A2/O氧化沟反硝化除磷实践

反硝化除磷脱氮是利用反硝化聚磷菌,在缺氧环境下以NO3-作为电子受体来实现同步反硝化和过量吸磷作用,从而可以在低碳源情况下达到脱氮除磷目的。在此理论指导下,本文作者在A2/O微曝氧化沟工艺中进行了实践操作,得到较好的效果。     

颗粒污泥的反硝化除磷研究

借助SBR反应器,采用厌氧/好氧/缺氧的运行方式,对富集的以反硝化聚磷菌（DNPAOs）为优势菌的活性污泥进行颗粒化培养,约35 d后得到了较成熟的颗粒污泥.考察了该颗粒污泥的脱氮除磷性能,结果表明：当以厌氧/缺氧方式运行时系统具有良好的反硝化除磷性能,缺氧结束时除磷率＞96%,对氨氮的去除率为95%左右;外加NO3^- -N的浓度对缺氧段的反硝化吸磷速率有一定影响;颗粒污泥中的DNPAOs可以利用内碳源进行反硝化吸磷,从而实现了同步脱氮除磷.     

缺氧区、好氧区容积比对A^2／O工艺反硝化除磷的影响

反硝化除磷茵可以在碳源不足的条件下，通过“一碳两用”的方式同时实现反硝化脱氮和吸磷过程，有研究表明，A^2／O工艺中存在反硝化除磷现象。为此以啤酒废水为处理对象，研究了缺氧区与好氧区容积比对A^2／O工艺反硝化除磷的影响。试验结果表明，在缺氧区与好氧区容积比分别为0．33、0．48、0．60的条件下，A^2／O系统对总氮的平均去除率分别为68．04％、79．64％和85．70％，对总磷的平均去除率分别为85．38％、90．80％和96．84％，对COD的去除率均在90％以上。此外，如果继续增大缺氧区与好氧区容积比，应适当调整内循环比，否则会由于缺氧区硝酸盐浓度不够而发生二次释磷现象。     

序批式生物膜法的脱氮除磷功效研究

采用序批式生物膜工艺进行了处理广州地区城市污水的脱氮除磷试验研究，结果表明：在碳、氮、磷比例失调（碳量偏低）的情况下，达到了既去除有机物又能脱氮除磷的效果，出水BOD5、COD分别为6．0～9．8、12．7～35．5mg／L，而TN、NH3-N、TP分别在14．8、4．0、0．5mg／L以下；磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提；DO浓度会影响好氧段的磷吸收速率，但不影响磷的去除量；在好氧运行初期发生了同步硝化反硝化，其去除的总氮约为15％。     

新型短程硝化工艺的反硝化除磷特性

构建以厌氧(An)、好氧(O1和O2)、缺氧(A1和A2)、快速曝气(O3)单元组成的新型短程硝化同步反硝化除磷工艺。在其中厌氧(An)/缺氧(A1)的运行环境,成功驯化出了一种能以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌(DPB),其兼具脱氮与除磷双重功能,实现了一碳两用的目的,节约了能耗和曝气量。通过静态试验发现,亚硝酸盐型反硝化除磷速率为4.78 mg/(L·h),硝酸盐型反硝化速率为6.24 mg/(L·h)。反硝化除磷量占到了系统总除磷量的60%以上,其中缺氧1池就占到了50%。     

A2N反硝化除磷脱氮工艺及其影响因素

以生活污水为处理对象，对A2N(厌氧／缺氧和硝化)连续流反硝化除磷脱氮的双泥工艺进行了研究，试验结果表明：A吃N工艺对TN、TP和COD的去除率分别达到了92．6％、98％和95％，且出水指标均达到了GB8978—1996的一级排放标准。试验过程中还发现COD／TP、硝酸盐氮浓度、MLSS和SRT等因素对系统的脱氮除磷效果有较大影响。此外，以碳纤维为填料的生物膜硝化池在整个运行过程中效果很稳定(硝化率趋于100％)。     

交替式缺氧/厌氧膜生物反应器的脱氮除磷效能

开发出一种交替式缺氧／厌氧膜生物反应器（AAAM）的脱氮除磷工艺。该工艺由一个交替的缺氧／厌氧反应区扣一个连续曝气的好氧区组成，通过改变好氧区回流混合液的流向使缺氧和厌氧环境在两个单独的反应器（A和B）内交替形成，以实现同步缺氧反硝化、厌氧释磷及反硝化聚磷菌的部分吸磷过程。中空纤维微滤膜置于好氧区，该区采用连续曝气方式实现硝化、过量吸磷及对膜污染的控制。试验结果表明：AAAM工艺能够高效去除营养物，对COD、总氮、总磷的平均去除率分别为93％、67．4％和94．1％。     

SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集

反硝化除磷菌(DPAOs)能够在缺氧条件下同步完成脱氮除磷,是反硝化除磷工艺的主体。以武汉沙湖污水处理厂二沉池的回流污泥为种泥,采用二段式SBR工艺实现了反硝化除磷菌的快速富集。在第一阶段反应器采用厌氧/好氧(A/O)模式运行,可以实现对除磷菌(PAOs)的快速诱导和富集,运行13 d后,SBR反应器对氮、磷的去除率均达到85%以上。而后进入第二阶段,采用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)模式运行,以快速富集培养反硝化除磷菌,经过26 d的运行,反应器对氨氮和磷酸盐的去除率分别达到92.2%和91.2%左右,且典型周期内硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系,表明系统的反硝化除磷能力得到显著增强。     

SBR工艺对低碳量城市污水的反硝化除磷研究

广州地区的城市污水含碳量低，碳、氮、磷浓度比例失调，采用传统工艺处理很难达到理想的脱氮除磷效果，为此采用SBR工艺对其进行处理，考察了该工艺的反硝化除磷效果。结果表明，在厌氧／缺氧／好氧的运行模式下，采用逐步增加缺氧段运行时间的方法可有效提高污泥的反硝化除磷性能；在试验进水水质条件下，反应器厌氧运行30min、缺氧运行3h、好氧运行1h可保证对磷的稳定高效去除，出水TP〈1mg／L；ORP值无法指示缺氧反硝化与吸磷过程，pH值可作为缺氧吸磷结束的指示参数，而ORP和pH值均可作为好氧吸磷结束的控制参数。     

两段SBR双污泥系统的短程硝化/反硝化除磷研究

针对传统脱氮除磷工艺存在的占地面积大、运行成本高等问题,将短程硝化与反硝化除磷工艺相结合而构建了两段SBR双污泥短程硝化反硝化除磷工艺.在成功启动短程硝化反应器后,亚硝酸盐氮的积累率达到94.23%,系统对氨氮的平均去除率>95%;在以亚硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷菌培养驯化阶段,吸磷率达到了64.44%,同时NO2--N由17.79 mg/L降低为0.05 ms/L,电子受体被完全消耗,基本达到了以NO2--N为电子受体进行反硝化聚磷菌富集的目的.在此基础上,考察了N/P值对系统脱氮除磷效果的影响.结果表明,当N/P为3.0、2.2、1.7时对COD和氨氮的去除效果均较好,对COD的去除率分别为90%、89%、90%,对氨氮的去除率分别为96%、95%和96.7%;当N/P为3.0和2.2时除磷效果良好,平均去除率分别达到了88.5%和91%;而当N/P为1.7时除磷效果明显下降,仅为75.6%.     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷工艺的启动

采用两阶段培养驯化的方式快速启动以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷系统,第一阶段通过厌氧/好氧交替运行方式富集聚磷菌,第二阶段采用厌氧/缺氧交替运行方式逐渐筛选以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌。经过约120 d的运行,成功实现了系统的快速启动,且稳定后的系统具有良好的反硝化除磷能力,平均出水总氮和总磷分别为5.39、1.55 mg/L,平均去除率分别达到82.5%、80.0%。     

短好氧泥龄下A2/O和BAF联合工艺的脱氮除磷特性

采用小试装置,研究了短好氧污泥龄下A2/O和BAF联合工艺处理低C/N和C/P污水时的脱氮除磷特性.结果表明,通过提高A2/O工艺段的厌氧区有机负荷和缺氧区硝酸盐负荷对反硝化聚磷菌（DPAOs）进行选择和强化后,其在聚磷菌（PAOs）中的比例维持在28%左右,工艺具有部分反硝化除磷能力,能够减少脱氮除磷过程中对碳源的总需求量.但在联合工艺中,好氧除磷仍是主要的除磷方式.在A2/O工艺段内,好氧污泥龄在满足好氧PAOs存活的同时,还必须满足抑制硝化细菌生长的要求,且为了保证工艺对磷的整体去除效果,混合液在好氧区的接触时间须大于30 min.此外,以保证缺氧区出水中含有1～4 mg/L的硝态氮为原则来控制BAF出水的回流量,可达到较好的脱氮除磷效果.该联合工艺结合了活性污泥工艺和生物膜工艺的优点,运行稳定,出水水质优良,不仅适合于新建污水处理厂,也特别适合于不能脱氮除磷污水处理厂的技术改造.     

厌氧—3级好氧/缺氧生物膜工艺处理农村生活污水

对自流式厌氧—3级好氧/缺氧生物膜工艺处理低碳氮比农村生活污水的效能进行了应用研究。装置的处理量为18 m3/d,HRT为2.9 d,厌氧段的水力负荷为0.514 m3/(m3.d),生物球装填率为15%;3级好氧/缺氧生物膜段的水力负荷为1.029 m3/(m3.d),YDT弹性填料的装填率依次为50%、40%和25%,采用跌水充氧。连续8个月的监测结果表明:该工艺对COD、BOD5、NH3-N、TN和TP的去除率分别为73.7%、76.5%、90.7%、59.6%和69.7%;出水COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、SS的平均浓度分别在34、15、2、7.7、0.9、5.2 mg/L以下,粪大肠菌群平均为5 200个/L,可用于农业灌溉和观赏性景观河道用水。该工艺的3级好氧/缺氧生物膜段能够同步进行硝化与反硝化除磷,适合于低碳氮比农村生活污水的处理。     

污泥减量工艺:HA-A/A-MCO的好氧脱氮机制分析

针对污泥减量技术存在对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能并可实现污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺。在该工艺取得同步脱氮除磷和污泥减量优异效果的条件下,采用其处理校园生活污水,当进水TN平均为47 mg/L时,出水TN为10.9 mg/L,系统的总脱氮率为76.8%,其中好氧脱氮量占总脱氮量的50%,缺氧脱氮量占26%;HA-A/A-MCO系统存在着在好氧条件下具有反硝化能力的菌属,对好氧脱氮有一定贡献,且DO浓度对其反硝化能力没有抑制作用;好氧池中的DO浓度梯度有利于在污泥絮体内形成缺氧环境,从而促进同步硝化反硝化(SND)的发生,但减小污泥絮体尺寸会削弱絮体内部缺氧区域比例、降低SND的脱氮效率。     

Development of a 2-sludge, 3-stage system for nitrogen and phosphorous removal from nutrient-rich wastewater using granular sludge and biofilms

A novel 2-sludge 3-stage process using a combination of granular sludge and biofilm was developed to achieve biological removal of nitrogen and phosphorus from nutrient-rich wastewater. The system consists of a granular sequencing batch reactor (SBR) working under alternating anaerobic/anoxic conditions supplemented with a short aerobic phase and an aerobic biofilm SBR. The wastewater is first fed to the granular SBR reactor, where easily biodegradable carbon sources are taken up primarily by polyphosphate accumulating organisms (PAOs). The supernatant resulting from quick settling of the granular sludge is then fed to the biofilm SBR for nitrification, which produces oxidized nitrogen that is returned to the granular reactor for simultaneous denitrification and phosphorus removal. While maximizing the utilization of organic substrates and reducing operational costs, as do other 2-sludge processes previously reported in literature, the proposed system solves the bottleneck problem of traditional 2-sludge systems, namely high effluent ammonia concentration, due to its high-volume exchange ratios. An ammonia oxidation rate of 32 mg N/Lh was achieved in the biofilm SBR, which produced nitrite as the final product. This nitrite stream was found to cause major inhibition on the anoxic P uptake and also to result in the accumulation of N(2)O. These problems were solved by feeding the nitrite-containing stream continuously to the granular reactor in the anoxic phase. With a nitrogen and phosphorus removal efficiency of 81% and 94%, respectively, the system produces an effluent that is suitable for land irrigation from a wastewater stream containing 270 mg N/L of total nitrogen and 40 mg P/L of total phosphorus.     

低碳源、低能耗型改良A2/O工艺的脱氮除磷研究

介绍了一种新型的脱氯除磷工艺及其运行情况。该工艺是对传统A^2／O工艺的改进（可称为改良型A^2／O工艺），它采用了后置反硝化系统以及厌氧池碳源分流技术和回流污泥预缺氧反硝化技术，以提高系统的脱氯除磷效果。研究结果表明：在进水COD≥300mg／L，TN为40．3mg／L，TP为3．82mg／L时，对TN、TP及COD的去除率分别可迭70％、86％和88％；当COD〈300mg／L时，对TP的去除效果较差，但对TN和COD的去除率仍分别可达60％和85％；试验期间，污泥沉降性能良好。     

新型一体化生物反应器的同步脱氮除磷影响因素研究

为了提高对污水的处理效能,设计了一种新型一体化生物反应器并采用其处理生活污水,研究了DO和HRT对同步脱氮除磷效果的影响,并探讨了其实现机理。试验结果表明：在进水COD为290～510mg／L、MLSS为2500mg／L、污泥龄为15d以及好氧区和缺氧区的溶解氧分别为2mg／L和0．2mg／L时,系统的脱氮除磷效果较好,对TN、TP的去除率分别可达80％和90％,DO过高或过低都会影响同步脱氮除磷的效果。控制DO为最优值,并保持其他操作条件相同,当HRT为12h时对总氮和总磷的去除率均在80％以上,随着HRT的延长,同步脱氮除磷效果反而下降。该一体化反应器集厌氧、缺氧和好氧区为一体,在一定的运行条件下能够实现同步脱氮除磷,是处理生活污水的有效方法。     

Biological nitrogen removal with enhanced phosphate uptake in a sequencing batch reactor using single sludge system

Simultaneous biological phosphorus and nitrogen removal with enhanced anoxic phosphate uptake was investigated in an anaerobic-aerobic-anoxic-aerobic sequencing batch reactor ((AO)2 SBR). Significant amounts of phosphorus-accumulation organisms (PAOs) capable of denitrification could be accumulated in a single sludge system coexisting with nitrifiers. The ratio of the anoxic phosphate uptake to the aerobic phosphate uptake capacity was increased from 11% to 64% by introducing an anoxic phase in an anaerobic aerobic SBR. The (AO)2 SBR system showed stable phosphorus and nitrogen removal performance. Average removal efficiencies of TOC, total nitrogen, and phosphorus were 92%, 88%, and 100%, respectively. It was found that nitrite (up to 10 mg NO2(-)-N/l) was not detrimental to the anoxic phosphate uptake and could serve as an electron acceptor like nitrate. In fact, the phosphate uptake rate was even faster in the presence of nitrite as an electron acceptor compared to the presence of nitrate. It was found that on-line sensor values of pH, ORP, and DO were somehow related with the dynamic behaviours of nutrient concentrations (NH4+, NO3-, and PO4(3-)) in the SBR. These on-line sensor values were used as real-time control parameters to adjust the duration of each operational phase in the (AO)2 SBR. The real-time controlled SBR exhibited better performance in the removal of phosphorus and nitrogen than the SBR with fixed-time operation.     

间歇循环活性污泥-MBR工艺的脱氮除磷特性

提出了一种新型的间歇循环活性污泥-膜生物反应器（ICAS-MBR）工艺,并应用其对传统的活性污泥工艺进行改造以强化氮、磷的去除并使出水能够回用.该工艺通过控制活性污泥混合液在曝气室、搅拌室之间进行间歇式循环,使微生物种群在时空上依次经历缺氧、厌氧、好氧阶段,从而达到强化脱氮除磷的目的.考察了ICAS-MBR工艺对生活污水中污染物的去除特性,在6个月的运行期间,对COD、TN、TP、NH4＋-N的平均去除率分别为93%、70.6%、86%、96%,出水浊度＜1 NTU,细菌总数＜100 CFU/mL,且具有良好的抗冲击负荷能力.