膜生物反应器处理废水硝化/反硝化能力研究

本研究采用前置缺氧／好氧膜生物反应(Anoxic／Oxic Membrane Bioreactor,AOmR)处理废水,分别对NH^ 4-N及总氮(TN)的去除效果、硝化／反硝化能力以及影响因素进行了研究。试验结果表明：在碳源充足、水力停留时间(HI汀)为6．5h、污泥泥龄(SRT)为30d、pH值范围为7、0～8．5条件下,进水NH^ 4-N平均值为240mg/L时,反应器能够保持良好的硝化、反硝化能力,出水NH^ 4-N值能稳定在2．5mg/L左右,平均去除率为98．5％,TN平均去除率为65％。     

低温硝化活性污泥的富集及其生物强化效果

为解决冬季生物处理系统硝化功能差的问题,采用膜生物反应器(MBR)富集低温硝化污泥,分析富集前后微生物种群变化,考察在5、10、15、20℃下的氨氧化速率变化,探究低温硝化污泥(10℃)及中温硝化污泥(25℃)对受低温冲击的生物处理系统硝化功能的强化效果。结果表明:一般好氧池中的活性污泥在10℃和高氨氮负荷驯化后,可富集获得硝化活性为66 mg/(L·h)的低温硝化污泥;富集198 d后,其硝化杆菌属(Nitrobacter)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)的相对丰度提高了43倍和42倍;该硝化污泥在10～20℃的环境下,其硝化活性随温度的升高而升高,在5℃环境下,其氨氧化速率为10℃时的48%。对比低温和中温硝化污泥强化受7～8℃冲击的生物处理系统时,发现投加低温硝化污泥的生物处理系统5 d后,其氨氮去除率上升至99%以上;而投加中温硝化污泥的生物处理系统,则需20 d,且亚硝氮有明显积累,这说明采用与被强化体系温度差小的硝化污泥,能更快地恢复污水生物处理系统的硝化功能。     

低温下碳源对同步硝化反硝化的影响

为了提高生物脱氮效率,采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟废水。在pH=7.0—8.5、温度10—15℃、溶解氧(DO)为3—5 mg/L、污泥浓度(MLSS)为(3 500±200)mg/L、ρ(NH4+-N)为50—70 mg/L条件下,分别考察蔗糖、醋酸钠和乙醇作为碳源对SBR工艺同步硝化反硝化(SND)脱氮效果和胞外聚合物(EPS)的影响。结果表明,蔗糖作为碳源时,当进水COD为370 mg/L时,COD去除率达到86%,SND率为88.3%,ρ(EPS)为659 mg/L;当醋酸钠作为碳源时,COD去除率达83.9%,SND率为68.8%,ρ(EPS)为742 mg/L;当乙醇作为碳源时,COD去除率仅为72.8%,SND率为58%,ρ(EPS)为736 mg/L。与醋酸钠和乙醇相比,蔗糖更适合作为低温下SBR工艺同步硝化反硝化的碳源。     

长泥龄改良A2/O工艺的短程硝化反硝化除磷

为解决传统A²/O工艺硝化与除磷泥龄(SRT)之间的矛盾,进一步提高低C/N(P)比生活污水同步脱氮除磷效率,采用一种改良A²/O工艺在长SRT条件下处理生活污水.试验结果表明,该工艺可有效筛选和强化反应器内活性污泥,并大量富集长SRT的反硝化除磷菌(DPAO).通过亚硝酸盐氧化菌(NOB)淘洗阶段后,反应器在SRT=19.6d、A²O段污泥浓度(MLSS)=5.5 g·L^-1、水力停留时间(HRT)=8.2 h、污泥回流比(R)=90%、硝化液回流比(r)=250%、溶解氧(DO)=1.5～0.3 mg·L^-1,间歇曝气段HRT=4 h、曝气周期1 h曝气1 min(DO=0.3～0.5 mg·L^-1)、沉淀59 min条件下长期运行,COD、NH₄⁺-N、TP和TN的平均去除率分别为88.71%、99.2%、93.77%和89.52%,出水亚硝化率(NO₂^--N/NO_x^--N)可达97.2%,DPAO占聚磷菌(PAO)比为95.5%.污水中约72.96%的COD被DPAO合成PHA除磷,15.75%的COD由异养反硝化消耗,约41.96%和31.31%的N分别通过反硝化除磷和异养反硝化去除.剩余污泥主要由DPAO和反硝化菌增殖产生,分别占82.74%和17.24%,较传统脱氮除磷途径减少了58.76%的碳源消耗和44.6%的污泥排放.     

不同有机碳源对SBR工艺同步硝化反硝化影响

采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟废水,在pH值7.0～8.0、温度30～32℃、DO浓度0.5～1mg/L、MLSS(4000±300)mg/L、NH4+-N35～45mg/L条件下,考察乙酸钠、淀粉和葡萄糖作为碳源对SBR工艺同步硝化反硝化效果的影响。结果表明:投加葡萄糖时,COD去除率达到93.95%,出水硝酸盐浓度为7mg/L;投加淀粉时,COD去除率仅70%,出水硝酸盐浓度为12mg/L;采用乙酸钠作为碳源时,COD去除率为88.34%,出水硝酸盐浓度为4mg/L。COD/NH4+-N为12,分次投加乙酸钠时,氨氮去除率高于95%,总氮去除率高于90%,实现了同步硝化反硝化。在同步硝化反硝化SBR系统中,乙酸钠比淀粉和葡萄糖更适合作为碳源。     

低强度超声波启动短程硝化及NOB抑制动力学

在序批式生物反应器中探究低强度超声波对短程硝化启动性能的影响,考察了亚硝酸盐积累率(NAR)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性、NOB动力学参数的差异。结果表明,超声组(声功率密度0.20、0.25、0.30 W/m L)在30 d时NOB活性分别为5.01、3.57、3.29 mg/(g·h),显著低于非超声波辐照的对照组(8.01 mg/(g·h)),超声组NAR均高于90%,成功实现短程硝化。NOB的底物半饱和常数(K_S)分别为310.4、134.6、241.4 mg/L,显著大于对照组的25.31mg/L。因此,低强度超声波辐照污泥,减小了NOB增殖速率的同时抑制其活性,将硝化作用控制在亚硝化阶段,从而保证短程硝化启动。     

反硝化颗粒污泥处理不锈钢酸洗废水研究

采用以厌氧絮状污泥作为接种污泥的上流式厌氧反应器，通过调整其水力停留时间和水力条件等关键因素培养反硝化颗粒污泥，开展其对不锈钢酸洗废水脱氮研究。研究结果表明，上流式厌氧反应器以甲醇作为碳源运行42 d后，形成了成熟的反硝化颗粒污泥；成熟的反硝化颗粒污泥边缘清晰、表面包裹大量杆菌，单颗污泥沉降速率可达198～273 m/h，粒径为1～6 mm，反硝化速率最高可达2.79 gN/(gVSS·d)；在反应器NO₃^--N容积负荷为2.0～2.44 kg/(m³·d)时，NO₃^--N平均去除率为98.03%,NH₄⁺-N平均去除率为89.76%,TN平均去除率为97.81%；最终出水的氨氮及总氮可同时满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)的间接排放标准和《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)的C级排放标准。本工艺相比传统反硝化工艺能够节约碳源30%左右。     

复合式膜生物反应器内的同步硝化反硝化研究

研究了半软性填料膜生物反应器内的同步硝化反硝化现象及机理,考察了DO,C/N对有机物和氨的去除效果以及对同步硝化反硝化的影响.试验结果表明,反应器内存在较好的同步硝化反硝化效果.进水COD为800 mg/L左右,pH为7.0～8.0,HRT为10h,温度为25℃时,D0为2.5 mg/L左右,C/N为20左右的条件下同步硝化反硝化效果最好,且COD,NH 4-N,TN去除率都可以达到90%以上.     

单一反应体系曝气量与污泥质量浓度对同步硝化反硝化的影响

利用自培养硝化污泥与实验室筛选的1株反硝化细菌共培养形成共生污泥,构建膜生物反应器(MBR)单一反应体系同步硝化反硝化系统,得到系统良好同步硝化反硝化曝气量和污泥浓度的最优条件。由试验结果可知:在混合污泥质量浓度(MLSS)6.0~10.0 g/L时,调节曝气量,可以使单污泥同步硝化反硝化总氮(TN)去除率达到85%以上。不同MLSS下,达到最高TN去除率的最佳曝气量随着MLSS增高而向高曝气量偏移。随着MLSS增高,响应因子F变小,由曝气量的变化而引起的TN去除率变化明显变缓,表示MLSS对O2传递的缓冲能力越强。在MLSS为8 g/L条件下,低负荷比较容易达到较高的TN去除率,而高负荷下需要更高的曝气量以获得高的TN去除率,系统适合的NH4+-N负荷范围0~0.30 kg/(m3.d)。MLSS≥3.0 g/L,出水化学需氧量(COD)低于50 mg/L,COD大部分贡献于反硝化所需C源。单一反应体系同步硝化反硝化系统能对负荷的改变作出及时的回应,整体上运行比较稳定。     

一体式同步硝化反硝化中试实验研究

研究一体式同步硝化反硝化中试实验装置启动的过程及其应用于处理实际城市生活污水,并确定其启动所需时间及其处理效果.利用污水厂浓缩池污泥作为该装置的启动污泥,以经过超细格栅间后的生活废水为该反应器的进水。启动过程分为3个阶段以连续进水方式进行,在16.1～20.6℃,进水量100 L/h,水力停留时间19.5 h,污泥浓度（MLSS）约为6 500 mg/L的条件下,分析反应器对废水中COD、氨氮、总氮及硝化反应的处理效果。经过42天反应器对废水的COD、氨氮、总氮的除率分别为80.87%、86.11%、52.23%。亚硝酸盐积累率（NAR）达到52%以上。一体式同步硝化反硝化中试实验装置启动阶段处理实际生活污水具有高效稳定的特点,反应器设计结构占地面积小节省了大量的人力与财力,一体式同步硝化反硝化装置的启动实验对应用于实际工程具有一定借鉴意义。     

变基质浓度下SBR亚硝化启动试验研究

采用SBR反应器,在低DO(<1.0 mg/L)及高氨氮浓度(220 mg/L)下,经过20周期(10 d)的连续运行,亚硝化率达到90%以上并且保持稳定。此后逐步降低氨氮浓度,深入研究6个不同水平下亚硝化效果和游离亚硝酸(FNA)及温度对亚硝化的影响。试验结果表明,高氨氮时,实施限时曝气且低DO、较高游离氨(FA)的联合抑制模式,低氨氮下,采取实时控制策略,避免过度曝气,经过130 d的运行,去除负荷稳定在0.301 kg NH 4+-N/(m3.d),污泥负荷稳定在0.374 kg NH4+-N/(kg MLSS.d),亚硝化率一直在95%以上,成功实现了低氨氮SBR亚硝化的启动。同时发现FNA对AOB的抑制具有可逆性,而缓慢升温对亚硝化效果影响不大。     

硝化微生物制剂在制革废水氨氮处理中的应用

为有效降低制革废水出水氨氮浓度,以某制革厂废水处理工程为研究对象,通过外加硝化微生物制剂实现硝化污泥的快速培养,并联合序批式活性污泥工艺（SBR）探究其对硝化污泥活性及制革废水氨氮去除性能的影响。结果表明,投加硝化微生物制剂的系统,经过19 d驯化培养,污泥可生化性能良好,实验组混合液悬浮固体浓度（MLSS）相比对照组提高610 mg/L,而污泥沉降比（SV）和污泥体积指数（SVI）分别多下降5%、3.4;污泥硝化强度及硝化速率分别为6.1 mg/（L·h）和2.84 mg/（g·h）;SBR反应器接种生理稳定的硝化污泥后,能够迅速降低废水中氨氮,连续进水72 h后去除率达89.6%,并且出水氨氮可稳定维持在废水排放标准以下。     

铜离子对自养脱氮亚硝化工艺的影响及恢复策略

采用SBR反应器考察了Cu(Ⅱ)短期作用对亚硝化反应器的影响规律,结果表明,低浓度的Cu(Ⅱ)(≤10 mg/L)对亚硝化有促进作用,并且在3~10 mg/L范围内影响规律相似。高浓度的Cu(Ⅱ)(≥20 mg/L)抑制AOB的活性,同时诱导了NOB的活性。Cu(Ⅱ)≥30 mg/L时NOB也被抑制。Cu(Ⅱ)对AOB的半抑制质量浓度为21.8 mg/L。在短期作用后,污泥中的铜含量增加。AOB被Cu(Ⅱ)完全抑制后,通过向反应器中投加20 mg/L EDTA螯合提取污泥中的铜离子,可使亚硝化得到恢复,同时污泥中的铜减少。     

供氧速率影响同时硝化反硝化脱氮的研究

通过在实验室内建立同时硝化反硝化(SND)装置,考察了供氧速率对SND脱氮的影响。结果显示,当供氧速率由50 m L/(min·L)提高至100 m L/(min·L)时,COD与NH3-N去除效率变化不大,分别保持在96%与99%以上,而TN去除率由80%降低至70%左右。为研究造成脱氮性能差异的原因,采用批次试验测试了不同供氧速率下的脱氮过程。研究结果表明,供氧速率的增加不影响反硝化速率,但会提高碳氧化速率,从而加快有机物的消耗,缩短了反硝化的时间,从而造成TN去除率下降。     

碳源利用方式对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化的影响

研究了好氧颗粒污泥利用外源碳源和胞内储存物质对同步硝化反硝化(SND)的影响.当序批式反应器(SBR)运行方式不同时好氧颗粒污泥对进水碳源的利用方式不同.在一定m(COD):m(N)下,以外源基质为碳源的缺氧反硝化速率为胞内储存物质的4.5～5.5倍;当m(COD):m(N)相同时,利用胞内储存物质的SND效率明显高于外源基质.外源碳源的大量存在使得硝化反应相对滞后,好氧中后期尽管硝态氮充足,但反硝化所需的碳源往往不足:而胞内储存物质的慢速降解特性使得硝化与反硝化过程能够同步进行,从而实现了较高效率的同步硝化反硝化.     

污泥比对反硝化除磷产电系统影响研究

以模拟城市生活污水为处理对象,采用反硝化除磷产电工艺,研究了不同的超越污泥比和含磷污泥回流比对系统脱氮除磷及产电的影响。当超越污泥比和含磷污泥回流比相等且分别为0.30、 0.35和0.40时,反硝化除磷产电系统出水COD平均质量浓度分别为11.16、 8.78和12.08 mg/L,出水氨氮平均质量浓度分别为1.95、4.74和5.85 mg/L;出水PO43--P平均质量浓度分别为1.38、 0.67和1.93 mg/L,反硝化除磷产电系统的开路电压和最大功率密度分别为0.601 V和62.42 mW/m2、 0.624 V和53.01 mW/m2、 0.608 V和51.12 mW/m2。当超越污泥比和含磷污泥回流比为0.35时,反硝化除磷产电系统去除污染物和产电的效果最好。     

低碳氮比城市污水短程生物脱氮试验研究

在常温下对低碳氮比城市污水进行了短程生物脱氮中试研究.当进水COD为130～210 mg/L、m(COD):m(TN)为3.2～4.5、水温19～23 ℃时,通过控制低氧曝气区的DO为0.2～0.6 mg/L,在低氧-好氧(LO)和缺氧-低氧-好氧(ALO)两种工艺中均实现了短程硝化反硝化过程.当HRT为8 h、污泥回流比和内回流比分别为1和2、MLVSS为1 900 mg/L时,LO、ALO工艺的TN去除率分别达到64%和74%.     

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。     

膜生物反应器同步硝化反硝化系统的研究

设计结构合理的膜生物反应器,驯化培养硝化污泥,复配反硝化细菌,构建了具有同步硝化反硝化功能且能去除COD的膜生物反应器系统。MLVSS的增高和污泥结构的改善为同步硝化反硝化提供条件。进水氨氮浓度在50mg／L,MLVSS为8g／L时,最佳HRT为4～6h,气量控制在0．5m^3／h左右,TN去除率达80％以上。系统承受负荷变化范围0～0．36kgN／（ma&#183;d）,TN去除率均能保持80％左右,COD去除率稳定在90％。     

垃圾渗滤液短程硝化快速启动研究

文章针对目前短程硝化工艺启动慢、难以稳定生成亚硝氮的难题,接种市政污泥与渗滤液生化池污泥,采用垃圾渗滤液分别完成了短程硝化的启动。结果表明,在氨氮质量浓度为100～300 mg/L,溶解氧浓度为1 mg/L的条件下,经过约50 d的连续运行,可实现市政污泥向短程硝化污泥完全转化的过程,完成短程硝化的快速启动;渗滤液生化池污泥则可通过控制溶解氧(1 mg/L)以及水力停留时间(24 h)的条件下,于一周内完成短程硝化的快速启动。此外针对半程短程硝化稳定运行的控制条件进行了研究,得到结论为在考虑经济成本的情况下,同时控制溶解氧和SRT可有效对半程短程硝化进行稳定化运行。