高系统的反硝化聚磷能力,实现富集反硝化聚磷菌、成功启动系统的目的。试验证明,A2N系统有较强的抗冲击负荷能力,并能保持出水磷浓度稳定。     

SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集

反硝化除磷菌(DPAOs)能够在缺氧条件下同步完成脱氮除磷,是反硝化除磷工艺的主体。以武汉沙湖污水处理厂二沉池的回流污泥为种泥,采用二段式SBR工艺实现了反硝化除磷菌的快速富集。在第一阶段反应器采用厌氧/好氧(A/O)模式运行,可以实现对除磷菌(PAOs)的快速诱导和富集,运行13 d后,SBR反应器对氮、磷的去除率均达到85%以上。而后进入第二阶段,采用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)模式运行,以快速富集培养反硝化除磷菌,经过26 d的运行,反应器对氨氮和磷酸盐的去除率分别达到92.2%和91.2%左右,且典型周期内硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系,表明系统的反硝化除磷能力得到显著增强。     

溶解氧对反硝化聚磷菌的影响研究

为考察在有氧条件下好氧聚磷菌与反硝化聚磷菌（DPB）可否共存,以模拟低碳城市污水为原水,在厌氧／缺氧运行的SBR内引入不同时长的好氧段以及在厌氧／好氧运行的SBR内采用相同时长的好氧段和不同的溶解氧浓度,考察了DO对DPB的存活及其除磷脱氮功能的影响。结果表明,聚磷菌（PAOs）以氧或硝酸盐氮为电子受体时的吸磷能力基本相同,且其在缺氧和好氧条件下的活性也基本相同;在有氧条件下,维持低氧环境有利于DPB反硝化除磷的实现,而高DO浓度则利于好氧吸磷。因此,DO对DPB的存活没有决定性影响,DPB和好氧PAOs可以共存,而对DO浓度的合理控制是实现反硝化除磷的关键。     

丙酸/乙酸比值对反硝化除磷的影响

分别以丙酸、丙酸/乙酸(浓度比值为0.5、2)、乙酸为碳源,在SBR中采用厌氧/缺氧方式驯化富集反硝化聚磷菌(DPB),研究了丙酸/乙酸比值对反硝化除磷系统中有机物的降解、PO3-4-P的释放与吸收、NO-x-N浓度、PHB和糖原含量以及污泥中磷含量的影响.结果表明,随着丙酸/乙酸比值的提高,厌氧释磷量减少,厌氧末期的PHB含量降低,缺氧段聚磷菌的合成和代谢能力减弱,最终导致对PO3-4-P的去除率降低.因此,乙酸含量高的碳源更利于反硝化除磷的进行.     

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002 4 h-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A 2N-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。     

颗粒污泥的反硝化除磷研究

借助SBR反应器,采用厌氧/好氧/缺氧的运行方式,对富集的以反硝化聚磷菌（DNPAOs）为优势菌的活性污泥进行颗粒化培养,约35 d后得到了较成熟的颗粒污泥.考察了该颗粒污泥的脱氮除磷性能,结果表明：当以厌氧/缺氧方式运行时系统具有良好的反硝化除磷性能,缺氧结束时除磷率＞96%,对氨氮的去除率为95%左右;外加NO3^- -N的浓度对缺氧段的反硝化吸磷速率有一定影响;颗粒污泥中的DNPAOs可以利用内碳源进行反硝化吸磷,从而实现了同步脱氮除磷.     

不同城市污水处理厂反硝化除磷性能的比较研究

对采用不同工艺的3个城市污水处理厂的活性污泥进行了厌氧释磷、好氧聚磷及反硝化聚磷试验研究,以确定其反硝化除磷能力及差异性。3个污水处理厂采用的工艺分别为内设厌氧段的Carrousel氧化沟(A/O)、外设厌氧池的Carrousel氧化沟(A/C)和具有独立厌氧、缺氧及曝气池的A2/O工艺。结果表明,A/O工艺中活性污泥的释磷能力相对较强,A/C与A2/O工艺中活性污泥的释磷能力相当;A/C工艺中活性污泥的好氧聚磷和反硝化聚磷能力均优于其他两种工艺,好氧聚磷量和反硝化聚磷量分别为15.39和8.09 mgP/gVSS,活性污泥中存在数量可观的反硝化聚磷菌(DPB),反硝化聚磷菌与好氧聚磷菌的比例(DPB/PAO)为57.7%;A/O和A2/O工艺的活性污泥中同样存在DPB,但DPB/PAO值较低,分别为32%和27%。     

反硝化聚磷菌富集条件的研究

采用SBR反应器,通过厌氧/好氧、厌氧/缺氧两个阶段的驯化培养来富集反硝化聚磷菌(DPBs),考察了不同条件对DPBs富集情况的影响。在培养驯化过程中应抑制厌氧/好氧阶段聚糖菌的生长以及厌氧/缺氧阶段反硝化菌的繁殖。结果表明,乙酸是DPBs生长的优良碳源;在pH=8.5的条件下,按C/P值为8进水、按N/P值为4在缺氧段添加硝酸钠进行培养驯化可富集大量的DPBs。     

碳源种类对反硝化除磷系统运行状态的影响

在与生活污水试验系统作对比的情况下,采用连续运行方式研究了乙酸、丙酸、葡萄糖三种单碳源对反硝化除磷系统运行状态的影响。试验结果表明:①运行良好的反硝化除磷系统能在短时间内承受因碳源变化带来的冲击;3d后单碳源系统出现了厌氧释磷和出水磷浓度的波动;两周后,乙酸、丙酸系统逐渐恢复稳定,葡萄糖系统则逐渐失去反硝化吸磷能力。②乙酸能提高生物除磷效果,可以作为富集反硝化除磷菌(DPB)的有效碳源;丙酸虽然也可以提高生物除磷效果,但对反硝化除磷的促进作用不明显;葡萄糖的大量存在将使已成为优势菌群的PAOs和DPB逐渐被非聚磷菌取代。③乙酸碳源基质的污泥产率系数低于丙酸和葡萄糖的,葡萄糖碳源基质有利于获得更高的污泥产率。     

反硝化聚磷工艺相关探讨

引言反硝化聚磷工艺是在厌氧/缺氧环境下利用以硝酸根作为电子受体的反硝化聚磷菌,通过它们厌氧释磷,缺氧存在硝酸盐情况下聚磷,并同时反硝化,达到同时利用同一细菌在同一阶段脱氮除磷的双重目的。相比传统的A2/O工艺具有节省能耗,减少运行费用,剩余污泥产量少等优点。     

双污泥脱氮除磷系统中聚磷菌的特性研究

采用平板分离技术、生理生化及吸磷试验,对连续流双污泥系统缺氧池内的聚磷茵特性进行了研究.结果表明:反硝化聚磷污泥和普通好氧聚磷污泥在性状上极为相似,其内源物质PHB及聚磷有着相同的变化规律;在缺氧池内同时存在着以氧和硝酸盐氮为电子受体的聚磷菌,并且二者存在着交叉.试验中得到5株(PAl-PA5)同时具有好氧和缺氧吸磷能力的聚磷茵,其中PA2、PA4(产碱菌属)和PA3(假单胞菌属)在两种环境下均表现出良好的吸磷效果;同时发现好氧吸磷能力很强的聚磷茵可能由于没有反硝化能力或反硝化能力很弱而在缺氧条件下未表现出吸磷作用;PA5(肠杆菌科)是一种很特殊的聚磷菌,其在好氧条件下有很好的吸磷效果,反硝化能力也很强,但缺氧吸磷效果却很差.     

A new method for characterizing denitrifying phosphorus removal bacteria by using three different types of electron acceptors

This study investigated the characteristics of denitrifying phosphorus removal bacteria by using three different types of electron acceptors as well as the positive role of nitrite in phosphorus removal process. Denitrifying phosphorous removal bacteria was enriched under anaerobic-anoxic (A/A) condition. To understand A/A sludge better, sludge from two other sources were also studied. These include sludges obtained from a lab-scale anaerobic-anoxic-aerobic (A/A/O) system and a local sewage treatment plant. Three types of possible electron acceptors (oxygen, nitrate and nitrite) were examined for their roles in phosphorus uptake. The results obtained indicated that oxygen, nitrate and nitrite were able to act as electron acceptors successfully. This observation suggested that in addition to the two well-accepted groups of phosphorus removal bacteria (one can only utilize oxygen to take up phosphorus, P(O), while the other can use both oxygen and nitrate, P(ON)), a new group of phosphorus removal bacteria, P(ON(n)), which could use oxygen, nitrate or nitrite to take up phosphorus was identified. The relative population of these three types of bacteria could be calculated from results obtainable from phosphorus uptake batch experiments with either oxygen or nitrate or nitrite as electron acceptor. The results obtained in this study showed that A/A sludge had similar phosphorus removal performance as the A/A/O sludge. However, it has better denitrifying phosphorus removal capability, which was demonstrated by the relative population of the three groups of bacteria. The results also suggested that nitrite was not an inhibitor to phosphorus removal process. Instead, it is an alternative electron acceptor to oxygen or nitrate.     

反硝化除磷的生物化学代谢模型

基于Delft科技大学和活性污泥法动力学模型（ASM2D）推出的反硝化除磷生物化学代谢模型，从生物除磷的计量学和动力学两方面介绍了反硝化除磷过程一系列复杂的生化反应机理。反硝化除磷与传统好氧除磷的生化反应机理非常相似，两种除磷模式的许多化学计量学和动力学方程可以通用；好氧除磷动力学所涉及的一部分参数同时也适用于反硝化除磷动力学；两者最大的区别就是氧化单位NADH2所吸收的磷酸盐量（P／NADH2）不同。引起两者P／NADH2值不同的最根本原因在于：以氧气作为电子受体和以硝态氮作为电子受体，消耗单位NADH2所产生的ATP量不同。在An／ASBR反硝化除磷系统中，测得该值为1．0molATP／molNADH2，此值较An／OS-BR型好氧吸磷系统降低了40％左右。     

(AO)2-SBBR反硝化除磷工艺处理低碳城市污水

低碳源浓度城市污水的脱氮除磷一直是个难题，为此在AO-SBBR工艺中引入一个缺氧段而形成（AO）2-SBBR工艺，研究了AO-SBBR和（AO）2-SBBR对低碳源浓度城市污水中氮、磷的去除效果。试验结果表明：在进水BOD5／TN=3、BOD5／TP=17的情况下，（AO）2-SB．BR工艺比AO-SBBR工艺具有更好的同步脱氮除磷效果，对总磷的去除率达到了79．8％，对总氮的去除率从25．83％提高到51．26％，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级标准。该工艺有效解决了低碳源浓度城市污水在同步脱氮除磷过程中有机物不足的问题，并在单一反应器中实现了反硝化除磷菌的增殖过程，反硝化除磷菌占聚磷菌的比例从14．82％增长到63．04％；反硝化除磷菌能够以低浓度的亚硝酸盐氮作为电子受体进行缺氧吸磷，如亚硝酸盐氮〉10mg／L则会抑制反硝化除磷菌的活性，而且这种抑制作用并不是瞬时的，至少要持续一段时间其活性才能恢复。     

短程反硝化除磷系统的驯化及除磷特性研究

依据反硝化除磷(DBP)原理,采用批式试验,以城市污水为处理对象,研究了以NO_2~-为电子受体的反硝化除磷菌的筛选与富集,并对其反硝化除磷性能进行了考察.结果表明:NO_2~-对传统EBPR系统的抑制作用明显高于以NO_3~-为电子受体的反硝化除磷系统;对以NO_3~-为电子受体的反硝化除磷污泥用NO_2~-进行驯化,经过52个周期,缺氧吸磷量由0.3 mg/L升高到9.1mg/L,短程反硝化除磷系统驯化成熟;驯化成熟的短程反硝化除磷系统仍能以氧和NO_3~-作为电子受体进行吸磷并维持较高的吸磷速率,以亚硝酸盐为电子受体的除磷菌占总除磷菌的58.82%,说明短程反硝化除磷菌存在于传统除磷系统中,且能够很好地利用氧和硝酸盐为电子受体进行反硝化除磷.     

新型双泥生物反硝化除磷脱氮工艺

在对生物脱氮与除磷机理进行深入研究后发现，生物脱氮与除磷是两个相对独立而又相互交叉的生理过程，其交叉点是部分聚磷菌在缺氧状态下的反硝化吸磷脱氮。在此基础上提出的新型双泥生物反硝化除磷脱氮工艺（由两个不同功能的SBR反应器组成）成功地解决了硝化菌与聚磷菌的泥龄之争。反硝化与聚磷菌厌氧释磷的矛盾等难题，该工艺运行稳定且处理效果良好，特别适合于处理BOD5/TP值低的污水。     

短好氧泥龄下A2/O和BAF联合工艺的脱氮除磷特性

采用小试装置,研究了短好氧污泥龄下A2/O和BAF联合工艺处理低C/N和C/P污水时的脱氮除磷特性.结果表明,通过提高A2/O工艺段的厌氧区有机负荷和缺氧区硝酸盐负荷对反硝化聚磷菌（DPAOs）进行选择和强化后,其在聚磷菌（PAOs）中的比例维持在28%左右,工艺具有部分反硝化除磷能力,能够减少脱氮除磷过程中对碳源的总需求量.但在联合工艺中,好氧除磷仍是主要的除磷方式.在A2/O工艺段内,好氧污泥龄在满足好氧PAOs存活的同时,还必须满足抑制硝化细菌生长的要求,且为了保证工艺对磷的整体去除效果,混合液在好氧区的接触时间须大于30 min.此外,以保证缺氧区出水中含有1～4 mg/L的硝态氮为原则来控制BAF出水的回流量,可达到较好的脱氮除磷效果.该联合工艺结合了活性污泥工艺和生物膜工艺的优点,运行稳定,出水水质优良,不仅适合于新建污水处理厂,也特别适合于不能脱氮除磷污水处理厂的技术改造.     

低碳源、低能耗型改良A2/O工艺的脱氮除磷研究

介绍了一种新型的脱氯除磷工艺及其运行情况。该工艺是对传统A^2／O工艺的改进（可称为改良型A^2／O工艺），它采用了后置反硝化系统以及厌氧池碳源分流技术和回流污泥预缺氧反硝化技术，以提高系统的脱氯除磷效果。研究结果表明：在进水COD≥300mg／L，TN为40．3mg／L，TP为3．82mg／L时，对TN、TP及COD的去除率分别可迭70％、86％和88％；当COD〈300mg／L时，对TP的去除效果较差，但对TN和COD的去除率仍分别可达60％和85％；试验期间，污泥沉降性能良好。     

Kinetic competition between phosphorus release and denitrification on sludge under anoxic condition

The kinetic behaviors of simultaneous phosphorus release and denitrification on sludge were investigated under anoxic condition. A phosphorus enriched sludge produced from Anaerobic-Anoxic-Oxic (AnAO) process under various SRT (5, 10 and 15 days) operation conditions was carried out in a series of batch tests. Experimental results indicated that the available organic substrate determined the kinetic behaviors of phosphorus release/uptake and denitrification. The simultaneous phosphorus release and denitrification demonstrated a kinetic competition under anoxic conditions in the presence of an available organic substrate. When the substrate was abundant, sludge was under “releasable-phosphorus-limited” condition; phosphorus release rate decreased slightly by nitrate inhibition. However, nitrate significantly inhibited phosphorus release when sludge was under “initial-substrate-limited” condition. Moreover, the sludge's phosphorus contents (as created by different SRT processes) dominated the kinetics of competition between phosphorus release and denitrification. The sludge with a high phosphorus content had a higher phosphorus release rate in accordance with a lower denitrification rate. Additionally, the substrate sequestrated rate markedly increased under the condition of simultaneous phosphorus release and denitrification. Finally, a preliminary metabolism model of denitrifying phosphorus removal bacteria was proposed, and found to be capable of adequately accounting for simultaneous phosphorus release and denitrification under anoxic conditions.