硫自养反硝化技术用于市政污水深度处理

去除总氮是污水处理厂面临的一大难题。目前市政污水深度处理普遍采用的反硝化滤池需要额外投加碳源,不仅运行成本高,而且存在BOD₅超标风险,而采用硫自养反硝化滤池不仅运行成本低,而且避免了出水BOD₅超标的风险。某实际工程运行结果显示,在冬季低温平均12.8℃、出水pH为6.5以上、HRT为1.6 h的情况下,微生物驯化启动时间约为12 d,驯化完成后出水NO₃^--N稳定在5 mg/L以下,平均氮去除负荷为0.19 kgNO₃^--N/(m³·d),平均氮去除率达到90%,表现出较好的反硝化效果,但反洗后恢复反硝化效果需约1.5 d。反洗周期为5～10 d,运行成本约0.065元/m³。运行成本较投加碳源的异养反硝化滤池减少50%以上。该项目改造投资为400万元,预计3年左右可收回投资成本。     

改良Bardenpho-臭氧-BAF处理工业园区污水

广西某工业园区污水处理厂主要出水指标要求满足《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅳ类标准(TN≤10 mg/L除外),设计采用“水解酸化+改良Bardenpho +高效沉淀池+臭氧接触氧化+BAF+反硝化滤池+接触消毒”工艺。其中水解酸化池采用脉冲布水方式,水力停留时间 8.1 h;改良 Bardenpho总停留时间 24 h,混合液内回流比 150%～250%,污泥龄 15 d,采用可提升式曝气系统,气水比9.6∶1;二沉池表面负荷0.75 m³/(m²·h);高效沉淀池表面负荷9.92 m³/(m²·h),总停留时间 60.5 min;臭氧接触池停留时间 60 min,投加浓度 20 mg/L;曝气生物滤池水力负荷 3.04m³/(m²·h),COD 去除负荷 1.46 kg/(m²·d);反硝化滤池正常滤速 5.76 m/h,强制滤速 7.2 m/h;接触消毒停留时间30 min,次氯酸钠投加浓度8～10 mg/L。...     

生物接触氧化法去除微污染水中氨氮的中试研究

对辫带式悬挂填料生物接触氧化法处理微污染运河水进行中试研究,结果表明,在原水自然挂膜条件下,采用闷曝和逐渐缩短停留时间的方式,挂膜启动过程在21 d内完成,氨氮去除率达到94.5%;挂膜完成后的填料表面生物相丰富,外观蓬松分散,并未聚结成团;稳定期进水氨氮日均值为6.40～7.74 mg/L,氨氮去除量为4.63～5.42 mg/L,平均为5.0 mg/L,硝化负荷为0.17～0.20kgN/(m³·d);氨氮去除率随推流方向先升高后略有降低,前、中、后段平均硝化负荷分别为0.12、0.26、0.21 kgN/(m³·d),最高达0.31 kgN/(m³·d);将水力负荷由15.3 m³/(m²·d)提升到25.2 m³/(m²·d),氨氮去除率由90.3%下降至70.1%,46 h后恢复至95.9%;将氨氮浓度由5.47 mg/L提高到8.0 mg/L,氨氮去除量由4.89 mg/L降至3.30 mg/L,39 h后恢复至4.88 ...     

反硝化生物滤池的自然挂膜启动研究

研究了反硝化生物滤池的挂膜启动过程,寻求判断启动完成的快速、简便、合理的方法,为反硝化生物滤池的挂膜提供理论依据。控制水力负荷在0.022 m3/(m2·h)即HRT为14 h,水温为25~27℃,反硝化生物滤池运行14 d后对硝态氮的去除率达到99%,第15天平均进水硝态氮浓度由21.86 mg/L减小到8.05 mg/L,出水浓度基本保持不变,仍稳定在0~1 mg/L,反硝化系统生态结构稳定,表明挂膜成功。当有机碳源充足、NO-3-N浓度0.1 mg/L时,反硝化速率与NO-3-N浓度遵循零级反应动力学规律。反硝化生物滤池中的氨氮主要由微生物同化作用去除,去除率约为28.9%。     

膜传氧生物膜反应器在污水厂升级改造中的应用

ZeeLung^TM膜传氧生物膜反应器工艺(ZeeLung^TM MABR工艺)在美国伊利诺斯州YBSD污水处理厂成功应用,成为目前世界上最大的MABR污水处理厂。ZeeLung^TMMABR工艺将原有的好氧活性污泥系统改造成A2O工艺系统,ZeeLung^TM膜箱安装于改造后的缺氧池,在不新建生化构筑物的条件下,即可满足日益增长的有机负荷及新的出水总磷指标要求(低于1 mg/L,通过生物除磷即可实现)。为期1年的运行数据表明,升级后系统的出水水质可稳定达到目标要求,实现了生物除磷及ZeeLung^TM池内的同步硝化反硝化。ZeeLung^TM生物膜优先进行硝化,平均传氧速率为12.0 g/(m²·d),在平均硝化速率为2.1 g/(m²·d)的条件下,80%的传氧用于硝化,在保持传氧能力的前提下确保氨氮及总氮的同步去除效果。半经验动力学模型可用于模拟ZeeLung^TM的硝化速率,其温度系数接近于1,表...     

硫自养波形潜流人工湿地的脱氮机理及工况优化

将硫自养反硝化工艺与潜流人工湿地相结合,考察了其对低碳氮比污水中氮的去除效果。结果表明,增加曝气装置后硫自养波形潜流人工湿地的脱氮效果可以得到保障,在气水比为8∶1、水力负荷为0.8 m³/(m²·d)时,TN去除率为(70±5)%,出水TN浓度低于8 mg/L;NH4+-N去除率在90%以上,出水NH4+-N浓度低于3 mg/L;COD去除率为(50±2)%,出水COD浓度低于40 mg/L;p H值可维持在7~9。同时,石灰石填料具有同步除磷的效果。该工艺具有脱氮效率高、效果好、运行费用低的特点。     

上向流反硝化深床滤池用于污水厂提标改造

广东省某水质净化厂一期工程原采用SBR+纤维转盘滤池为主体的工艺,提标改造后要求主要出水指标达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅴ类标准（TN≤15 mg/L）,实际出水TP偶尔超标,TN严重超标。提标改造工程在现有SBR工艺后端新增上向流反硝化深床滤池模块化水处理装备,出水COD≤30 mg/L、BOD₅≤6 mg/L、TN≤12 mg/L、TP≤0.3 mg/L、SS≤5 mg/L,达到了地表水准Ⅳ类标准,表明上向流反硝化深床滤池脱氮除磷效果好,尤其是脱氮效率较高,最大TN去除量高达29.4 mg/L,相应的反硝化负荷达到2.08 kgNO₃^--N/（m³·d）。     

曝气生物滤池的短程硝化反硝化机理研究

通过小试研究了曝气生物滤池实现短程硝化反硝化的效能和机理。试验结果表明,曝气生物滤池在滤速为1～2m/h、气水比为3∶1、水温为21～26.5℃、进水COD负荷为1.18～5.57kg/(m3·d)、NH3-N负荷为0.26～0.62kg/(m3·d)、TN负荷为0.28～0.63kg/(m3·d)的条件下可以取得良好的去除有机物和脱氮效果。试验中还发现,反应器中出现了明显的NO-2积累现象,并表现出显著的短程硝化反硝化特征,进行机理分析后认为曝气生物滤池的结构特征和运行方式是其能够进行短程硝化反硝化的主要原因。     

硫自养反硝化结合生物活性炭处理硝酸盐废水

采用将硫自养反硝化与生物活性炭相结合的方式处理硝酸盐废水.以颗粒活性炭作为硫自养反硝化菌的载体,形成用于处理硝酸盐废水的生物活性炭系统,与不加炭粒的厌氧污泥系统相比,提高了对NO3--N的去除率.在进水NO3--N负荷为0.04～0.08 kg/(m3·d)的条件下,普通厌氧污泥系统对NO3--N的去除率仅为80%左右,而生物活性炭系统的去除率则在90%以上,且该系统在0.96 kg/(m3·d)的负荷下仍能维持90%以上的NO3--N去除率,而没有发生NO3--N的积累.运行177 d后对反应器中的污泥以及颗粒活性炭表面进行了扫描电镜(SEM)观察,发现其中的细菌以杆菌为主,并且活性炭上的菌密度远高于絮状厌氧污泥中的菌密度.     

不同挂膜启动方式对复合硫填料自养脱氮效果的影响

为确定硫自养反硝化技术在工程应用中合适的启动方式，对比了变滤速接种挂膜、变滤速自然挂膜和固定滤速自然挂膜三种不同的挂膜方式对脱氮效果的影响。结果表明，接种挂膜在实际工程应用中没有显著优势，变滤速自然挂膜法的脱氮效果最好，其最大脱氮负荷为0.81kg/(m³·d)。通过分析pH、DO和SO₄^2-等参数的变化情况发现，挂膜过程会使出水pH降低，进水DO过高会抑制脱氮过程，一些好氧菌可能会利用溶解氧将硫单质氧化为SO₄^2-，使SO₄^2-平均增加量高于理论值。采用高通量测序手段对系统内微生物群落结构特征进行了分析，在属水平上反应器中进行硫自养反硝化的优势菌群有硫杆菌属(Thiobacillus)和热单胞菌属(Thermomonas)，相对丰度分别为6.38%和3.86%，与二沉池回流污泥的微生物群落结构相比存在明显的驯化过程。     

DN/CN强化脱氮技术在污水厂提标改造中的应用

以某市城镇污水处理厂NO_3~--N浓度较高的生化出水为研究对象,采用反硝化生物滤池+曝气生物滤池(DN/CN)工艺,研究了碳氮比(C/N值)、进水负荷、温度等对TN去除效果的影响。结果表明,当增加的C/N值为3. 6、水力负荷≤9. 44 m~3/(m~2·h)[NO_3~--N最大负荷为4. 8 kg/(m~3·d)]时,出水TN满足国标要求(≤10 mg/L);去除单位质量TN需3. 7倍COD,碳源不足会导致NO_2~--N积累和碳源单耗升高; 14℃时的TN去除率较19℃时下降了约15%;反硝化过程中pH值增量和TN去除量存在一个对应关系,可用于反硝化滤池处理效果的辅助判断。     

基于水厂砂滤填料附着物的BAF启动及其硝化性能

对自来水厂砂滤池上层填料附着微生物的三组培养物进行了16S rRNA基因扩增子测序,分析其群落组成和结构差异,随后将三组培养物混合后成功启动了4个曝气生物滤池并分析各装置的硝化性能。结果表明：三组培养物仅检测出硝化螺旋菌属、亚硝化螺旋菌属和亚硝化单胞菌属三种硝化菌属;在NH₄⁺-N浓度为0.5 mg/L时,硝化螺旋菌属是唯一的高丰度硝化微生物,由于缺少氨氧化细菌的存在,推测该硝化螺旋菌属可能存在完全氨氧化菌。4个曝气生物滤池装置成功启动后,在水力停留时间为2 d的条件下,滤池对NH₄⁺-N均有较高的去除率（>98%）。以石英砂为填料的装置在连续进水的初期NO₃^--N浓度显著降低,由于进水未添加有机物且溶解氧充足,推测装置在此期间发生了好氧条件下的自养反硝化。以活性炭为填料的装置在连续进水后,不仅NH₄⁺-N去除率高,而且还对NO₃^--N有较高的去除率（>99...     

农村污水多反应区生物-生态组合工艺设计及应用

针对农村污水产生分散及水量水质波动大的特点，设计出多反应区生物-生态组合处理工艺，并在北京市某村庄进行了工程应用。工程设计处理规模为3.0 m³/d，工艺主体为多级生物接触+反硝化滤池+生态滤池。其中，多级生物接触单元采用厌氧接触、兼氧接触及好氧接触工艺，反硝化滤池单元采用后置反硝化接触工艺。运行结果表明，该工程出水指标满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2019)中景观湿地环境用水水质要求。该工程的直接运行费用为0.99元/m³，具有较好的经济性。     

青岛某市政用途全流程海水淡化厂工艺设计

青岛某市政海水淡化工程设计产水规模为10×10⁴ m³/d,产水拟并入城市供水管网,采用“一级预处理(气浮)+二级预处理(超滤)+脱盐(两级反渗透)+后处理(矿化滤池)”的全流程工艺方案。其中高速气浮池表面负荷为24.92 m³/(m²·h);超滤系统设计膜通量为41.4 L/(m²·h),回收率不低于92%;一级反渗透设计通量为13.11 L/(m²·h),回收率45%;二级反渗透设计通量为36.86L/(m²·h),回收率90%;反渗透产水再经过矿化滤池增加水中硬度,产水水质稳定达到生活饮用水卫生标准。工程投资概算为7.44亿元,单位制水成本为4.86元/m³,其中可变成本为2.92元/m³。     

芜湖市某污水处理厂二期提标扩容工程设计

芜湖市某污水处理厂现状(一期)规模10×10⁴ m³/d,出水执行国家一级A排放标准。本次二期工程将污水厂总规模扩容至20×10⁴ m³/d,出水水质提标至地表水准Ⅳ类标准。二期扩建采用改良Bardenpho生物反应池+磁混凝高效沉淀池+反硝化深床滤池工艺;对一期厂区现状多模式AAO反应池进行内部挖潜,投加悬浮填料,以强化硝化反硝化效果。实际运行表明,出水水质可稳定达标。本工程总投资39 737.47万元,新增单位经营成本1.47元/m³。     

高出水标准要求下高含氟工业废水处理实践

某液晶面板厂的高含氟高硬度废水处理厂的进水分为含氟废水及有机废水两股,含氟废水经过混凝沉淀+MBBR硝化预处理,降低硬度、F^-及NH₃-N浓度后与有机废水混合,再采用生化处理+臭氧高级氧化+曝气生物滤池+高效沉淀+消毒组合工艺处理,最终出水水质稳定达到地表水Ⅳ类标准。该项目规模为6×10⁴m³/d,吨水投资约5 935元/m³,单位占地面积为0.619 m²/(m³·d^-1)。     

高盐度冲击后厌氧氨氧化工艺恢复及运行特性

通过逐步增加UASB反应器进水氮负荷[1.06~1.42 kg/(m³·d)]方式,考察了厌氧氨氧化(Anammox)工艺受到高盐度冲击后的恢复及运行特性。结果表明,经过156 d的运行,NH4+-N、NO2--N、TN去除率及总氮去除负荷(NRR)分别达到97.57%、96.40%、83.90%和1.19kg/(m³·d),这主要归功于Anammox污泥的活性得到了有效恢复[TN的比降解速率由0.131mg/(mgVSS·d)提高到0.302 mg/(mgVSS·d)];随着工艺运行效能的恢复,颗粒污泥的颜色由深褐色变为红褐色,平均粒径也随之增大,粒径>1.5 mm的占比最高,达到了68.25%;此外,胞外聚合物(EPS)含量由96.66 mg/g增大至147.98 mg/g,并且PN/PS值由4.86增大至13.34,厌氧氨氧化工艺可恢复到高效运行状态。     

自(异)养脱氮在低C/N污水处理厂的应用实践

低C/N污水处理厂面对碳氮高标准尾水提标要求时,宜采用异养反硝化与自养脱氮滤池的串级。自养脱氮滤池的脱氮效率易受系统进水水温、DO、NO_3~--N负荷等影响,当进水水温为25～30℃、NO_3~--N15 mg/L、HRT20 min时,滤池脱氮负荷达到0.56 kgTN/(m~3·d),脱氮率约60%,对应活性滤料消耗量与TN削减量之比为3.9,进水DO超过2 mg/L时会导致部分硫核滤料被氧化而无效消耗,可辅助投加Na_2S_2O_3作为电子供体。选用粒径为2.0～3.5 mm的改性硫核活性滤料,辅以适量砂料的双料复合滤层,以确保TN和SS的协同削减,且自养滤料节药效益明显。自养脱氮滤池需长期关注低水温时的脱氮效率,以及SO_4~(2-)、H_2S、NO_2~--N等副产物是否积累。自养滤料的微生物优势菌落为Thiobacillus和Sulfurimonas两类硫杆菌,二者丰度之和超过50%。     

常温下缺氧氨氧化生物滤池启动试验研究

采用3个相同的生物滤池,分别接种好氧硝化生物膜、厌氧反硝化生物膜、厌氧反硝化生物膜+厌氧活性污泥混培物,常温条件下,通入pH值为7.5的模拟低氮废水,分别经过129、100和129 d,3个缺氧氨氧化生物滤池均成功启动.装置运行进入稳定期后,通过减少水力停留时间、提高氮负荷的方法,加快缺氧氨氧化茵富集,并研究其脱氮能力.启动成功后,3个生物滤池对总氮的平均去除率分别为55％、65％和65％,平均容积负荷分别为0.03、0.07和0.035 kgN/( m3·d),其中接种厌氧反硝化生物膜的生物滤池启动最快、性能最好.     

生物滤池/生态砾石床处理含氮微污染地表水

采用生物滤池/生态砾石床组合工艺进行了微污染地表水(含低碳、高NO3--N浓度)的脱氮研究,通过投加乙酸钠为碳源考察了C/N值、温度、水力负荷对反应器脱氮效能的影响。结果表明,C/N值对反应器的脱氮效能影响较大,在C/N值为10时可以取得较高的反硝化效率(>90%)。在低温下(2～10℃)反应器的反硝化效能受到严重抑制;在13～17℃条件下,反硝化效率恢复到60%左右;当水温>20℃时,在水力负荷为8 m3/(m2.h)的条件下(此时生物滤池和生态砾石床的水力停留时间分别为15、30 min),对NO3--N的去除率能够达到90%以上。生态砾石床能够将生物滤池出水中残余的碳源去除,保证了出水的水质安全。