活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动及污泥特性

在SBR反应器内,先后接种普通活性污泥及少量具有单级自养脱氮能力的生物膜,在温度为(32±1)℃、p H值为7.5~8.5的条件下,进行了活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动及污泥特性研究。SBR首先接种活性污泥,采用控制较高游离氨浓度(5.75~8.97 mg/L)及较低DO值(0.17 mg/L)的方法,经过50 d实现了短程硝化,亚硝酸盐氮积累率在80%以上;然后采用进一步降低DO值、以清水置换SBR内剩余出水及改连续曝气为间歇曝气等方法,尝试在SBR内富集厌氧氨氧化菌,但过程缓慢;当接种0.15 g单级自养脱氮生物膜后,很快建立了厌氧氨氧化与亚硝化的协同作用,23 d后,对TN的去除率及去除负荷分别达到83.07%及0.422 kg N/(m3·d)。镜检发现SBR内为活性污泥絮体与颗粒污泥的混合物,经激光粒度仪测定,絮体污泥粒径为1~300μm,颗粒污泥粒径在300~1 800μm,两者的体积比约为7∶3。     

自制微电极分析活性污泥中的硝化反应研究

采用微电极考察了SBR系统活性污泥微环境中的硝化反应。结果表明:当活性污泥絮体中的DO为1.95 mg/L时,絮体处于好氧状态,仅发生硝化反应,氨氮转化为硝态氮的比率较高;而当DO为0.24 mg/L时硝化反应受到抑制,氨氮转化为硝态氮的比率降低。另外,当进水NH4+-N为6.5 mg/L时硝化反应进行得较完全;当进水NH4+-N为13 mg/L时硝化反应进行得不完全,去除的氨氮中只有40%转化为硝态氮。借助微电极能从微观角度验证SBR反应器内发生的硝化反应,量化絮体内部DO、NO3-、NO2-和NH4+浓度的变化,因而将其作为微观测定工具应用于SBR系统是可行的。     

溶解氧和污泥粒径分布对城市污水SND影响

为了进一步探讨同步硝化反硝化的反应机理,采用SBR工艺,考察溶解氧和污泥粒径分布对城市污水同步硝化反硝化的影响。结果表明:低溶解氧(平均DO=0.5~0.8 mg/L)条件下,氮平衡计算证实SBR工艺发生了明显的SND现象,总氮中大约23.11%的氮是通过SND现象去除的。当DO浓度为0.5 mg/L时,硝态氮生成量与氨氮的减少量之比为0.454,硝化速率与反硝化速率基本相当。当DO浓度为4.296 mg/L时,硝化反应产生的氨氮的减少量与硝态氮的生成量相等,此时基本不发生SND现象。当SND发生时,污泥菌胶团颗粒的平均颗粒粒径仅为5.02μm~6μm,说明SND不是单纯的"微环境作用"的结果。     

DO对单级聚氨酯脱氮系统运行效果的影响

应用单级聚氨酯生物膜反应器处理实际生活污水,考察不同DO浓度下微生物群落结构与其处理效果的关系。经过160 d的稳定运行,在不同DO浓度下,聚氨酯生物膜系统内均发生了同步硝化反硝化。DO为0.5~1.0 mg/L时得到最大氮去除率(70.6%),其中的72.9%由同步硝化反硝化完成。通过分析氮浓度,亚硝酸盐氮的最大积累量发生在DO为0.5~1.0 mg/L时。对生物膜上功能微生物的分析表明,DO为1.5~2.5 mg/L时的微生物多样性要显著高于其他工况。PCR-DGGE分析结果表明,优势亚硝化菌和硝化菌分别以Nitrosomonas sp.和Nitrospira sp.为主,而反硝化菌则是Thauera sp.和Pseudomonas sp.占据优势。     

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。     

悬浮载体生物膜反应器的亚硝酸型硝化研究

采用多孔聚合物载体生物膜反应器对亚硝酸型硝化进行了研究,考察了连续流情况下pH、DO和水力停留时间(HRT)对氨氮降解和亚硝化反应的影响.在进水氨氮浓度为420mg/L、温度为25℃的情况下,当HRT为24h、DO为2mg/L、pH值为8时,对氨氮的去除率>75%,亚硝酸盐氮的积累率达到了70%以上,实现了对氨氮的高效去除和稳定的亚硝酸盐氮积累.间歇试验结果表明,亚硝酸盐氮的生成速率为5.868 4 mg/(L·h),而硝酸盐氮的生成速率仅为0.9931mg/(L·h),即生物膜上氨氧化菌的数量和活性明显高于亚硝酸盐氧化菌的.     

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。     

高浓度氨氮废水的短程硝化研究

采用6L的完全混合式反应器(CSTR)进行了高浓度氨氮废水的短程硝化研究。在温度为35℃、反应器内平均DO浓度为0.5～2.5mg/L、pH值为7～7.8的条件下连续运行141d的试验结果表明:在第26天时实现了短程硝化,从第73天开始出水中检测不出NO-3;在增加了连续污泥回流的情况下,反应器出水中也一直检测不到NO-3;在进水氨氮容积负荷达到1.2kgNH3-N/(m3·d)时,氨氮去除率仍保持在95%以上。扫描电镜的观察结果表明污泥中的细菌以短杆菌和球菌为主。     

城市污水短程硝化的快速启动试验研究

以低C/N值城市生活污水作为研究对象,以污水厂二沉池回流污泥作为接种污泥,采用SBR反应器,分析短程硝化快速启动的方法及其主要控制条件。试验结果表明,对接种污泥持续曝气(DO约为2. 5 mg/L) 13 d后,在SBR反应器采用连续恒量供氧方式、水温为(30±1)℃、p H值为7. 8～8. 2的条件下,反应器连续运行35 d,成功实现了低C/N值城市生活污水的高效短程硝化,亚硝态氮积累率达到94%。对培养过程中活性污泥的菌种变化跟踪检测表明,SBR反应器稳定运行后,AOB/NOB的菌种比例达到38. 1∶1。对曝气量进行优化后发现,控制曝气量为1. 5L_气/(L_水·h),历时4 h即可实现短程硝化最大化积累。     

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2 mg/L,SBR周期平均DO值控制为2 mg/L。与对照系统相比,2 mg/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。