常温下UASB/生物膜厌氧氨氧化反应器脱氮试验

以人工配水为进水,接种某污水厂氧化沟工艺冬季的活性污泥,在(32±1)℃下快速启动一套容积为3.2 L的UASB/生物膜厌氧氨氧化反应器后,将加热水浴锅关闭,考察该反应器在常温(20~24℃)下的生物脱氮效果。结果显示,在常温下厌氧氨氧化反应仍然是该反应器内的主导反应,厌氧氨氧化菌活性很高,对NH+4-N、NO-2-N、TN的平均去除率分别为99.7%、98.0%和97.7%。     

高负荷厌氧氨氧化的稳定性试验研究

为探讨高负荷条件下复合式UASB反应器中厌氧氨氧化反应的脱氮性能和稳定性,在已经成功启动并稳定运行的厌氧氨氧化反应器中,通过提高进水总氮浓度和缩短水力停留时间两种方式提高总氮负荷,考察脱氮效果。结果表明,通过逐步提高进水总氮浓度和缩短HRT可以提高厌氧氨氧化反应的总氮负荷,并获得理想的脱氮效果和运行稳定性,但过高的亚硝态氮浓度会对反应产生一定的抑制作用。     

推流固定化生物反应器培养ANAMMOX菌

对ANAMMOX菌的培养进行了试验研究，采用推流式固定化絮体生物反应器在4个月时间内成功地获得了ANAMMOX活性，并培养出了红色颗粒污泥。在稳定运行期间(HRT为2．58d、温度为30℃)，进水氨氮、亚硝酸盐氮的平均浓度分别为333．7、317．4mg／L，出水氨氮、亚硝酸盐氮的平均浓度为5．2、6．4mg／L，对氨氮、亚硝酸盐氮、总氮的平均去除率分别为98．4％、97．9％、81．1％。     

应用SBR实现有机废水厌氧氨氧化生物脱氮的研究

采用SBR反应器,以硝化污泥和厌氧氨氧化(ANAMMOX)颗粒污泥的混合污泥为接种污泥,以有机模拟废水为研究对象,进行了厌氧氨氧化生物脱氮工艺研究。结果表明,在控制温度为25℃,水力停留时间为12 d,pH值为7.2～8.5,进水NH4+-N为220 mg/L左右、NO2--N为138 mg/L左右、COD为294 mg/L的条件下成功启动了SBR反应器。在高氨氮、低有机物浓度的条件下,ANAMMOX菌和异养反硝化菌能够实现共存,且ANAMMOX菌仍能成为优势菌属,AN-AMMOX反应是反应器中的主导反应。镜检发现,优势菌尺寸约为1μm,呈圆形或椭圆形,成簇聚生,表面可观察到明显的漏斗状缺口,具有典型的厌氧氨氧化菌特征。污泥中形成了以厌氧氨氧化球状菌为主、其他杆状菌和丝状菌共存的微生物混培体。     

无机碳源浓度对厌氧氨氧化的影响研究

通过试验,分析了ASBR反应器中无机碳源浓度对厌氧氨氧化的影响,指出当无机碳源浓度大于2 g/L时,厌氧氨氧化菌代谢受到严重抑制,但是这种抑制是可逆的;当无机碳源浓度恢复到1 g/L时,厌氧氨氧化菌的代谢恢复正常。     

硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的研究

研究了以自养型硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的可行性。试验结果表明,采用先培养自养型硝化生物膜再启动厌氧氨氧化反应器的方法,可在110d内成功启动厌氧氨氧化反应器,200d时反应器对NH4^＋-N和NO2^--N的去除负荷分别达到0．526kg／（m^3·d）和0．536kg／（m^3·d）。启动初期的出水pH值低于进水pH值,到后期则出水pH值高于进水pH值。第110—200天时去除的NH4^＋-N和NO2^--N的量与NO3^--N的生成量之比为1：1．1：0．33;稳态运行时反应器内呈碱性。因此,NH4^＋-N去除量、NO2^--N去除量和NO3^--N生成量之间的比值以及反应器内pH值的变化可以指示厌氧氨氧化反应器的启动进程。     

短程硝化/厌氧氨氧化一步法自养脱氮中试研究

一步法自养脱氮工艺在高氨氮废水处理中具有运行能耗低、不需外加碳源等优点。利用总容积为50 m3的SBR反应器处理高氨氮废水,成功实现了短程硝化/厌氧氨氧化一步法自养脱氮。反应器对不同氨氮浓度(350~4 300 mg/L)的废水均表现出良好的处理效果,对氨氮与总氮的平均去除率分别达到95%和90%以上。同时,还研究了反应器运行的主要影响因素、污泥粒径分布及微生物群落结构。结果表明,系统内形成了红色的厌氧氨氧化颗粒,且颗粒的比例随运行逐渐增加;而维持合理的溶解氧和氨氮浓度是实现高负荷脱氮的关键因素。     

厌氧氨氧化反应器的接种污泥和启动策略

厌氧氨氧化细菌产率低,倍增时间长,导致厌氧氨氧化反应器启动过程缓慢,极大限制了其工程化应用,因此选择合适的厌氧氨氧化反应器的接种污泥和启动策略具有重要意义.探讨了污(废)水处理工程中常见的活性污泥用作厌氧氨氧化反应器接种污泥的基本原理、启动策略和应用效果,并对世界上第一个生产性厌氧氨氧化反应器的启动过程进行剖析,提出了加快厌氧氨氧化工程启动的"逐级富集扩大"模式.     

反硝化厌氧甲烷氧化与厌氧氨氧化耦合颗粒污泥脱氮效能

采用改进的升流式厌氧污泥床(UASB)反应器,在温度为30℃条件下,逐渐缩短HRT(水力停留时间)由9.6 d到0.9 d,经过160 d运行,成功培养出反硝化厌氧甲烷氧化与厌氧氨氧化耦合颗粒污泥,采用荧光原位杂交(FISH)分析、16S rRNA分析等方法研究颗粒结构和微生物组成特征。结果表明:耦合颗粒污泥的氨氮和亚硝酸盐的脱除速率分别为588.9和523 mg·L~(-1)·d~(-1),反硝化厌氧甲烷氧化活性达95.2 mg·L~(-1)·d~(-1),出水硝酸盐质量浓度小于40 mg·L~(-1),总氮去除率达92.5%;耦合颗粒污泥平均粒径为0.76 mm,与接种厌氧氨氧化颗粒污泥相比增加了1.46倍;反硝化厌氧甲烷氧化微生物主要位于耦合颗粒污泥外层,厌氧氨氧化菌位于耦合颗粒污泥内部;主要的厌氧氨氧化菌为Candidatus Brocadia,主要的反硝化厌氧甲烷氧化细菌为Candidatus Methylomirabilis,反硝化厌氧甲烷氧化古菌为Candidatus Methanoperedens。     

亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮研究

以高氨氮模拟废水为研究对象，对影响亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果的几个因素（DO、pH、碱度、有机物浓度、NU4^＋-N／NO2^-—N值）进行了考察，以期获得组合工艺的最佳运行方式。研究结果表明，在亚硝化温度为23～26℃，HRT=1d，进水NH4^＋-N、TN浓度分别为350、420mg／L，ANH4^＋-N／ANO2^--N值为0.8～1.33的条件下，组合工艺对NH4^＋-N、TN的最高去除率分别为99．9％、90．8％，平均去除率分别为96％、76．1％。组合工艺的脱氮效率严重受限于亚硝化系统出水的NH4^＋-N／NO2^--N值及其稳定性。     

UASB反应器处理甲醇废水的研究

采用单段UASB工艺处理甲醇废水,以颗粒污泥为接种污泥,在容积负荷为18 kg-COD/(m3.d)、污泥负荷为1.098 kgCOD/(kgVSS.d)的条件下,反应器运行平稳,对COD的去除率>90%,且处理全程始终未出现挥发性脂肪酸的积累现象。当外加碱度(以CaCO3计)降低到119 mg/L时,反应器内的pH值仍可保持稳定。甲醇在转化为甲烷的生物化学过程中,以直接还原成甲烷为主要途径,而通过形成乙酸再转化为甲烷并不是主要途径,因此甲醇废水的厌氧生物处理通常并不存在由脂肪酸的积累引起的毒性作用和pH的急剧变化所导致的运行不稳定。     

常温下UASB处理鱼粉加工废水启动特性研究

针对鱼粉加工废水经过混凝处理后仍含有较高浓度的COD（50g／L以上）、氨氮（4g/L以上）、盐分（5g/L以上）的问题,从有机负荷、进水和出水pH、挥发性脂肪酸、氨氮、盐分等方面,研究了常温下UASB的启动特性及其处理效果。结果表明,UASB反应器对鱼粉加工废水具有较好的处理效果,反应器内能形成大量的颗粒污泥,启动迅速、运行稳定,具有较强的酸、碱缓冲能力,未出现氨氮和脂肪酸的积累和抑制微生物活性的现象。当进水COD为15～20．5g／L、容积负荷为8～9kg／（m^3·d）时,出水COD为2500mg／L（对COD的去除率〉85％）,产气量为0．46L/gCOD（CH4含量〉80％,具有较高的利用价值）。颗粒污泥呈黑色椭圆状,粒径主要分布在0．315—3mm,污泥浓度为35g／L,MLVSS／MLSS为0．908,颗粒污泥的沉速为52．5～138m／h（沉降性能良好）。     

产甲烷UASB中颗粒污泥的快速培养及特性研究

在两相厌氧反应器的基础上,进行了产甲烷UASB中颗粒污泥的快速培养及特性研究.采用低负荷启动方式,通过快速提高进水COD和缩短水力停留时间使产甲烷UASB在最佳条件下运行,36d后产甲烷UASB中粒径>1.0 mm的颗粒污泥占64%,出水COD稳定在300 mg/L以下,可认为颗粒污泥培养成功.颗粒污泥的成熟经历了形成不规则核心、挤压架桥、分割成长、修剪长大四个阶段,加速污泥颗粒化的因素包括适宜的生长环境、良好的水力特征等.     

光合细菌配合UASB处理高盐度有机废水的研究

海产品加工产业在沿海城市日益发展,光合细菌以其广泛适应性成为近年来污水处理中的常用方法,从海水中分离培养的光合细菌具有很高的耐盐性.研究了光合细菌配合UASB工艺处理高盐度有机废水的可行性,按12%,24%,36%海水比例的梯度逐步提高进行驯化运行试验,并探讨了盐度对有机物降解的影响,确定了该处理系统的运行参数.     

UASB颗粒污泥性质研究

介绍了UASB反应器处理高浓度葡萄糖有机废水的试验材料及方法，分析了UASB的运行过程及结果，对不同运行时期UASB反应器内颗粒污泥的性质进行了研究，以促进UASB的应用。     

固定化酶酸化反应器/UASB处理黄浆废水的研究

针对现有两相厌氧反应器微生物易流失以及单方面延长酸化相的停留时间导致的过酸化影响后续甲烷化过程的现象，开发了一套新型两相厌氧处理系统，其酸化相是采用大孔树脂固定化酶作生物载体的水解酸化反应器，产甲烷相则是接种了经长期驯化培养的高温厌氧污泥的UASB。采用该装置处理玉米加工过程中产生的富含蛋白质废水（黄浆废水），考察了进水COD浓度和负荷、C／N值等因素对系统处理效能的影响。结果表明：该装置运行稳定，在低C／N值和低负荷条件下，酸化相的酸化率（VFA／COD）即可达30％以上，其出水pH值稳定在6．7～7．0；产甲烷相对COD的去除率为91．3％，进水C／N值对产甲烷相去除COD有明显影响。     

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。     

UASB反应器处理城镇有机垃圾浸出液的研究

采用UASB反应器处理城镇有机垃圾经两相厌氧消化产生的浸出液。在水温为28~35℃时,采用处理城镇有机垃圾的单级厌氧消化反应器的消化污泥进行接种,38d内便完成了UASB反应器的启动。在运行期间,当进水COD为10100~11100mg/L、负荷为8.5~9.5kgCOD/(m3·d)时,对COD的去除率为88%~95%,出水COD浓度为575~1609mg/L;UASB系统运行稳定,具有较强的酸、碱缓冲能力,未出现氨氮与脂肪酸的积累和抑制现象;产气量为0.19~0.44L/gCOD,CH4含量可达75%以上,具有较高的利用价值。     

污泥气循环UASB反应器的启动及循环时间的研究

试验研究了常温条件下污泥气循环UASB反应器对低浓度城市生活污水的处理效率及污泥气循环方式对处理效率的影响.结果表明：在常温条件下,该反应器CODCr容积负荷可达到5.0 kg/（m3·d）,运行稳定、出水清澈,CODCr去除率可达80％以上;同时,研究表明污泥气循环时间对UASB反应器的稳定运行有着重要的影响.     

UASB/生物接触氧化工艺处理玉米酒精废水

介绍了UASB/生物接触氧化工艺在酒精废水处理工程中的实际应用,厌氧和好氧反应器的启动方法,分析了各反应器的运行效果,提出酒精废水处理工程调试过程需要注意的事项。沉淀出水部分回流到调节池,可以减少厌氧投加碱度,降低了处理费用。工程运行结果表明：经两级UASB和接触氧化工艺处理后,对废水中COD、BOD5、SS的去除率可分别达到99.0%、99.5%和99.5%,系统运行稳定、处理效率高。