H-A-O工艺强化脱氮及系统内污泥减量的研究

为提高生活污水传统处理工艺反硝化脱氮能力并在系统内部实现污泥减量,设计水解酸化-缺氧-好氧(H-A-O)生物脱氮及污泥减量组合工艺。试验采用连续运行方式,以实际生活污水为对象,进水化学需氧量(COD)为220～410 mg/L,进水NH4+-N质量浓度为36～58 mg/L,硝化液回流比(r)为300％。试验结果表明：水解酸化作用使原水的可生化性提高60％;系统在无外加碳源和碱度条件下,COD,NH14+-N和TN的去除率分别达到90％,95％和74％,其中总氮(TN)去除效果提高12％;当以污泥水解酸化出水和生活污水作为反硝化碳源时,最大NO3--N反硝化速率分别为0.75 mg/min和0.66 mg/min;H-A-O系统利用水解酸化作用实现剩余污泥减量为37％,同时提高系统的脱氮效果。     

污泥发酵耦合反硝化系统亚硝态氮积累特性

接种污泥发酵耦合反硝化系统污泥,以剩余污泥发酵上清液中有机物作为反硝化过程电子供体,通过批次试验研究碳氮比()N-NO(/)COD(?x??)及p H对反硝化过程N-NO2?积累的影响。试验结果表明:在初始)N-NO(3??为30 mg/L,)N-NO(/)COD(?x??为1~3时,N-NO2?积累量和积累速率随)N-NO(/)COD(?x??增加明显升高,继续提高)N-NO(/)COD(?x??对N-NO2?积累影响很小,在反应过程中最大积累量达到(18.85±1.13)mg/L;p H对反硝化过程N-NO2?积累有明显影响,p H=7时N-NO2?积累速率最大,而N-NO2?积累量按p H顺序依次为:p H=9,6,8,7。另外,本试验考察的污泥发酵耦合反硝化系统污泥在反硝化过程中亚硝态氮积累率(wNAR)维持在78%~95%范围内,并且反应初始)N-NO(/)COD(?x??对其影响很小,可能是由于该系统的长期碳源电子供体有限,反硝化和发酵条件的引入导致反硝化菌合成硝态氮还原酶能力远远大于亚硝态氮还原酶的还原酶能力。     

驯化污泥的投加对污泥产酸过程的影响

城市污水处理厂产生的剩余污泥常用作厌氧水解产酸的原料,可为反硝化工艺提供可利用碳源.本文通过实验研究了在不同的驯化污泥与未驯化污泥质量比（n）下,剩余污泥厌氧水解酸化过程中pH、ORP、SCOD、TOC、TN、NO3-N、NO2-N和MLSS的变化规律.综合各因素分析,结果表明：最佳配比方式为n=1∶2.在此配比下,SCOD和TOC分别能达到的最大值为5006.7mg/L和2060mg/L,反应时间为3d.     

污泥龄及pH值对同步硝化反硝化过程的影响

为考察污泥龄和pH值对同步硝化反硝化(SND)过程的影响,试验采用5BR法处理模拟低碳城市污水,研究在不同污泥龄和pH值下,SND过程的脱氮效果.结果表明:污泥龄大于10 d时,随其增加,硝化效率增加而趋于稳定,反硝化效率和污泥浓度亦随之增加;pH值在中性和略偏碱性的范围内则有利于SBR反应器内SND的发生.由此说明污泥龄对SND的影响主要表现在对硝化过程和污泥浓度方面的影响,而SND的运行方式又有利于降低系统内碱度的投加量.     

污泥浓度、pH、NO2- -N对反亚硝化脱氮的影响

反亚硝化脱氮是反硝化过程中的一个重要环节,也是污水短程反硝化脱氮的重要组成部分.本文在亚硝酸氮浓度为30~110 mg.L-1范围内,主要考察了影响反亚硝化速率因素中的pH、NO2--N、MLSS的作用.研究表明,在温度为18℃,pH为7.5时,反亚硝化速率最大;NO2--N浓度为60 mg.L-1时的反亚硝化作用最强;MLSS高则整体反亚硝化脱氮速率快,但MLSS高则单位质量反亚硝化菌的效率低.     

氨氮污泥负荷及DO对高浓度亚硝化系统的影响

通过氨氮污泥负荷影响试验和DO影响试验数据分析,得出以下结论:1)高浓度亚硝化系统氨氮降解率及亚硝化率均随着NH4+-N污泥负荷的增高而下降。HRT<2d系统随NH4+-N污泥负荷增加,氨氮降解率迅速下跌到25%～29%;HRT≥2d系统随NH4+-N污泥负荷增加,氨氮降解率缓慢下降到50%～60%;HRT=2.5d和HRT=3d的系统中亚硝化率随NH4+-N污泥负荷增加而下降的趋势不甚明显;HRT=5d系统中亚硝化率的下降是由于污泥产生适应性的造成。因此高浓度亚硝化反应系统的NH4+-N污泥负荷不宜过高。2)随着DO的升高,高浓度亚硝化系统的氨氮降解率一直逐步升高。DO<0.7mg/L是不利于氨氮降解的;DO>2mg/L时氧化的NH4+-N都转变成了增加的NO3--N,亚硝化率下降。将DO控制在0.7～1.3mg/L之内可保证较佳的NH4+-N降解率和亚硝化率。     

污泥回流比对双污泥BCR反硝化除磷效果的影响

以模拟华南地区的城镇污水研究对象,开展了污泥回流比对双污泥BCR反硝化除磷的影响研究. 结果表明:使超越污泥和回流污泥的回流比分别控制为0.6、0.4和0.2时, BCR工艺对COD去除率的均值分别为89.98%、89.48%和82.38%,出水COD平均质量浓度分别为20.94 、21.67 、37.66 mg/L;而总氮的去除率均值则分别为79.94%、80.58%和65.47%,出水总氮平均质量浓度分别为5.72 、5.75 、10.85mg/L;总磷去除率的均值分别为88.81%、91.64%和77.06%,出水总磷质量浓度均值为0.76 、0.59 、1.62mg/L,新工艺改善了传统双污泥连续流工艺出水NH4+-N质量浓度偏高的缺陷. 工艺在超越污泥回流比和回流污泥回流比均是0.4时处理效果最佳. 由于好氧硝化池与中沉池合建,好氧硝化池中的NO3--N与中沉池中的DPB接触而发生反硝化吸磷的反应而使部分总磷在好氧硝化池中被去除.     

超声波污泥过程减量研究现状及其与新型生物脱氮工艺联用措施探讨

剩余污泥产量的逐年攀升已成为困扰我国污水处理行业发展的严峻问题，超声波技术（即高强度超声波）因具有从源头减少污泥产量的优点而倍受研究者重视。介绍了超声波污泥过程减量技术的原理及主要影响因素，综述了为提高污泥过程减量率和降低能耗的超声波改进技术研究现状，包括超声波与物化方法、与传统污水生物处理工艺的联用法。针对超声波与传统污水生物处理工艺联用存在污泥减量和出水水质恶化的矛盾，结合低强度超声波能够提高污泥生物活性并促进短程硝化过程的优点，总结出一种不同强度超声波耦合新型污水生物处理工艺（短程硝化-反硝化，短程硝化/短程反硝化-厌氧氨氧）的方法并对其技术优势进行探讨。     

不同电子受体影响下的反硝化除磷过程

为进一步了解反硝化除磷菌的代谢行为,以序批式反应器(SBR)在厌氧/好氧条件下培养的活性污泥为对象,进行批次试验,研究了不同电子受体对反硝化缺氧吸磷的影响.结果证实:只要有电子受体存在,不论是硝氮(NO3--N)还是亚硝氮(NO2--N),缺氧吸磷都会发生,但NO2--N的缺氧吸磷量相对较少;反应开始时的电子受体质量浓度对反应过程影响很大,试验中NO3--N质量浓度为30mg/L、NO2--N质量浓度为20mg/L时吸磷量和吸磷速率均达到最高值;低于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而增加;高于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而减少;NO2--N质量浓度达80mg/L时,没有发现对反应的抑制作用;好氧吸磷效果好于缺氧吸磷.试验还发现反应器在厌氧/缺氧条件下连续运行时,反硝化除磷菌的厌氧释磷和缺氧吸磷能力将很快丧失.     

鸟粪石沉淀法回收剩余污泥及其上清液中磷

以剩余污泥为研究对象,考察了pH值和温度变化对鸟粪石沉淀法回收磷效果的影响.结果表明,回收率随着pH值的升高或降低均得到提高,在pH=3时达到最大值;在酸性或碱性条件下运行对温度具有较强的缓冲能力.采用正交试验对污泥上清液中磷进行回收,通过对极差分析得到影响回收率的条件依次为:pH值>初始磷酸盐质量浓度>nMg/nP>反应时间.最佳pH值范围9.5～10.5,但为减少挥发的氨氮含量,pH值应控制在10以下.鸟粪石沉淀法可与生物法综合利用,达到污泥处理的减量化和资源化.     

厌氧生物转盘氨氧化系统中脱氮机理与途径

利用NH4+,NO2-,NO3-和pH等4种离子选择性微电极,研究了不同基质浓度条件下厌氧氨氧化系统中颗粒污泥内部氮素迁移转化的空间分布特征.结果表明:当基质浓度充足时,从颗粒污泥表面到内部的氨氮和亚硝酸盐氮浓度以一定比例同时降低,发生了以厌氧氨氧化反应为主的特征反应;当氨氮浓度受限时,污泥颗粒外层区域(0～1 200μm)发生厌氧氨氧化脱氮途径,内层区域(1 200～2 500μm)发生以亚硝酸盐氮降低为特征的反硝化途径;当只存在NOx-时,颗粒污泥内部发生反硝化的特征反应.因此,厌氧生物转盘氨氧化系统中至少存在厌氧氨氧化和自养反硝化两种生物脱氮途径.     

PVA包埋微球粒径对短程反硝化动力学影响

以聚乙烯醇(PVA)包埋反硝化污泥,制得粒径为2.7、3.6和4.8,mm的3种包埋微球,考察p H值、温度和溶解氧(DO)对不同粒径微球的短程反硝化过程的影响.结果表明,微球在厌氧条件下对NO2--N的降解符合零级反应动力学模型,且随粒径的增大,NO2--N降解速率(以NO2--N计)由14.2,mg/(L·h)降至13.3,mg/(L·h).与游离污泥相比,包埋微球对p H值和温度的耐受范围显著扩大.在p H=5.7时,粒径2.7、3.6和4.8,mm微球的NO2--N比降解速率(以N/MLVSS计)分别是游离污泥的1.5、1.8和2.1倍;而4,℃和48,℃时,不同粒径微球的NO2--N比降解速率差异并不显著.当DO为0.5~0.7,mg/L和1.0~1.2,mg/L时,受到NO2-和O2传质的双重影响,粒径为3.6,mm的微球表现出最高比降解速率(22.0和16.2,mg/(g·h)),是相同条件下游离污泥的2.8和8.0倍.     

好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水

采用好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水,分别对COD、NH4 -N、NO2--N、NO3--N的去除效果和对膜通量的影响进行了研究。结果表明:在水力停留时间(HRT)为8h,进水COD浓度为600mg/L,NH4 -N浓度为40mg/L的条件下,出水COD、NH4 -N的浓度分别为46.6和4.8mg/L。NO2--N和NO3--N的去除率也可达90%以上。并且好氧颗粒污泥的加入减缓了膜的污染。     

单一反应体系曝气量与污泥质量浓度对同步硝化反硝化的影响

利用自培养硝化污泥与实验室筛选的1株反硝化细茵共培养形成共生污泥,构建膜生物反应器(MBR)单一反应体系同步硝化反硝化系统,得到系统良好同步硝化反硝化曝气量和污泥浓度的最优条件.由试验结果可知:在混合污泥质量浓度(MLSS)6.0～10.0g/L时,调节曝气量,可以使单污泥同步硝化反硝化总氮(TN)去除率达到85%以上.不同MLSS下,达到最高TN去除率的最佳曝气量随着MLSS增高而向高曝气量偏移.随着MLSS增高,响应因子F变小,由曝气量的变化而引起的TN去除率变化明显变缓,表示MLSS对O2传递的缓冲能力越强.在MLSS为8g/L条件下,低负荷比较容易达到较高的TN去除率,而高负荷下需要更高的曝气量以获得高的TN去除率,系统适合的NH4+-N负荷范围0～0.30 kg/(m3·d).MLSS≥3.0g/L,出水化学需氧量(COD)低于50 mg/L,COD大部分贡献于反硝化所需C源.单一反应体系同步硝化反硝化系统能对负荷的改变作出及时的回应,整体上运行比较稳定.     

好氧反硝化菌群的筛选及其培养条件的研究

从淮北焦化厂A2/O污水处理站二沉池的活性污泥中,采用焦化废水配制的牛肉膏蛋白胨固体培养基（DM100）分离纯化出7株反硝化细菌,并通过梯度添加焦化废水的平板驯化和液体驯化,在DO=2.5 mg/L的条件下复筛出4株具有抗逆性的优势好氧反硝化细菌,分别命名F4、F8、F9、F10.优势单菌株与组合菌群反硝化能力的对比试验表明,4株混合的好氧反硝化菌群生长快速稳定,在相同的试验条件下脱氮效率高于单菌株,48 h的NO3--N去除率为98.75%.4株混合菌群的最适生长条件为：35℃,pH=8.0,C/N比=5,接种量=25%（菌液浓度为（2~3）&#215;107个/mL）.经过筛选和条件优化,优势菌群NO3--N去除率达到90%的降解时间由96 h降到18 h.     

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.     

剩余污泥在混合碱条件下发酵回收碳源和氮磷元素

在35℃和pH=10的条件下,考察剩余污泥在NaOH,Na3PO4,NaOH+Na3PO4碱性条件下水解和产酸性能,以及剩余污泥发酵液中氨氮和正磷酸盐的回收情况,并计算回收剩余污泥中碳源和氮磷元素的成本.研究结果表明:剩余污泥在这3种碱性条件下具有较为相近的水解和产酸能力.但在NaOH+Na3PO4碱性条件下,剩余污泥发酵液中的磷酸盐和氨氮的摩尔比最接近1∶1,因此最适合以磷酸铵镁沉淀的方式回收.使用NaOH+Na3PO4控制污泥的pH发酵,回收发酵液中的氨氮和正磷酸盐的效果与NaOH碱性条件下的相当,但剩余污泥中碳源和氮磷元素的回收成本在3种碱性条件下最低.因此,使用NaOH+Na3PO4控制剩余污泥pH发酵,可以优化回收剩余污泥中碳源和氮磷元素的过程.     

亚硝酸盐对反硝化除磷菌抑制机理研究

利用静态试验研究了亚硝酸盐质量浓度对反硝化吸磷的影响,并且对亚硝酸盐对反硝化吸磷抑制机理进行了深入分析.试验结果表明,缺氧初始NO2--N质量浓度在20 mg/L以下时,NO2-- N可以作为电子受体,但随着NO2--N质量浓度的增加,反硝化速率和吸磷速率都会降低;缺氧初始NO2--N质量浓度在大于20 mg/L时,亚硝酸盐不能作为电子受体.亚硝酸对反硝化作用的抑制可能来自于亚硝酸还原酶活性被抑制及 ATP的消耗量减少.亚硝酸盐对缺氧吸磷作用的抑制可能来自于及反硝化吸磷相关的酶活性被抑制、反硝化作用被抑制使其产能减少及反硝化中间产物抑制缺氧吸磷.     

初沉池改造为回流污泥反硝化池最佳进水比例研究

为强化脱氮除磷,需要对由初沉池改造的回流污泥反硝化池的进水比例进行优化.该文结合污水厂改造模拟试验,通过对比烧杯试验研究了不同进水比例下混合液的反硝化速率.结果表明:在污水厂出水总氮量达到国标一级A标准时,通过回流污泥3.2 h的内源反硝化.回流污泥反硝化池出水中NO3的质量浓度不超过1.5 mg/L,由初沉池改造的回流污泥反硝化池的最佳进水比例为0%.     

交替式A~2/O系统碳源量对去除氮磷途径的影响

采用市政污水研究进水碳源含量不同时交替式A2/O工艺去除氮磷的途径以及效果.调控进水COD浓度分别在150、200、300、400 mg.L-1左右,氮磷浓度不变,跟踪厌氧池与缺氧池内NO3--N与总磷(TP)的变化规律.实验结果显示,几种进水水质下,系统都具有优良的除磷脱氮性能;进水COD在300、400 mg.L-1时,缺氧池内NO3--N浓度始终低于1 mg.L-1,而TP浓度由于推流作用逐渐上升,系统主要通过反硝化异养菌利用外碳源进行反硝化作用去除NO3--N;进水COD在150、200 mg.L-1时,缺氧池内TP浓度一直较低,有反硝化聚磷现象,表明交替式A2/O系统内存在专性好氧聚磷菌与反硝化聚磷菌.