污泥微膨胀的特性及N_s和DO对其影响

为了解决污水厂频繁发生的污泥膨胀问题,提出一种能在低氧条件下利用丝状菌的形态和生理特性进行污水处理的节能高效的"低氧丝状菌微膨胀"新方法.采用SBR反应器,通过好氧-缺氧的运行方式,研究了在微膨胀状态下,DO含量和有机负荷率对污泥沉降性的影响及氮、磷和COD的去除特性.试验结果表明:有机负荷率和DO含量各自在特定的范围内影响污泥沉降性,当有机负荷率大于0.25d-1时,单靠降低DO含量已经不能维持污泥微膨胀状态.低氧微膨胀不会恶化系统的硝化效果,由氮的物料平衡发现,每周期通过同步硝化反硝化可以去除掉20%的氮.低氧曝气前期能够出现释磷现象,系统内可以富集聚磷菌.     

双污泥反硝化聚磷系统污泥的培养与驯化

以污水处理厂氧化沟污泥为泥种,采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养,约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥.第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥,运行约40 d,最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L,表现出较强的聚磷能力;第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥,运行60 d,缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势.硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮,硝化率基本稳定在98.5％以上.硝化速率本符合零级动力学方程,比硝化速率常数为0.0024h-1;好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程,速率常数分别是0.377、0.740 g/(L·h-1).利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A2N-SBR试验,结果表明:在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、7.25 mg/L时,去除率分别为93.5％、76.7％和94.1％,驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果.     

溶解氧和污泥粒径分布对城市污水SND影响

为了进一步探讨同步硝化反硝化的反应机理,采用SBR工艺,考察溶解氧和污泥粒径分布对城市污水同步硝化反硝化的影响。结果表明：低溶解氧（平均DO-0．5～0．8mg／L）条件下,氮平衡计算证实SBR工艺发生了明显的SND现象,总氮中大约23．11％的氮是通过SND现象去除的。当DO浓度为0．5mg／L时,硝态氮生成量与氨氮的减少量之比为0．454,硝化速率与反硝化速率基本相当。当DO浓度为4．296mg／L时,硝化反应产生的氨氮的减少量与硝态氮的生成量相等,此时基本不发生SND现象。当SND发生时,污泥菌胶团颗粒的平均颗粒粒径仅为5．02μm～6μm,说明SND不是单纯的“微环境作用”的结果。     

芽孢杆菌活性污泥的好氧反硝化特性

为验证芽孢杆菌在活性污泥混合菌体系中的好氧反硝化效果,以添加芽孢杆菌纯菌的活性污泥(以下称芽孢杆菌活性污泥)为研究主体,经过培养驯化,发现在好氧条件下有较高的脱氮率.研究该污泥在不同氮源(硝酸钠和亚硝酸钠)、溶解氧质量浓度在0.6~2.5 mg/L条件下的好氧反硝化特性,并进行反应动力学分析.实验表明,芽孢杆菌活性污泥具有好氧反硝化特性,在好氧条件下只能还原亚硝态氮而不能还原硝态氮,好氧反硝化效果随着溶解氧质量浓度的升高而降低.在缺氧段芽孢杆菌活性污泥反硝化速率为12.45 mg/(g·h)(以亚硝态计),在好氧段最大好氧反硝化速率可达缺氧段的50%,并且随着溶解氧质量浓度的升高而降低.     

短程硝化颗粒污泥的培养与特性分析

在SBR反应器中,接种普通活性污泥,以沉降时间为选择要素,逐渐提高氨氮负荷成功培养了以氨氧化细菌（AOB）为优势菌的好氧硝化颗粒污泥,其形态近似为球形或椭圆形,平均粒径1．1mm,平均沉降速率为1．9cm·S-1,SVI在18．2～31．4mL·g-1之间,对氨氮的去除率达95％,亚硝酸盐积累率维持在809／6～90％。颗粒污泥形成后,氨氧负荷达到了0．0455kgNH4＋-N（kgMLSS·d）-1,与启动期相比,提高了4．55倍。分子生物学FISH技术对颗粒污泥茵群结构的定量分析表明,AOB占全部茵群的14．9oA左右,NoB占0．89oA左右。反应初期高FA和反应后期高FNA的共同作用可能是该研究中实现和维持稳定短程硝化的关键。     

低温条件下低溶解氧污泥微膨胀的发生及分子生态学解析

采用SBR工艺处理实际生活污水,在低温条件下,通过降低溶解氧诱使活性污泥发生微膨胀,使污泥容积指数(SVI)维持在150~200 mL/g.研究了低温条件下活性污泥微膨胀的发生及活性污泥中微生物的生长,通过FISH技术对微膨胀状态下的优势丝状菌进行定性分析,确定低温下诱发低氧微膨胀的丝状菌是微丝菌(MPA223).与正常溶解氧时相比,微膨胀状态下COD和PO34-P-的去除率均上升,分别为80%和98%;NH4+-N和TN的去除率有所下降,分别为52%和28%;研究中还发现,低溶解氧导致了同步硝化反硝化(SND)现象的发生,约有15%的氮通过SND现象去除.     

SBAR中好氧颗粒污泥的培养与应用研究

以普通絮状活性污泥为接种污泥,采用人工配制的模拟生活污水,通过逐步缩短沉降时间的方法,在SBAR中成功地培养出了成熟的好氧颗粒污泥。颗粒污泥的SVI为19．97mL／g,粒径在0．45～2．0mm之间,平均沉降速率为45．62m／h,SOUR为47．68g／kg·h,均优于普通絮状污泥。通过扫描电镜观察,颗粒污泥表面粗糙,轮廓清晰,分布着一些沟壑和微小孔道,微生物以杆菌和球菌为主。研究表明,该好氧颗粒污泥反应器具有良好的去除COD和NH4^＋-N的能力,去除率分别达到93％和98％以上,对TP的去除率也达到了60％左右。     

容积交换率对SNAD污泥颗粒化与稳定运行的影响

为研究不同容积交换率对同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化工艺(SNAD)污泥颗粒化及稳定运行的影响,采用容积交换率分别为37.5%(R1)和75%(R2)的SBR进行对比实验.结果表明,R1仅用36 d就实现了颗粒化,比R2快1/3,且颗粒化过程中R1的污泥流失较小;R1总氮去除速率(RNR)、单位MLVSS好氧氨氧化活性(RAO)和厌氧氨氧化活性(R_(AN))分别为0.356 g·L~(-1)·d~(-1),0.113 0和0.080 9 g·g~(-1)·d~(-1);R2的R_(NR)、R_(AO)和R_(AN)分别为0.248 g·L~(-1)·d~(-1),0.093 6和0.070 5 g·g~(-1)·d~(-1).由此表明:较小的容积交换率有利于减少絮体流失,从而加快SNAD污泥的颗粒化进程;有利于提高AOB与AnAOB的活性以及抑制NOB活性,从而实现SNAD工艺稳定高效的去除效果.     

CAST工艺处理低C/N废水中DO对NO2-积累的影响

研究了有效容积为72 L的循环式活性污泥法反应器在不同溶解氧浓度下,处理低碳氮比生活污水时,去除氨氮过程中亚硝酸盐积累的情况.选取5个DO浓度水平进行试验,结果表明,在低DO浓度下有效去除氨氮的同时,实现了长期稳定的亚硝酸盐积累,并且无污泥膨胀发生,当DO在0.5 mg/L时,系统内亚硝化率(NO2-/NOx-)可达80%以上,氨氮去除率＞90%,SVI在109 mL/g左右;当DO＜0.5 mg/L时,氨氮去除率下降;当DO＞1 mg/L时,硝化反应较彻底,但硝化过程向全程硝化转化.     

低氧丝状菌污泥微膨胀节能方法

为了节省活性污泥法污水处理的运行费用,降低供氧能耗,通过小试试验研究低溶解氧丝状菌污泥微膨胀节能方法.采用缺氧/好氧(A/O)工艺处理实际生活污水,溶解氧ρDO维持在0.5~0.7 mg.L-1时,丝状菌污泥微膨胀状态可维持长期稳定,污泥容积指数在130~180 mL.g-1之间.低溶解氧丝状菌污泥微膨胀期间,沉淀池没有发生污泥流失,系统处理效果稳定.与ρDO=2.5 mg.L-1,污泥沉降性能良好时相比,出水变得更清澈,出水悬浮物ρSS低于5 mg.L-1;化学需氧量和总氮的去除率不受影响;在现有试验设备条件下,曝气量平均从0.75m3.h-1下降到0.28 m3.h-1,曝气量节约了60%.     

Characterization of phosphorus removal bacteria in （AO）^2 SBR system by using different electron acceptors

The enhanced biological phosphorus removal (EB-PR) process is an economical and environmentallyfriendly technology for removing phosphorus fromwastewater, where the phosphorus removal bacteria isthe key functional organism[1]. According to the origi-nal c…     

低溶解氧控制状态下污泥减量系统除磷脱氮特性

通过控制曝气量的方式研究了溶解氧对污泥减量系统除磷脱氮过程的影响。发现在低剂量2,4,5-三氯苯酚（TCP）作用下。活性污泥的内源SOUR值增加,SBR系统的低DO状态持续时间增长,周期平均DO降低,形成了有利于同时硝化反硝化SND脱氮的低DO环境。综合考虑TCP浓度对污泥减量、除磷脱氮和污泥性能的影响,TCP浓度建议为2mg／L,SBR周期平均DO值控制为2mg／L。与对照系统相比,2mg／LTCP污泥减量系统的曝气量增加了23％,剩余污泥排放量减少34．6％,出水水质与对照系统相当,实现了达标排放。表明低DO控制状态下、辅以排富磷污水除磷方式,TCP系统可以同时获得优异的除磷脱氮和污泥减量效果。     

腐殖酸预处理对活性污泥中硝化菌活性的影响

为考察腐殖酸(HA)预处理对硝化菌——氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的影响,将不同质量浓度梯度的腐殖酸(HA)分别投加到全程硝化污泥Sc1(硝化活性较低)和Sc2(硝化活性较高)以及短程硝化污泥Sp(硝化活性较高),预处理24 h,每种污泥均采用相同的HA质量浓度梯度(0、80、160、240 mg/L)处理.结果表明,当采用80 mg/L(50 mg/gMLVSS)的HA预处理后,污泥Sc1的NOB活性就有了显著提高,硝化反应过程中的硝态氮积累率(R_(NA))由不投加HA预处理时的26.32%增加至78.82%,而氨氧化速率(R_(AO))没有显著变化,表明HA预处理对AOB的活性没有影响而提高了NOB的活性.对于污泥Sc2,投加不同质量浓度的HA预处理既没有改变R_(AO)也没有影响R_(NA),这说明对于活性较好的AOB和NOB,HA预处理并没有进一步提高其活性,同时也不会抑制其活性.对于污泥Sp,HA的预处理没有破坏其短程效果,基本没有NO_3~--N的积累.因此,HA预处理对于AOB活性基本没有影响,但是影响了NOB的活性,在其活性不高时,能提高其活性,在其活性高时,既不会被进一步提高也不会被抑制.     

自养短程硝化系统启动及污泥絮体微生态物质迁移转化规律试验研究

通过改变反应器曝气量、氨氮浓度与适时排泥可缩短自养短程硝化时间.利用微电极监测技术,测定反应器内好氧活性污泥絮体微观环境物质浓度变化规律.结果表明,逐步降低曝气量、增加氨氮浓度和适时排泥可以提高系统的NO-2-N积累浓度:在NH+4-N浓度由200 mgN/L提高到400 mgN/L,曝气量由35 L/H降到25 L/H,污泥浓度稳定在2 100～2 400 mg/L,历时23 dNO-2-N积累率由3.4%提高到91.86%.经过三个阶段,实现了全程硝化到短程硝化的转换过程;通过对污泥基团物质迁移转化的微生态监测发现,NO-2-N生成过程主要在污泥基团0～500μm内进行.试验条件下絮体内NO-2-N总产量从1.48μmol(cm2.h)-1增加到3.8μmol(cm2.h)-1,NO-3-N总产量从2.6μmol(cm2.h)-1降低到0.95μmol(cm2.h)-1;随着曝气量降低和氨氮浓度的提升,NO-2-N生成区域向污泥絮体表面迁移,亚硝氮氧化区域主要存在于氨氮氧化区域絮体更深处部位.测试发现物质在污泥界面迁移过程中明显衰减,表明污泥结构过于密实会影响物质迁移和净化效率.     

限氧曝气实现亚硝酸型同步硝化反硝化的研究

在(19±1)℃条件下,采用SBR工艺处理低碳氮比实际生活污水,没有外加有机碳源,通过限氧曝气实现了亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮(simultaneous nitrification denitrification via nitrite,亚硝酸型SND).试验结果表明,较长污泥龄下(50～66 d),通过控制曝气量使系统溶解氧处于较低水平,好氧末端ρDO2.0 mg/L,平均ρDO≈0.65 mg/L,不仅可在常温条件下实现短程硝化,ρ(NO2--N)/ρ(NOx--N)稳定在95%以上,而且可同时在该好氧硝化系统中获得高效的反硝化效果,稳定运行后,经亚硝酸型SND途径的总氮去除率(ESND)平均为52%,最高可以达到63.1%.试验分析表明,低ρDO水平是实现亚硝酸型SND的关键因素,通过低ρDO影响硝化菌群的构成、反硝化菌的缺氧微环境以及有机物和ρ(NH4+-N)的降解特性,促进了亚硝酸型SND的形成.     

Advanced sludge reduction and phosphorous removal process

An advanced sludge reduction process, i.e. sludge reduction and phosphorous removal process, was developed. The results show that excellent sludge reduction and biological phosphorous removal can be achieved perfectly in this system. When chemical oxygen demand ρ（COD） is 332 - 420 mg/L, concentration of ammonia p（NH3-N） is 30 - 40 mg/L and concentration of total phosphorous p（TP） is 6.0 -9.0 mg/L in influent, the system still ensures ρ（COD）〈23 mg/L, ρ（NH3-N）〈3.2 mg/L and ρ（TP）〈0. 72 mg/L in effluent. Besides, when the concentration of dissolved oxygen ρ（DO） is around 1.0 mg/L, sludge production is less than 0. 140 g with the consumption of 1 g COD, and the phosphorous removal exceeds 91 %. Also, 48.4% of total nitrogen is removed by simultaneous nitrification and denitrification.     

A/O脱氮工艺影响因素及其控制策略的研究

为有效提高A／O工艺脱氮效率,以淀粉废水为研究对象,系统考察了DO、硝化液回流量、污泥回流量、SRT、进水COD与TN质量质量浓度比和HRT等因素对脱氮效率的影响,并建立了相应的控制策略,如以出水氨氮质量浓度来控制好氧区DO值,以缺氧区硝酸氮质量浓度来控制内循环回流量,以进水COD与TN质量质量浓度比或出水总氮质量浓度来控制外碳源投量,最后根据上述分析建立了A／O工艺硝化与反硝化反应专家控制系统。