混合型碳源和除磷剂改善冬季污水氮磷去除效果的研究

针对北方某污水处理厂冬季出水氮磷去除效果不佳的问题，通过外加混合型碳源和除磷剂提高脱氮除磷效果。本研究对不同配比的混合型碳源反硝化速率进行了研究，并研究了水厂投加混合碳源和化学除磷剂后对氮磷的去除效果。通过反硝化小试实验和分析水厂进出水氮磷变化，得出结论：C与N物质的量比7时，以1∶5.5物质的量比混合的葡萄糖和乙酸钠为外加碳源，对活性污泥反硝化能力提升效果最好；在水厂污水中以C与N物质的量比10投加混合型碳源强化生物脱氮，TN去除率提高了25.67%。投加35 mg·L^-1的聚合FeCl₃和20 mg·L^-1的聚合AlCl₃辅助除磷，TP去除率提高了10%。出水氮磷达到一级A标准。结论是混合型碳源和化学除磷剂可以有效地帮助冬季低温污水脱氮除磷，在实际应用中具有良好的经济效益。     

水环境敏感地区大型微电子园区废水处理工程实例

位于太湖流域的江苏某大型微电子产业园区排放的废水主要含有胺类、有机溶剂、氟化物、重金属等特征污染物。针对这些污染物，采用了高密度沉淀、生物滤池辅以碳源投加强化脱氮、臭氧-生物活性炭联用及膜处理的组合工艺流程。污水处理厂投产运营后，通过对聚合氯化铝(PAC)和碳源投加的良好控制，高密度沉淀池除磷(去除率84.4%)、除氟(去除率57.6%)以及硝化反硝化滤池脱氮(氨氮去除率96.4%、总氮去除率88.8%)均取得了理想的效果。根据当地水环境容量要求，出水主要污染物COD_Cr、BOD₅、NH₃-N、F^-执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅲ类水限值要求并稳定达标，TN及TP排放标准按TN≤5mg/L,TP≤0.15mg/L执行并稳定达标。工程总投资45 600万元，每日运维成本约1.22元/t，其中电费约0.30元/t，药剂费约0.87元/t，污泥外运处置费约0.05元/t。     

基于碳源投加对总氮去除效果影响的研究

基于四川某污水处理厂进水碳氮比失衡的城市生活污水,且受因冬季水温低而导致的污泥活性差、反硝化效率低等因素的影响,导致出水总氮不稳定的问题,本实验通过采取在进水中投加碳源的措施,以达到提高总氮去除率及保障出水总氮稳定达标的目的。实验结果表明,在该进水中通过投加碳源能有效改善污泥活性,提升反硝化效率,总氮去除率有明显提高,出水总氮能稳定达标。同时,该实验也为其他采用生物脱氮的污水处理提供参考。     

污水反硝化过程中外碳源乙酸钠最佳投加点研究

针对低C/N污水处理厂去除TN效率较低的现象,文中对乙酸钠投加量、投加时间点及空间点位上的不同对脱氮的影响进行研究,目的在于高效利用乙酸钠、提高脱氮能力与效率。文中以乙酸钠作为碳源,研究不同投加点对活性污泥反硝化脱氮能力的影响。反应系统为150%内回流+150%外回流+100%原水,反应温度为14～19℃,反应器内MLSS为4 400～5 000 mg/L,MLVSS为2 400～2 900 mg/L,反应时间为缺氧100 min。结果表明,在乙酸钠投加量(以COD_Cr计)分别为200、60 mg/L条件下,缺氧20 min时反硝化脱氮效果最佳,缺氧0、10、30 min投加反硝化效果其次,缺氧40 min及以后投加反硝化效果不理想。在缺氧20 min投加乙酸钠时,COD_Cr单位投加量下NO₃^--N去除增量最大,分别为0.036、0.059 g/g,即去除单位NO₃^--N所需乙酸钠的量最少,分别为28.13、16.95 g/g。乙酸钠投加量越大对应的脱氮能...     

生物倍增工艺在某污水厂的应用与能效分析

武汉市黄陵污水处理厂主要处理沌口开发区市政管网收集的城市污水，水质显著特点是BOD₅/TN低，不补投碳源的情况下处理难度大。二期扩建工程采用生物倍增工艺(BDP)，在DO<0.5 mg/L,MLSS为5～8 g/L的工况下运行，已稳定运行近2 a，出水水质稳定，能满足稳定达标排放。实践表明，当进水1.9≤BOD₅/TN≤2.8，不补投碳源的情况下，系统对COD和BOD₅的最高去除率分别达85%和95%，对NH₃-N、TN、TP的去除率最高可达到100%、80%、70%，表现出在处理典型低C/N市政污水方面的优越性。BDP系统与同规模传统AAO污水处理工艺进行比较，可大大降低曝气风机能耗和生物处理单元需要的有效容积，设备能耗可降低约28%，且不需投加碳源用于脱氮，在低C/N的污水处理厂改扩建项目中具有一定的借鉴意义。     

同步硝化反硝化污水处理的工艺优化

研究了生活污水的溶解氧含量、微生物絮体粒径、水力停留时间、C/N比以及pH值对同步消化反硝化脱氮处理效率的影响。其中溶解氧含量、水力停留时间及pH值对污水总氮去除率影响较为显著,而微生物絮体粒径和C/N比对其影响程度相对较轻。当溶解氧含量为1.5mg/L,微生物絮体粒径为60μm,水力停留时间为30 h,C/N比为4时,pH为7.0时,生活污水的氨氮去除率为85%,硝氮去除率为65%,总氮去除率为80%,同步硝化反硝化反应迚程效率较高。     

前置反硝化-曝气生物滤池低温脱氮效能中试研究

当污水温度低于15℃时,对生物脱氮的硝化和反硝化环节都会产生显著的抑制作用。理论上,延长污泥龄有利于提高胁迫条件下生物脱氮效率。以采用沈阳仙女河污水处理厂初沉池出水为原水,构建了1.5 m~3/h前置反硝化-曝气生物滤池中试规模工艺体系,在越冬时节(进水温度11~20℃)运行了114 d。研究发现,当气水比为6:1,回流比为150%,乙酸钠投加量为50 mg/L时,前置反硝化-曝气生物滤池出水的化学需氧量(COD)、NH_4~+-N、总氮(TN)和悬浮物浓度(SS)能够达到我国现行的城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级A标准,并具有低耗运行的潜力。     

A/O体积比对BAF前置反硝化工艺性能的影响

基于A/O法的BAF前置反硝化脱氮工艺同时具有A/O工艺和BAF工艺的优点,试验考察了4种A/O体积比(n)对生活污水中COD、氨氮及总氮去除效果的影响.研究结果表明,COD的去除率与n呈正相关;同时该工艺具有很强的硝化和脱氮性能,其出水氨氮和总氮均能达到域镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)的一级A标准;当n为2/3时,该工艺对氨氯和总氮的去除率均达到最佳,分别为92.7%和70.4%;此外,在回流比为150%,进水流量为16.5L·h~(-1),气水体积比为4:1～6:1,水温为19.5～26.5℃的条件下,O段对TN的去除率72%,发生同步硝化反硝化现象.     

耐低温复合菌剂制备及在寒区人工湿地应用

针对低温条件下人工湿地系统中微生物活性下降,导致处理效果明显下降的问题,进行了低温人工湿地生物强化试验研究。在低温4℃条件下进行复合菌剂制备并投加入潜流人工湿地中进行生物强化。结果表明:脱氮菌剂构建实验中,复配比例为氨化菌∶亚硝化菌∶硝化菌∶反硝化菌=2∶3∶1∶2时氨氮及总氮降解效率最佳,去除率分别为16.59%和17.86%。复合菌剂构建实验中,除碳菌和脱氮菌剂体积比为4∶1氨氮、总氮的去除率两方面来看效果最佳,去除率分别为21.34%,18.59%。应用于潜流低温人工湿地模拟装置中,可使氨氮去除率提高5.78%,总氮去除率提高7.69%,并且总氮出水达到一级A标准。但投加10 d后各指标出水浓度均上升,因此需以10 d为周期反复投加。     

混凝—臭氧—生化法组合工艺深度处理制药厂二级出水

采用混凝—臭氧氧化—水解酸化—反硝化生物滤池—内循环曝气生物滤池组合工艺深度处理某制药企业二级生化出水,考察了混凝剂投加量、臭氧氧化时间、各生化处理单元水力停留时间对废水COD、色度、总氮去除效果的影响。结果表明:当进水COD为360~380 mg/L、色度为100~120倍、总氮为110~130 mg/L时,在氯化铁投加量80 mg/L,臭氧投加速率8.5 mg/min,臭氧氧化时间40 min,水解酸化池、反硝化滤池、内循环BAF反应器的水力停留时间分别为8、3、8 h的条件下,出水水质满足城镇污水处理厂一级B排放标准(GB 18918—2002)要求。     

A2N2双污泥系统反硝化除磷工艺的启动与稳定

采用低C/N比实际生活污水,以A₂N₂-SBR（厌氧/硝化/缺氧/硝化）双污泥系统为研究对象,重点考察了A₂N₂系统启动过程中的脱氮除磷特性。试验结果表明：采用在A²/O-SBR和N-SBR单元分别接种种泥,分开培养驯化聚磷菌污泥和硝化菌生物膜,并利用A²/O-SBR单元的出水作为N-SBR单元的进水,25 d好氧硝化菌生物膜挂膜成功,氨氮去除率稳定在93%以上;A²/O-SBR单元采用先厌氧/好氧（A/O）后厌氧/缺氧（A/A）的运行方式,43 d成功培养富集了反硝化聚磷菌（DPAOs）,DPAOs占PAOs的67.81%,反硝化除磷率在77.9%以上;启动成功后原水中约73%和13%的COD分别在A²/O-SBR单元的厌氧段和N-SBR单元曝气过程中被去除,系统出水COD、NH⁺₄-N、PO₄^3--P、TN浓度分别为40.6、0、0.4、13.5 mg·L^-1,达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A排放标准。     

N-SBR单元硝化时间分配比对A2N2系统运行性能的影响

以低C/N实际生活污水为处理对象,重点考察了N-SBR单元硝化时间分配比对A₂N₂系统运行性能的影响。在A²/O-SBR单元厌氧1.5 h,缺氧2 h,好氧0.5 h,A²/O-SBR和N-SBR单元的曝气量分别恒定在100、120 L·h^-1的条件下,将硝化时间分配比分别设定为5：1、4：1、3.5：1、3：1、7：1、8：1进行试验。结果表明,系统在A²/O-SBR单元可实现碳源的高效利用,有机物的去除受硝化时间分配比影响不大;为保证系统良好的硝化和反硝化除磷性能,一次硝化时间必须≥3.5 h;在总曝气时间一定的条件下,适当增加一次硝化时间,更有利于提高系统TN去除率;适当增加二次硝化时间,可以降低出水浓度,使出水达标排放。当硝化时间分配比为4：1时,系统脱氮除磷效果最好。TN、PO₄^3--P平均出水浓度分别为11.5、0 mg·L^-1,平均去除率分别为75%、100%。     

耐冷氨氧化功能菌群的富集及其对A2/O系统的生物强化

为提高北方地区冬季污水生物处理系统的脱氮效果,利用序批式反应器(SBR)和选择性培养基在(14±1)℃下驯化并富集耐冷氨氧化功能菌群,并采用软性填料进行固定,对(14±1)℃运行的A²/O系统好氧段进行生物强化。结果表明,连续运行5个周期后,SBR中的活性污泥逐渐演替为氨氧化功能菌群,在进水NH₃-N为205～236 mg·L^-1时,SBR的NH₃-N去除率可达79.5%;将组合式纤维填料置于SBR中并继续运行5个周期,可将氨氧化功能菌群以生物膜的形式固定于填料表面。以固定化氨氧化功能菌群对A²/O系统进行生物强化,在投加量为3.24%(污泥干重)的条件下,A²/O系统的氨氮平均去除率由投加前的65%提高到78%,COD和总氮去除率也有明显提高。在生物强化后的持续运行中,A²/O系统的氨氮去除效能有缓慢下降趋势,其长期强化效果有待进一步探讨。     

Fe2+/Fe3+和Mn2+对低氧曝气过程总氮去除与转化途径的影响

为短期快速实现实际生活污水自养脱氮,采用含有厌氧氨氧化菌的实际污水处理厂活性污泥,针对Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺对低氧曝气过程中氮的去除效果进行了研究,分析确定了氮素转化的途径。研究结果表明,Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺均可提高活性污泥中厌氧氨氧化菌（AnAOB）丰度,但由于Fe²⁺/Fe³⁺对氨氧化菌（AOB）也存在一定抑制作用,因此,短期投加Fe²⁺/Fe³⁺条件下,低氧曝气过程中总无机氮去除率为25%,但投加Mn²⁺条件下总无机氮去除率可达44%。通过氮素平衡分析,发现投加Fe²⁺/Fe³⁺条件下,氮素主要通过反硝化作用去除;而投加Mn²⁺条件下,氮素主要通过厌氧氨氧化（anammox）作用去除。因此,传统活性污泥可通过短期投加Mn²⁺增强厌氧氨氧化活性,促进低氧曝气过程中氮的去除,利于快速实现一体化自养脱氮。     

多点进水改良型复合A2/O处理低C/N污水

以低C/N比城市生活污水为研究对象,重点考查了改良A²/O工艺的脱氮除磷性能。原水按一定比例分配给厌氧池和缺氧池,以合理分配厌氧释磷和缺氧反硝化所需的碳源;在好氧池和缺氧池中分别投加填料,以稳定系统的硝化和反硝化效果,提高系统的脱氮性能;厌氧池和缺氧池出水都直接进入好氧池。在进水COD/TN平均为5.54,HRT为11 h,SRT为15 d,MLSS为3000～4000 mg·L^-1,污泥回流比为50%条件下,通过三种不同进水分配比以及三种混合液回流比的对比试验研究,得到系统最佳进水分配比5:5,对分配脱氮和除磷所需碳源更加合理;而混合液回流比为200%,过高会破坏缺氧池的溶解氧环境,过低又会导致缺氧池反硝化作用不能充分发挥。在最优工况下COD、NH₃-N、TN和TP出水水质分别为29.7、0.1、11.8和0.42 mg·L^-1,平均去除率分别达到87.8%、99.7%、72.4%和91.3%,出水优于国家GB 18918-2002一级A排放标准,并且在缺氧池中发生了明显的反硝化除磷现象。     

耦合生物阴极SND的MLMB -MFC的构建与运行

为有效提高脱氮效率、降低微生物燃料电池运行成本,设计了一种新型多通道折流板无膜微生物燃料电池（MLMB -MFC）。该系统耦合生物阴极同步硝化反硝化（SND）,实现产电的同时脱氮除碳。分别考察了系统的启动和运行情况,研究了不同阴极溶解氧（DO）和不同进水碳氮比（C/N）对MLMB-MFC的产电性能和SND效果的影响。经5 d启动运行后,平均功率密度达42.65 mW·m^-3,稳定运行后的最大功率密度（P_M）为94.22 mW·m^-3,有机物去除率为96.6%。阴极DO浓度为4.90~5.23 mg·L^-1、阳极基质C/N比为4时,总氮（TN）的去除率为27.9%,SND率为48.7%,表明该系统的生物阴极能较好地耦合硝化反应、异养反硝化反应和自养反硝化反应于一体,从而达到脱氮目的。     

不同NO3-浓度An/A/O-SBR系统PAOs-GAOs竞争及N2O释放特性

采用厌氧/缺氧/好氧运行的序批式生物反应器（An/A/O-SBR）,经不同NO₃^-浓度（10,20,30和40 mg/L,以氮计）长期驯化,考察了不同NO₃^-条件下An/A/O-SBR脱氮除磷及N₂O释放特性,基于不同微生物降解特性分析,确定了不同NO₃^-浓度下SBR系统内反硝化聚磷菌（denitrifying phosphorus accumulating organisms,DPAOs）和聚糖菌（glycogen-accumulating organisms, GAOs）竞争关系。结果表明：随NO₃^-浓度增加,总氮（TN）去除率由90%以上降至41.3%,TP去除率呈先增高后降低的趋势,N₂O产率（N₂O_emission/NO_x^-_removal）分别为1.68%、4.17%、8.92%和14.28%。An/A/O-SBR内微生物呈PAOs和GAOs共存的污染物降解特性,高浓度NO₃^-缺氧吸磷过程出现NO₂^-积累,抑制DPAOs活性,GAOs碳源竞争能力增强,NO₃^--N由10 mg/L增至40 mg/L,厌氧阶段PAOs的COD耗量比例由33.5%降至25.1%,相应GAOs的COD耗量由59.3%增至74.1%。DPAOs-GAOs共生体系内,反硝化过程NO₂^-/HNO₂积累耦合反硝化聚糖菌比例增加,加剧了高NO₃^-下An/A/O-SBR内N₂O释放。     

电芬顿-臭氧一体化工艺处理船舶生活污水

高级氧化技术是一种新型、绿色的水处理工艺,通过各种强化技术更快、更多地产生具有强氧化性的羟基自由基,使其与废水中的有机物发生链式反应,从而将废水中的有机物快速高效降解为无害的无机盐。采用两种典型的高级氧化技术：电芬顿和臭氧,一体化处理船舶生活污水,研究结果表明：在电流密度20 mA/cm²,芬顿试剂n（H₂O₂）：n（Fe²⁺）=3：1,C（Fe²⁺）为0.01 mol/L,氧气速率2 L/min,臭氧投加量6 g/L时,电芬顿-臭氧一体化装置能有效降解船舶生活污水中的污染物,当处理时间为120 min时,对COD去除率可达86.4%。     

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.     

改良多级A/O对低C/N生活污水强化除磷效果研究

针对传统多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水除磷效果差的问题,通过增设前置厌氧段改良多级A/O工艺,重点研究了除磷效果的可行性。结果表明：在温度为17℃±3℃、流量分配比为100%∶0∶0、水力停留时间为10h、污泥回流比为50%、污泥龄为14天的条件下,系统总体除磷效果较好。其中COD、TP平均去除率分别为89.81%、90.35%,出水平均浓度分别为32.65mg/L、0.49mg/L,均优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。由于受到硝化反硝化的综合影响,对污水中含有的氮素去除效果一般,其中NH₃-N、TN去除率均为50%左右,出水平均浓度为30.32mg/L、30.41mg/L,可通过外加碳源的方式增强反硝化能力,进一步提高系统脱氮效果,出水有望达到一级B标准。改良工艺在保证有机物去除效果的基础上基本实现了脱氮除磷,可为实际生活中处理低C/N生活污水提供参考。