硝酸盐氮对反硝化除磷的影响及过程控制

针对南方地区低碳城市污水的特点,探讨了ρ(NO_3~- -N)及其投加方式对DPB反硝化除磷的影响,并利用在线监测技术提出相应的优化控制策略.结果表明,ρ(NO_3~- -N)过高或过低,均会降低DPB的反硝化除磷效率,为保证DPB的高效除磷效果,应投加适宜的ρ(NO_3~- -N);通过对V(ORP)与pH的在线监测发现,在反硝化除磷过程中,硝酸盐不足量时,pH在硝酸盐消耗完毕、缺氧吸磷结束时出现折点;NO_3~- -N足量时,pH在缺氧吸磷结束时出现平台区,pH可以指示反硝化吸磷情况,对工艺的运行工况进行优化控制.而V(ORP)未出现指示反硝化和缺氧吸磷结束的特征点,无法作为反硝化吸磷过程的控制参数;NO_3~- -N的投加方式不影响反硝化除磷效率,但随投加次数增加,尤其是连续低浓度投加的方式,更有利于提高脱氮效果,降低系统内NO_2~- -N的积累量.     

A~2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

针对A~2/O+移动床生物膜反应器(A~2/O+MBBR)双污泥系统,以低碳氮比(C/N)生活污水为处理对象,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,基于脱氮除磷的代谢机理建立系统的快速启动策略。研究结果表明:启动过程历时21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;平均重量污泥浓度从1 189 mg/L增加到1 760 mg/L,SVI值在95 m L/g MLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。启动过程,COD的去除效果基本稳定,A~2/O反应器可实现碳源的高效利用;硝化过程为反硝化除磷提供电子受体,TN的高效去除需要建立在NH+4-N氧化完全的基础上;PO_4~(3-)-P的去除特性与NO_3~--N的变化密切相关,除了缺氧区的同步脱氮除磷,好氧吸磷对稳定PO_4~(3-)-P出水浓度发挥着重要作用。在平均进水碳氮比为3.44的运行条件下,A~2/O+MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P浓度分别为38.5、1.15、14.2、0.15 mg/L,COD、TN和PO_4~(3-)-P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的变化规律与脱氮除磷存在定量关系,稳定运行阶段厌氧区ORP为-398~-336 m V,反硝化过程pH值增幅0.55,ORP增加到-300~-175 m V,硝化过程pH值降低0.37。ORP、pH值可以直观地反映反硝化过程,pH值能够灵敏地反映硝化进程,实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。     

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％．     

碳氮比对协同去除COD和含氮污染物的影响

以粒径为3~6 mm活性炭颗粒为填料的厌氧污水处理系统为研究对象,葡萄糖为有机碳源,分别考察m(COD)/m(NO_3~--N)为9.71,12.96和16.09时对厌氧同步消化反硝化的影响。结果发现,较高m(COD)/m(NO_3~--N)对COD和NO_3~--N的去除有利,最大去除量分别为465.29 mg/L和30.88 mg/L,去除率分别为87.79%和95.20%;3种不同m(COD)/m(NO_3~--N)对出水中NO_2~--N浓度影响较小,NO_2~--N没有明显积累,出水中NO_2~--N最高为0.55mg/L,表明厌氧消化过程能够顺利进行。     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷性能研究

以实际生活污水为研究对象,在SBR系统中采用厌氧/缺氧运行方式,考察不同亚硝酸盐(NO2--N)质量浓度下以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷性能.实验根据进水ρ(COD)及亚硝酸钠投加量的不同,分为3个阶段.研究发现,维持缺氧段初始ρ(NO2--N)为20mg/L左右(第Ⅲ阶段),经过长期驯化,运行稳定后,缺氧段吸磷率达74.42%,最大吸磷速率可达11.70 mg/(gMLSS.h);磷去除率达57.8%.此后,又进行了初始ρ(NO 2--N)为50 mg/L的亚硝酸盐冲击负荷试验,缺氧段最大吸磷速率为5.63 mg/(gMLSS.h),与第Ⅲ阶段相比,最大吸磷速率下降53%.随后在未经驯化的情况下,通过短期实验分别考察该系统以NO3--N和O2作为电子受体时的除磷性能,其缺氧段最大吸磷速率分别为11.09和29.268 mg/(gMLSS.h),分别是第Ⅲ阶段最大吸磷速率的94.7%和2.5倍.     

反硝化除磷颗粒污泥的培养与除磷性能

以普通絮状污泥为接种污泥,人工配制生活污水,采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式,通过在缺氧段投加硝酸盐氮和控制选择压,经98 d的培养与调整在SBR中获得具有反硝化除磷功能的颗粒污泥.稳定运行的颗粒污泥粒径主要在0.3～0.5 mm,SVI约为45 mL/g,ρ(MLSS)约为4 000 mg/L.具有反硝化除磷功能的颗粒污泥对COD、氨氮和磷酸盐的去除率分别可达88%、96%和90%.通过分析磷的去向及X射线衍射检测结果可知存在颗粒污泥的磷酸盐沉淀除磷现象.培养的反硝化除磷颗粒污泥除生物除磷外,还具有磷酸盐固化于污泥颗粒方式除磷.     

电子受体对厌氧/好氧反应器聚磷菌吸磷的影响

为对聚磷菌有进一步的了解,以厌氧/好氧生化反应器中的聚磷菌为试验对象,研究了3种不同电子受体(O2、NO3-N、NO2-N)对聚磷菌吸磷效果的影响.结果表明:传统的厌氧/好氧生化反应器中存在有反硝化聚磷菌,且随着NO3-N质量浓度的不同,反硝化聚磷速率和总量也不同,而低水平的COD/TP将有利于反硝化聚磷菌的生长;此外,NO2-N也可参与聚磷菌缺氧吸磷反硝化的过程,但高质量浓度的NO2-N(本试验结果为≥95mg/L)将会对聚磷菌产生抑制作用.试验证实,以氧为电子受体的聚磷速率和聚磷总量明显高于NO3-N和NO2-N,但是,后二者的能耗、污泥产生量低于前者.     

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。     

pH值对短程反硝化及N_2O释放特性影响

以普通活性污泥为种泥,控制COD/N为2,通过逐步提升NO_2~--N浓度(由15上升至200mg/L)的方式在小试SBR反应器中实现了短程反硝化的启动;稳定运行期间,NO_2~--N的平均去除率达99.5%.在此基础上,通过批式试验考察了不同进水pH值(7.1、8.2和9.3)对短程反硝化及N_2O释放特性的影响.结果表明,随着进水pH值的升高,平均反硝化速率由0.087 9上升至0.094 1和0.107 2 mg/(min·gSS);反硝化效率先降后升,分别为98.70、96.52和99.10%;而N_2O的释放量随pH值升高呈降低的趋势,pH值为7.1时的释放量分别是8.2和9.3时的2.82和8.04倍.因此,适当提升进水pH值可大幅降低短程反硝化过程N_2O的释放量.     

纪庄子污水处理厂反硝化聚磷菌作用初探

人们已经认识到反硝化聚磷茵(DPB)也是一种很重要的除磷茵．为了有效地评价除磷脱氮工艺，有必要研究污泥中微生物的特性．笔者在试验中所用污泥混合液取自纪庄子污水处理厂，对反硝化除磷茵(DPB)厌氧释磷、好氧／缺氧吸磷行为进行了可行性研究，比较了好氧除磷污泥与缺氧除磷污泥中微生物的不同特性和不同除磷活性．     

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.     

利用ORP和pH控制豆制品废水的处理过程

研究ORP和pH在豆制品废水处理过程中的变化与有机物和氨氮的去除间的内在关系，有利于实现SBR法处理废水的在线控制．以豆制品废水为研究对象进行不同进水有机物和污泥质量浓度的试验，结果显示，在有机物降解过程中，0RP出现两个特征点：第1个为ORP凹点，表示反应器内大部分有机物已被去除；第2个为0RP平台，表示有机物已基本不再降解；pH存在两个变化区域：在反应初期为波动区，当有机物降解接近结束时，pH上升速度明显减慢，最后出现平台区．不同进水有机物和初始污泥质量浓度对反应过程的特征点并没有影响，因此可应用ORP和pH作为SBR法去除有机物的模糊控制参数．     

利用ORP和pH控制豆制品废水的处理过程

研究ORP和pH在豆制品废水处理过程中的变化与有机物和氨氮的去除间的内在关系。有利于实现SBR法处理废水的在线控制,以豆制品废水为研究对象进行不同进水有机物和污泥质量浓度的试验,结果显示,在有机物降解过程中,ORP出现两个特征点:第1个为ORP凹点,表示反应器内大部分有机物已被去除;第2个为ORP平台,表示有机物已基本不再降解;pH存在两个变化区域:在反应初期为波动区,当有机物降解接近结束时,pH上升速度明显减慢,最后出现平台区。不同进水有机物和初始污泥质量浓度对反应过程的特征点并没有影响,因此可应用ORP和pH作为SBR法去除有机物的模糊控制参数。     

NO3-、NO2-作为生物除磷最终电子受体的研究初探

论述了生物除磷过程中以NO3^-、NO2^-作为最终电子受体时，厌氧条件下释磷规律，缺氧条件下PO4^3--P的去除效果以及缺氧段NO2^--N的变化情况．得出结论：亚硝酸盐在一定程度上可以充当生物除磷的最终电子受体；以亚硝酸盐为电子受体，缺氧段的反硝化率要大于以硝酸盐为电子受体的情况；高浓度亚硝酸盐会抑制反硝化聚磷茵的厌氧释磷，而且这种抑制作用不是瞬间的，至少会持续一段时间。     

交替缺氧/好氧CAST处理低ρ_(COD)/ρ_(TN)生活污水的脱氮研究

以低ρCOD/ρTN生活污水为处理对象,在连续和分段2种进水方式下分析了交替缺氧/好氧循环式活性污泥法工艺的脱氮性能及曝气需求量,并研究了分段进水方式下pH、ρDO和氧化还原电位(oxidation reduction potential,ORP)的变化规律.结果表明,连续进水方式下,系统TN平均去除率75.1%,系统因长期低负荷运行而发生污泥膨胀,污泥容积指数(sludge volume index,SVI)平均值为229 mL/g,同时,曝气量升至0.56 m3/h时,才能使NH4+-N去除率大于99%;采用分段进水方式时,系统TN平均去除率可提高至81.5%,污泥沉降性能良好,并且曝气量降至0.24 m3/h时,系统NH 4+-N去除率仍大于99%,节省了运行费用.此外,当采用分段进水时,反应区内的pH值、ρDO和ORP值曲线有较明显的变化规律,并与反应区内污染物浓度的变化有着较好的相关性.     

亚硝酸盐氮对生物除磷系统的影响

为全面评价亚硝酸盐氮对生物除磷系统的影响,采用两个SBR系统,模拟厌氧/好氧及厌氧/缺氧(以硝酸盐氮为电子受体)除磷系统,分别考察亚硝酸氮对二者的影响.结果显示:亚硝酸盐氮对好氧除磷系统的影响远大于缺氧除磷系统,亚硝酸盐氮对好氧和缺氧除磷在每克挥发性悬浮固体加入0.88和6.72 mgNO 2--N时会对生物活性产生抑制.同时发现在以硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷基础上采用逐渐增加亚硝酸氮质量浓度的方法驯化聚磷污泥,可以增加污泥对亚硝酸盐氮的适应性,并最终可以选择亚硝酸氮作为唯一电子受体吸磷,但其除磷效率低于以氧和硝酸盐氮为电子受体的除磷系统.     

好氧聚磷颗粒污泥的培养与丝状茵膨胀控制

在序批式SBR反应器中接种普通活性污泥,通过厌氧/好氧交替的运行方式,以沉降时间作为选择要素,经过人工配水快速实现污泥颗粒化(阶段Ⅰ)、实际生活污水稳定维持(阶段Ⅱ)以及提高ρ(P)/ρ(COD)强化富集聚磷菌(阶段Ⅲ)3个阶段,成功培养出聚磷能力良好的好氧颗粒污泥,并稳定运行352周期.模拟废水水质成份单一且易降解是造成好氧颗粒污泥在阶段Ⅰ后期发生膨胀的主要原因,变换水质为实际生活污水可有效控制丝状菌的过度生长,利于维持系统稳定.成熟的好氧颗粒污泥近似为球形,平均粒径0.8 mm,平均沉降速率为2.0 cm/s,SVI在17~30 mL/g,平均除磷效率在90%以上.采用荧光原位杂交技术(FISH)对颗粒污泥种群结构定量分析,结果表明,聚磷菌约占总菌的51.48%.     

进水碳氮比对UCT-MBR工艺运行效能及膜污染的影响

采用UCT型浸没式膜生物反应器处理合成市政污水,考查了ρ(COD)/ρ(TN)对该工艺在营养物去除效能及膜污染方面的影响.结果表明:UCT-MBR工艺抗冲击负荷能力强,ρ(COD)/ρ(TN)对COD去除效能几乎无影响,平均去除率保持在89.9%;在ρ(COD)/ρ(TN)为7.3时,TN和TP的去除率达到最高,分别为90.27%和92.4%.同时发现,ρ(COD)/ρ(TN)由3.2增加到7.3时通过同步硝化反硝化的脱氮率、缺氧除磷率分别由1.6%、7.94%提高到27.9%、44.91%.ρ(COD)/ρ(TN)的增加改变了脱氮途径,加速了膜污染速率.有机容积负荷的增加和溶解氧的降低是引起膜池通过同步硝化反硝化脱氮的主要原因,同时也影响着污泥的理化性质与代谢产物.由于胞外聚合物比污泥质量浓度和溶解性微生物产物的质量浓度在同步硝化反硝化的条件下增加,导致了污泥成分中颗粒与溶解性成分修正污染指数值均有所增加,从而使得污泥的可滤性恶化.在相同气水剪切力的背景下污泥粒径尺寸由于溶解氧的降低而略有下降.此外对附着在膜表面的生物膜的反硝化脱氮量与膜污染速率的相关性也进行了评估.