溶解氧对多段式生物接触氧化法脱氮除磷的影响

以碳氮比(C/N)为2.7左右的实际生活污水为处理对象,通过调整系统曝气量,研究了溶解氧对多段式生物接触氧化法脱氮除磷系统运行性能的影响。结果表明,设定的5组溶解氧条件下,处理效果与前、后段溶解氧浓度差异有关。当前段溶解氧为3～4 mg·L~(-1),后段溶解氧为4～5 mg·L~(-1)时,化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、总氮(total nitrogen,TN)的去除率90%、81%,满足GB 18918—2002污水排放一级A标准,装置污泥量很少,没有剩余污泥排放总磷(total phosphorus,TP)去除效果稍差。通过对装置生物多样性和生物膜质量的分析,表明溶解氧浓度的差异性变化,为生物膜上微生物同步硝化反硝化创造了条件。     

COD进水浓度对SBMBBR脱氮除磷效果影响

研究了序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)中COD进水浓度对同步脱氮除磷效果的影响.维持进水PO3-4-P浓度为10 mg/L、NH3-N浓度为40 mg/L左右,COD浓度为200～800 mg/L,研究了反应器的脱氮除磷效果.结果表明:厌氧释磷量在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为61.2 mg/L;之后,增加COD进水浓度不利于磷的释放.在厌氧段初期,TN便有超过30%的损失,可能是因生物吸附造成的.好氧时TN和磷均损失较大,说明在生物膜上很可能发生了同时硝化反硝化和反硝化聚磷.一定范围的COD浓度能促进TN的去除.TN去除率在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为87.8%,氮磷的去除与生物膜的生物量和生物膜厚度密切相关.     

DO对MBBR同步硝化反硝化生物脱氮影响研究

研究了移动床生物膜反应器(MBBR)同步硝化反硝化生物脱氮城市污水处理工艺.试验结果表明,当溶解氧(DO)质量浓度为2 mg.L-1、水力停留时间为8 h、悬浮填料填充率为50%时,MBBR工艺可通过同步硝化反硝化实现90%以上的脱氮效果.生物膜内DO质量浓度梯度造成好氧和缺氧区是实现同步硝化和反硝化的关键.该工艺能在同一个反应器中实现同时硝化和反硝化,并达到两个过程的动力学平衡,大大简化了生物法脱氮的工艺流程,提高了生物脱氮的效率,并节省投资.     

碳氮质量浓度比值对SBBR工艺处理城市污水脱氮的影响

目的研究在碳源不足的条件下,外加碳源碳氮质量浓度比值对序批式生物膜反应器(SBBR)工艺处理低碳氮质量浓度比值城市污水脱氮特性的影响.方法在厌氧末期、好氧初期投加外加碳源乙酸钠,通过改变碳源的投加量相应的改变系统内的碳氮质量浓度比值.测量每次试验进出水COD、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮以及总氮的质量浓度变化.结果当外加碳源后碳氮质量浓度比值为5.88时,系统对COD质量浓度的去除率最高,达到95.6%;将碳氮质量浓度比值由3.48增大到11.79,但其对NH3-N的去除效果影响不大,去除率均在90%以上,当外加碳源后碳氮质量浓度比值为3.48时,NH3-N去除率最高为99.37%;外加碳源后的碳氮质量浓度比值为7.94时对TN的去除效果最好,去除率为83.95%.结论外加碳源的加入使得SBBR系统对低碳氮质量浓度比值生活污水中的COD、NH3-N、TN具有良好的去除效果,使系统脱氮性能提升.     

生物电极膜内脱氮速率模型

通过研究生物电极脱氮过程中膜内物质运动和反应机理,建立了能够表现生物膜内脱氮反应过程的动力学模型.在本模型中,氢气和醋酸同时作为电子供体参与反应,在生物膜内反硝化细菌的作用下,硝酸氮被还原为氮气从而彻底将其去除.模型综合考虑了膜内物质迁移、扩散等对脱氮过程的影响,得到了氢气和醋酸同时作为电子供体参与反应时去除硝酸氮的动力学方程.在模型建立过程中,假定生物膜厚度和反硝化菌脱氮活性不受生物浓度、时间和电极位置影响,并且认为生物膜内各反应物质的有效扩散系数约为其在水中分子扩散系数的80%.采用Runge-Kutta法和Shaoting Mathal法对模型进行求解,模型计算结果和实验结果较吻合.     

三维电极生物膜脱氮系统的电场响应性

研究三维电极-生物膜反应器对加载电场的响应性,为寻求反应器有效合理的自动控制方式提供理论指导.为了充分利用三维电极体系阳极产氧为硝化菌提供好氧环境实现氨氮硝化,利用阴极产氢为反硝化菌提供缺/厌氧环境和电子供体实现反硝化脱氮,实验设计并稳定运行了三维电极-生物膜脱氮反应器.通过考察不同电流密度条件下,系统溶解氧(DO)、pH、脱氮性能的变化,研究电流密度对三维电极-生物膜反应器中微生物生长的微环境和微生物反硝化脱氮所需电子供体的影响,评价三维电极-生物膜脱氮系统的电场响应性.结果表明,在电流密度为0.013 4 mA/cm2时,NH+-N转化率可达90％,NO3--N和TN去除率70％以上;三维电极-生物膜脱氮系统的极限电流密度在0.020 1 mA/cm2附近;极限电流密度范围内,电流密度引起系统DO、pH的变化均在系统承受范围内;电流密度的提高可提高阴极NO3--N反硝化效率,但对阳极NH4+-N的硝化无明显影响,极限电流密度范围内均无NO2--N积累.     

活性污泥-生物膜法系统的脱氮除磷效果研究

在中试试验条件下,考察了较高的有机负荷对活性污泥-悬浮载体生物膜法系统脱氮除磷效果的影响.试验表明,水温为20~33℃时,在系统污泥龄为4~9 d,污泥负荷(单位污泥单位时间内处理的生物化学需氧量BOD5的量)达到0.18~0.55 kg.kg-1.d-1条件下,对磷的去除效果稳定在90%左右,氨氮的去除率达到80%以上,出水总氮平均质量浓度为11 mg.L-1.同时,试验过程中也发现了联合系统的好氧池中存在明显的同步硝化反硝化现象.经分析认为,这与好氧池内合理的溶解氧值和较高的污泥质量浓度有关.     

低基质条件下厌氧氨氧化生物膜和颗粒污泥脱氮性能对比研究

在低基质质量浓度条件下,对海绵填料生物膜反应器和颗粒污泥反应器进行厌氧氨氧化的脱氮性能进行对比研究。研究结果表明:当进水NH4+-N和NO2--N质量浓度分别为(17.03±2.16)mg/L和(19.17±2.33)mg/L时,颗粒污泥厌氧氨氧化反应器的脱氮性能明显优于海绵填料生物膜反应器的脱氮性能;保持对NH4+-N和NO2--N的平均去除率为90%以上时,通过缩短水力停留时间,颗粒污泥反应器容积氮去除速率可达3.55 kg.N/(m3·d),而海绵填料生物膜反应器仅为0.94 kg·N/(m3·d);进水中NO2--N与NH4+-N的质量浓度比能影响反应器的化学计量关系。     

回流比对前置反硝化生物滤池的影响

前置反硝化生物滤池具有良好的脱氮性能,回流比是影响其脱氮性能的重要影响因素.调节回流比参数,考察回流比分别为100%、200%、300%时的工艺参数条件下,前置反硝化生物滤池对COD、NH3—N、NO3-—N、TN的去除效果.试验表明回流比对反应器中COD、NH3—N、NO3-—N、TN均有一定的影响,对TN的去除影响最大.在一定的范围内(100%~200%),增加回流比有助于提高系统对污染物的去除,但当回流比过大时(300%),系统出水水质下降.确定最佳回流比为200%,该工况下系统出水COD、NH3—N、TN平均质量浓度分别为28.45、2.27、12.45 mg/L.     

DO和HRT对连续流MBBR亚硝酸型SND影响

为探讨亚硝酸型同步硝化反硝化SND过程中的生物脱氮特性,以实际生活污水为对象,通过连续运行移动床生物膜反应器MBBR系统,研究了溶解氧质量浓度DO和水力停留时间HRT对亚硝酸型SND的影响.试验结果表明,化学需氧量COD在200 mg/L左右,HRT为14 h,水温为15~27℃,pH值为6.24~6.98的相对稳定条件下,控制DO在2.9~5.0mg/L的过程中MBBR反应器均能实现亚硝酸型SND,平均亚硝酸盐氮NO2-—N积累率为75.96%;当DO为(4.5±0.3)mg/L时,平均总氮TN去除率达62.89%,取得了最好的TN去除效果,而该条件下NO2-—N的积累率达最小值51.23%,DO过高或过低都会影响系统亚硝酸型SND的进行;当COD在220 mg/L左右,pH值为6.14~7.47,水温为26~31℃,控制溶解氧在(4.5±0.3)mg/L,随HRT的延长,氨氮NH4+—N和TN的去除率明显增大,但NO2-—N的积累率减小,系统的亚硝酸型SND效果逐渐减弱.     

用喷泉式生物膜反应器去除养鱼水体中的氮素

介绍了一种用于净化养鱼水体的喷泉式生物膜反应器．首先在清洁的水中放养金鱼,考察水中氮素和COD浓度的增长规律．随后分别采用简单曝气和加入喷泉式生物膜反应器2种方法对水质进行净化,并比较他们的效果．结果表明：简单曝气可以降低NH4＋-N浓度,但不能有效去除总氮（TN）,而采用喷泉式生物膜反应器则可以有效地降低TN．通过TN去除动力学的分析,TN去除速率随着初始浓度的增加而增加,表现为Monod模型．其中C／N比对TN去除速率有明显影响,C／N比由5：1提高到15：1时,相应的TN去除速率（rmax）和饱和常数（Ks）分别提高了32％和降低了21％．     

基于SASMBR的城镇污水PN/ANAMMOX研究

基于目前短程硝化–厌氧氨氧化(partial nitritation and anammox, PN/A)工艺处理城镇污水中反应器运行不稳定和氮去除负荷低的问题, 本文设计一种新型复合生物反应器: 序批式–折流板–分置膜生物反应器(sequencing batch-baffled-separate membrane bioreactor, SASMBR)。将该反应器应用于PN/A工艺处理城镇污水, 探究反应器的性能, 并对SASMBR运行PN/A工艺的运行成本进行分析。结果表明, 采用SASMBR 反应器运行PN/A工艺处理城镇污水, 能够实现高效稳定的脱氮效果, TN去除率达到80%~85%, 氮素去除负荷(nitrogen removal rate, NRR)达到0.20~0.22 kgN/(m^-3·d^-1), 出水TN浓度维持在8 mg/L以下。16S rRNA基因测序分析发现, 短程硝化SASMBR反应器内设置的折流板能够富集氨氧化细菌(ammonia oxidation bacteria, AOB), 确保短程硝化SASMBR反应器的良好性能; 厌氧氨氧化SASMBR内固定在折流板两侧的无纺布可以有效地持留厌氧氨氧化菌(ammonium oxidizing bacteria, AnAOB), 同时, 厌氧氨氧化SASMBR内丰度升高的AOB可以为AnAOB 提供生长的厌氧环境和 NO₂^--N 基质, 使厌氧氨氧化SASMBR反应器能够快速启动和高效稳定运行。SASMBR的运行成本为0.037 元/m³, 比传统城镇污水处理厂的运行成本大幅度降低。     

厌氧氨氧化过程中无机碳对脱氮效能的影响

采用上流式厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX)反应器,通过氮去除效能的变化,研究无机碳(inorganic carbon, IC)在厌氧氨氧化过程中的作用及IC质量浓度对厌氧氨氧化过程的影响.结果表明:当进水不投加IC时,反应器脱氮效能明显下降,当进水IC和总无机氮(total inorganic nitrogen,TIN)的质量浓度之比ρ_IC/ρ_TIN为0.2~0.4时,脱氮效能得到恢复并逐步提高.ρ_○IC/ρ_○TIN从0.4继续提高至1.0时,脱氮效能不再发生明显变化.在ρ_○IC/ρ_○TIN为0.4的条件下启动新反应器,运行61天后氮去除负荷达到1.04kg·m^-3·d^-1,ANAMMOX菌活性明显高于原反应器.表明厌氧氨氧化过程中,IC主要提供碳源并充当反应催化剂,充足的IC供应是提高ANAMMOX活性和维持稳定脱氮的必要条件,厌氧氨氧化启动过程中进水IC和TIN最佳质量浓度之比为0.4.     

Performance of Sequencing Biofilm Batch Reactor（SBBR） under Micro-aerobic Condition for Aniline-Contaminated Wastewater Treatment

The performance of sequencing biofilm batch reactor（ SBBR） under micro-aerobic condition for aniline-contaminated wastewater treatment was investigated in this study. Dissolved oxygen（ DO） and aniline concentrations were selected as the operating variables to analyze,model,and optimize the process. In order to analyze the process,5 dependent parameters,chemical oxygen demand（ COD）,aniline,ammonium,total nitrogen（ TN）,and total phosphorous（ TP） removal as the process responses were studied. From the results, increase in DO concentration could promote the removal of COD,aniline,ammonium,and TN,while increase in aniline concentration has a slightly negative impact on the removal of pollutants. The optimum DO concentration was found to be 0. 4-0. 5 mg /L. The removal efficiencies for COD,aniline,ammonium,and TN at the optimum point（ DO concentration0. 5 mg /L,aniline concentration 11 mg /L） were 95. 84%,100%,75. 72%,and 45. 39%,respectively. The oxidative deamination was the main degradation method for aniline under micro-aerobic condition. Simultaneously nitrification-denitrification（ SND）process performed under micro-aerobic condition and about 20%-40% nitrogen was removed by SND.     

内回流比对内循环式多级A/O新工艺的脱氮影响

对比4种不同内回流比(50%,100%,150%,200%)时的化学需氧量(COD),NH⁺₄-N和总氮(TN)的质量浓度,通过改变单一因素内回流比进行平行实验,并在最优内回流比时,检测沿程各段反应池内NO^-₂-N和NO^-₃-N的质量浓度.实验结果表明:内回流比并不是越大越好,而是有一个适当的范围;内循环式多级A/O新工艺在处理低C/N比和高NH⁺     

SUFR系统中同时反硝化吸磷现象的试验研究

螺旋升流式反应器(Spiral Up-Flow Reactor,SUFR)是一种新型的污水处理工艺,该工艺对污水中COD、TN、TP的去除效果较好,出水浓度分别低于28 mg/L、10 mg/L和0.5mg/L.本文对螺旋升流式反应器脱氮除磷系统中的反硝化吸磷现象进行了深入的研究,通过分析发现,适当的COD浓度和DO浓度有利于同时反硝化吸磷现象的发生。     

强化混凝处理长江原水工况参数优化研究

以杨树浦水厂的现用水源——取自青草沙水库的长江原水作为研究对象,考察了强化混凝试验的各项工况参数如混凝剂投加量、溶液pH、助凝剂投加量等对水质净化效果的影响,测定的水质参数包括浊度、UV_(254)、UV_(272)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)。混凝试验表明,最优实验条件如下:溶液pH为8,聚合氯化铝为最佳混凝剂且其投加量为4.5 mg/L,助凝剂投加量为0.1 mg/L时强化混凝效果最好。尽管对TOC(36.29%)以及TN(5.5%)去除效果较为有限,但可实现对浊度(90.19%)、UV_(254)(58.97%)、UV_(272)(64.76%)的有效去除效果,从而达到对原水常规净化处理并达标的目的。本研究成果可为杨树浦水厂既有水厂升级改造与工艺的优化运行提供有效的理论和技术支持。     

Isolation and Characteristics of New Heterotrophic Nitrifying Bacteria

The study presented the method for isolating the heterotrophic nitrifiers and the characterization of heterotrophic nitrification. When influent Ammonia nitrogen concentration was 42. 78-73. 62 mg/L. The average ammonia nitrogen removal rate was 81,32% from the bio-ceramics reactor. Sodium acetate and ammonium chloride were used as carbon and nitrogen source. The COD removal rates by microorganisms of strain wgy21 and wgy36 were 56.1% and 45.45%, respectively. The TN removal rates by microorganisms of strain wgy21 and wgy36 were 65.85%and 67. 98%, respectively. At the same time, the concentration of ammonium nitrogen was with the removal rates of 75.25% and 84.96%, and it also had the function of producing NO2-N. Sodium acetate and sodium nitrite were used as carbon and nitrogen source. Through the 12days of the aerobic culture, the COD femoral rates by microorganisms of strain wgy21 and wgy36 were 29.25%and 22.08%, respectively. NO2-N concentration decreased slowly. Comparison, similarity of wgy21 and many Acinetobacter sp. ≥99%, similarity of wgy36 and many Acinetobacter sp. ≥99%. Refer to routine physiological-biochemical characteristic determination, further evidences showed that wgy21 and wgy36 belong to Acinetobacter sp.,respectively.