UASB-A/O处理城市生活垃圾渗滤液同步除有机物脱氮长期稳定性试验研究

采用升流式厌氧污泥床-缺氧/好氧(UASB-A/O)生化系统处理城市垃圾渗滤液,考察系统除有机物脱氮效能及低温条件下A/O的硝化特性.623 d试验结果表明:通过UASB反应器内厌氧菌的产甲烷作用和异养菌的反硝化作用,耦合A/O系统内的缺氧反硝化和好氧生物降解机制,实现了渗滤液内有机物和氮同步深度去除.在进水渗滤液内化学需氧量质量浓度ρ(COD)为1 237~13 813 mg/L,平均值为(5 640±2 567)mg/L,UASB-A/O系统出水ρ(COD)为280~1 257 mg/L,平均值为(546±285)mg/L.在进水渗滤液内氨氮质量浓度ρ(NH_4~+-N)为148~2414 mg/L,平均值为(1 381±634)mg/L,UASB-A/O系统出水ρ(NH_4~+-N)均低于50 mg/L.整个实验过程中,A/O反应器克服了季节性温度变化的不利影响,始终维持了高效的生物硝化和反硝化.即使在冬季低于15℃温度条件下,A/O系统内的生物脱氮效率仍然维持在90%以上.     

SBR反应器同步硝化反硝化影响因素及其特性

为进一步探讨同步脱氮机理和提高反应系统同步硝化反硝化效率,利用培养驯化出高效同步硝化反硝化活性污泥,研究有机物负荷、溶氧和温度等因素对SBR反应器同步硝化反硝化脱氮效能的影响.结果表明：当温度为25～30℃、pH为7～9时,系统脱氮效果较好;当碳氮比在1：1～8：1时,COD、氨氮、TN去除率随着碳氮比的升高而降低,分...     

氨氮对内循环生物流化床亚硝化过程影响

为实现内循环生物流化床(ITFB)短程脱氮处理高氨氮废水,在小试ITFB反应器内考察了氨氮浓度对生物膜亚硝化特性的影响.通过5个月的连续试验,研究了ITFB反应器历经启动培养、短暂亚硝化、硝化系统破坏、硝化系统恢复、完全硝化五个过程中,氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的转化规律及游离氨毒性作用对短程硝化过程的影响.试验结果表明:反应器启动初期出现了短暂亚硝化,平均亚硝化率为79%;在进水氨氮浓度增加到300 mg/L时,系统再次实现了亚硝化,平均亚硝化率达81%,但由于游离氨浓度的影响使得系统硝化能力受到严重影响,系统氨氮去除率降低至22%;系统恢复后,亚硝化现象不明显.反应器内游离氨浓度随进水氨氮浓度升高而增加至8 mg/L时,系统内硝化细菌和亚硝化细菌活性均受到抑制.通过提高进水氨氮浓度来实现系统短程脱氮过程稳定运行的可逆性较差.     

垃圾渗滤液在厌氧复合床反应器中反硝化/产甲烷的研究

在厌氧复合床反应器中进行了垃圾渗滤液的反硝化/产甲烷的试验.试验结果表明,处理有机物浓度较高的垃圾渗滤液时,反硝化/产甲烷能够在厌氧复合床反应器中实现同步进行.下部的污泥床承担了主要的反硝化任务,当进水COD/NO3-N＞9时,下部污泥床对NO3-N的去除率可达到99％以上.随着进水COD浓度的提高,达到4 000 m...     

聚氨酯填料型曝气生物滤池(BAF)同步硝化反硝化

采用前置反硝化曝气生物滤池和聚氨酯填料进行高质量浓度生活污水的试验,控制进水在水力负荷0.64m3/(m2.h)、回流比1∶1的条件下,研究了不同气水比下的处理效果.结果表明,该装置处理效果好且稳定,当好氧段的气水比为20∶1时,去除效果最佳,具有明显的同步硝化反硝化特征,脱氮效果明显,去除率82.96%,出水质量浓度在10 mg/L以下.对好氧段沿层取样,结果表明总氮的去除主要发生在反应器底部0～0.6 m,表明此期间也就是溶解氧在1.5～2 mg/L下同步硝化反硝化作用明显,总氮去除率保持在80%以上.通过同时监测沿层氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP)的变化,确定出ORP在同步硝化反硝化过程可给出控制信号且反应灵敏稳定.可根据ORP的变化情况,优化调节曝气量,以达到高效节能的效果.     

城市生活垃圾填埋场渗滤液生化处理试验研究

采用“两级UASB-A/O生化系统”处理含有高质量浓度COD与NH4 -N的生活垃圾渗滤液.在UASB1中实现同时反硝化与产甲烷反应,出水COD在UASB2中进一步去除.在A/O反应器中去除残余COD与NH4 -N的彻底硝化.在UASB1与UASB2中最大COD去除率分别为12.5 kg/(m3.d)与8.5 kg/(m3.d).两级UASB为后续硝化创造了良好的条件.UASB1在30℃的气体产率为0.28 m3/kg COD,气体的组成相对恒定,CH4,N2,CO2所占的比例分别为63%~73%,25%~35%,2%.UASB2在35℃的气体产率为0.40 m3/kg COD,CH4,CO2所占的比例分别为98%,2%.通过几乎100%的短程硝化NH4 -N几乎完全去除,最大NH4 -N去除负荷为0.68 kg/(m3.d).该技术实现了渗滤液经济高效的生物脱氮.     

复合生物反应器亚硝酸型同步硝化反硝化

以实际生活污水为对象,利用有效容积为12L的间歇式复合生物反应器(填料体积填充比为30%),通过控制ρ(DO)稳定实现了亚硝酸型同步硝化反硝化脱氮.试验结果表明,在同步硝化反硝化条件下,随着ρ(DO)的升高,亚硝化率逐渐降低,总氮去除率也呈下降趋势.曝气结束,ρ(DO)>4 mg/L时,系统的亚硝化率和总氮去除率均小于50%;当ρ(DO)为2 mg/L,温度维持在(28±1)℃,硝化过程中亚硝化率始终维持在85%以上,ρ(NH_4~+ -N)去除率大于98%,总氮去除率在75%左右.因此,在试验条件下,只要控制曝气量,使得曝气结束时反应器内ρ(DO)为2 mg/L,就可实现稳定的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮.     

碳源对晚期垃圾渗滤液短程硝化的影响

为了考察碳源对晚期垃圾渗滤液短程硝化的影响,采用"两级UASB-缺氧-好氧系统"处理城市生活垃圾晚期渗滤液.系统进水COD质量浓度为4.3g/L左右,进水氨氮质量浓度为2.8 g/L,故COD与氨氮质量浓度之比很低,为1.5左右.首先在UASB1中实现同时反硝化与产甲烷反应,一部分COD在UASB2中进一步去除,在A/O反应器中利用残余COD进行反硝化以及NH_4~+-N的彻底硝化.试验结果表明,未投外加碳源时,原水中可降解COD几乎全部作为一级UASB的反硝化碳源被利用,A/O池缺氧段反硝化碳源不足.在A/O池的A段投加相当于1 g/L COD质量浓度的无水乙酸钠作为电子供体促进反硝化后,由于反硝化产生大量的碱度,补充了硝化所消耗的碱度,使pH值维持在一个比较合适的范围,可实现稳定的短程硝化,亚硝态氮累积率由未投加碳源时的20%提高到87%,系统出水氨氮质量浓度为0.01 g/L左右,氨氮的去除率也由未投加碳源时的92%提高到99.6%.     

环境因子对反硝化聚磷菌效能的影响

为全面考察反硝化聚磷菌(DPB)在不同环境条件下的脱氮除磷效能,利用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A-SBR)反应器,以人工配水培养驯化反硝化聚磷颗粒污泥.通过正交试验,综合考察不同碳源类型、碳源质量浓度、进水温度和pH条件下系统的脱氮除磷效能.结果表明:以丙酸钠为碳源,在进水COD质量浓度400 mg/L、水温25℃、pH为7的条件下,DPB对于有机物的去除效能最高;以丙酸钠为碳源、COD质量浓度400 mg/L、进水温度15℃、pH为7条件下,DPB的脱氮效能最高;以乙酸钠为碳源、COD质量浓度400 mg/L、进水温度25℃、pH为8时,DPB的除磷效能最高.温度对系统COD降解和脱氮效能影响最大,pH的影响最小;pH对系统的除磷效能影响最大,碳源类型的影响最小.     

控制pH实现短程硝化反硝化生物脱氮技术

采用序批式活性污泥法,在温度为28±1℃的条件下,通过控制反应器内初始pH为7.8~8.7开发了一种新型短程硝化生物脱氮工艺.试验结果表明:经过25 d的运行,曝气结束时出水中主要以亚硝酸盐为主,硝酸盐氮在4 mg/L以下,亚硝酸盐累积率达90%以上;在整个硝化期间游离氨(FA)质量浓度都在0.52~4.72 mg/L,均在抑制硝酸菌活性的阈值范围内.因此,控制pH实现短程硝化反硝化生物脱氮工艺的机理是利用反应体系内的高pH和高游离氨浓度对硝酸菌产生抑制,从而在硝化过程中产生亚硝酸盐积累.     

UASB-A/O-ASBR工艺实现晚期垃圾渗滤液深度除碳脱氮

针对晚期垃圾渗滤液实现深度除碳脱氮,采用上流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket,UASB)-缺氧/好氧反应器(anoxic/aerobic reactor,A/O)-厌氧氨氧化反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR)组合工艺,以短程硝化-厌氧氨氧化耦合反应为依托,通过UASB实现有机物的大部分降解,在A/O中实现短程硝化,在ASBR中通过厌氧氨氧化深度脱氮.研究结果表明:当进水ρ(CODcr)、ρ(NH_4~+-N)和ρ(TN)分别为2 220 mg/L、1 400~1 450 mg/L和1 450~1 500 mg/L;最终出水分别为98、7、25 mg/L,实现了分别为95.6%、98.3%和99.5%的高去除率.故该工艺无须投加任何外碳源,最终实现化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮(NH_4~+-N)和总氮(total nitrogen,TN)的高效、深度去除.     

垃圾渗滤液中氨氮的超声处理研究

垃圾渗滤液中含有高浓度的氨氮,直接生化脱氮是水处理领域的一个难点.因此,在垃圾渗滤液进行生化处理之前,应进行脱氮处理.采用超声吹脱技术对垃圾渗滤液进行了脱氮研究,结果表明,该技术对垃圾渗滤液中高浓度的NH3-N有很好的处理效果,与传统的曝气吹脱技术相比,NH3-N的去除率明显提高.针对单独超声时间较长的问题,进行了超声辐射和曝气吹脱联用技术来处理垃圾渗滤液中高浓度的氨氮,联用吹脱NH3-N的去除率就达到82%以上.     

充水比对UniFed SBR 工艺脱氮的影响

为了考察充水比对新型UniFed SBR工艺脱氮的影响,试验采用充水比分别为25%和42%的2个并行的UniFed SBR反应器,并以实际生活污水为处理对象,通过比较在6组相同的进水ρ(C)/ρ(N)比,TN在2个充水比条件下1个完整周期中的降解规律及出水TN质量浓度,分析了充水比对进水/排水阶段和曝气阶段TN去除的影响.试验结果表明,UniFed SBR工艺在任意一个充水比下运行时,都存在一个与之相对应的进水/排水阶段最大脱氮率η_(1max),η_(1max)只与充水比有关,而与进水ρ(C)/ρ(N)比无关,且在进水碳源充足时,充水比越大,η_(1max)越低;在相同进水ρ(C)/ρ(N)比时,充水比越大,曝气阶段由SND产生的脱氮率η_2越高.由于进水/排水阶段对UniFed SBR工艺TN的去除贡献更大,因此采用较小的充水比,更有利于工艺整体对TN的去除.     

半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9～20℃、平均ρDO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m3.d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρFA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3～7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m3.d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m3.d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.     

微电极耦合MBR处理垃圾渗滤液

针对垃圾渗滤液难降解、高氨氮和高CODCr的特点,提出了微电极与MBR联合工艺对其进行降解。实验探讨了电流密度、极板间距、氯离子质量浓度和停留时间等4个主要参数对CODCr和氨氮去除率的影响。利用De-sign-Expert.V8.0.6.1软件设计响应面实验确定最佳工艺条件：电流密度13 mA.cm-2、极板间距10 cm、氯离子质量浓度4 200 mg.L-1、停留时间10 h。在此条件下CODCr去除率89.56%,氨氮去除率92.29%,且出水氨氮和CODCr都达到垃圾渗滤液处理排放标准。     

移动床生物膜反应器处理极低C/N废水试验研究

在常温下采用移动床生物膜反应器处理低C/N比废水.结果显示:在填料填充比为40%、进水氨氮质量浓度为25 mg/L条件下,出水氨氮质量浓度基本稳定在4 mg/L左右,氨氮去除率在80%以上,硝化效果突出;进水C/N不足1时,TN及COD去除率分别能达到55%、60%以上,说明移动床生物膜反应器用于处理极低C/N废水具有良好效果.     

电氧化光芬顿组合工艺处理垃圾渗滤液膜浓缩液研究

预处理+生化法+膜处理"的组合工艺是常用的垃圾渗滤液处理工艺，虽然能够快速稳定地削减渗滤液中各类污染物，但产生的渗滤液膜滤浓缩液富集了更高浓度的难降解有机物、盐分和其他无机物，难降解有机物的去除是渗滤液浓缩液处理的难题。以深圳某填埋场垃圾渗滤液膜浓缩液为研究对象，分别研究了三维电氧化、紫外芬顿（UV/Fenton）以及三维电氧化-UV/Fenton-电催化氧化组合工艺对垃圾渗滤液膜浓缩液的处理效果。在实验操作条件下，电氧化2 h，UV-Fenton处理1.5 h，电催化氧化2 h，COD、氨氮、总氮的去除率分别为97.6%、98.8%和93.5%，出水基本满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）直接排放限值要求，每吨垃圾渗滤液膜浓缩液的处理成本为93.2元。     

混凝和化学沉淀法联合处理垃圾渗滤液

目的通过用混凝和化学沉淀法联合对垃圾渗滤液进行的预处理来确定出最佳工艺条件.方法通过投加混凝剂和絮凝剂对垃圾渗滤液进行混凝沉淀实验,将处理后的渗滤液再投加沉淀剂,分别以CODCr和氨氮为考察指标,根据单因素和正交实验确定实验条件.结果实验表明,混凝和化学沉淀法联合处理对垃圾渗滤液的CODCr和氨氮具有良好的去除效果,实验条件为：混凝剂（PAC）的投量为1 000 mg/L,絮凝剂（PAM）的投量为3.5 mg/L,在pH值为5.5左右进行混凝,然后对经过沉淀的上清液调节其pH值为8.5,按Mg2＋、NH4＋和PO43＋物质的量之比为1：1：1投加沉淀剂,静置沉淀.结论对垃圾渗滤液的CODCr和氨氮的去除率分别达到52.5%和81%以上.经处理后的废水BOD5/COD值为0.63,氨氮含量为76 mg/L,降低后续生物处理负荷.     

混凝-电催化氧化深度处理垃圾渗滤液

为了有效减少垃圾渗滤液对环境造成的危害,采用不同混凝-电催化氧化工艺对垃圾渗滤液进行深度处理.利用单因素法分别探究了不同混凝方法、电极类型、电极间距、电流密度等影响因素对垃圾渗滤液的处理效果.采用Ti/Ru-Ir电极对垃圾渗滤液进行Ca(OH)₂+PAM+FeCl₃混凝预处理.结果表明,在电流密度为20 mA/cm²、电极间距为20 mm且反应时间为4 h条件下,COD、氨氮去除率较高.混凝-电催化氧化工艺可以有效深度处理垃圾渗滤液.