生物填料的投加对厌氧序批式反应器启动影响研究

采用厌氧序批式反应器(ASBR)和厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR),以相同的反硝化污泥作为接种污泥,自配模拟废水,调节进水pH为7.5~8.0,反应器中水体温度为(30±0.5)℃,研究了生物填料的投加对厌氧序批式反应器厌氧氨氧化反应的启动影响。经过120 d运行,ASBBR成功启动了厌氧氨氧化反应,NH3-N容积负荷为96mg/(L·d),NH3-N去除率达到81.53%,NH3-N、NO2--N减少量与NO3--N生成量之比为1:1.11:0.25。而未投加填料的ASBR没有发生厌氧氨氧化反应,NH3-N容积负荷为22 mg/(L·d),NH3-N去除率达到23.36%,NH3-N、NO2--N减少量与NO3--N生成量之比为1:0.91:1.18。实验结果表明,生物填料的投加使ASBBR易于形成厌氧环境,有利于厌氧氨氧化反应器的启动,同时有利于NH3-N的去除。     

低基质厌氧氨氧化SBBR反应器启动研究

采用SBBR反应器,接种普通污水厂剩余污泥,以人工配制含NH4+-N和NO2--N的低氨氮废水为进水,NH4+-N、NO2--N分别为24.3~32.0 mg/L、31.9~37.5 mg/L,p H为7.60~7.75,水温为(32±1)℃,考察低基质条件下厌氧氨氧化反应器启动及稳定运行特征。结果表明:经100余天后,SBBR厌氧氨氧化反应器成功启动。进水TN为60.8~68.7 mg/L时,平均去除率为88.3%,NH4+-N和NO2--N的去除率均达到95%以上。稳定运行期间,NH4+-N去除量、NO2--N去除量和NO3--N生成量的质量浓度之比为1∶1.37∶0.27,出水p H略高于进水,稳定在7.95左右。     

UAF反应器启动厌氧氨氧化反应的试验研究

本试验以普通活性污泥为种泥,采用升流式厌氧生物滤床(UAF)反应器,在pH为7.5的室温条件下,以NH4Cl和NaNO2配制人工模拟废水,通过逐步提高NH4+-N与NO2--N的负荷对厌氧氨氧化菌进行培养与驯化,在反应器运行到148 d左右时NH4+-N与NO2--N去除率分别达到56%、62%,且在之后的运行过程中其去除率呈同步变化,NH4+-N与NO2--N同时去除。通过镜检发现在反应器下部形成了具有厌氧氨氧化活性的棕红色颗粒污泥,实现了厌氧氨氧化反应的快速启动。     

厌氧氨氧化污泥启动EGSB反应器研究

通过厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器接种低温(4℃左右)下存放18个月的厌氧氨氧化污泥,处理模拟废水,研究如何用长时间低温保存后的厌氧氨氧化污泥启动反应器。在温度(34±1)℃、进水pH为7.40～7.64、DO的质量浓度控制在0.10 mg/L以下成功启动反应器。运行110 d后,进水TN负荷最高可达2.3 kg/(m.3d),NH4+-N、NO2--N去除率分别为90.93%、99.76%,出水pH明显高于进水,平均达到7.99;第135天在反应器中发现有红色厌氧颗粒污泥形成;经扫描电子显微镜观察,第165天厌氧颗粒污泥布满球状菌。     

厌氧氨氧化反应器的启动及其脱氮性能研究

采用添加多层多孔板的升流式厌氧污泥床接种混合污泥,于78 d内成功启动厌氧氨氧化反应器。第75天,反应器对NH4+-N和NO2--N的去除率达95%以上,容积氮去除负荷达0.525 kg/(m3·d)。启动后,快速提高进水基质浓度,反应器出现抑制现象,且抑制前后三氮之比具有显著变化。运行后期,底部出现红棕色污泥。与普通的升流式厌氧污泥床相比,其具有喷动床效应及水利筛分作用,有利于颗粒污泥的形成。     

高氮负荷冲击后海洋厌氧氨氧化生物反应器的重启

以3个经过高氨氮负荷冲击后的海洋厌氧氨氧化生物反应器为研究对象,其脱氮性能差、细菌生物活性低,通过对比实验探究其快速重启措施。结果显示,反应器3运行13 d后恢复脱氮性能,NH4+-N和NO2--N的去除率分别为92.5%、85.7%;运行46 d,容积负荷及去除速率分别为0.34 kg/(m3·d)和0.25 kg/(m3·d),NH4+-N、NO2--N、NO3--N的反应速率化学计量比为1.0:1.29:0.19。反应器1在第51天恢复脱氮性能,运行83d,获得容积去除速率0.36kg/(m3·d);反应器2在第20天恢复脱氮性能,运行57 d,获得容积去除速率0.23 kg/(m3·d)。研究表明,相比高基质含量短HRT和低基质含量短HRT,低基质含量长HRT是快速重启反应器的优选措施。     

氮负荷对厌氧氨氧化污泥颗粒化的影响

为了加快厌氧氨氧化颗粒污泥形成,研究了氮负荷对厌氧氨氧化菌颗粒污泥形成的影响,通过逐步改变进水基质含量和降低HRT的方式,考察不同氮负荷及冲击条件下厌氧氨氧化颗粒污泥可颗粒化程度、沉降速度、MLSS含量、ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)以及氮去除率形成的影响。结果表明,提高进水基质含量对厌氧氨氧化颗粒污泥形成具有双重影响,当进水NH+-4-N、NO2-N的质量浓度分别低于170、187 mg/L时,有利于厌氧氨氧化颗粒污泥形成,高于此值时SGR、MLSS含量、ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)、活性下降;缩短HRT能够缓解过高基质浓度对厌氧氨氧化菌的抑制作用,提高反应器上升流速有利于形成优质厌氧氨氧化颗粒污泥,当HRT为20 h时,428.4 g/(m3·d)为适宜的氮负荷。在反应器条件变化时,相比于絮状污泥,厌氧氨氧化颗粒污泥具有较强的抗负荷冲击能力。     

复合型UASB厌氧氨氧化反应器的脱氮性能及污泥形态变化研究

采用提高进水基质的方式启动复合型UASB厌氧氨氧化反应器,研究启动过程中反应器的脱氮效果和运行状况,并通过污泥形态变化了解厌氧氨氧化菌富集情况。结果表明经过286 d的运行,NH_4~+-N、NO_2~--N和总氮(TN)去除率维持在90%以上,总氮去除负荷由0.129 kg/(m~3·d)提升至0.520 kg/(m~3·d),反应器启动成功。化学计量关系和pH变化均可作为判断反应器运行状况的指标,反应器启动成功时的ΔNH_4~+-N:ΔNO_2--N:ΔNO_3--N为1:1.24:0.14,出水pH在8.3～8.5之间,ΔpH维持在0.9左右。当反应器中TN质量浓度为186 mg/L时,游离氨对厌氧氨氧化的抑制浓度为3.1～20.4 mg/L。启动过程中,黑色颗粒污泥先解体,第256天污泥颜色转变为红褐色,再运行30天后反应器中出现大量颗粒污泥。复合型UASB厌氧氨氧化反应器能加速污泥颗粒化,同时有效减轻污泥上浮问题。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺处理含氮废水的研究

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺是一种新型的废水脱氮工艺。实验采用模拟废水,进水氨氮浓度为600 mg/L。亚硝化SBR反应器在温度为30℃、HRT为24 h、DO≈0.2 mg/L的运行条件下,将废水中的一部分氨氮氧化成亚硝氮,并使得亚硝化SBR反应器出水中NH4+-N和NO2--N比值接近1∶1.32后,再作为厌氧氨氧化SBR反应器进水;厌氧氨氧化SBR反应器在温度为37℃、HTR为24 h的运行条件下,将氨氮和亚硝氮转化为N2。实验结果表明,部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺脱氮效果较好,废水中氮的去除率可达94.44%。     

低温胁迫下海藻糖强化厌氧氨氧化污泥活性研究

利用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器,采用实验室已经驯化好的厌氧氨氧化颗粒污泥,在低温(12℃)条件下进行连续流培养,研究低温胁迫条件下不同的海藻糖投加量对UASB反应器脱氮效能和厌氧氨氧化污泥活性的影响。结果表明,投加适宜的海藻糖可以提高厌氧氨氧化菌的活性。在投加海藻糖浓度为0.1 mmol/L时,脱氮效果最佳,NH4+-N、NO2--N、TN去除率分别为70%、73%、63%;与未投加海藻糖相比,能够使TN去除负荷提升26%左右。     

厌氧氨氧化SBBR启动过程中菌群演替分析

采用序批式生物膜反应器(SBBR),以混合污泥作为接种污泥,研究了反应器启动过程中菌群演替规律。结果表明,通过逐步提高进水NH4+-N和NO2--N含量的方式将SBBR的N容积负荷由0.10 g/(L·d)提升至1.164 g/(L·d),经过144 d成功启动厌氧氨氧化SBBR,TN去除率达93.92%,厌氧氨氧化活性为5.86 mg/(g·h)。在反应器启动过程中,厌氧氨氧化菌的丰度不断升高,其它非功能菌的丰度逐渐降低。稳定运行期,浮霉菌门在活性污泥和生物膜上的丰度有显著的差异,前者为8.83%,后者为24.21%。3种检出的厌氧氨氧化菌属在活性污泥和生物膜上的差异也十分明显,Candidatus Jettenia、Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia在活性污泥中的丰度分别为2.89%、2.29%和0.65%,而在生物膜的丰度分别为10.04%、5.93%、2.22%。     

厌氧氨氧化一反硝化耦合处理合成革废水研究

采用厌氧氨氧化(Anammox)-反硝化偶合反应器处理合成革废水,在人工配水、常温、控制pH在7.5~8.0。结果表明,经过79 d的培养,历经启动初期、活性提高期、负荷提高期等3个启动阶段,系统的TN去除率达70%,成功实现厌氧氨氧化耦合反硝化的启动,系统中厌氧氨氧化和反硝化均发挥一定的TN去除作用,以厌氧氨氧化作用为主。继续运行30 d,反应器状况保持良好,在进水NO2--N与NH4+-N质量浓度的比在1.2~1.5,且COD为60~70 mg/L的条件下,TN去除率可稳定在80%以上,TN容积去除速率约0.29~0.41 kg/(m3·d)。出水水质稳定,处理效果较好。     

接种厌氧絮状污泥的厌氧氨氧化反应器的快速启动

厌氧氨氧化技术因其节能、运行费用低、不需添加有机物等优点而备受关注,但反应器启动慢是该技术面临的瓶颈问题。为了加速厌氧氨氧化反应器的启动,该研究在两个不同阶段中先后在同一UASB反应器中接种絮状污泥和添加颗粒活性炭,以含NH4+-N和NO2--N的人工配水为进水,进行连续试验,并在试验过程中调整运行参数,最终添加活性炭的絮状污泥反应器在运行85 d后成功启动厌氧氨氧化过程,总氮去除率稳定在80%-90%。结果表明在使用活性炭吸附法固定化时,反应器启动迅速,活性炭可以成为厌氧氨氧化菌的理想载体。     

游离氨对高浓度含氮废水生物亚硝化的影响

高浓度含氮废水可以建立稳定的生物亚硝化系统,从开始启动到达到稳定亚硝化状态需25d时间,进水NH3-N的质量浓度为800～900mg/L时,出水NH3-N、NO2--N、NO3--N的质量浓度分别为380、335、100mg/L,系统NH3-N的降解率为55%～60%、亚硝化率为80%。启动阶段,系统中亚硝酸菌的生长优势与游离氨的抑制作用并存。随着启动阶段结束及稳定亚硝化系统建立,硝酸菌、亚硝酸菌适应了游离氨的毒害和抑制作用,亚硝酸菌赢得了生长上的优势地位,表现为较高的亚硝化率。NH3-N的氧化活性不受系统生物量影响,以游离氨体积浓度直接衡量其所受的抑制性,而NO2--N的氧化活性与系统生物量有关,以游离氨污泥负荷为基础衡量。维持游离氨污泥负荷小于0.1是取得良好亚硝化效果和氨氮降解率的前提。     

升流式厌氧氨氧化流化床反应器脱氮效能研究

采用升流式厌氧流化床反应器,研究高浓度厌氧氨氧化工艺的脱氮效能。接种普通好氧活性污泥,以低浓度配水(NH_4~+-N 60 mg/L,NO_2~--N 50 mg/L)驯化厌氧氨氧化菌,经150 d富集,填料表面形成红色生物膜,NH_4~+-N和NO_2~--N同步去除率高于80%,反应器成功启动;采用低基质进水(NH_4~+-N 60～300 mg/L,NO_2~--N 100～355 mg/L),随着进水容积负荷的增加,总氮去除负荷从0.39 kg/(m~3·d)提升至1.29 kg/(m~3·d);采用高基质进水(NH_4~+-N 390 mg/L,NO_2~--N 400 mg/L)时,总氮去除负荷降至1.08 kg/(m~3·d),150%回流能有效缓解基质对厌氧氨氧化菌的活性抑制,反应器总氮去除负荷逐渐恢复并升高至1.76 kg/(m~3·d),脱氮效能提高63%。     

厌氧氨氧化前置亚硝化反应器启动及稳定研究

采用序批式活性污泥法反应器(SBR),接种好氧硝化污泥,通过FA含量、DO含量和碱度3个控制因素研究了半亚硝化反应器启动及控制条件简化后亚硝化稳定性的变化。结果表明,在3个控制因素下,半亚硝化反应器能够在16 d后成功启动,出水NO2--N与NH4+-N的质量比维持在1左右。当取消碱度控制时,出水水质出现一些波动,但基本稳定。当仅通过质量浓度为0.6 mg/L的DO控制时,出水NO2--N与NH4+-N的质量比仍维持在1左右。说明在半亚硝化厌氧氨氧化联合工艺中仅通过DO含量控制可以实现亚硝化稳定的运行,能够满足厌氧氨氧化工艺进水基质的要求。     

不同环境下厌氧氨氧化菌对盐度的响应及生物量作用

为考察厌氧氨氧化菌在不同环境下对盐度的响应情况,以及生物量对厌氧氨氧化菌高盐抑制的缓解效果,研究未添加盐度和添加不同盐度的SBR反应器的脱氮性能,确定起到促进及抑制作用的盐度阈值。通过批次实验考察低盐度对35、15℃厌氧氨氧化污泥的影响,以及不同污泥量（4、6、8、10g/L）在高盐抑制条件下对基质的降解能力。结果表明...     

有机物对厌氧氨氧化的双向影响及抑制解除

以改进型UASB为反应器,采用连续试验方法,研究了不同浓度有机物对厌氧氨氧化反应的影响,并制定了通过调节亚硝态氮浓度解除厌氧氨氧化有机物抑制的方法。结果表明,当COD≤120 mg/L时,有机物对厌氧氨氧化反应产生促进作用,反之则产生抑制作用;NO2-能有效解除由于有机物引起的竞争性抑制,使厌氧氨氧化菌不受反硝化菌竞争性抑制影响的COD、NH4+-N、NO2--N投加质量比为1.6∶1∶1.92。     

常温条件下接种OLAND污泥启动Anammox反应器的研究

采用固定床生物膜反应器(FBR)常温条件下接种OLAND污泥启动厌氧氨氧化(Anammox)反应器。温度15~25℃,水力停留时间(HRT)从2.0 d缩短至1.5 d,进水NH+4-N和NO-2-N的质量浓度分别从60 mg/L和30 mg/L逐步增加到320mg/L和260 mg/L。启动第1天,NH+4-N和NO-2-N即实现同步去除,首次表现出Anammox活性。反应器历经101 d,Anammox工艺成功启动。在启动过程的稳定期(第103~111天),进水NH+4-N和NO-2-N达到320 mg/L和260 mg/L,NH+4-N和NO-2-N的平均去除率均大于90%,其平均去除速率分别为167.61 g/(m3·d)和198.78 g/(m3·d);总氮负荷达387 g/(m3·d),总氮平均去除率为84.61%,总氮去除速率(NRR)高达336.44 g/(m3·d)。反应器效果良好,Anammox工艺稳定运行。     

碳氮比及pH对厌氧氨氧化与反硝化耦合的影响

利用上流式厌氧生物滤池反应器(UAF),向已完成厌氧氨氧化和异养反硝化耦合菌富集培养的UAF反应器中连续添加硝酸盐和有机物,研究了pH和不同低m(C)/m(N)对厌氧氨氧化和反硝化反应耦合脱氮活性的影响.结果表明,耦合脱氮反应的最佳pH为7.5,NO3--N、NH4+-N和COD的去除率分别在40%、25%和80%左右;在5个不同低m(C)/m(N)下,以1:2时耦合脱氮效果最佳,NO3--N、NH+-N和COD的去除率分别在35%、20%和60%左右.