SBR法短程硝化反硝化处理生活垃圾机械脱除水

生活垃圾机械脱除水是通过高压挤压等方式从新鲜生活垃圾中快速分离出的混合液,其经厌氧处理后的出水具有高氨氮、低C/N值等特征,为此,利用序批式反应器(SBR)通过短程硝化反硝化途径对其氨氮进行去除,利用高氨氮浓度下的高游离氨(FA)条件对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性进行抑制,实现SBR中短程硝化与亚硝态氮的稳定积累。研究结果表明,在室温条件下,控制p H值为7.5~8.0、DO1 mg/L,逐步提高氨氮浓度至700 mg/L,可实现系统中亚硝态氮的有效积累,氨氮去除率和亚硝态氮积累率分别为92.2%、90.9%左右。将短程硝化出水进一步进行反硝化处理,TN去除率高达98.8%。     

常温下部分亚硝化的启动中试研究

在常温(16.4 ～25.5℃)、限氧(DO =0.20 ～0.80 mg/L)条件下,以A/O除磷工艺出水为原水,在中试规模的反应器中采用SBR及高低氨氮(平均值分别为303.9和82.4 mg/L)交替进水方式,经过24个周期的连续运行成功实现了短程硝化,氨氮氧化率超过50％,亚硝化率超过90％.高FA( 11.36 mg/L)、FNA(0.033 mg/L)及低DO(＜0.80 mg/L)的联合抑制是实现亚硝酸盐氧化茵(NOB)被淘汰的关键因子,而限时曝气策略是SBR短程硝化得以稳定维持的重要因素.在低氨氮、连续流下控制HRT为7～9h、反应器各格室的曝气量为2～5 L/min、DO为0.10～0.60 mg/L,可使氨氮氧化率维持在55％左右,亚硝化率在95％以上,出水NO-2 -N/NH+4 -N平均值为1.32,为后续厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器提供了适宜的进水水质.     

可降解硝态氮的歧化厌氧氨氧化颗粒污泥的驯化

向SBR反应器中接种成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥,在氨氮、亚硝态氮浓度均为100mg/L的条件下,按C/N值=0.1添加乙酸钠,研究乙酸钠对厌氧氨氧化菌去除氮素的影响。结果表明,在存在乙酸钠的条件下,出水硝态氮生成量为没有乙酸钠情况下的45%,对总氮的去除率提高到90%以上,有利于出水总氮浓度达到一级A标准。验证了在C/N值=0.1条件下,厌氧氨氧化反应是反应器中的主体反应,没有被反硝化反应取代。厌氧氨氧化菌可利用乙酸钠和硝态氮的代谢机制也为降低短程硝化控制难度提供了一种思路。     

高氨氮废水稳定亚硝化技术研究

以人工配制的含氮废水为研究对象,通过控制反应器内废水的pH8.48、碱度1 439 mg/L、DO0.1 mg/L、氨氮容积负荷为0.27 kg/(m3.d),在长污泥龄(106 d)活性污泥亚硝化系统中成功实现了反应器出水NH4+-N与NO-2-N的浓度比例接近1∶1的稳定亚硝化积累结果,为早日能够运用亚硝化/厌氧氨氧化生物脱氮工艺实现高效生物脱氮提供了科学依据。     

A/O—MBR处理高氨氮废水的短程硝化研究

采用A/O—MBR工艺处理模拟高氨氮农药生产废水,考察了系统对氨氮的去除效果。通过对pH值、温度、DO的控制实现了短程硝化,并研究了该过程的影响因素。A/O—MBR工艺在25～28℃、pH值为7.5～8.5、进水氨氮为120～1 500 mg/L、DO为2.5 mg/L时具有较为稳定的短程硝化效果,亚硝态氮的积累率平均为58.9%,对氨氮的平均去除率为93.2%。维持其他参数不变,当DO为1.5 mg/L时短程硝化效果最好,亚硝态氮的积累率在90%以上,但对氨氮的去除率降至87.5%。     

低C/N值下短程硝化反应器的启动及影响因素

采用CSTR反应器对低C/N值模拟废水短程硝化的启动过程及影响因素进行了研究。结果表明,在进水NH4+-N和COD分别为210和300 mg/L的条件下,控制进水pH值为7.8~8.2、温度为(30±0.5)℃、DO为1.0~1.5 mg/L、HRT=1.25 d,2个月即可成功启动短程硝化,亚硝态氮积累率可达99%以上,对氨氮的去除率稳定在95%以上。DO、污泥龄、氨氮负荷及pH是影响短程硝化稳定运行的主要因素。     

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。     

短程硝化/厌氧氨氧化联合工艺处理含氨废水的研究

在SBR中接种普通好氧活性污泥,通过控制运行条件来实现短程硝化,同时提高厌氧生物转盘系统中厌氧氨氧化的氮负荷,使之与SBR出水中NO2--N的积累量相匹配,并将二者组合形成短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮工艺.处理含氨废水的试验结果表明:在SBR的进水NH4+-N为150～250 mg/L、温度为(28±2)℃、pH值为7～8、DO<1 mg/L的条件下,可实现稳定的短程硝化,NO2--N积累率达85%以上,NH4+-N负荷达0.129 kgN/(kgVSS·d),AOB和NOB的数量之比为103:1.将短程硝化出水加入NH4+-N后作为厌氧氨氧化反应器的进水,在(40±1)℃下可以达到自养脱氮的目的,对NH4+-N、NO2--N和TN的去除率分别达86%、97%和90%以上,TN容积负荷为0.488 kgN/(m3·d).     

高氨氮废水的前置厌氧氨氧化脱氮研究

采用前置厌氧氨氧化生物滤池+亚硝化生物滤池的组合工艺,对高氨氮焦化废水进行脱氮研究,利用亚硝化生物滤池回流液中的亚硝酸盐氮与废水中的氨氮进行反应,以达到脱氮的目的,同时考察了HRT、回流比、DO浓度、p H值等参数对脱氮效果的影响。结果表明:当废水中的氨氮和COD浓度分别为(100~120)、(60~80)mg/L时,控制厌氧氨氧化段混合进水的p H值为8.0、HRT为30 h,亚硝化段出口DO浓度为0.6~1.0 mg/L,回流比为300%,对废水的脱氮率可稳定在80%左右。     

短程硝化/厌氧氨氧化工艺处理氧化铁红废水

采用短程硝化/厌氧氨氧化工艺对氧化铁红废水进行脱氮处理,分析沸石曝气生物滤池(Z-BAF)亚硝化的可行性,以及碱度和氨氮的比值对亚硝化作用的影响,并对比了Na_2CO_3和NaHCO_3作为碱度供体的经济成本。结果表明,废水经Z-BAF生化处理后,可实现氨氮的部分亚硝化,通过调节进水碱度能够控制氨氮的亚硝化率,使出水NO_2~--N/氨氮值稳定在1. 0～1. 4之间。以Na_2CO_3作为碱度的来源,采用两级Z-BAF分步投加碱度法,可以避免一次投加导致pH值过高问题,从而降低对生化反应的影响,并且使用Na_2CO_3代替常用的NaHCO_3作为碱度供体可节省约一半的成本。反应器稳定运行阶段,一级Z-BAF的亚硝态氮产率为0. 36 kg/(m~3·d),二级Z-BAF的亚硝态氮产率为0. 67 kg/(m~3·d),厌氧氨氧化反应器经过100 d运行后,总氮去除率可稳定在70%以上。     

Nitrification/denitrification in nitrogen high-strength liquid wastes

To evaluate the possibility of nitrogen removal from nitrogen high-strength wastewaters, nitrification rates, denitrification and related energy problems, emerging in nondiluted wastewater from a pig production plant, are studied on a laboratory level. Excess nitrogen can be removed by utilising a nitrification process first and a denitrification process afterwards, and so reduce the content of residual mineral nitrogen to less than 100 mg l⁻¹. Oxidation of ammonium, the most critical phase, is carried out with an inoculum of nitrifying bacteria adapted to the wastewater type under adequate aeration, and carefully controlled pH. The dilution of wastewater is not needed, nor external organic carbon to reduce nitrate.     

全程硝化与短程硝化的特性对比研究

为了深入了解全程硝化和短程硝化的异同,采用SBR反应器研究了全程硝化和短程硝化的脱氮除磷特点。结果表明,在曝气量一定的情况下,短程硝化的DO上升速率大于全程硝化的,而全程硝化的氨氮降解速率大于短程硝化的。全程硝化过程中亚硝态氮的浓度始终较低,而短程硝化的亚硝态氮浓度则逐渐升高且增加速率保持稳定。全程硝化和短程硝化的硝态氮浓度都是从某一时间之后以恒定的速率增长。全程硝化过程中,亚硝态氮的积累率先短期升高之后逐步下降;在短程硝化中,亚硝态氮积累率逐渐上升,在好氧吸磷结束后亚硝态氮积累率保持稳定。     

同时硝化/反硝化除磷过程的控制策略研究

为实现同时硝化/反硝化除磷(SNDPR)过程,在SBR反应器内,采用模拟低碳源污水和厌氧-交替好氧/缺氧的运行方式对污泥进行培养驯化,成功实现了反硝化聚磷茵和硝化茵的良好共存.在此基础上,考察了厌氧/间歇曝气和厌氧/连续曝气两种模式下SNDPR工艺对污水的处理效果.结果表明,在上述两种模式下,系统对TP的去除率分别为92%和90%,对TN的去除率分别为83%和72%;厌氧/间歇曝气模式更有利于SNDPR工艺对低碳源污水的处理.另外,对电化学参数的研究表明,pH曲线上的"膝点"可近似预示SNDPR过程的结束,而ORP的变化范围及稳定性可预示SNDPR过程中硝化和反硝化除磷同时发生的平衡程度.     

厌氧/好氧交替下SBR的短程硝化研究

为了研究过度厌氧对短程硝化的影响,采用SBR反应器,在pH值为7.2～8.0、温度为(23±0.5)℃的条件下,通过控制不同的厌氧段时间考察了厌氧/好氧交替方式下短程硝化的特点,分析了过度厌氧对亚硝酸盐积累率、亚硝化菌和硝化菌的比耗氧速率、脱氮除磷特性、同步硝化反硝化(SND)率及污泥沉降性的影响。结果显示,两个系统对氨氮的去除率都达到了96%,亚硝酸盐积累率稳定在70%左右,即过度厌氧对短程硝化无明显影响;硝化过程中发生了明显的同步脱氮现象,而且在小于0.4 mg/L的范围内,平均溶解氧浓度越高则SND率越高;除磷率都达到了95%,过度厌氧不会增加厌氧阶段的释磷量,吸磷主要发生在好氧前0.5 h,DO浓度越高则吸磷速率越快;两个系统的污泥沉降性都得到了改善,过度厌氧对抑制丝状菌膨胀的强化作用不大。     

低DO下的短程硝化及同步硝化反硝化

研究了低溶解氧下序批式反应器(SBR)的短程硝化特征和控制条件以及碳源浓度、投加方式对同步脱氮效率的影响。试验结果表明，保持高、低溶解氧交替的环境是实现短程硝化的关键；当进水NH4^ -N为300mg／L、COD为400～600mg／L时，采用半连续碳源投加方式可保证总同步脱氮效率达到80％。     

两段SBR双污泥系统的短程硝化/反硝化除磷研究

针对传统脱氮除磷工艺存在的占地面积大、运行成本高等问题,将短程硝化与反硝化除磷工艺相结合而构建了两段SBR双污泥短程硝化反硝化除磷工艺.在成功启动短程硝化反应器后,亚硝酸盐氮的积累率达到94.23%,系统对氨氮的平均去除率>95%;在以亚硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷菌培养驯化阶段,吸磷率达到了64.44%,同时NO2--N由17.79 mg/L降低为0.05 ms/L,电子受体被完全消耗,基本达到了以NO2--N为电子受体进行反硝化聚磷菌富集的目的.在此基础上,考察了N/P值对系统脱氮除磷效果的影响.结果表明,当N/P为3.0、2.2、1.7时对COD和氨氮的去除效果均较好,对COD的去除率分别为90%、89%、90%,对氨氮的去除率分别为96%、95%和96.7%;当N/P为3.0和2.2时除磷效果良好,平均去除率分别达到了88.5%和91%;而当N/P为1.7时除磷效果明显下降,仅为75.6%.     

MBR处理垃圾渗滤液的亚硝酸型硝化反硝化研究

对高浓度氨氮的去除一直是垃圾渗滤液处理中的难点之一，为此利用膜生物反应器（MBR）对渗滤液进行了亚硝酸型硝化反硝化的中试研究。结果表明，当进水氨氮浓度〈1000mg／L、氨氮负荷为0．4kgNH4^＋-N／（m^3·d）时，对氨氮的去除率可达80％～90％。当反应器中的游离氨浓度〉5mg／L时，NO2^- —N的积累率可达80％以上，表明游离氨抑制是实现亚硝酸型硝化反硝化的主要原因。当进水碳氮比〉（2：1）时，对总氮的去除率可达70％左右，对碳源的需求量明显低于传统的硝化反硝化工艺；当进水的碳氮比降至1：1时，对总氮的去除率仅为30％左右。     

A/A/O-MBR组合工艺强化去除氨氮及其硝化速率

将PVDF帘式中空纤维膜组件与A/A/O工艺结合,构建"A/A/O-MBR"强化生物脱氮的中试系统,用于处理太湖流域城镇污水。针对组合工艺的脱氮效果,以组合工艺MBR池内活性污泥的硝化速率为研究对象,分析了溶解氧(DO)浓度、进水氨氮浓度和温度对硝化速率的影响。结果表明,组合工艺在夏季和冬季的氨氮平均去除率分别稳定为96.56%和96.68%;低温(T15℃)条件下,进水氨氮浓度对硝化速率影响不大;温度升高硝化速率加快,温度为30.5℃时组合工艺的硝化速率为11.8℃时的2.6倍;与常规工艺相比,组合工艺的硝化速率是氧化沟工艺的2.3倍。组合工艺两级硝化空间形成的较长水力停留时间和MBR内膜的截留作用补偿了低温对硝化速率的影响。     

低C/N值条件下生物膜脱落对硝化作用的影响

利用管式生物膜反应器,在恒定水力和低C/N值条件下培养生物膜,当系统稳定后,通过暂时增大反应器内水流流速的方式进行膜脱落试验,以评价在混合菌生物膜内生物膜脱落对硝化过程的影响。采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术检测生物膜菌群组成的变化,同时测定生物膜的厚度。结果表明,在试验开始3周后氨氧化率就达到了99%,且在出水中检测到了硝酸盐。不过,在整个试验过程中出水一直能检测到一定浓度的亚硝酸盐。试验发现,生物膜脱落会引起出水亚硝酸盐浓度的增加。生物膜脱落主要发生在恒定水力条件下,即使管内流速增加到4 000mL/min,也没有导致生物膜的显著脱落。DGGE图谱显示,附着生物膜和脱落生物膜内微生物菌群的组成基本一致,而且在整个试验过程中没有出现菌群组成的显著变更,但是脱落生物膜的某些条带的亮度明显高于附着生物膜。因此,生物膜脱落会引起生物膜内菌种丰度的变化,从而影响硝化过程。