不同C/N下SBBR脱氮过程N2O释放及胞外多聚物变化

在(20±2.0)℃条件下,利用序批式生物膜反应器（sequencing batch biofilm reactor,SBBR）,考察不同碳氮比（C/N=3.0、5.0、8.0和10.0）下同步脱氮（simultaneous nitrification and denitrification,SND）过程N₂O释放及胞外聚合物（extracellular polymeric substance,EPS）变化。C/N由3.0增至10.0,异养菌大量增殖,曝气阶段DO降低,系统硝化性能受到抑制,SBBR系统出水NH₄⁺由0.5 mg/L以下增至（7.85±1.42）mg/L,N₂O产量由（2.68±0.17）mg/L降至（1.02±0.12）mg/L。C/N=8.0,TN去除率最大为80.4%±3.5%。反应初期,微生物体内聚β-羟基烷酸酯（PHA）增加,可为后续反硝化过程提供电子供体。AOB好氧反硝化和低氧条件下异养菌反硝化过程均可导致N₂O产生。C/N降低,SBBR内部缺氧区域减少,N₂O还原过程减弱,释放量增加;C/N增加,N₂O扩散进入生物膜内缺氧区域,促进其减量。C/N由3.0增至10.0,微生物EPS分泌由（57.6±5.6）mg / g VSS降至（32.7±3.2）mg / g VSS,其中,TB-EPS含量占65.8%~68.8%。低C/N下,紧密型EPS（TB-EPS）中多糖（PS）含量增加,生物膜更加密实,N₂O扩散进入缺氧区阻力增加,释放量增加。     

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。     

以氧化还原电位作为缺氧-好氧法工艺反硝化反应模糊控制的参数

以淀粉废水为研究对象,重点研究了氧化还原电位(ORP)作为缺氧-好氧法(A/O)工艺反硝化反应模糊控制参数的可行性,研究表明缺氧区末端硝酸氮浓度与ORP值具有很好的相关性,可以作为A/O工艺内循环回流量和外碳源投加的模糊控制参数,并建立了ORP模糊控制器。单独控制内循环回流量维持反硝化区末端ORP值为(-86±2)mV,或单独控制外碳源投加量维持反硝化区末端ORP值为(-90±2)mV,可实现A/O工艺脱氮的最优控制。     

Denitrification and Dephosphatation by Anaerobic/Anoxic Sequencing Batch Reactor

Removal of denitrifying phosphorus was verified in a laboratory anaerobic/anoxic sequencing batch reactor (A/A SBR). The results obtained demonstrated that the anaerobic/anoxic strategy can enrich the growth of denitrifying phosphorus removing bacteria (DPB) and take up phosphate under anoxic condition by using nitrate as the electron acceptor. The phosphorus removal efficiency was higher than 90% and the effluent phosphate concentration was lower than lmg·L-1 after the A/A SBR was operated in a steady-state. When the chemical oxygen demand(COD) of influent was lower than 180mg·L-1, the more COD in the influent was, the higher efficiency of phosphorus removal could be attained under anoxic condition. However, simultaneous presence of carbon and nitrate would be detrimental to denitrifying phosphorus removal. Result of influence of sludge retention time (SRT) on denitrifying phosphorus removal suggested that the decrease of SRT caused a washout of DPB and consequently the enhanced biological phosphorus     

污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧强化内源反硝化深度脱氮

目前,如何经济有效地实现低C/N生活污水深度脱氮仍是污水处理厂面临的一个重大挑战。理论上后置反硝化可以实现深度脱氮效果,但往往由于缺乏外碳源难以同时满足经济高效脱氮。本研究建立的新型污泥双回流-厌氧/好氧/缺氧(AOA)工艺有利于富集培养以Candidatus Competibacter为主的反硝化聚糖菌(DGAOs),能够开发与利用内碳源脱氮。该系统长期处理低C/N (3.2)实际城市生活污水,TIN去除率达91.81%,出水TIN浓度为4.36 mg·L^-1。此外,提高第二污泥回流量增加了缺氧区的MLSS同时提升了比内源反硝化速率,是深度氮去除的主要原因。随着去除效果的提升,充分的厌氧环境使得内碳源贮存量升高,脱氮效果呈现正向循环。二沉池底部产生的额外碳源随第二回流引入系统进一步强化脱氮。本研究阐明了污泥双回流-AOA系统节碳脱氮的原理与关键,为低C/N城市污水的脱氮效率提供了一种可行性。     

污泥固体停留时间对实时控制生物脱氮SBR中亚硝酸盐积累的影响

In this study,four sequencing batch reactors(SBR),with the sludge retention time(SRT)of 5,10,20 and 40 d,were used to treat domestic wastewater,and the effect of SRT on nitrite accumulation in the biological nitrogen removal SBR was investigated.The real-time control strategy based on online parameters,such as pH,dissolved oxygen(DO)and oxidation reduction potential(ORP),was used to regulate the nitrite accumulation in SBR. The model-based simulation and experimental results showed that with the increase of SRT,longer time was needed to achieve high level of nitritation.In addition,the nitrite accumulation rate(NAR)was higher when the SRT was relatively shorter during a 112-day operation.When the SRT was 5 d,the system was unstable with the mixed liquor suspended solids(MLSS)decreased day after day.When the SRT was 40 d,the nitrification process was significantly inhibited.SRT of 10 to 20 d was more suitable in this study.The real-time control strategy combined with SRT control in SBR is an effective method for biological nitrogen removal via nitrite from wastewater.     

应用实时控制实现和稳定短程硝化反硝化

以实际豆制品生产废水为处理对象,采用SBR反应器研究了过度曝气(曝气时间过长)对短程硝化的影响,在此基础上提出了应用实时控制技术在常温、正常溶解氧和中性pH值时实现和稳定短程硝化的新方法。试验结果表明,在反应器温度为(28±0.5)℃、过度曝气12周期后,硝化类型就由亚硝酸盐积累率为96%的短程硝化转变为亚硝酸盐积累率为39%的全程硝化;而应用实时控制策略在反应器温度为(27±0.5)℃和(25±0.5)℃时可较好地维持短程硝化反硝化,且经过两个月的运行硝化类型也没有改变,亚硝酸盐积累率仍然保持在96%以上。因此可以得出,好氧反应时间的控制在亚硝化阶段基本结束时是维持并稳定短程硝化的关键。实际上,即使在能充分实现短程硝化的条件下,过度曝气也能使短程硝化向全程硝化转化。     

Orbal氧化沟生物脱氮的中试研究

采用有效容积为330L的中试Orbal氧化沟模型处理城市污水,研究了Orbal氧化沟的同时硝化反硝化生物脱氮现象。结果表明,Orbal氧化沟具有良好的降解有机物和硝化性能;在不投加外碳源和不设硝化液内回流的条件下,通过控制DO浓度分布,可以实现氧化沟内的同时硝化反硝化,对总氮去除率平均为61%,出水总氮平均为14mg/L。经分析认为,DO浓度分布是氧化沟内同时硝化反硝化的决定因素,进水中的COD/TN是影响总氮去除率的重要因素;通过控制外沟低DO运行,可以稳定实现Orbal氧化沟的低能耗高效脱氮;多沟道串联的反应器布置方式有效防止了低DO运行带来的亚硝酸盐积累和污泥膨胀的发生。     

溶解氧浓度对A~2/O工艺运行的影响

以城市污水厂中最常采用的A2/O工艺为研究对象,开展了处理实际生活污水的研究,系统探讨了DO浓度对该工艺运行的影响。结果表明,当好氧区的DO平均浓度从4.0 mg/L降低至1.0 mg/L时,对COD的去除基本不受影响;而系统的硝化效果逐渐降低,但是低DO浓度引发的SND等作用,使得对TN的去除率反而逐渐升高。单纯从生物脱氮的角度考虑,A2/O工艺可以在DO为1.0～2.0 mg/L之间运行。不过低DO浓度运行对生物除磷效果的影响很大,在DO为1.0 mg/L时,除磷效率逐渐下降,这是由于供氧不足引发了生物除磷性能的恶性循环。另外,低DO浓度运行还引发系统中的污泥发生了微膨胀现象,在污泥微膨胀期间出水SS<5 mg/L。就总体的运行情况而言,不同于A/O等单纯脱氮工艺,A2/O工艺不宜在DO<2.0 mg/L的条件下运行,否则需要引入化学除磷。     

新型UniFed SBR生物除磷脱氮工艺

介绍了新型UniFed SBR工艺的运行方式、在除磷脱氮方面的特点及其在实际污水处理厂的应用实例.其特点是在SBR运行周期的沉淀和排水阶段,将进水均匀地引入沉淀污泥层,以取得反硝化和厌氧放磷所需的适宜条件.与复杂的连续流生物脱氮除磷工艺相比,该工艺采用单池运行,不需物理分区和污泥回流即可达到较高的除磷脱氮效率,还可减少基建投资.