同步硝化反硝化脱氮影响因素探讨

利用批量实验模拟SBR反应器中的硝化反硝化反应，考察不同温度、pH值、溶解氧(ρDO)，碳氮比(COD／NH3)对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明，在温度为30℃，ρDO为5．5mg／L，pH为7．0，碳氮比为20．7时总氮去除率可达48．7％；同时可以推断活性污泥中可能同时存在异养硝化菌和好氧反硝化菌。     

吸磷过程中电子受体峰值浓度探讨

为了探讨NO3^-—N和DO分别作为吸磷过程电子受体时的峰值浓度,采用序批式间歇反应器（SBR）进行静态平行试验,在按照厌氧／好氧方式运行的EBPR系统中,分别考察了在NO3^--N初始浓度为50mg·L、75mg·L^-1和100mg·L^-1时以及曝气量为16L·h^-1、28L·h^-1和40L·h^-1条件下的吸磷过程。结果表明,在内碳源充足的情况下,决定吸磷速率快慢的主要因素不是电子受体的浓度,而是能否及时地向系统中提供足够的电子受体。与DO相比,NO3^--N作为吸磷过程电子受体时的效率偏低,且被反硝化掉的NO3^--N量与被吸收的PO4^3--P量近似成正比。这说明采用厌氧／好氧方式运行的EBPR系统中也存在反硝化除磷菌,计算发现其占总聚磷菌的比例为17．70％。利用pH变化曲线作为吸磷过程的控制手段实用性不大,以NO3^--N和DO作为吸磷过程电子受体的峰值浓度分别为50．00mg·L^-1和0．4mg·L^-1。     

双污泥反硝化聚磷系统污泥的培养与驯化

以污水处理厂氧化沟污泥为泥种,采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养,约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥.第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥,运行约40 d,最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L,表现出较强的聚磷能力;第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥,运行60 d,缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势.硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮,硝化率基本稳定在98.5％以上.硝化速率本符合零级动力学方程,比硝化速率常数为0.0024h-1;好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程,速率常数分别是0.377、0.740 g/(L·h-1).利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A2N-SBR试验,结果表明:在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、7.25 mg/L时,去除率分别为93.5％、76.7％和94.1％,驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果.     

MBR-厌氧/缺氧交替工艺处理生活污水的试验研究

提出一种提高生活污水脱氮除磷的交替式厌氧／缺氧-膜生物反应器（A—A／A—M）工艺．该工艺由一个交替缺氧／厌氧反应池和内置膜过滤单元的好氧池组成．通过改变好氧池底部回流污泥流向使缺氧和厌氧环境在两个独立反应器（A和B）内依次形成，以实现同步缺氧反硝化脱氮、厌氧释磷及反硝化聚磷菌的部分吸磷等过程．好氧反应器采用连续曝气方式实现硝化、过量吸磷及膜污染的控制．结果表明：A—A／A—M工艺可以实现污染物的高效去除，对COD，TN，TP的平均去除率分别达到93％，67．4％和94．1％．     

不同DO含量下SMBR工艺效能及聚磷菌构成特征

为强化低碳源污水的脱氮除磷效能,采用序批式膜生物反应器(SMBR),通过交替曝气的运行方式,构建了厌氧-交替好氧缺氧-序批式膜生物反应器(A-(O/A)n-SMBR)反硝化除磷系统,考察了系统在不同溶解氧(DO)含量下污染物去除效能及聚磷菌的构成特征.结果表明:当DO的质量浓度由2.0～2.5mg/L变化至0.5～0.8mg/L的过程中,系统对氨氮(NH3-N)和有机物(COD)的去除率均可达到90%以上,出水COD和NH3-N的质量浓度分别小于25mg/L和1mg/L;当DO含量较低(0.5～0.8mg/L)时,系统对总磷(TP)的去除率高于对总氮(TN)的去除率,而DO含量较高(2.0～2.5mg/L)时则相反;而DO的质量浓度控制在1.0～1.2mg/L时,TP和TN的去除率可分别到达85%～90%和80%～85%.DO含量对交替好氧/缺氧运行的SMBR系统中聚磷菌构成影响较大,当DO的质量浓度由2.0～2.5mg/L降至0.5～0.8mg/L时,反硝化除磷菌(DPAOs)的比例由40.30%提高至75.10%,而好氧除磷菌(PO)比例则从59.70%降低为24.90%.     

污水生物除磷系统内微生物群体平衡对除磷效果的影响

在系统阐述污水生物除磷机理的基础上,深入分析了微生物群体平衡对生物除磷效果的影响．分析结果表明：生物除磷系统的溶解氧浓度不宜太高,一般好氧区DO〈2．0mg／L,厌氧区DO〈0．2mg／L;厌氧段存在硝酸盐对生物释磷有负面影响,缺氧段存在一定浓度的硝酸盐有利于生物聚磷;碳源必须充分、易降解．     

DO和HRT对MBR同步硝化反硝化影响研究

通过连续运行MBR研究了DO和HRT对同步硝化反硝化的影响,同时对好氧反应器中实现SND的机理进行了探讨.试验结果表明:COD在250 mg/L左右,C/N为10∶1,MLSS为3500 mg/L,HRT为8.5h的相对稳定条件下,当DO为0.6~0.8 mg/L时,总氮去除率达66.7%,取得了最好的TN去除效果,DO过高或过低都会影响同步硝化反硝化的进行;控制DO在1.0 mg/L左右,其他操作条件相同,HRT为5 h,TN去除率达到最高为60%以上,随HRT的延长,同步硝化反硝化效果反而下降;研究结果还表明由于好氧反应器中缺氧区的存在,控制操作条件可以实现SND,同时也存在着短程SND的现象,实现SND可能是几种作用机制的共同结果.     

低溶解氧控制状态下污泥减量系统除磷脱氮特性

通过控制曝气量的方式研究了溶解氧对污泥减量系统除磷脱氮过程的影响。发现在低剂量2,4,5-三氯苯酚（TCP）作用下。活性污泥的内源SOUR值增加,SBR系统的低DO状态持续时间增长,周期平均DO降低,形成了有利于同时硝化反硝化SND脱氮的低DO环境。综合考虑TCP浓度对污泥减量、除磷脱氮和污泥性能的影响,TCP浓度建议为2mg／L,SBR周期平均DO值控制为2mg／L。与对照系统相比,2mg／LTCP污泥减量系统的曝气量增加了23％,剩余污泥排放量减少34．6％,出水水质与对照系统相当,实现了达标排放。表明低DO控制状态下、辅以排富磷污水除磷方式,TCP系统可以同时获得优异的除磷脱氮和污泥减量效果。     

淀粉基可生物降解载体在同步硝化反硝化中的应用

针对污水生物脱氮过程低C／N的问题,采用淀粉基可生物降解载体进行生物膜脱氮研究,考察了pH、DO、温度等因素对同步硝化反硝化的影响。结果表明：在C／N=4时,淀粉基可生物降解载体可以为反硝化菌提供充足的有机碳源。在pH=8-8．5、DO=1mg／L、T=28℃时,氨氮及总氮去除率分别可以达到93％和76％。     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷系统的启动及除磷效果

目的实现以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷系统的启动,并对系统的除磷效果进行考察．方法采用分阶段培养驯化的方式进行启动,第一个阶段通过厌氧／好氧交替运行富集聚磷菌,剩下的两个阶段通过先投加NO3^-N,再由电子受体NO3^-N过渡到NO2^-N的方式对以NO2^-N为电子受体的反硝化聚磷菌（DPAO）进行筛选．结果经过131d的运行,成功地实现了系统的启动,且稳定后的系统具有良好的反硝化除磷能力,出水P（PO4^3-）仅为0．86mg／L,磷的去除率达到了89％左右．结论最终启动完成之后,以NO2^-N为电子受体．从各阶段磷的去除率可以看出,不同电子受体作用下除磷率有所不同,除磷效果由高到低依次为O2〉NO3^--N〉NO2^-N．     

改良型氧化沟脱氮除磷的正交试验研究

通过正交试验研究了溶解氧（DO）、污泥浓度（MLSS）、污泥回流比（R）对改良型氧化沟脱氮除磷效果的影响。极差分析结果表明,影响CODCr、TN、TP去除率各因素的重要性顺序分别为：DO〉MLSS〉R、DO〉R〉MLSS、MLSS〉R〉DO。方差分析结果表明,DO和MLSS对脱碳具有较显著的影响,DO对脱氮具有较显著的影响,MLSS、R对除磷具有较显著的影响。改良型氧化沟脱氮除磷的最佳运行工况为氧化沟缺氧区DO=0.3-0.5 mg/L、好氧区DO=2.0-2.5 mg/L,MLSS=5 000 mg/L,污泥回流比R=65%。     

Simultaneous Nitrogen and Phosphorus Removal by Denitrifying Dephosphatation in a(AO）2 Sequencing Batch Reactor

A 24 L working volume reactor was used for the research on simultaneous phosphorus (P) and nitrogen (N) removal by denitrifying dephosphatation in an anaerobic-oxid-anoxic-oxid sequencing batch reactor((AO)2SBR) system. The durations of each phase are: anaerobic 1.5 h, aerobic 2.5 h, anoxic 1.5 h, postaerobic 0.5 h, settling 1.0 h, fill 0.5 h. The successful removal of nitrogen and phosphorus is achieved in a stable (AO)2SBR. The effluent P concentrations is below 1 mg/L, and the COD, TN and P average removal efficiency is 88.9 %, 77.5 % and 88.7 %, respectively. The batch experiment results show that the durations of aerobic and anoxic phase influence the P removal efficiency. Some feature points are found on the DO, ORP and pH curves to demonstrate the complete of phosphate release and phosphate uptake. These feature points can be used for the control of (AO)2 SBR.     

DO对除磷过程的长期影响

为研究溶解氧(DO)对除磷过程的长期影响,采用序批式间歇反应器(SBR),通过设置好氧阶段DO的不同(5.5～7.0 mg/L和0.5～1.5 mg/L),系统地考察长期运行在这两种DO水平下强化生物除磷系统(EBPR)除磷过程的特点.结果表明:在pH 7.2～7.6,温度(23±0.5)℃时,高DO对放磷和吸磷两个阶段均会产生负面影响.其厌氧阶段的放磷量比低DO情况下要少43.08%.吸磷过程在好氧阶段初始30 min内进行得最快,该期间内高低DO污泥的最大比吸磷速率分别为6.27和11.45 mg.g-1.h-1,前者比后者少45.24%.分析认为,过度曝气导致的聚磷菌体内聚β羟基丁酸盐(PHB)的不足和过多的进水碳源被用作反硝化,是本试验高DO状态下除磷性能恶化的主要原因.高DO在抑制丝状菌膨胀方面并不比低DO占有明显的优势,污泥除磷性能的改善往往伴随着污泥沉降性的好转.     

Full scale application of combined SBF- AS process for municipal wastewater treatment in small towns and cities in China

Facingaseriouswaterpollutionsituation,Chinahasbeenincreasingtheinvestmentlargelyinthecon structionofmunicipalWWTPs,butmostofthemarebuiltinbigcities.Withthedevelopmentofnumeroussmallcommunitiesbetweenurbanandruralareas,wastewaterdrainageisincreasinggreatly…     

溶解氧对膜生物反应器处理生活污水的影响研究

论文研究了溶解氧(DO)对同步硝化反硝化膜生物反应器(SNdNMBR)处理生活污水过程脱氮除磷的影响.在一定的条件下控制DO浓度于不同的范围,考察MBR内同步硝化反硝化过程及对COD的去除效果.试验结果表明:当水力停留时间(HRT)在6 h左右、C/N(浓度比)约为8和pH在微碱性范围内时,反应器进行低氧曝气且将DO控制在1.0 mg/L左右,系统表现出良好的SNdNMBR过程脱氮除磷效果,膜生物反应器系统对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到89.43%、80.5%、75.72%和76.37%.     

DO对膜曝气生物反应器同步除碳脱氮的影响

为获得膜曝气生物反应器(membrane aerated bioreactor,MABR)处理污水同步除碳脱氮的最佳DO质量浓度,构建以亲水性聚丙烯中空纤维膜为曝气膜组件的MABR,在80 d连续运行的时间内,考察DO质量浓度对MABR处理模拟生活污水同步除碳脱氮效果的影响.结果表明:在水力停留时间8 h、膜表面COD...     

多孔生物粒子流化床中DO和COD对同步硝化反硝化的影响

研究了多孔生物粒子流化床同步硝化反硝化系统中,溶解氧和COD浓度变化对脱氮效率的影响.研究结果表明:在溶解氧浓度为1.0 mg/L~3.0 mg/L范围内,随着反应器内溶解氧浓度的降低,总氮去除率提高,保持较好脱氮率的溶解氧浓度为2.0 mg/L左右;在进水COD浓度为400 mg/L~700 mg/L范围内,保持较好脱氮率的最佳有机物浓度为600 mg/L左右,降低或提高有机物浓度时总脱氮率均下降.     

Optimization for Nitrogen Removal in Anoxic/Oxic-Membrane Bioreactor by Response Surface Methodology

应用响应曲面法优化A/O-MBR中总氮去除

于明,田禹

（哈尔滨工业大学 环境学院,哈尔滨 150001）

摘 要：

本研究采用响应曲面法（RSM）优化了缺氧/好氧-膜生物反应器（A/O-MBR）中总氮（TN）去除条件,分析了缺氧池中溶解氧浓度（DO）、混合液回流比（IR）和污泥浓度（MLSS）等三个运行条件对TN去除率的影响。结果表明：随着DO、IR、MLSS增加,TN去除率先升高后降低,DO、IR、MLSS三个运行条件对TN去除率有显著影响,且DO和MLSS之间相互作用对TN去除率的影响要高于DO和IR、IR和MLSS之间相互作用。RSM优化的TN去除最优条件：MLSS为7926.6mg/L、IR为371.8%、DO为3.5mg/L时,TN去除率为83.34%。在该优化条件下,TN实际去除率为83.13%,进一步表明采用RSM法优化TN去除率是可信的。

关键词：缺氧/好氧-膜生物反应器（A/O-MBR）,TN 去除率,优化,响应曲面法(RSM),运行条件