A2O工艺处理低C/N比生活污水的试验研究

采用52.5 L的A²O试验装置处理实际生活污水,研究了A²O工艺在处理低C/N比生活污水时的脱氮除磷特性,并探讨了如何通过强化缺氧吸磷来提高系统的脱氮除磷效率。试验结果表明：在厌氧/缺氧/好氧体积比为1/1/2、HRT为8 h、污泥回流比为70%、内回流比为300%的工况下处理C/N为7.89的生活污水,TN和SOP去除率分别能够达到85.4%和93.3%,系统中存在反硝化除磷,缺氧吸磷占总吸磷量的25.3%。同样的运行条件下处理C/N为4.20的生活污水时,SOP去除几乎不受影响,但TN去除率降低至62.2%,平均出水TN浓度也超过20 mg•L^-1。维持厌氧区体积不变,增大缺氧区体积,使得缺氧/好氧体积比为5/8时,TN去除率可上升到70.7%,缺氧吸磷占总吸磷量的55.2%。同时改变内回流比的试验表明250%的内回流比能最大程度地强化反硝化除磷的作用,此时TN去除率可提高至77.3%。强化A²O工艺中的反硝化除磷,能克服碳源不足对脱氮除磷的影响,显著提高低C/N比污水的脱氮除磷效率。     

AOA工艺内源反硝化强化深度脱氮除磷

以实际低C/N生活污水为处理对象,考察了AOA（厌氧/好氧/缺氧）工艺内源反硝化脱氮除磷性能。实验重点研究了生物填料的快速挂膜情况、微生物种群结构变化和系统脱氮除磷效率。结果表明,接种污泥后系统污染物去除性能迅速提高,阶段Ⅲ出水COD、NH₄+^-N、TIN、TP平均浓度分别为33.36 mg/L、1.80 mg/L、5.27 mg/L和0.23 mg/L,相应的去除率分别77.4%、94.6%、84.3%和94.2%。FISH实验结果表明,活性污泥中功能菌聚糖菌GAOs占比13.5%,聚磷菌PAOs占比11.1%,生物膜上硝化菌AOB占比18.3%,NOB占比9.2%。在无外加碳源条件下,系统利用原水内碳源通过后置内源反硝化和反硝化除磷实现深度脱氮除磷,同时AOA工艺只有污泥回流,较传统A²O工艺节省了硝化液回流能耗,运维管理方便。     

改良A~2/O对低C/N城市污水的脱氮除磷研究

针对牡丹江城市污水低C/N水质特点,依据现有污水处理厂广泛应用的A~2/O工艺,提出一种改良A~2/O工艺,并投加填料以期解决脱氮除磷过程中存在的碳源竞争、污泥龄矛盾等问题。通过控制回流至预缺氧段的污泥量,回流体积比为15%时,获得最释磷效果,并探讨了其对除磷效果的影响作用,考察至好氧段的污泥回流量与好氧段NH_3-N去除的关系,并分析了缺氧段硝化液回流量对TN去除的影响,污泥回流体积比为50%时,达到最佳效果,硝化液回流体积比为2.5时,获得最佳处理效果;同时研究了投加填料后污泥龄的调整对工艺脱氮除磷的影响。改良A~2/O工艺能够有效地解决反硝化细菌和厌氧释磷菌对有机物的竞争,通过投加填料可有效缓解脱氮与除磷之间存在的污泥龄矛盾。     

连续流双污泥系统反硝化除磷实验研究

通过实验室小试,以生活污水为研究对象考察了厌氧/缺氧与淹没式好氧生物膜滤床相结合的连续流双污泥系统的除磷脱氮效果.长期试验结果表明,该工艺解决了传统脱氮除磷工艺中反硝化菌与聚磷菌竞争碳源这一主要矛盾,并可以分别控制硝化污泥与反硝化聚磷污泥的污泥龄,而且该系统适合处理C/N较低的生活污水,与传统除磷脱氮工艺相比,不用额外投加碳源,剩余污泥含磷量高,节省曝气量.系统对COD、总磷、总氮和氨氮的平均去除率分别为81.78%、92.51%、75.75%和84.47%.     

A~2/O工艺强化反硝化除磷控制策略研究

在传统A2/O工艺的基础上,通过设立预缺氧区(即建立A-A2/O工艺)、外加碳源等手段,强化A2/O工艺处理低C/N生活污水的脱氮除磷能力。试验结果表明,经过强化后的A2/O反应器对COD、TN及TP去除效果良好,COD、TN及TP的去除率分别为92%、98%、85%。系统表现出明显的反硝化除磷现象,缺氧区除磷量占总除磷量的17.18%。反硝化除磷现象的产生降低了碳源缺乏对A2/O工艺脱氮除磷性能的影响,提高碳源的利用效率。为采用A2/O工艺处理低C/N生活污水的污水处理厂提供理论依据。     

多点进水改良型复合A2/O处理低C/N污水

以低C/N比城市生活污水为研究对象,重点考查了改良A²/O工艺的脱氮除磷性能。原水按一定比例分配给厌氧池和缺氧池,以合理分配厌氧释磷和缺氧反硝化所需的碳源;在好氧池和缺氧池中分别投加填料,以稳定系统的硝化和反硝化效果,提高系统的脱氮性能;厌氧池和缺氧池出水都直接进入好氧池。在进水COD/TN平均为5.54,HRT为11 h,SRT为15 d,MLSS为3000～4000 mg·L^-1,污泥回流比为50%条件下,通过三种不同进水分配比以及三种混合液回流比的对比试验研究,得到系统最佳进水分配比5:5,对分配脱氮和除磷所需碳源更加合理;而混合液回流比为200%,过高会破坏缺氧池的溶解氧环境,过低又会导致缺氧池反硝化作用不能充分发挥。在最优工况下COD、NH₃-N、TN和TP出水水质分别为29.7、0.1、11.8和0.42 mg·L^-1,平均去除率分别达到87.8%、99.7%、72.4%和91.3%,出水优于国家GB 18918-2002一级A排放标准,并且在缺氧池中发生了明显的反硝化除磷现象。     

以污泥微氧水解发酵液为碳源处理低C/N城市污水

采用污泥微氧水解发酵液为碳源用于厌氧/好氧/缺氧模式运行的SBR工艺处理低C/N城市污水,考察了不同C/N下系统的脱氮除磷能力。结果表明:随着C/N的提高,SBR工艺的脱氮除磷效果逐渐强化,当C/N在7、8时,系统内出现了反硝化除磷现象,并在C/N=8时实现了高效同步脱氮除磷,对COD、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为93.7%、98.9%、84.3%、96.1%,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。     

常规与倒置A2/O工艺处理猪场消化液比较研究

以高COD、高NH_4~+-N含量、低C/N的猪场厌氧消化液为研究对象,比较了常规A~2/O与倒置A~2/O工艺在碳源利用及脱氮除磷效果方面的差异。结果表明,在总HRT均设为124 h、消化液回流体积比和污泥回流体积比分别为300%和50%的相同条件下,倒置A~2/O对厌氧消化液中的COD、氮和磷的去除率比常规A~2/O分别提升了8.16、10.83、27.32百分点。倒置A~2/O稳定运行后出水COD和NH_4~+-N、TP的质量浓度最低分别为228 mg/L和63、8 mg/L,达到GB 18596-2001的排放要求。倒置A~2/O将缺氧池前置而使得厌氧池与好氧池直接相连,有利于提高缺氧池对低C/N废水中碳源的利用率,提升系统反硝化脱氮能力;而且能够保证厌氧池的厌氧环境,增加好氧池的吸磷动力,从而有利于系统除磷效率的提高。     

改良多级A/O对低C/N生活污水强化除磷效果研究

针对传统多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水除磷效果差的问题，通过增设前置厌氧段改良多级A/O工艺，重点研究了除磷效果的可行性。结果表明：在温度为17℃±3℃、流量分配比为100%∶0∶0、水力停留时间为10h、污泥回流比为50%、污泥龄为14天的条件下，系统总体除磷效果较好。其中COD、TP平均去除率分别为89.81%、90.35%，出水平均浓度分别为32.65mg/L、0.49mg/L，均优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。由于受到硝化反硝化的综合影响，对污水中含有的氮素去除效果一般，其中NH₃-N、TN去除率均为50%左右，出水平均浓度为30.32mg/L、30.41mg/L，可通过外加碳源的方式增强反硝化能力，进一步提高系统脱氮效果，出水有望达到一级B标准。改良工艺在保证有机物去除效果的基础上基本实现了脱氮除磷，可为实际生活中处理低C/N生活污水提供参考。     

水解反硝化工艺强化脱氮处理

碳源对脱氮除磷都具有重要的作用,碳源不足会导致脱氮效果降低,出水TN水质不达标。为解决碳源不足造成的脱氮能力差的问题,本试验采用水解反硝化脱氮工艺,将水解酸化与反硝化脱氮过程相结合,取代缺氧反硝化,有效地解决了碳源不足所导致的脱氮效果差的问题。利用水解反硝化脱氮工艺处理城市污水,出水NH₄⁺-N、TN和COD都满足一级A标准,去除率分别为98.0%、69.4%和82.7%,比同期污水处理厂AAO工艺的TN去除率高出17.5%。在BOD₅/TN为3～5的条件下,水解池中污泥的比反硝化速率为缺氧池污泥的1.2～1.7倍,并且去除相同的N所需要的碳源较少,在碳氮比为3:1、3.5:1、4:1和5:1时去除单位N水解池可分别节省59.5%、52.2%、19.9%和23.1%的COD,有效地解决了脱氮过程中碳源不足问题。     

Biological Nutrient Removal in a Full Scale Anoxic/Anaerobic/Aerobic/ Pre-anoxic-MBR Plant for Low C/N Ratio Municipal Wastewater Treatment

A novel full scale modified A2O （anoxic/anaerobic/aerobic/pre-anoxic）-membrane bioreactor （MBR） plant combined with the step feed strategy was operated to improve the biological nutrient removal （BNR） from low C/N ratio municipal wastewater in Southern China. Transformation of organic carbon, nitrogen and phosphorus, and membrane fouling were investigated. Experimental results for over four months demonstrated good efficiencies for chemical oxygen demand （COD） and NH4^＋-N removal, with average values higher than 84.5%and 98.1%, re-spectively. A relatively higher total nitrogen （TN） removal efficiency （52.1%） was also obtained at low C/N ratio of 3.82, contributed by the configuration modification （anoxic zone before anaerobic zone） and the step feed with a distribution ratio of 1：1. Addition of sodium acetate into the anoxic zone as the external carbon source, with a theoretical amount of 31.3 mg COD per liter in influent, enhanced denitrification and the TN removal efficiency in-creased to 74.9%. Moreover, the total phosphate （TP） removal efficiency increased by 18.0%. It is suggested that the external carbon source is needed to improve the BNR performance in treating low C/N ratio municipal waste-water in the modified A^2O-MBR process.     

流量分配比对改良A/O分段进水脱氮除磷特性的影响

采用改良A/O分段进水工艺处理我国南方低浓度、低碳氮比城市生活污水。在进水COD/TN为5.16,HRT为8.7 h,SRT为15 d,MLSS为5.66 g·L^-1,污泥回流比为75%,厌氧/缺氧/好氧体积比为4∶8∶10条件下,通过设置6种不同进水流量分配比,控制各好氧段DO为1～1.5 mg·L^-1,经过150 d的连续运行,得到系统最佳流量分配比为20%∶35%∶35%∶10%;在此工况下COD、氨氮、总氮、总磷出水水质分别为33.05 mg·L-1、0.58 mg·L^-1、9.26 mg·L^-1、0.46 mg·L^-1,出水优于国家GB 18918-2002一级A排放标准。原水COD绝大部分作为厌氧释磷和反硝化脱氮所需碳源,系统对碳源有效利用率达74%;DO和ORP 的协同控制可以作为系统厌氧放磷段的控制参数;同时亦可作为缺氧段反硝化完成和好氧段硝化完成的指示性参数。     

改良分段进水工艺处理低C/N城市污水流量优化控制

采用改良分段进水工艺处理低碳氮比(C/N<3.5)生活污水,研究流量分配对系统处理性能的影响。在其他条件不变的情况下,以实际处理效果以及物料衡算结果为依据来逐步提高首段进水比例以寻求最优的流量运行工况,共确定4组不同的进水流量分配。结果表明:在此碳氮比条件下,通过提高首段进水比例的方法并不能降低厌氧区氮氧化物的含量,甚至出现相反的情况;系统的同步硝化反硝化作用以及微生物同化作用强度对TN的去除起着至关重要的作用;首段进水比例的提高强化了厌氧区聚磷菌的释磷作用,提高了磷酸盐的去除率;综合考虑系统的脱氮除磷效能以及后续可优化空间,确定在进水流量分配比例为6:3:1的工况3为最优工况,系统出水COD、氨氮、总氮、磷酸盐浓度分别为45.98、0.04、17.47和2.43 mg·L^-1。     

Effects of Operational Variables on Nitrogen Removal Performances and Its Control in a Pre‐Denitrification Plant

The aim of this work is to study the effects of six operational variables, i.e., dissolved oxygen (DO), nitrate recirculation flow, sludge recycle flow, sludge wastage flow, external carbon dosage, and anoxic volume fraction, on the performance of nitrogen removal and its control in a pre‐denitrification plant. The results obtained show that the six operational variables have a significant influence on nitrogen removal in such a system, while the utilization of the control strategies can improve the situation to a significant extent. The control of DO concentration should be correlated with the influent ammonia load, the effluent requirement and nitrification type. The anoxic effluent nitrate concentration should be controlled at ca. 2 mg/L or the ORP value at the end of the anoxic zone should be controlled at ca. –90 mV. The control of the sludge recycling flow by online monitoring of the sludge blanket height (SBH), is an alternative to the conventional control of the constant sludge recycle flow. It may be possible to achieve the automatic control of sludge wastage flow by online measuring of the ammonia concentration and the nitrification capacity of the sludge. The recirculation of nitrate and external carbon dosage should be simultaneously controlled to optimize nitrogen removal. The anoxic volume fraction should also be optimized, to ensure a good balance between nitrification and denitrification.     

改进型分段进水厌氧/缺氧/好氧工艺强化营养物去除

In order to enhance phosphorus removal in traditional step-feed anoxic/oxic nitrogen removal process,a modified pilot-scale step-feed anaerobic/anoxic/oxic (SFA²/O) system was developed,which combined a reactor similar to UCT-type configuration and two-stage anoxic/oxic process.The simultaneous nitrogen and phosphorus removal capacities and the potential of denitrifying phosphorus removal,in particular,were investigated with four different feeding patterns using real municipal wastewater.The results showed that the feeding ratios(Q₁)in the first stage determined the nutrient removal performance in the SFA²/O system.The average phosphorus removal efficiency increased from 19.17% to 96.25% as Q₁ was gradually increased from run 1 to run 4,but the nitrogen removal efficiency exhibited a different tendency,which attained a maximum 73.61% in run 3 and then decreased to 59.62% in run 4.As a compromise between nitrogen and phosphorus removal,run 3 (Q₁=0.45Q_total) was identified as the optimal and stable case with the maximum anoxic phosphorus uptake rate of 1.58mg·(g MLSS)^-1·h^-1.The results of batch tests showed that ratio of the anoxic phosphate uptake capacity to the aerobic phosphate uptake capacity increased from 11.96% to 36.85% with the optimal influent feeding ratio to the system in run 3,which demonstrated that the denitrifying polyP accumulating organisms could be accumulated and contributed more to the total phosphorus removal by optimizing the inflow ratio distribution.However,the nitrate recirculation to anoxic zone and influent feeding ratios should be carefully controlled for carbon source saving.     

混合液回流比对A/A/O工艺反硝化除磷的影响

以生活污水培养驯化污泥的小试规模A/A/O工艺为研究对象，进行了混合液回流比为100%、200%和300%时对反硝化除磷的影响研究，并利用厌氧/缺氧批式试验方法对污泥特性进行单独考察。结果表明，随着混合液回流比的增大，缺氧除磷在系统除磷所起的作用、反硝化聚磷菌缺氧利用单位聚羟基链烷酸（PHAs）的吸磷量和反硝化数量出现先升高后下降，厌氧合成单位PHAs的释磷量和好氧利用单位PHAs的吸磷量并没有受到影响，以200%时反硝化除磷和系统脱氮除磷效果为最好，过高或过低NO₃-N浓度均会影响反硝化聚磷菌的缺氧吸磷速率和PHAs降解速率，但并没有影响其本身所固有的特性。     

低溶解氧对改良A／A／O工艺脱氮除磷的影晌

以采用厌氧／缺氧／好氧（A／A／O）工艺的城镇污水处理厂为研究对象,利用改良A／A／O中试装置开展处理实际污水的研究,通过与实际工艺的运行效果对比,系统探讨了低溶解氧（DO）浓度以及好氧池末端非曝气区的设置对脱氮除磷的影响。结果表明当好氧区的DO平均浓度从2．2mg／L逐渐降至1．0mg／L时,系统COD的去除效率与硝化效果未受到影响,但除磷效果明显下降;随着DO平均浓度的降低以及非曝气区对DO的缓冲,保证了缺氧区的缺氧环境,同时有效降低了内回流液中DO浓度的携带对碳源的消耗,提高了反硝化效率,使得系统对TN的去除率逐渐升高。就总体运行情况来看,A／A／O工艺中好氧区DO的平均浓度可以在1．0—2．0mg／L之间运行,同时在好氧区末端设置非曝气区,可以有效地缓冲内回流液中DO浓度对反硝化的影响,提高脱氮效率。     

城市污水连续流A/O系统富氧条件下脱氮特征

基于添加流离填料的连续流A/O生物膜反应器,研究城市污水生物脱氮特征。系统在富氧条件（溶解氧大于1.5 mg·L^-1）下连续运行113 d,氨氮和总氮去除率均稳定在50%。系统稳定运行阶段好氧区和出水均无亚硝酸盐或硝酸盐积累现象,表现出良好的同步硝化反硝化特征。16S rDNA分析表明,实现这一现象的主要功能细菌为好氧区存在的好氧反硝化菌;FISH分析表明,不同好氧区的好氧反硝化菌的活性和相对数量不同。结果证明系统内发生的同步硝化反硝化主要由好氧反硝化作用实现,硝化反应产生的硝酸盐类物质得到去除。根据试验结果与微生物学分析,提出了在富氧水环境中通过同步硝化反硝化途径脱氮的生物膜模型。