SRT对初沉污泥水解酸化影响的试验研究

采用城市污水处理厂的初沉污泥进行碳源开发试验.在水解酸化池的HRT为32h、温度为35℃、污泥回流比为1的条件下,考察了SRT对水解酸化效果的影响.结果表明,当SRT=4d时系统的产酸效果最佳,出水SCOD稳定在1178.19mg/L左右,TOC保持在517.34mg/L左右,水解酸化池的碱度维持在约854.3mgCaCO3/L;当SRT为10d时,系统的产酸效果恶化并进入产甲烷阶段.碱度能够反映初沉污泥水解酸化系统的产酸效果,当碱度维持在854.3-1029.3mgCaCO3/L时,水解酸化系统能够保持良好的产酸效果,这对于提高碳源受限型污水的脱氮除磷效率及降低城市污水处理厂的运行成本具有重要意义.     

提高MBR工艺反硝化碳源利用率的研究

为挖掘膜生物反应器(MBR)工艺的脱氮潜力,在MBR实际应用工程中开展了近1年的试验。在进水COD/TN值=4.0时,将污泥龄(SRT)从28~35 d延长至70~80 d,总氮去除率从61%提高至80%,出水总氮浓度从13 mg/L左右下降至6~8 mg/L,化学除磷费用仅增加了约0.02元/m~3,剩余污泥明显减量。MBR工艺释放了SRT作为工艺参数的调节自由度,拓展了生化系统的运行工况范围,在提高反硝化碳源利用率、强化污水脱氮效果方面具有独特优势。     

剩余污泥机械破碎碳源快速释放与回收技术

基于我国城市污水处理厂进水碳氮比低影响生物系统脱氮除磷效果的现状,针对传统污泥厌氧发酵产酸工艺周期长、效率低的问题,开展了剩余污泥机械破碎碳源快速释放与回收技术研究,考察了机械破碎强度与作用时间对污泥絮体结构与碳源释放的影响。结果表明,随着机械破碎强度的增加,溶解性COD的产量逐渐升高;而随着机械破碎作用时间的延长,溶解性COD的产量呈现先升高再缓慢降低的趋势,作用时间为8 min时,溶解性COD的产量达到最大,约910mg/L。激光粒度仪与环境扫描电镜分析结果显示,随着破碎强度与作用时间的增加,污泥絮体粒径逐渐变小,结构松散直至破碎,达到污泥破碎碳源释放的效果。当以产生的溶解性COD为碳源时活性污泥反硝化速率为2. 553 mgNO_3~--N/(gMLSS·h),略高于以葡萄糖为碳源时的脱氮速率。而经过机械作用后剩余污泥絮体破碎,脱氮性能基本丧失,其反硝化速率仅为0. 680 mgNO_3~--N/(gMLSS·h)。机械破碎作用可实现剩余污泥碳源的快速释放,为解决污水处理厂碳源不足与剩余污泥处置困难的问题提供了新的思路与途径。     

剩余污泥碱解上清液作为反硝化碳源的回用量实验研究

考察剩余污泥碱解上清液作为反硝化碳源的反应速率,并据此初步确定上清液的回用量。对剩余污泥进行碱解发酵,选取SRT=9 d的上清液,采用不同的VFA/N比值进行批式试验,考察其反硝化速率,选择出试验条件下的较优比值,并应用于实际生活污水中,与单纯生活污水脱氮对照,考察回用的可行性以及回用量的确定,提出利用阶段反硝化率粗略估计污泥碱解上清液回用量的思路。结果显示,所有比值的反硝化速率曲线均可分为4段,且随着VFA/N比值的增加,反硝化速率明显增加,pH值的变化趋势也与之对应;以VFA/N=2.47为分界点,比值继续增加,反硝化速率的增长并不大;将上清液以一定比例投入生活污水,反硝化速率明显提高,平行组6 h反硝化量分别达到47.0 mg/L和33.9 mg/L。     

水解酸化/AAO工艺的同步脱氮除磷及污泥减量研究

针对传统活性污泥法脱氮除磷效率低、污泥产量高的缺点，提出了水解酸化／缺氧-厌氧-好氧（HAAO）污水、污泥一体化处理工艺，研究了该工艺去除COD、氮、磷和污泥减量的效果及其主要影响因素。试验结果表明，在进水COD为286-425mg／L、NH4^＋ -N为36-58mg／L、PO4^3- -P为4-12mg／L、总水力停留时间为11．5h及无外加碳源和碱度的条件下，系统对COD、NH4^＋ -N、TN、PO4^3- -P的去除率分别可达95％、98％、84％、87％。好氧段的DO浓度、固体停留时间（SRT）和剩余污泥回流比对系统的运行效果有重要影响。将污水和剩余污泥同时进行水解酸化，既可有效地改善污水的可生化性，提高系统对碳源的利用效率，又可实现污泥的减量化，试验条件下系统的污泥减量率达56．5％。     

以稻杆为外碳源的SBBR深度脱氮技术

为有效去除低C/N生活污水中的总氮,采用以稻杆为外加碳源和生物膜载体的SBBR深度脱氮技术,确定了最佳碳源投加比并考察了相应的脱氮性能。当原水COD、TN和TP分别为90. 00,30. 00和3. 00 mg/L左右,以稻杆为外加碳源,最优碳源投加比为1︰100,出水TN和COD在24. 56和6. 32 mg/L。投加稻杆强化SBBR处理低C/N污水,TN、TP去除率分别在95.0%、78. 0%以上,出水COD在37. 00～40. 00 mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A出水标准。     

陕西省关中地区污水处理厂剩余污泥特性调研

剩余污泥大量产生是目前城市污水处理厂不容忽视的环境问题.立足于陕西省关中地区7个正在运行的污水处理厂进行实地调研,分别对剩余污泥的有机质、氮、磷、重金属及微量元素含量进行测定.结果表明:剩余污泥可作为一种潜在的氮肥,从磷素含量角度考虑,其肥效有限;该剩余污泥有机质含量高,可作为污水处理厂潜在的补充碳源.依照农用污泥中重金属控制标准,陕西省关中地区剩余污泥中Cd元素的超标率最高,其次是Cu和Zn元素.微量元素分析显示,剩余污泥中Mo元素含量在不同的污水处理厂差异较大,剩余污泥中Se含量远高于我国土壤中Se元素含量的平均值,因此可作为低硒带土壤硒水平调节的潜在硒肥.     

活性污泥中提取的藻酸作为铜吸附剂的研究

采用实验室培养的活性污泥提取藻酸并制备藻酸钙吸附剂,用于去除污水中的Cu2+,考察了其吸附和解吸性能及影响因素,并采用城市污水处理厂的剩余污泥进行验证.结果表明:pH值和藻酸钙投量对其吸附Cu2+有明显影响,当pH值为4、Cu2+初始浓度为100 mg/L、藻酸钙投量为0.7 g/L时,对Cu2+的平衡吸附量为41.96 mg/g;藻酸钙对Cu2+的吸附过程符合Langmuir模型;以盐酸为解吸剂,藻酸钙的解吸率可达到90%.实际剩余污泥可制备(203±11)mg/g的藻酸钙,对Cu2+的吸附量可达51.44 mg/g,而解吸率可达到94%.采用剩余污泥制备藻酸钙吸附剂,操作简单、成本低、对Cu2+的吸附高效、易于再生,具有工业应用前景.     

城市污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸的中试研究

利用城市污水厂剩余污泥进行厌氧发酵产酸中试研究,在不添加任何药剂、SRT=15 d的条件下,考察温度在22~40℃之间变化时对发酵产酸以及氮、磷释放的影响,同时分析了污泥浓度空间分布与污泥水解之间的关系。结果表明:随着温度的降低,产酸量逐渐降低,但在22~28℃时产酸量基本稳定在90 mg/L;中试装置1~9 m高度处的污泥浓度与污泥水解程度呈线性相关,总体呈现先降后升的趋势,在7 m高度处污泥浓度降到最低值即1.39%,相应的SCOD、碳水化合物、TOC浓度也降到最低,分别为345.62、66.84、36.67 mg/L;随着温度的升高,发酵液中的氨氮含量逐渐增多,在38℃时达到最大值即147.13 mg/L,而磷酸盐含量的变化幅度则相对较小。     

超声处理对系统剩余污泥减量效果的研究

在运行稳定的连续流活性污泥系统中采用超声处理剩余污泥并将其返回系统,考察声能密度、超声作用时间和超声污泥回流比对系统剩余污泥减量效果的影响.结果表明,当超声污泥回流比为1∶24、声能密度为0.4 W/mL、超声时间为5 min时,系统污泥日平均产量为13.6 mg/(L·d),减量效果达到95.81%,此时出水COD为73 mg/L、NH4+-N为7.99 mg/L、TN为18.67mg/L,达到<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)的二级排放标准.此外,系统中污泥的沉降性能及其有机质含量并没有受到显著影响.     

利用储碳活性污泥强化反硝化脱氮研究

为提高脱氮效果,在SBR进水的缺氧操作结束后取出部分储碳污泥并加以保存,待好氧末返投储碳污泥作为碳源来强化缺氧反硝化反应.结果表明:对TN的去除率可达98%左右,远高于以缺氧/好氧方式运行的SBR;在好氧段的污泥浓度约为3 000 mg/L的情况下,选择缺氧搅拌段的污泥浓度为5 000 mg/L左右能使TN基本全部被去除.SBR经改造后,能有效实现取、返储碳污泥,提高了脱氮效果.     

低碳源城市污水的低氧同步脱氮除磷研究

采用SBR工艺辅以污泥外循环厌氧释磷后排放富磷上清液的方法,对低碳源城市污水的脱氮除磷效果进行了研究.结果表明:降低曝气量、控制低DO状态可以减少碳源的有氧氧化程度,提高脱氮效果;回流至SBR反应器厌氧段的外循环释磷污泥,可以利用SBR系统的硝酸盐进行反硝化吸磷,保证了系统的除磷效果.对于COD<200 mg/L、COD/TN<5、COD/TP<25的低碳源污水,在SRT为60 d、曝气量为2.5 m3/(h·m3)、曝气段平均DO为0.2 mg/L的情况下,对氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为82%、61%、95%,出水水质达到了<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)一级B标准的要求.     

厌氧条件下剩余污泥中有机物、氮、磷的释放规律

主要研究了厌氧条件下剩余污泥中有机物及氮、磷的释放规律。小试实验结果表明:剩余污泥中SCOD及氮、磷的释放基本随SRT的延长而增加,当SRT=5 d时,SCOD的释放已达到比较好的效果;此外,温度变化对物质的释放影响较大,在25℃以上时,延长SRT可使各物质得到更好的释放;在20℃以下时,进一步延长SRT各物质继续释放的效果不明显。中试实验结果表明:剩余污泥在SRT=5 d的厌氧条件下,SCOD及氮、磷均得到了较好的释放;控制污泥SS质量浓度在6 000 mg/L以上,并保持较长的运行时间,可使系统内各物质得到最佳的释放。     

反硝化滤池在某工业园区污水处理厂的中试研究

利用Leopold反硝化滤池中试装置对污水处理厂二级出水进行脱氮除磷。试验结果表明,中试系统对硝态氮的去除效果良好,试验期间出水硝态氮浓度约为1 mg/L,平均去除率为82.28%;出水总氮基本在5 mg/L以下;以甲醇为碳源,可使出水COD稳定在30 mg/L以下;采用PAC强化除磷后,除磷效果稳定,出水总磷浓度基本在0.3 mg/L以下。     

污泥水解酸化液用作A2/O系统脱氮除磷碳源的研究

实际生活污水多属于低C/N值水质,无法同时满足脱氮除磷对碳源的需求.为此,采用批量试验考察了剩余污泥的水解酸化产物用作脱氮除磷碳源的可行性.污泥经水解酸化后SCOD的溶出率达到80%,其中VFAs占43.2%,VFAs总量是生活污水的3倍多.以污泥的水解酸化液和生活污水作为反硝化电子供体时,最大反硝化速率分别为2.7和1.6 mgNO3--N/(gMLSS·h).将污泥酸化液用作A2/O系统的补充碳源,可提高系统的负荷,对N4+-N、TN及PO4h3--P的去除率分别为92%、77.1%和89.4%.其中,对TN和PO43--P的去除率比投加甲醇分别提高了5.2%和4.8%.投加乙酸钠、甲醇和水解酸化液时,A2/O系统好氧区的吸磷速率分别为1.2、0.7和0.9 mgPO43--P/(gMLSS·h).可见,污泥酸化液适宜用作A2/O系统的补充碳源.     

基于固体碳源反硝化的低碳源污水生物硝化技术

在污水处理工艺末端嵌入固体碳源反硝化滤池,可以不改变污水处理厂的原有工艺并提高对总氮的去除效率,方便应对污水厂的提标压力和低碳源污水的脱氮问题。以序批式生物膜反应器(SBBR)为对象,探究有利于低碳源污水生物硝化的运行模式和固体碳源反硝化滤池的脱氮效果。结果表明:对于COD为93~140 mg/L、TN为41~45 mg/L的低碳源污水,在SRT为20d、充水比为0.4、周期时间为3 h、氨氮负荷为0.112 kg/(m~3·d)、曝气量为3.8 m~3/(h·m~3)的情况下,SBBR的出水氨氮为1.5 mg/L,出水硝态氮为16 mg/L,出水硝态氮占出水总氮的70%,实现了高效稳定硝化。富含硝态氮的SBBR反应器出水通过固体碳源反硝化滤池后,出水总氮平均值为4.23 mg/L,COD平均值为25 mg/L,均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,系统总的脱氮率大于90%,获得了优异的低碳源污水生物脱氮效果。     

水解酸化池预处理低碳生活污水的效能分析

为了提高低碳氮比生活污水的脱氮效能,在缺氧池前设置水解酸化池,通过水解酸化作用改善进水碳源,同时对回流剩余污泥进行降解,以期达到改善进水碳源可生化性、提高其可利用率、减少外碳源投加量并实现污泥减量的目的。分别考察了水解酸化池对污水单独进行预处理以及对污水和回流污泥同时进行预处理情况下的作用效能及其对系统脱氮的影响。结果表明:两种预处理条件下,理论B/C值都大于0.65,出水SCOD/COD的平均值和出水VFA浓度均高于进水,单独污水水解酸化的出水SCOD减少较多,对TN的去除率仅为47.8%;回流剩余污泥后,温度>20℃且每日分4次共回流20 L剩余污泥的TN去除效果明显优于单独污水水解酸化和温度<20℃且每日分2次共回流10 L的运行效果,两种回流量条件下对TN的去除率分别为71.9%和66.1%,污泥减量率分别为58%和56.3%。     

城市污水处理厂剩余污泥的元素含量分析

采用Vario EL元素分析仪对某城市污水处理厂二沉池的剩余污泥进行了碳、氢、氮、硫、氧的元素分析.试验结果表明,活性污泥中碳、氢、氮、硫、氧的质量分数分别为（19.951%～20.836%）、（3.415%～3.890%）、（3.207%～3.516%）、（0.740%～0.861%）、（24.136%～29.804%）;其碳、氢含量与褐煤的接近,推测该污水处理厂剩余污泥可能具有较高的热值;各元素间的原子数比例关系为：TC/TN=6.861～7.457,TC/TS=63.926～72.304,TC/TH=0.445～0.508,TC/TO=0.950～1.134;根据中位数推导出该污水处理厂剩余污泥的化学式为C67N9SH140O64.     

某高排放标准污水处理厂运行问题与对策措施研究

以海河流域采用改良Bardenpho工艺的某高排放标准污水处理厂提标改造工程为例,结合生产运行实际,对工艺诊断的主要运行问题进行了分析,并对其精细化对策措施进行了研究。结果表明,针对内回流混合液与后缺氧池入流DO过高导致外碳源无效损耗及后缺氧池无内源反硝化问题,通过利用池容未利用的好氧段4与好氧段5设置强化消氧区(设计HRT为3.5 h),外碳源损耗控制量(以COD计)可达15.97 mg/L,后缺氧池内源反硝化强化脱氮量可达2.8 mg/L(相当于利用污泥内碳源COD为11.2 mg/L),碳源投加量(以COD计)可降低27.17 mg/L,降幅达54.34%,碳源投加成本可节约5.2万元/d;针对部分时段缺氧池碳源过量投加导致部分好氧池池容(约24%)被占用问题,结合缺氧池设计特征,提出"碳源投加点由缺氧池1后移至缺氧池4并在缺氧池3配置在线硝氮仪"的精细化碳源投加系统及其具体运行控制方法;针对化学协同除磷药剂过量投加导致无生物除磷功能问题,通过采取"化学除磷药剂投加点由二沉池配水井改至磁混凝单元恢复生物除磷功能"的对策措施,生物除磷功能恢复良好,厌氧池磷酸盐由优化前的0.75 mg/L增至7.5 mg/L,好氧池出水磷酸盐低至0.04 mg/L,缺氧池反硝化除磷作用显著(磷酸盐下降2.77 mg/L),并且除磷药剂用量降低70%,投加成本节约0.7万元/d。     

CASS工艺在低浓度进水条件下的运行优化

针对我国南方部分城市生活污水处理厂进水浓度低的问题,结合湖南省某CASS工艺污水处理厂(平均进水COD为40 mg/L、BOD5为10.5 mg/L)的运营实践,综合污水处理厂进水水质和水量及处理系统能耗特征,对如何维持活性污泥系统正常运行及节能降耗进行分析探讨。结果表明,在低浓度进水条件下,污水处理厂活性污泥系统可以维持正常运行,并且有剩余污泥产出,通过灵活调整CASS工艺的运行,可将该污水处理厂的电耗由设计运行方案的0.286 kW·h/m3降至0.133 kW·h/m3,节能显著,可节省电费45.45万元/a。