后曝气池HRT对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺的影响

目的 研究双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺的最佳后曝气池水力停留时间(HRT).方法 通过改变后曝气池出水口位置的方法调节后曝气池HRT,研究不同后曝气池HRT条件下,双泥生物膜工艺的脱氮除磷性能和COD去除率的变化.结果 在后曝气池HRT为2.4h的条件下,系统COD平均去除率为66.68％,NH4-N平均去除率为88.41％,出水NH4+-N平均质量浓度为6.26 mg/L,大部分NH4-N都在前段反应中去除,同步亚硝化反硝化不受COD质量浓度的限制;TP平均去除率在94.88％左右,厌氧释磷率稳定在45.24％左右,缺氧吸磷率最大,维持在54.59％.HRT为4.8h时,TP平均去除率降至59.48％,可利用的COD质浓度逐渐减少,使运行后期的NH4-N氧化率下降.结论 对于长期运行的双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺,保持后曝气池HRT为2.4h,系统出水COD值可满足排放标准,脱氮效果稳定,除磷效果最好.     

好氧颗粒污泥同步硝化反硝化脱氮过程中N2O的产生

对同步脱氮过程中影响N2O产生的条件进行了研究，结果表明，由于受反硝化反应影响，COD／NH4^ —N比值为2，3时产生较多的N2O，分别为15mg／L和25mg／L；而比值为4，5时N2O生成量较少,同样，较高的溶氧质量浓度(3，4mg／L)减小了颗粒污泥内部的反硝化区域，反应产生较多的N2O，控制DO质量浓度在1～2mg／L，有利于减少N2O的排放,脱氮过程中添加NO2—N和NO2—N，反应产生大量的N2O，最多可以达到75mg／L,实验发现，NO2—N较NO2—N更易形成N2O。     

内源反硝化过程中N2 O的产生特征

为了控制污水处理过程温室气体氧化亚氮(N2O)的排放量和提高污水处理厂产能,提出了强化反硝化过程中N2O积累,而后用N2O氧化甲烷提高燃烧产能同时减少N2O排放的方法.通过研究内源反硝化过程中N2O的产生特征得出,以硝酸盐(NO-3)作为电子受体的内源反硝化过程会出现亚硝酸盐(NO-2)和N2O的积累,且二者同时出现;当以不同质量浓度的NO-2-N(13~90 mg/L)作为电子受体进行内碳源反硝化时得出,高ρ(NO-2-N)会同时抑制NO-2和N2O的还原过程,从而使得内源反硝化过程中出现N2O的积累.基于此结果提出通过调控ρ(NO-2-N)来强化反硝化过程中N2O的积累,从而为N2O氧化甲烷提供基础.     

碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷脱氮工艺的影响

目的研究碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺脱氮除磷的影响程度.方法以甲醇、淀粉、葡萄糖、乙酸钠、丙酸钠、污泥水解酸化液六种碳源模拟废水,通过间歇运行方式对不同碳源的反硝化除磷系统的运行状态进行研究.结果六个系统中,淀粉的COD去除率最小,为45%,其余系统相差不大,去除率最大的是污泥水解酸化液,为88%;缺氧结束时系统出水PO₄^3--P质量浓度分别为2.24 mg/L、3.00 mg/L、3.81 mg/L、1.40 mg/L、2.46 mg/L、1.18 mg/L;各系统每克M LSS的亚反硝化速率分别为1.27 mg/（g·h）、1.15 mg/（g·h）、1.58 mg/（g·h）、2.91 mg/（g·h）、2.60 mg/（g·h）、2.03 mg/（g·h）.结论碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷系统有很大影响,淀粉类大分子碳源不利于反硝化除磷,乙酸钠类小分子物质有利于磷的释放和吸收.     

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO2--N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH4+-N)与硝酸盐氮(NO3--N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH4+-N与NO3--N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m3·d)降为0.2 kg/(m3·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6％和83.6％.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2％和97.4％.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO2--N积累特性未受影响,R1系统NO2--N积累效率达到95.1％且高于R2(89.8％),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.     

生物膜法同步硝化反硝化影响因素的分析

研究了生物膜法同步硝化反硝化系统中曝气时间、溶解氧和进水COD负荷对COD及脱氮效率的影响 .研究结果表明 :在溶解氧浓度为 1.0～ 3.0mg/L范围内 ,随着反应器内溶解氧浓度的降低 ,总脱氮去除率提高 ,保持较好脱氮率的溶解氧浓度为 2 .0mg/L左右 ;在进水COD负荷为 0 .864～ 1.44 0kg/ (m3·d)范围内 ,保持较好脱氮率的最佳有机负荷为 1.15 2kg/ (m3·d) ,降低或提高有机负荷时总脱氮率均下降     

A2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

本研究针对A2/O +移动床生物膜反应器 (A2/O + MBBR) 双污泥系统,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,建立系统的快速启动策略。研究结果表明：启动过程21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;SVI值在95 mL/gMLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。在平均进水C/N为3.44的运行条件下,A2/O + MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH4+-N、TN和PO43--P浓度分别为38.5,1.15,14.2,0.15 mg/L,COD、TN和PO43--P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。     

短程硝化反硝化快速启动及稳定运行研究

为了考察短程硝化反硝化的影响因素,对短程硝化反硝化快速启动和稳定运行的影响因素,采用实时控制手段研究。结果表明：通过DO和pH联合实时控制,低DO条件下可以实现短程硝化反硝化快速启动。启动成功的短程硝化污泥,过度曝气对NO2^--N积累影响较大。合理控制曝气时间,应用实时控制策略,控制NH4＋-N刚刚氧化完成时停止曝气,可保证NH4^＋-N完全氧化,防止NO2^--N进一步氧化。实时控制可实现短程硝化,而且可以维持短程硝化稳定运行。     

梯度递减曝气实现一体化部分短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化工艺(SPNAD)的稳定运行

为了解决一体化部分短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(single-stage partial nitritation, anammox and denitrification, SPNAD)系统中部分短程硝化由于过曝气难以稳定维持及短程硝化出水不稳定的问题,在以氨氮质量浓度为80 mg/L、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)质量浓度为150 mg/L的生活污水为进水的SPNAD系统中,通过曝气量控制进行了60 d的稳定进水负荷试验.在连续曝气控制0.3～0.5 mg/L的低溶解氧(dissolved oxygen,DO)过程中,会依次出现3次明显的DO跃变点T_a、T_b、T_c.结果表明:T_b可作为COD的降解完成指示点,T_c可作为部分短程硝化停曝气的指示点,T_c时刻NH■-N、NO■-N平均质量浓度分别为20.11、22.83 mg/L,NO■-N和NH■-N的质量浓度比值为0.93～1.37,适宜作为厌氧氨氧化进水;以DO变化...     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷系统性能研究

研究了亚硝酸盐作为电子受体对反硝化除磷系统的影响。在实验室模拟SBR反应器,在厌氧/缺氧交替运行方式下,利用模拟生活废水,分别选取不同浓度的亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化除磷系统的培养和驯化,对不同亚硝酸盐浓度下反硝化除磷系统的反硝化率以及反硝化吸磷率等因素进行了交叉对比分析。结果表明:在经过长期驯化的条件下,在合适的NO-2-N浓度范围内,DPB能以NO-2-N为电子受体进行反硝化除磷,抑制浓度为15 mg/L;在低于15 mg/L的浓度范围内,NO-2-N的消耗量以及反硝化速率随着起始NO-2-N浓度的增大而增加,在15 mg/L之后又随着其浓度的增大而降低;5~15 mg/L NO-2-N浓度下的释磷速率以及吸磷量增加得尤为明显,15 mg/L浓度下出现了类似反硝化速率的拐点曲线,在15 mg/L浓度时释磷量和吸磷量均为最高。由此可得本实验中NO-2-N的抑制浓度为15 mg/L,缺氧吸磷量与厌氧释磷量有着比较好的线性关系,拟合的直线方程为y=0.580 6+1.697 4x,两者具有线性的相关关系。     

UASB-A/O处理城市生活垃圾渗滤液同步除有机物脱氮长期稳定性试验研究

采用升流式厌氧污泥床-缺氧/好氧(UASB-A/O)生化系统处理城市垃圾渗滤液,考察系统除有机物脱氮效能及低温条件下A/O的硝化特性.623 d试验结果表明:通过UASB反应器内厌氧菌的产甲烷作用和异养菌的反硝化作用,耦合A/O系统内的缺氧反硝化和好氧生物降解机制,实现了渗滤液内有机物和氮同步深度去除.在进水渗滤液内化学需氧量质量浓度ρ(COD)为1 237~13 813 mg/L,平均值为(5 640±2 567)mg/L,UASB-A/O系统出水ρ(COD)为280~1 257 mg/L,平均值为(546±285)mg/L.在进水渗滤液内氨氮质量浓度ρ(NH_4~+-N)为148~2414 mg/L,平均值为(1 381±634)mg/L,UASB-A/O系统出水ρ(NH_4~+-N)均低于50 mg/L.整个实验过程中,A/O反应器克服了季节性温度变化的不利影响,始终维持了高效的生物硝化和反硝化.即使在冬季低于15℃温度条件下,A/O系统内的生物脱氮效率仍然维持在90%以上.     

碱性发酵液投加率对A2 O脱氮除磷效果的影响

为解决城市污水处理厂进水碳源不足、生物脱氮除磷效果较差及剩余污泥产量较大的问题,采用不断提高碱性发酵液投加率的方式,考察了碱性发酵液对A~2O系统脱氮除磷效果的影响.研究结果表明:随着碱性发酵液投加率的不断增加,A~2O系统进水pH值不断增大,COD和NH_4~+-N去除率基本不变,而TN和PO_4~(3-)-P的去除率略微下降.外碳源全部由发酵液提供后,系统COD、NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P的去除率分别为87.00%、98.86%、79.73%和80.92%,NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P的去除量较单独投加乙酸钠时分别提高24.93%、19.05%和86.08%.     

淀粉基可生物降解载体在同步硝化反硝化中的应用

针对污水生物脱氮过程低C/N的问题,采用淀粉基可生物降解载体进行生物膜脱氮研究,考察了pH、DO、温度等因素对同步硝化反硝化的影响。结果表明:在C/N=4时,淀粉基可生物降解载体可以为反硝化菌提供充足的有机碳源。在pH=8~8.5、DO=1 mg/L、T=28℃时,氨氮及总氮去除率分别可以达到93%和76%。     

合成氨工业废水高效短程生物脱氮中试研究

以某实际合成氨化工厂废水为研究对象,进行高氨氮化工废水缺氧/好氧(A/O)工艺高效短程生物脱氮中试研究.试验结果表明:A/O系统经过90 d的运行,实现了稳定的短程硝化,并获得了稳定的有机物和氮去除.亚硝态氮积累率维持在80%以上,COD、NH₄⁺-N和TN的去除率分别达到了95%、99%和80%.此外,机理分析表明,A/O中试系统获得稳定短程硝化的主要因素为较低ρ(DO)、较高ρ(FA)及适宜HRT三者的协同调控.     

ρ(C)ρ/(N)对污水反硝化过程中N_2O产生的影响

利用SBR反应器硝化结束的混合液,通过投加不同碳源量和利用内源碳源反硝化,考察了不同ρ(C)/ρ(N)对污水反硝化过程中N2O产生情况的影响.控制ρ(C)/ρ(N)分别为0、1.2、2.4、3.5、5.0和20,结果发现,不投加外碳源条件下,利用内源碳源反硝化过程反硝化率仅有10%,产生的ρ(N2O)也很低.投加外碳源控制ρ(C)/ρ(N)为1.2和2.4条件下,反硝化率分别为18.44%和33.55%,产生的ρ(N2O)同样较低,ρ(C)/ρ(N)=3.5和5.0时,反硝化率升高到了71%和91.4%,产生的ρ(N2O)也升高到0.227 mg/L和0.135 mg/L,是不加外碳源时产生量的30倍和18倍.继续提高ρ(C)/ρ(N)到20,发现反硝化率可以达到99.29%,产生的ρ(N2O)增高到了0.317 mg/L.可见,在污水反硝化过程中,虽然ρ(C)/ρ(N)过低产生的ρ(N2O)很少,但严重影响反硝化效果,要得到较高的反硝化率,需要较高的ρ(C)/ρ(N),但是ρ(C)/ρ(N)较低和过高时都会产生较高的ρ(N2O),所以,污水反硝化过程中应该控制ρ(C)/ρ(N)在5左右,既可以实现较高的反硝化氮去除率,又可减少ρ(N2O)的产生.     

DO对膜曝气生物反应器同步除碳脱氮的影响

为获得膜曝气生物反应器(membrane aerated bioreactor,MABR)处理污水同步除碳脱氮的最佳DO质量浓度,构建以亲水性聚丙烯中空纤维膜为曝气膜组件的MABR,在80 d连续运行的时间内,考察DO质量浓度对MABR处理模拟生活污水同步除碳脱氮效果的影响.结果表明:在水力停留时间8 h、膜表面COD...     

UASB-A/O-ASBR工艺实现晚期垃圾渗滤液深度除碳脱氮

针对晚期垃圾渗滤液实现深度除碳脱氮,采用上流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket,UASB)-缺氧/好氧反应器(anoxic/aerobic reactor,A/O)-厌氧氨氧化反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR)组合工艺,以短程硝化-厌氧氨氧化耦合反应为依托,通过UASB实现有机物的大部分降解,在A/O中实现短程硝化,在ASBR中通过厌氧氨氧化深度脱氮.研究结果表明:当进水ρ(CODcr)、ρ(NH_4~+-N)和ρ(TN)分别为2 220 mg/L、1 400~1 450 mg/L和1 450~1 500 mg/L;最终出水分别为98、7、25 mg/L,实现了分别为95.6%、98.3%和99.5%的高去除率.故该工艺无须投加任何外碳源,最终实现化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮(NH_4~+-N)和总氮(total nitrogen,TN)的高效、深度去除.     

体积比对分段进水工艺处理低浓度废水性能的影响

采用改良A²/O四点分段进水工艺处理低浓度、低碳氮比城市生活污水.在HRT为8.7 h、SRT为15 d、污泥回流比为75%、进水流量分配比为20:35:35:10、好氧段ρ(DO)为1~1.5 mg/L条件下,通过调整不同的厌氧/缺氧/好氧体积比,分析体积比对污染物去除性能的影响.结果表明:不同的体积比对COD、氨氮的去除基本无影响,但对TN、TP去除影响较大.当厌氧/缺氧/好氧体积比为4:8:10时,对污染物去除效果最佳,出水COD、氨氮、总氮、总磷质量浓度分别为28.12、0.58、9.26、0.43 mg/L,进水碳源有效利用率达72.4%.通过逐步减少好氧段体积以提高缺氧段体积的策略,可使进水碳源在各缺氧段或厌氧段被充分利用,同时有利于反硝化除磷菌的富集,DPAOs最高比例为20.9%.     

抗高盐菌株的驯化及其对高盐含氮废水的处理

针对生物处理法处理高盐废水时普遍存在微生物易失活甚至死亡的问题,在上流式固定床反应器中,通过小幅度提高进水盐度来驯化抗高盐厌氧氨氧化菌株。实验结果表明,盐度从0增加至30g/L,系统对氨氮、亚硝氮、总氮的去除率平均值分别为72.56%、92.54%、73.83%,氨氮、亚硝氮、总氮的容积负荷去除分别为0.81、1.03、1.74kg/(m3·d);盐度高于30g/L时,细菌活性受到抑制,系统脱氮能力显著下降;减小盐度,细菌活性恢复。此外,系统能较快适应负荷的变化,具有较强的抗负荷冲击的能力。     

膜面积负荷对气水交替MBR处理污水的影响

为提高气水交替膜生物反应器的处理效率,充分利用膜组件,通过小试试验,考察膜面积负荷对该工艺处理模拟生活污水的影响.结果表明,在膜腔供氧压力不超过200 kPa、原水碳氮比为10左右的条件下,AMBR对COD、NH4＋-N和TN的最大膜面积去除负荷分别为84.9、6.75和6.5 g/（m2.d）.对于AMBR去除COD...