玉米芯与海绵铁复合填料的反硝化脱氮特性

在实验室条件下分别运行以玉米芯/海绵铁复合填料和单纯玉米芯填料的反硝化滤池,分析两类填料的反硝化脱氮效果,考察复合填料对硝态氮的去除率及出水水质。结果表明,复合填料反硝化滤池以生物异养反硝化作用为主,较单纯玉米芯填料反应器表现出更加稳定的反硝化脱氮效果。当进水硝态氮浓度为20 mg/L、停留时间3 h时,复合填料反应器对硝态氮的去除率可以维持在90%以上,出水硝态氮浓度2 mg/L,没有出现亚硝态氮、氨氮的积累和pH值升高现象;3个月的运行期间单位质量玉米芯的脱氮量为0.42 kg/kg,比单纯玉米芯高0.05 kg/kg。因此,玉米芯/海绵铁复合填料作为反硝化滤池的碳源和生物载体具有脱氮效果好、无需连续添加碳源、出水pH值稳定的特点。     

DO对SBBR工艺亚硝酸型SND及过程控制的影响

在SBBR工艺亚硝酸型同步硝化反硝化过程中,DO是一个主要限制性因素,通过调节曝气量控制DO浓度在3.60～4.25 mg/L范围内可较好地实现亚硝酸型同步硝化反硝化。DO、pH值和ORP的变化规律与反应器内COD的降解和"三氮"的转化有良好的相关性。DO浓度的变化对DO、pH值和ORP曲线的变化规律影响较大,ORP曲线的特征点与COD的降解过程具有良好的相关性,可作为易降解有机物反应完毕的指示点。DO、pH值和ORP曲线的突跃特征点可以作为SBBR工艺亚硝酸型同步硝化反硝化反应结束的控制点。     

SBR工艺对低碳量城市污水的反硝化除磷研究

广州地区的城市污水含碳量低，碳、氮、磷浓度比例失调，采用传统工艺处理很难达到理想的脱氮除磷效果，为此采用SBR工艺对其进行处理，考察了该工艺的反硝化除磷效果。结果表明，在厌氧／缺氧／好氧的运行模式下，采用逐步增加缺氧段运行时间的方法可有效提高污泥的反硝化除磷性能；在试验进水水质条件下，反应器厌氧运行30min、缺氧运行3h、好氧运行1h可保证对磷的稳定高效去除，出水TP〈1mg／L；ORP值无法指示缺氧反硝化与吸磷过程，pH值可作为缺氧吸磷结束的指示参数，而ORP和pH值均可作为好氧吸磷结束的控制参数。     

硝酸盐浓度对反硝化聚磷菌诱导的影响

通过控制缺氧段硝酸盐浓度,研究了反硝化聚磷菌的诱导方法及效果.批式试验表明,碳源浓度一定时,缺氧段硝酸盐消耗量与聚磷量呈线性关系,且与厌氧释磷量之比等于该线性关系式的斜率.在反硝化聚磷菌诱导过程中,按此比例调整缺氧段的硝酸盐浓度可很快达到良好的脱氮除磷效果,反硝化聚磷率＞95%,反硝化脱氮率＞96%.由同等条件下的缺氧与好氧最大聚磷速率可推知,诱导前反硝化聚磷菌占总聚磷菌的27.61%,诱导后则高达78.61%.     

采用AOA模式在SBR中实现同步脱氮除磷

借助SBR反应器,通过采用厌氧/好氧/缺氧（AOA）的运行方式来实现同步脱氮除磷.结果表明,在好氧段补充一定量的碳源可以抑制好氧吸磷,进而在缺氧段实现反硝化除磷,从而达到了同步脱氮除磷的目的.最佳碳源投量为30～40 mg/L,补充碳源负荷为12.8～17.2 mgCOD/gMLSS;长期运行时系统的脱氮除磷性能稳定,对TN和PO4^3- -P的平均去除率分别可达85.5%、91.4%,同时NO2^- -N可以作为反硝化聚磷菌吸磷的电子受体;在一个SBR周期内,pH值呈规律性变化并和氮、磷的吸收/释放相关联,通过监测pH值可以初步判断磷释放、氨氮转化和磷吸收的终点.     

应用DO、pH和ORP在线控制A/O硝化过程

开展了应用DO、pH和ORP传感器在线控制A/O工艺硝化过程的试验研究,结果表明,好氧区第1格室的DO浓度可以指示进水氨氮浓度高低;好氧区首、末端pH差值与进水氨氮浓度具有较好的相关性;好氧区pH曲线可以指示系统硝化进行的程度及曝气量和碱度是否充足;好氧区末端ORP值与出水氨氮、硝酸氮浓度具有很好的相关性;好氧区最后格室的DO浓度和ORP值呈对数相关性。基于上述在线信息建立的A/O工艺硝化过程控制策略,不但能提高出水水质,而且降低了运行能耗。     

短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化工艺处理焦化废水

通过对短程硝化和厌氧氨氧化工艺的研究,开发了短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化(O1/A/O2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理.控制温度为(35±1)℃、DO为2.0～3.0mg/L,第一级好氧连续流生物膜反应器在去除大部分有机污染物的同时还实现了短程硝化.考察了HRT、DO和容积负荷对反应器运行效果的影响.结果表明,当氨氮容积负荷为0.13～0.22gNH4+-N/(L·d)时,连续流反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮.通过控制一级好氧反应器的工艺参数,为厌氧反应器实现厌氧氨氧化(ANAMMOX)创造条件.结果表明,在温度为34℃、pH值为7.5～8.5、HRT为33 h的条件下,经过115 d成功启动了厌氧氨氧化反应器.在进水氨氮、亚硝态氮浓度分别为80和90 mg/L左右、总氮负荷为160 mg/(L·d)时,对氨氮和亚硝态氮的去除率最高分别达86%和98%,对总氮的去除率为75%.最后在二级好氧反应器实现氨氮的全程硝化,进一步去除焦化废水中残留的氨氯、亚硝态氮和有机物.O1/A/O2工艺能有效去除焦化废水中的氨氮和有机物等污染物,正常运行条件下的出水氨氮＜15 mg/L、亚硝态氮＜1.0 mg/L,COD降至124～186 mg/L,出水水质优于A/O生物脱氮工艺的出水水质.     

厌氧氨氧化与反硝化耦合启动影响因素

为避免实际废水中一定浓度的有机物对厌氧氨氧化的脱氮产生不利影响,向2组启动成功的厌氧氨氧化装置之一R2中投加有机COD(C/N=0. 6)与反硝化耦合协同脱氮,并以硝酸盐为电子受体,R1中不加有机物作为对比,定期测定脱氮效果与有机碳源消耗。结果表明:R1中厌氧氨氧化菌自身可利用少量硝酸盐进行厌氧氨氧化反应,氨氮、硝态氮去除率分别为26. 7%和30. 5%; R2装置中两种菌种协同脱氮,氨氮、硝态氮去除率分别提高至36. 4%和48. 6%,出水亚硝态氮稳定在4 mg/L以下,碳源利用率在90%以上,但2组装置对磷的利用几乎为零。适当投加有机物可促使厌氧氨氧化与反硝化耦合协同脱氮,为含碳和硝酸盐废水的脱氮除碳提供了参考。     

SBR工艺中短程硝化反硝化的过程控制

以豆制品生产废水为对象,研究了在较高温度下[(31±1)℃]SBR工艺中短程硝化反硝化生物脱氮过程的实现,并在此基础上考察了应用ORP和pH值作为短程硝化反硝化过程控制参数的可行性。试验结果表明,该工艺对氨氮的去除率>95%,对亚硝酸盐的积累率(NO-2-N/NO-x-N)稳定在96%以上;同时发现反应过程中ORP和pH值的变化与有机物降解、氨氧化之间存在着很好的相关性,可以根据ORP和pH值变化曲线上的特征点来判断硝化和反硝化反应的终点,从而减少曝气和搅拌时间,达到节能的目的。     

污泥减量工艺:HA-A/A-MCO的好氧脱氮机制分析

针对污泥减量技术存在对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能并可实现污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺。在该工艺取得同步脱氮除磷和污泥减量优异效果的条件下,采用其处理校园生活污水,当进水TN平均为47 mg/L时,出水TN为10.9 mg/L,系统的总脱氮率为76.8%,其中好氧脱氮量占总脱氮量的50%,缺氧脱氮量占26%;HA-A/A-MCO系统存在着在好氧条件下具有反硝化能力的菌属,对好氧脱氮有一定贡献,且DO浓度对其反硝化能力没有抑制作用;好氧池中的DO浓度梯度有利于在污泥絮体内形成缺氧环境,从而促进同步硝化反硝化(SND)的发生,但减小污泥絮体尺寸会削弱絮体内部缺氧区域比例、降低SND的脱氮效率。     

好氧/缺氧循环SBR工艺的脱氮研究

当原水碱度不足时，针对SBR工艺，采用好氧／缺氧循环的运行方式进行脱氮性能及其过程控制的研究。结果表明，通过在线监测pH值的变化可以判断硝化反应过程中碱度是否充足、氨氮是否全部被氧化，相应的控制策略为：如果好氧／缺氧的循环次数超过2次，那么第一次硝化反应以pH值下降0．4～0．5来控制好氧时间，中间的每一次硝化反应以pH值下降0．8～1．0来控制好氧时间，最后一次硝化过程根据DO与pH值变化曲线上的跃升点控制反应时间；每次的缺氧反硝化都根据ORP与pH值曲线上拐点的出现来控制缺氧时间。与传统运行方式相比，采用好氧／缺氧循环运行方式及上述控制策略可使脱氮效率得到明显提高。     

以DO、ORP、pH控制SBR法的脱氮过程

为实现SBR法脱氮在线模糊控制,以啤酒废水为研究对象,通过不同进水混合液氨氮浓度的试验,详细地研究了SBR法在去除有机物和硝化、反砂化过程中DO、ORP、pH的变化规律。试验表明,DO、ORP、pH的特征点和平台的重现性很好,可以作为SBR法去除有机物、砂化、反硝化的过程控制参数。     

异养硝化菌的分离及其强化活性污泥脱氮效果

为提高水处理过程中的脱氮率，实现好氧条件下对总氮的去除。通过试验分离出一株异养硝化菌，该菌株为白色革兰氏阴性球状菌。将该菌扩大培养后接种于活性污泥系统并进行了处理模拟废水的试验。结果表明：该菌能在好氧条件下分别代谢氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮，并通过好氧反硝化实现对总氮的去除。用该菌株强化的活性污泥系统对以氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮为惟一氮源的模拟废水进行处理，4h的总氮去除率分别为85％、60％、70％。     

Biological nitrogen removal with enhanced phosphate uptake in a sequencing batch reactor using single sludge system

Simultaneous biological phosphorus and nitrogen removal with enhanced anoxic phosphate uptake was investigated in an anaerobic-aerobic-anoxic-aerobic sequencing batch reactor ((AO)2 SBR). Significant amounts of phosphorus-accumulation organisms (PAOs) capable of denitrification could be accumulated in a single sludge system coexisting with nitrifiers. The ratio of the anoxic phosphate uptake to the aerobic phosphate uptake capacity was increased from 11% to 64% by introducing an anoxic phase in an anaerobic aerobic SBR. The (AO)2 SBR system showed stable phosphorus and nitrogen removal performance. Average removal efficiencies of TOC, total nitrogen, and phosphorus were 92%, 88%, and 100%, respectively. It was found that nitrite (up to 10 mg NO2(-)-N/l) was not detrimental to the anoxic phosphate uptake and could serve as an electron acceptor like nitrate. In fact, the phosphate uptake rate was even faster in the presence of nitrite as an electron acceptor compared to the presence of nitrate. It was found that on-line sensor values of pH, ORP, and DO were somehow related with the dynamic behaviours of nutrient concentrations (NH4+, NO3-, and PO4(3-)) in the SBR. These on-line sensor values were used as real-time control parameters to adjust the duration of each operational phase in the (AO)2 SBR. The real-time controlled SBR exhibited better performance in the removal of phosphorus and nitrogen than the SBR with fixed-time operation.     

A/A/O污水处理工艺脱氮效果模拟及优化

针对武汉某污水处理厂因进水总氮浓度高、碳氮比值低而导致脱氮效果不稳定的问题,基于ASDM模型建立了该污水处理厂A/A/O工艺模型,并利用历史数据对脱氮效果进行了优化模拟。分别对硝化液回流比(0~600%)、好氧段DO(1~6 mg/L)、缺氧段DO(0.005~0.2 mg/L)、温度(16~29℃)等工艺运行参数进行了模拟分析,通过模型模拟筛选出的最优运行参数如下:硝化液回流比为100%,好氧段DO为1 mg/L,污泥回流比为65%,排泥量为550 m3/d,且缺氧段DO浓度越低越有利于脱氮。根据以上结论并结合该污水处理厂实际情况,确定如下优化实施方案:硝化液回流比为300%,好氧段DO为3 mg/L以下,同时关闭硝化液回流点前的曝气头以降低缺氧段DO,并按90kg/d投加碳源(以COD计)。该污水处理厂按照上述方案实际运行2个月,脱氮效果明显提高,出水总氮达标率达到100%。     

In situ nitrogen management in controlled bioreactor landfills

The characteristics of leachate from landfills vary according to site-specific conditions. Leachates from “old” landfills are often rich in ammonia nitrogen due to the hydrolysis and fermentation of the nitrogenous fractions of biodegradable substrates, with decreases in concentration mainly attributable to leachate washout. At landfills where leachate containment, collection and recirculation is practiced to accelerate decomposition of readily biodegradable organic constituents, leachate ammonia nitrogen concentrations may accumulate to higher levels than during conventional single pass leaching, thereby creating an ultimate leachate discharge challenge. Landfill leachate treatment options include complex and often costly sequences of external physical–chemical and biological processes for removal of high-strength organics and inorganics, including nitrogen. Therefore, this paper focuses on investigations with bioreactor landfill simulations to demonstrate the potential for in situ nitrogen removal in dedicated nitrification/denitrification zones. Using leachate recirculation, associated system modifications provided separate aerobic and anoxic zones for ammonia nitrogen transformations to nitrate and nitrogen gas, respectively. Results from the three simulated optional stages of methanogenesis, nitrification and denitrification indicated that nitrogen conversion and removal was dependent on the operational stage. Both separate and combined reactor operation with internal leachate recycle provided 95% nitrogen conversion. In contrast, combined reactor operation with single pass leaching provided a conversion efficiency per cycle ranging between 30–52% for nitrification and 16–25% for denitrification, thereby indicating the efficacy of using the landfill itself for attenuation of leachate ammonia nitrogen concentrations to levels acceptable for ultimate discharge.     

深床反硝化生物滤池碳源优选研究

借助深床反硝化生物滤池对葡萄糖和乙酸钠两种碳源的挂膜及硝态氮去除性能进行了对比研究。试验结果表明,当碳氮比为3时,连续投加葡萄糖36 h以上,滤池内部开始进入缺氧环境,此时出水硝态氮浓度开始降低;而乙酸钠在碳氮比为3.2时,需连续投加碳源26 h,出水DO才开始降低到0.5 mg/L以下,此时滤池出水硝态氮浓度开始降低。当碳源均按照葡萄糖和乙酸钠的最佳碳氮比进行投加时,硝态氮最大去除率分别为82%和85%;此外,当以葡萄糖作为碳源时,反洗排水中MLSS约为乙酸钠的3倍。