生物组合工艺处理垃圾渗滤液的研究进展

阐述了垃圾渗滤液的来源和特点,以及垃圾渗滤液的现有处理方法,从第二代厌氧反应器-好氧反应器组合、第三代厌氧反应器-好氧反应器组合、厌氧生物膜法-好氧组合、其他生物组合4个方面综述了生物组合工艺处理垃圾渗滤液的最新研究进展,并针对各类生物组合工艺的优缺点提出了一些建议和展望.     

外加碳源类型对A~2/O-BCO系统脱氮除磷性能的影响

反硝化除磷系统可实现氮、磷的同步去除,但在处理实际低C/N污水时,常需补充碳源以解决碳源不足的问题。采用A~2/O-BCO(anaerobic anoxic oxic-biological contact oxidation)反硝化除磷系统,通过投加两种常用的外碳源控制进水C/N在4.3左右,考察碳源类型(丙酸钠、乙酸钠)对A~2/O-BCO系统长期运行效果的影响,并采用批次试验进一步探究不同外加碳源条件下活性污泥的内碳源贮存和利用特性。结果表明:碳源种类的变化会改变微生物的底物贮存和利用特性,进而影响系统的脱氮除磷效果。当采用丙酸钠为外加碳源时,PO43--P去除效果稳定在94%左右,实现了磷的高效去除,但TIN的去除率仅为70.82%;而以乙酸钠为外加碳源时,系统TIN的平均去除率可以达到74%,但磷的出水浓度出现波动现象,平均去除率仅为89.90%。碳源转化分析表明,厌氧条件下,进水丙酸钠含量增多,PHV的合成比例增加,相反,乙酸钠含量增多,PHB合成比例增多;缺氧条件下,DPAOs对PHB和PHV的降解效果与其含量相关,丙酸钠作为外碳源时,PHV的降解速率高且微生物产能效率高,因此PO43--P吸收速率较快。此外,本文提出了不同外加碳源条件下系统的优化运行策略。     

四种碳源条件下城市污水处理厂尾水深度脱氮的性能与微生物种群结构

城市污水处理厂出水符合一级A排放标准,其中含有的硝酸盐氮仍可能引起敏感水域水质恶化,故仍需进一步开发尾水深度脱氮技术.研究采用乙酸钠、葡萄糖、甲醇、乙醇4种碳源作为外加碳源,探究序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)悬浮污泥系统进行城市污水厂尾水深度脱氮的可行性.试验结果表明:在进水硝酸盐质量浓度约为15 mg/L、硝酸盐氮容积负荷率为0.03 kg/(m3·d)的条件下,分别投加4种不同的碳源,SBR均能达到97.80％以上的NOx--N去除率,出水ρ(NOx--N)<1 mg/L.4个系统实现稳定深度脱氮所需的COD/ρ(N)分别为5、12、6和7,对应去除1 g NOx--N的碳源量分别为7.35、12.00、4.00和3.37 g,其中乙醇为碳源时投加量最低而葡萄糖为碳源时最高.使用原位全周期方法测得的4个系统平均氮去除速率分别为0.72、0.19、0.32和0.73 kg/(m3·d),其中乙醇和乙酸钠为碳源时反应速率最高而葡萄糖为碳源时最低.碳源种类对微生物种群组成具有显著影响.经过78 d的培养之后,乙酸钠和葡萄糖系统污泥与接种污泥相比种群结构简单,乙酸钠为碳源时微生物以Firmicutes门为主(94％),葡萄糖为碳源时微生物以Actinobacteria门(45％)和Patescibacteria门(44％)为主.与之相反,甲醇、乙醇系统中微生物种群的多样性比起种泥有所上升.     

盐度对垃圾渗滤液亚硝酸型反硝化动力学特性的影响

为了考察在盐度影响下亚硝酸型反硝化动力学特性,采用长期处理垃圾渗滤液的SBR反应器内具有良好短程生物脱氮特性的活性污泥进行亚硝酸型反硝化批次试验,通过函数拟合确立动力学方程及动力学参数,研究结果表明:盐度的突升或突降都会使比反硝化速率减慢,并且影响程度随初始ρ(NO₂^--N)的增加而增大,在盐度为10 g/L,初始ρ(NO₂^--N)为100 mg/L时,比反硝化速率(以N计)达最大值16.28 mg/(gVSS·h).活性污泥系统中微生物的比反硝化特性在各盐度下均符合Andrews模型,且盐度的升高和降低会使系统的最大比反硝化速率μ_max和半饱和常数K_s下降,抑制常数K_i上升.在10 g/L盐度下,μ_max(以NO₂^--N计)=22.57 mg/(gVSS·h),K_s=20.71 mg/L,K_i,min=613.32 mg/L.     

体积比对分段进水工艺处理低浓度废水性能的影响

采用改良A²/O四点分段进水工艺处理低浓度、低碳氮比城市生活污水.在HRT为8.7 h、SRT为15 d、污泥回流比为75%、进水流量分配比为20:35:35:10、好氧段ρ(DO)为1~1.5 mg/L条件下,通过调整不同的厌氧/缺氧/好氧体积比,分析体积比对污染物去除性能的影响.结果表明:不同的体积比对COD、氨氮的去除基本无影响,但对TN、TP去除影响较大.当厌氧/缺氧/好氧体积比为4:8:10时,对污染物去除效果最佳,出水COD、氨氮、总氮、总磷质量浓度分别为28.12、0.58、9.26、0.43 mg/L,进水碳源有效利用率达72.4%.通过逐步减少好氧段体积以提高缺氧段体积的策略,可使进水碳源在各缺氧段或厌氧段被充分利用,同时有利于反硝化除磷菌的富集,DPAOs最高比例为20.9%.     

活性污泥法污水处理厂最优化设计的研究

本文首先分析了目前活性污泥法污水处理系统设计计算方法以及存在的问题,指出了该系统最优化设计的必要性.然后,根据系统动力学公式及设计和运行参数,分析了基建费用和运行费用之和与各参数之间的关系;在满足出水质量的条件下,建立了以基建费用和若干年运行费用之和为目标函数的最优化设计方案.最后,给出了使这个目标函数为最小的曝气池容积混合液污泥浓度和二沉池容积等设计参数的计算公式.     

MUCT工艺处理实际生活污水实现亚硝酸型硝化

采用MUCT工艺处理低C/N比实际城市生活污水,研究在连续流工艺中实现亚硝酸型硝化的调控措施。试验在常温下共进行了121 d,结果表明：经过87 d的启动期,最终在水力停留时间（HRT）8h,溶解氧浓度（DO）0.3～0.5 mg·L^-1,污泥回流比80%,缺氧回流比120%,硝化液回流比300%的条件下,成功启动了短程硝化,并稳定维持了35 d。 短程硝化期间,好氧区亚硝酸盐积累率平均62%,最高达到80%;氨氮去除率65%,最高达87%。短程硝化影响因素的分析表明：pH值,游离氨（FA）,游离亚硝酸（FNA）对本试验短程硝化无影响;温度和污泥停留时间（SRT）影响较小;HRT和DO是短程硝化实现的控制因素。荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization, FISH）试验结果表明：当系统由全程硝化状态转为短程硝化状态后,氨氧化细菌（ammonia oxidizing bacteria, AOB）的比例明显提高,最高达到9.3%;亚硝酸盐氧化细菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)以Nitrospira为主,其所占比例明显下降。     

自养脱氮工艺有机物去除段与硝化段精确分离的实现与实时控制

为了实现城市污水处理过程中的节能降耗,提出了三段式城市污水自养脱氮工艺,阐述了除有机物SBR在整套工艺中的重要地位,探讨了不同曝气量与污泥浓度条件下,除有机物SBR中有机物的去除特征与规律。结果表明,在不同的曝气量及污泥浓度条件下,COD降解结束前NO₂^--N与NO₃^--N的浓度均低于0.1 mg·L^-1,反应器进入COD难降解阶段后,NO₂^--N与NO₃^--N的浓度快速提高,可以认为在除有机物SBR内有机物的去除和硝化过程是分步进行的,即先进行有机物的去除,而后进行硝化过程。DO曲线与pH曲线的突越点与除有机物过程的终点始终保持一致,可将其作为实时控制参数监测有机物的去除终点,对好氧曝气过程进行实时控制。     

新型厌氧处理工艺--厌氧迁移式污泥床反应器

介绍了新型厌氧处理工艺——厌氧迁移式污泥床反应器(AMBR)的基本构造、工作原理、主要性能和颗粒污泥的培养。AMBR工艺是在升流式厌氧污泥床(UASB)和厌氧序批式反应器(ASBR)两种工艺的基础上开发的，因而它具有运行方式灵活、结构简单、处理效果好、耐冲击负荷能力强和甲烷产率高等优点。     

采用序批式反应器短程生物脱氮工艺处理高氨氮制药废水

根据制药废水高氨氮、高pH值、高碱度的特点,采用序批式反应器(SBR)对该废水短程生物脱氮的可行性和影响因素进行了研究.在常温(23±1)℃的条件下,实现了低碳氮比制药废水的短程硝化与反硝化,脱氮效率达99%以上.结果表明,在高游离氮条件下,硝酸菌比亚硝化菌对游离氨更为敏感,反应体系中亚硝酸盐的平均积累速率远大于硝酸盐的平均积累速率.在处理该制药废水的短程硝化与反硝化过程中,pH值的变化表现出一定的规律性,其变化反映了硝化和反硝化进行的程度.可以利用pH值变化的特征点来准确判断硝化和反硝化过程的结束,进而实现对该过程的在线模糊控制.