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.     

甲醇为碳源时C/N对反硝化过程中亚硝酸盐积累的影响

如何获得稳定的NO2--N作为厌氧氨氧化细菌的电子受体是城镇污水通过厌氧氨氧化途径脱氮的瓶颈问题。为此考虑利用反硝化途径获取稳定的NO2--N。以甲醇为碳源,采用小试装置的SBR反应器,通过控制进水C/N(COD与NO3--N质量浓度比)的策略,研究了反硝化过程中的NO2--N积累的状况。试验结果表明以甲醇为碳源且投加量不足时(C/N3.2),反硝化过程中和反硝化结束后会产生稳定的NO2--N积累;在C/N不足的前提下,NO2--N积累量随甲醇投加量的增加而增加;进水C/N为2.4～3.2时,可获得约25%的NO2--N积累率;进水C/N为0.8时,NO2--N积累率仅为5.6%;C/N1时,NO2--N与NO3--N的还原速率随着COD浓度的增加而增加;C/N≥1时,COD浓度不再影响NO2--N与NO3--N的还原速率。     

碳源对同时反硝化产甲烷体系的影响

为研究碳源对同时反硝化产甲烷体系的影响,分别选取蔗糖、葡萄糖、乙酸钠和丙酸为底物,比较不同碳源条件下NO3--N和TOC的去除效果及甲烷化作用。结果表明,丙酸为碳源的体系反硝化和TOC去除效果均较差且无甲烷产生;乙酸钠为碳源的体系有利于反硝化反应快速进行,NO3--N最大比降解速率为0.243 mg/(mg·d),但甲烷化作用恢复较慢,比产甲烷速率仅为13.53 m L/(g·d);蔗糖和葡萄糖为碳源均可同时获得较高的NO3--N和TOC降解率,比产甲烷速率分别达21.25 m L/(g·d)和20.85 m L/(g·d),适合做同时反硝化产甲烷体系的碳源。     

生物滤池处理硝酸盐微污染地表水的效能研究

采用轻质陶粒作为生物滤池滤料处理硝酸盐微污染地表水,研究了反硝化生物滤池间歇接种挂膜法的启动速度和效果、m(C)/m(N)(m(COD)/m(NO3--N))、水力负荷和硝酸盐氮负荷对系统反硝化效能的影响。结果表明,生物滤池可以作为处理硝酸盐微污染地表水的有效手段,当外加甲醇为碳源,水温大于20℃、m(C)/m(N)>5、水力负荷为1.43m3/(m.2h)、系统NO3--N去除率可接近100%;当水温为(14±1)℃,将水力负荷提高到2.87 m3/(m2.h),系统NO3--N去除率能达到90%,NO2--N积累低于0.6 mg/L,系统对水力负荷变化显示出较强的适应性;当水温为(30±1)℃、m(C)/m(N)=6:1,随着NO3--N负荷增加时,3组试验的NO3--N去除率相近,且系统反硝化反应遵循1级反应动力学规律。     

厌氧同时反硝化产甲烷研究进展

厌氧体系中同时反硝化产甲烷因具有同时去碳脱氮的特点,成为目前研究的热点。本文阐述了厌氧同时反硝化产甲烷工艺的原理及物质和电子流向,总结了反硝化产甲烷工艺中微生物种群和主要影响因素的研究现状,探讨了目前研究中存在的问题并提出未来发展方向。分析认为,还需要优化反硝化和产甲烷各自的电子流分量、探索更加合适的COD/NO^-_x -N比,合理分配电子流使产生的气体具有能源价值;污泥形态也影响同时反硝化产甲烷过程的进行,厌氧颗粒污泥或生物膜能缓解氮氧化物对产甲烷的抑制,更适合应用于厌氧同时反硝化产甲烷,但是还需考虑传质阻力以及进水高SS对系统的影响。     

不同碳源对厌氧同时反硝化产甲烷的影响

选取淀粉、葡萄糖、丙酸钠、乙酸钠4种碳源,在m(COD)∶m(NO_3~--N)=10条件下使用人工配水,采用间歇实验进行厌氧同时反硝化产甲烷的研究。结果显示,丙酸钠作碳源的体系有利于反硝化阶段快速进行,22 h时NO_3~--N去除率最高为95.21%;乙酸钠作碳源的体系有利于产甲烷阶段快速进行,反应结束时COD去除率最高为93.7%。4种碳源均有NO_2~--N和NH_4~+-N中间产物出现,但NO_2~--N含量升高后又迅速降低,并未对反应造成影响。葡萄糖和淀粉为碳源时有少量NO_3~--N被异化为NH_4~+-N。     

生物膜法A~2/O~2焦化废水处理系统缺氧反应器工艺特性

以焦化厂废水处理系统气浮设备出水为试验废水水源,在中试规模上研究了生物膜法A2/O2(厌氧/缺氧/好氧/好氧)系统中缺氧反应器的工艺特性和效果。缺氧反应器为以陶粒作填料的上流式滤池。研究结果表明,缺氧反硝化对去除焦化废水中COD有重要作用。反硝化菌可利用一些好氧微生物和厌氧微生物都难以降解的焦化废水中的有机物作碳源,反硝化反应器可去除进水中40%的COD。缺氧反硝化反应器进水碳氮质量比在5以上就可基本满足焦化废水反硝化对碳源的需求。稳定运行状况下的NO3--N容积负荷不大于0.24 kg/(m3.d)。缺氧反应器的水力停留时间不小于24 h。系统进水COD、NH3-N的质量浓度分别在1 000～2 200、200～400 mg/L范围内,对系统进水不进行稀释的条件下,水解酸化反应器HRT为20 h,缺氧反应器HRT为24 h,一级好氧反应器和二级好氧反应器HRT均为48 h,二级好氧反应器硝化液回流比为3时,生物膜法A2/O2系统处理出水的COD和NH3-N可以同时达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。     

同时反硝化产甲烷工艺处理奶牛养殖废水实例

将同时反硝化产甲烷作为主体工艺处理某奶牛养殖场废水,介绍了工艺流程及设计参数,并对反应器的启动和运行过程进行分析和总结。实践表明,厌氧反应器与硝化工艺联用,省去传统反硝化工序,在UASB反应器COD负荷为2.0 kg/(m~3·d)、NO_3~--N负荷为0.08~0.12 kg/(m~3·d)时,同时反硝化产甲烷过程的COD及TN去除率均能达到90%以上,系统运行稳定。辅以氧化塘-化学消毒脱色-活性炭过滤等深度处理工艺,废水回用率75%,外排废水满足DB 32/1072-2007排放要求。     

不同C/N对气升式内循环膜反应器的脱氮除磷的影响

提出了一种新型的气升式内循环膜反应器的设计构想,利用曝气来实现混合液在厌氧区和好氧区的循环,采用变液位间歇交换模式在厌氧区创造厌氧、缺氧交替环境,通过加强反硝化除磷过程实现污水同步脱氮除磷。对气升式内循环膜反应器进行了初步的研究,考察了不同m(C)/m(N)对脱氮除磷的影响。结果表明,在高的m(C)/m(N)(有机碳源和无机氨氮的质量比)条件下,TN、COD和PO43--P的去除率可以分别达到85%、95%和95%,该反应器需要高含量的碳源;在周期试验表明该反应器中具有反硝化聚磷菌,并且了解到了TN、COD和PO43--P等污染物的去除过程。     

活性炭颗粒载体厌氧同步去除COD和含氮污染物

以活性炭颗粒为填料构建厌氧污水处理系统。以葡萄糖作为单一碳源,当进水中葡萄糖的质量浓度为500 mg/L时,COD的去除率最高为87.9%。系统对NH4+-N和NO3--N的最高去除率分别为60.3%和95.2%;同时出水中NO2--N没有明显的积累,始终低于0.55 mg/L。这表明以活性炭为填料的厌氧污水处理系统能有效降低反硝化菌及其代谢产物对厌氧消化菌的抑制,实现COD和含氮污染物的协同、高效去除。     

MBBR中HRT与pH对短程硝化反硝化的影响

为了开发经济高效的生物脱氮工艺,在MBBR中进行了短程硝化反硝化的研究,考察了HRT与pH对短程硝化反硝化的影响。结果表明,在短程硝化反硝化过程中,在室温、不控制溶解氧的条件下,NH_4~+-N与COD去除率随着HRT的延长而增大,出水NO_2~--N随着HRT的延长先增大后减少,当HRT为8h时出水NO_2~--N最高;当pH由5增加到10时,COD去除率的变化较小,NH_4~+-N去除率和出水NO_2~--N则随着pH的增大先增大后减小,pH在8~9时对NH_4~+-N的处理效果最好,出水NO_2~--N最高。     

改性稻壳为碳源和生物膜载体的反硝化脱氮研究

为探索稻壳作为载体和碳源的脱氮性能以及对水处理工艺的适应性,以质量分数6%的NaOH处理的改性稻壳为反硝化碳源和生物膜载体,对模拟养殖排放水进行了脱氮处理研究。结果表明,改性稻壳的性能优于蔗糖及淀粉,可实现NO3--N和高含量NO2--N的有效去除。其作为缺氧反应器载体时,挂膜容易、有机碳释放稳定,反应器启动后可高效去除NO3--N。在硝化-反硝化系统中,对NH4+-N去除率达90%以上,且无NO2--N、NO3--N和有机物残留,说明此改性稻壳具备较好的供碳能力和微生物吸附能力,适于作为反硝化碳源及载体。     

耦合式污水脱氮技术的研究进展

基于微生物的协同作用概述了耦合式污水脱氮技术的研究现状,主要包括同步硝化反硝化,厌氧氨氧化与反硝化协同,同时反硝化产甲烷,厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化耦合等,并且阐述了这些过程的原理、实现工艺及特点,以期为实现污水的有效脱氮提供参考。     

垃圾渗滤液短程硝化反硝化脱氮工艺的研究

采用A/O-MBR工艺对填埋场垃圾渗滤液进行了短程硝化反硝化脱氮研究。实验结果表明:系统驯化后稳定运行,COD去除率达到80%以上,NH4+-N、TN的平均去除率分别达到99.2%、92.2%;OⅠ与OⅡ池中NO2--N平均积累率分别达到91.7%、95.6%,表明系统主要的脱氮方式为短程硝化反硝化;过高或过低的DO都会影响NO2--N积累,硝化过程中的最佳DO为0.7~0.9 mg/L。PCR技术分析表明,A池中的优势菌种是反硝化细菌,占有率为70%;OⅡ池中的优势菌种是AOB,占有率为67%。     

常温低基质厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动

采用低基质模拟废水〔NH_4~+-N、NO_2~--N分别为(25±0.4)、(33±0.6)mg/L〕,在温度为(23±0.5)℃的条件下,研究了厌氧氨氧化ASBR反应器的快速启动。第Ⅰ阶段HRT为24 h,pH不控制,菌体自溶期出水NH_4~+-N为69 mg/L,活性停滞期出水NH_4~+-N与进水几乎相等;第Ⅱ~Ⅲ阶段,菌体处于活性提高期,HRT分别为12、8 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N降低到1.6 mg/L,NO_2~--N均先升高后降低;第Ⅳ阶段HRT为4 h,pH控制为8.0~8.2,出水NH_4~+-N和NO_2~--N均低于1 mg/L,TN去除负荷为352.3 mg/(L·d),△m(NH_4~+-N)∶△m(NO_2~--N)∶△m(NO_3~--N)=1∶(1.33±0.02)∶(0.26±0.02),反应器启动成功。     

混合载体生物膜反应器污水净化及微生物种群特性研究

研究了竹丝/陶粒混合载体(体积比1∶1)生物膜反应器的水质净化特性和微生物群落特点。结果表明:混合载体生物膜反应器对污水TN、TP和COD的去除率分别为24.7%~89.4%、56.9%~96.8%和70.1%~95.8%,出水NO_3~--N、NO_2~--N没有出现积累,具有明显的同步硝化反硝化现象。另外,微生物种群特性研究表明,竹丝表面以有机物降解菌、有机物水解菌、脱氮菌、解磷菌等为优势菌,而陶粒表面以有机物降解菌、有机物水解菌、硝化菌、丝状菌等为优势菌,微生物种群具有良好的强化互补作用。     

Simultaneous removal of carbon,nitrogen and phosphorus from wastewater by coupling two-step anaerobic digestion with a sequencing batch reactor

The objective of this study was to develop an integrated process for simultaneous removal of carbon, nitrogen and phosphorus from industrial wastewaters. The process consisted of a-two step anaerobic digestion reactor, for carbon removal, coupled with a sequencing batch reactor (SBR) for nutrient removal. In the proposed process, carbon is eliminated into biogas by anaerobic digestion: acidogenesis and methanogenesis. The volatile fatty acids (VFA) produced during the first step of anaerobic digestion can be used as electron donors for both dephosphatation and denitrification. In the third reactor (SBR) dephosphatation and nitrification are induced through the application of an anaerobic–aerobic cycle. This paper describes the first trials and experiments on the SBR and a period of 210 days during which the SBR was connected to the acidogenic and methanogenic reactors. It was shown that nitrification of ammonia took place in the SBR reactor, during the aerobic phase. Furthermore, denitrification and VFA production were achieved together in the acidogenic reactor, when the efflux of nitrates from the SBR reactor was added to the first reactor influx. The proposed process was fed with a synthetic industrial wastewater, the composition of which was: total organic carbon (TOC)=2200 mg dm⁻³, total Kjeldahl nitrogen (TKN)=86 mg dm⁻³, phosphorus under phosphate form (P-PO₄)=20 mg dm⁻³. In these conditions, removals of carbon, nitrogen and phosphorus were 98%, 78% and 95% respectively. The results show that the combination of the two-step anaerobic digestion reactor and an SBR reactor is effective for simultaneous carbon, nitrogen and phosphorus removal. Reactor arrangements enabled zones of bacterial populations to exist. Complete denitrification occurred in the acidogenic reactor and hence the anaerobic activity was not reduced or inhibited by the presence of nitrate, thus allowing high TOC removal. Stable phosphorus release and phosphorus uptake took place in the SBR after coupling of the three reactors. A fast-settling compact sludge was generated in the SBR with the operational conditions applied, thus giving good separation of supernatant fluid. The benefits from this process are the saving of (i) an external carbon source for denitrification and phosphorus removal, (ii) a reactor for the denitrification step. © 1998 Society of Chemical Industry     

硫磺/石灰石自养反硝化系统脱氮性能及N_2O排放规律研究

为了考察硫磺/石灰石自养反硝化系统的脱氮性能,并探究系统N_2O的产生和排放规律,采用均匀填充的上流式硫磺/石灰石生物滤池反应器,研究了2组HRT下,不同进水NO_3~--N浓度对系统脱氮效果的影响及N_2O的排放规律。结果表明,进水NO_3~--N浓度为(54.46±1.15)mg/L、HRT为2.5 h时,反应器容积负荷最大且对NO_3~--N去除率最高,可达99.93%,系统无NO_2~--N累积,出水N_2O低于0.86 mg/L;另外,研究发现NO_3~--N浓度随反应器高度增加而逐渐降低,N_2O浓度随着反应器下部NO_2~--N的富集逐渐增加,并随上部NO_2~--N的还原而逐渐减小;进水NO_3~--N浓度增大,N_2O累积量峰值点沿反应器高度逐渐上移,因此该系统仅能处理较低浓度NO_3~--N废水。