高氨氮废水稳定亚硝化技术研究

以人工配制的含氮废水为研究对象,通过控制反应器内废水的pH8.48、碱度1 439 mg/L、DO0.1 mg/L、氨氮容积负荷为0.27 kg/(m3.d),在长污泥龄(106 d)活性污泥亚硝化系统中成功实现了反应器出水NH4+-N与NO-2-N的浓度比例接近1∶1的稳定亚硝化积累结果,为早日能够运用亚硝化/厌氧氨氧化生物脱氮工艺实现高效生物脱氮提供了科学依据。     

气升环流反应器处理高氨氮豆制品废水

利用工程规模的多导流筒气升环流反应器处理某豆制品厂废水,详细介绍了反应器结构,并对反应器的启动与运行过程进行分析和总结。实践表明,在有机负荷为0.16~0.2 kgCOD/(kgMLSS·d)、NH+4-N负荷为0.05 kgNH+4-N/(kgMLSS·d)、C/N约为4的条件下,反应器对COD、NH+4-N的去除率分别为70%、95%左右,出水COD≤350 mg/L、NH+4-N≤10 mg/L、TN≤10 mg/L,反应器最大氨氧化速率为6.25 mgNH+4-N/(L·h),总氮以同步硝化反硝化方式去除,几乎无NO-2-N与NO-3-N积累。处理费用为1.24元/m3,反应器占地面积小、构造简单、运行稳定。     

常温下部分亚硝化的启动中试研究

在常温(16.4 ～25.5℃)、限氧(DO =0.20 ～0.80 mg/L)条件下,以A/O除磷工艺出水为原水,在中试规模的反应器中采用SBR及高低氨氮(平均值分别为303.9和82.4 mg/L)交替进水方式,经过24个周期的连续运行成功实现了短程硝化,氨氮氧化率超过50％,亚硝化率超过90％.高FA( 11.36 mg/L)、FNA(0.033 mg/L)及低DO(＜0.80 mg/L)的联合抑制是实现亚硝酸盐氧化茵(NOB)被淘汰的关键因子,而限时曝气策略是SBR短程硝化得以稳定维持的重要因素.在低氨氮、连续流下控制HRT为7～9h、反应器各格室的曝气量为2～5 L/min、DO为0.10～0.60 mg/L,可使氨氮氧化率维持在55％左右,亚硝化率在95％以上,出水NO-2 -N/NH+4 -N平均值为1.32,为后续厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器提供了适宜的进水水质.     

气水比对膜生物反应器亚硝化的影响

常温下在膜生物反应器(MBR)中接种普通活性污泥快速启动亚硝化。亚硝化启动成功后,研究了气水比对反应器亚硝化效果的影响。结果表明,通过改变气水比可以实现稳定的半亚硝化,出水NO-2-N/NH+4-N平均值为1.33,适宜作为厌氧氨氧化反应器的进水;全亚硝化在稳定性方面不如部分亚硝化,其动力费用高且有可能发生污泥膨胀;当气水比为14∶1时,反应器内发生反硝化反应,消耗混合液中胞外聚合物,减缓了膜组件的污染速率,同时能实现稳定的半亚硝化。因此,确定最佳气水比为14∶1。     

NAUTO~(TM)自养脱氮工艺接种启动及稳定运行控制

基于MBBR开发了一种新型全程自养脱氮工艺——NAUTO~(TM),采用其处理污泥厌氧消化脱水液,考察了启动和稳定运行效果。通过接种CANON悬浮载体来缩短NAUTO~(TM)工艺的启动时间。在接种率为10%的情况下,运行84 d后对NH_4~+ -N的去除率即可达83. 40%,总氮去除负荷超过0. 90 kg/(m~3·d)。系统稳定运行超过300 d,出水NH_4~+ -N浓度低于30 mg/L,氨氮和TN去除率分别达到95. 06%和89. 71%,TN去除负荷最高可达1. 21 kg/(m~3·d)。对悬浮载体的高通量测序结果显示,NAUTO~(TM)工艺启动成功后,氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AnAOB)都是系统中的优势菌种,稳定运行阶段丰度分别达到16. 80%和23. 17%,而主要干扰菌群亚硝酸盐氧化菌(NOB)和反硝化菌(DNB)被成功抑制,反硝化菌丰度仅为3. 66%,几乎未检测出NOB。NAUTO~(TM)工艺启动时间短、运行负荷高、运行控制稳定,适合于自养脱氮的工程应用。     

短程硝化/厌氧氨氧化联合工艺处理含氨废水的研究

在SBR中接种普通好氧活性污泥,通过控制运行条件来实现短程硝化,同时提高厌氧生物转盘系统中厌氧氨氧化的氮负荷,使之与SBR出水中NO2--N的积累量相匹配,并将二者组合形成短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮工艺.处理含氨废水的试验结果表明:在SBR的进水NH4+-N为150～250 mg/L、温度为(28±2)℃、pH值为7～8、DO<1 mg/L的条件下,可实现稳定的短程硝化,NO2--N积累率达85%以上,NH4+-N负荷达0.129 kgN/(kgVSS·d),AOB和NOB的数量之比为103:1.将短程硝化出水加入NH4+-N后作为厌氧氨氧化反应器的进水,在(40±1)℃下可以达到自养脱氮的目的,对NH4+-N、NO2--N和TN的去除率分别达86%、97%和90%以上,TN容积负荷为0.488 kgN/(m3·d).     

SBR反应器短程同步硝化反硝化处理垃圾渗滤液

采用序批式活性污泥法(SBR)处理垃圾渗滤液,在控制系统温度为(28±1)℃、进水pH值为7.9~8.2、MLSS为4 000~4 500 mg/L,并保持进水COD为900~1 000 mg/L、NH+4-N为480~500 mg/L的条件下,考察DO对短程硝化反硝化的影响。结果表明,在80~120 L/h的曝气量下能快速实现稳定的短程同步硝化反硝化,对NH+4-N的平均去除率可达92.5%,NO-2-N的平均积累率为89.3%;系统的最佳曝气量为120 L/h,此时对氨氮的去除率为96.9%,亚硝酸盐积累率为97.2%,好氧段对总氮的去除率为74.7%。     

硫自养波形潜流人工湿地的脱氮机理及工况优化

将硫自养反硝化工艺与潜流人工湿地相结合,考察了其对低碳氮比污水中氮的去除效果。结果表明,增加曝气装置后硫自养波形潜流人工湿地的脱氮效果可以得到保障,在气水比为8∶1、水力负荷为0.8 m³/(m²·d)时,TN去除率为(70±5)%,出水TN浓度低于8 mg/L;NH4+-N去除率在90%以上,出水NH4+-N浓度低于3 mg/L;COD去除率为(50±2)%,出水COD浓度低于40 mg/L;p H值可维持在7~9。同时,石灰石填料具有同步除磷的效果。该工艺具有脱氮效率高、效果好、运行费用低的特点。     

亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮研究

以高氨氮模拟废水为研究对象，对影响亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果的几个因素（DO、pH、碱度、有机物浓度、NU4^＋-N／NO2^-—N值）进行了考察，以期获得组合工艺的最佳运行方式。研究结果表明，在亚硝化温度为23～26℃，HRT=1d，进水NH4^＋-N、TN浓度分别为350、420mg／L，ANH4^＋-N／ANO2^--N值为0.8～1.33的条件下，组合工艺对NH4^＋-N、TN的最高去除率分别为99．9％、90．8％，平均去除率分别为96％、76．1％。组合工艺的脱氮效率严重受限于亚硝化系统出水的NH4^＋-N／NO2^--N值及其稳定性。     

亚硝化/厌氧氨氧化一体化反应器的启动特性分析

以经常规处理后的养猪场废水成功启动自行设计的亚硝化/厌氧氨氧化一体化反应器,着重分析了一体化反应器供氧段和非供氧段的启动特性及处理效果.在启动期间,供氧段对COD、NH4+-N的最大去除率分别达72.24%、71.62%,通过调节曝气量控制系统内的DO浓度实现了稳定的亚硝态氮积累,且出水pH和NO2--N/NH4+-N值满足非供氧段进行厌氧氨氧化的要求;非供氧段可能同时存在反硝化和厌氧氨氧化过程,对NH4+-N、N2--N的最大去除率分别达55.10%、63.74%,脱氮效果明显;第115天,养猪场废水经一体化反应器处理后,对COD、NH4+-N、TN的去除率分别为73.07%、85.00%、67.23%,达到了深度处理的目的.     

Organic removal by denitritation and methanogenesis and nitrogen removal by nitritation from landfill leachate

A system consisting of a two-stage UASB and anoxic-oxic reactor was used to enhance COD and nitrogen removal from landfill leachate. To improve denitrification efficiency, the raw leachate with recycled final effluent was pumped into the first-stage UASB (UASB1) to carry out simultaneous denitrification and methanogenesis. The results over 180 d show that the maximum organic removal rate in UASB1 and UASB2 was 12.5 and 8.5 kgCODm(-3)d(-1) in the oxic zone of the A/O reactor, respectively. The COD and biochemical oxygen demand (BOD5) removal efficiency of the system was 80-92% and about 99%, respectively. Without controlling temperature (17-30 degrees C) and dissolved oxygen (0.5-4.0 mgL(-1)), the maximum NH4+-N removal rate was 0.68 kg NH4+-Nm(-3)d(-1), and about 99% of NH4+-N removal was obtained by nearly complete nitritation. The 81-93% total nitrogen removal was obtained by complete denitrification in the UASB1 and in the anoxic zone of the A/O reactor. Fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis of the sludge samples from A/O reactor showed that ammonia oxidizing bacteria (AOB) consisted 4% of the eubacterium, while nitrite oxidizing bacteria (NOB) counted less than 0.2% of that. The study shows that the main factors achieving and maintaining nitritation are a proper range of free ammonia concentration obtained by dilution recycled final effluent that inhibits NOB but not AOB; effective control on aeration time by indication of "ammonia valley" on pH profile; and highly efficient denitrification and its reproducing alkalinity to result in pH above 8.5.     

好氧颗粒污泥技术用于味精废水处理的研究

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,采用人工模拟废水在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,35 d后颗粒污泥成熟,反应器对COD和NH4+-N的去除率分别高于95%和99%。采用该反应器处理味精废水,当COD、NH4+-N的容积负荷分别为2.4、0.24 kg/(m3.d)时,对COD、NH4+-N和TN的去除率分别在90%、99%和85%左右,且颗粒污泥未出现解体的现象。以厌氧颗粒污泥为接种污泥、味精废水为进水,在与上述相同条件下培养好氧颗粒污泥,经过60 d的培养,反应器内的污泥以絮状污泥为主,该系统对COD、NH4+-N和TN的去除率分别为85%、99%和70%。     

基质比例对高负荷ANAMMOX-UASB装置运行的影响

在进水总无机氮负荷率约为13 kg/(m3.d)的条件下,通过改变无机配水中亚硝态氮与氨氮浓度的比例来考察其对厌氧氨氧化性能的影响。试验共分为5个阶段,各阶段的进水NO 2--N/NH 4+-N均值分别为0.87、1.03、1.16、1.27、1.48。在前4个阶段对NO 2--N的平均去除率变化不大,均在95%以上,在阶段五则降至82.28%;对NH4+-N的去除率从阶段一的74.94%逐步上升至阶段五的97.85%;在阶段四时厌氧氨氧化效果最好,对NH4+-N与NO2--N的平均去除率分别达到97.59%、95.25%。试验过程中跑泥和温度降低等现象均会使处理效果降低。对反应器各部位取样的分析表明,在5个不同阶段,至反应器中部对基质的去除率就已达90%以上。     

高盐度冲击后厌氧氨氧化工艺恢复及运行特性

通过逐步增加UASB反应器进水氮负荷[1.06~1.42 kg/(m³·d)]方式,考察了厌氧氨氧化(Anammox)工艺受到高盐度冲击后的恢复及运行特性。结果表明,经过156 d的运行,NH4+-N、NO2--N、TN去除率及总氮去除负荷(NRR)分别达到97.57%、96.40%、83.90%和1.19kg/(m³·d),这主要归功于Anammox污泥的活性得到了有效恢复[TN的比降解速率由0.131mg/(mgVSS·d)提高到0.302 mg/(mgVSS·d)];随着工艺运行效能的恢复,颗粒污泥的颜色由深褐色变为红褐色,平均粒径也随之增大,粒径>1.5 mm的占比最高,达到了68.25%;此外,胞外聚合物(EPS)含量由96.66 mg/g增大至147.98 mg/g,并且PN/PS值由4.86增大至13.34,厌氧氨氧化工艺可恢复到高效运行状态。     

A novel control method for nitritation: The domination of ammonia-oxidizing bacteria by high concentrations of inorganic carbon in an airlift-fluidized bed reactor

A novel nitritation method based on the addition of inorganic carbon (IC) was verified using an airlift-fluidized bed reactor packed with sponge cubes. A continuous-treatment experiment demonstrated that the type of nitrification—nitrite or nitrate accumulation—could be controlled by the addition of different alkalinity sources (NaHCO₃ or NaOH, respectively). The maximum rate of ammonia oxidation at 30 °C was 2.47 kg-N/(m³ d), with nitrate formation of less than 0.5% of the converted ammonia. Nitrite accumulation of over 90% was maintained stably over 250 days at 30 °C and was achieved even at 19 °C. Qualitative and quantitative shifts of nitrifying bacteria in the biofilm were monitored by real-time PCR and T-RFLP analysis. Ammonia-oxidizing bacteria (AOB) were dominant but nitrite-oxidizing bacteria (NOB) were eliminated in the reactor when NaHCO₃ was used as the alkalinity source. From the kinetic data, we inferred that high IC concentrations drive stable nitritation by promoting a higher growth rate for AOB than for NOB.     

浙江某工业废水处理厂升级改造运行效果解析

浙江某工业废水处理厂升级改造,采用AAO—MBBR复合生物膜工艺,在未新增建设用地和扩建池容的基础上,日处理量由3×10⁴m³/d提高至6×10⁴m³/d。改造后实际运行出水COD、TP、NH₃-N和TN浓度分别为(37.7±6.61)、(0.09±0.03)、(0.25±0.14)和(5.87±1.54)mg/L,出水水质稳定达到一级A标准。实际监测表明,在好氧MBBR区存在TN去除现象,约占TN总去除量的10.36%。系统内的优势硝化菌属为硝化螺旋菌属Nitrospira,其在悬浮载体生物膜和活性污泥中的相对丰度分别为8.98%和0.92%,悬浮载体的投加使硝化细菌得到有效富集;反硝化菌在生物膜中的占比为7.94%,为悬浮载体同步硝化反硝化(SND)效果的发生提供了微观保证,提高了TN去除率。     

喷射环流反应器同步硝化反硝化机理的研究

喷射环流反应器在好氧条件下具有良好的脱氮性能,其对氨氮和总氮的去除率分别达到80%和70%以上,且两者的去除率成正比.试验测定了反应器出水中NOx^--N的含量,结果表明出水中的氮主要以氨氮和亚硝酸盐氮的形式存在,证明该反应器在硝化过程中实现了对亚硝酸盐的积累.反应器的脱氮效果随进水C/N值的增加而提高,证明了异养硝化细菌的存在.对废水处理过程中产生的废气进行气相色谱分析,结果表明废气中氮气的含量比空气的增加了0.24%,证明反应器中发生了反硝化反应.综合试验结果表明,喷射环流反应器中的脱氮机理为亚硝酸盐型同步硝化反硝化.     

新型生物反应器处理微污染原水的硝化效果

为探寻适宜的微污染原水处理工艺,将蜂窝陶瓷载体置于内循环管中而构成气升式内循环蜂窝陶瓷反应器(IAL-CHS)。采用该工艺处理上海漕河泾水,考察了HRT、水温、pH值、溶解氧对去除氨氮的影响。在反应器挂膜启动后,连续运行的去除效果比间歇运行的好。HRT是影响硝化效果的重要因素,通过连续运行试验确定了最佳的HRT为1.03 h,此时对氨氮的去除率稳定在84.8%～99.2%。对氨氮的去除率与水温近似呈直线关系,温度越高则去除效果越好;河水的pH值对硝化反应影响不大;DO达到3.16 mg/L就能获得较好的处理效果,此时的曝气量为0.15 m3/h。此外,该反应器还具有抗冲击负荷能力强、不易堵塞等优点。     

Degradation of acetonitrile through a sequence of microbial reactors

Degradation of nitrogen containing organic compounds often leads to formation of ammonium and some low molecular weight organic compounds. The study is focused on degradation of acetonitrile in a sequence of stirred biofilm reactors, where the degradation of acetonitrile into acetic acid and ammonia takes place in the first two reactors. A large fraction of the acetic acid is also degraded in these reactors. The subsequent two reactors were introduced in order to take care of the ammonia, while a fifth reactor was a polishing step before the water was released to the recipient. From earlier studies it is known that the rate of acetonitrile degradation is approximately 80 g acetonitrile/ (m3 reactor h). In the present study nitrification proceeded with 10 g NH4(+)-N/(m3 reactor h) and the denitrification by 35 g NOx(-)-N/ (m3 reactor h). This means that the reactors involved in removal of the nitrogen component needs to be far larger than those dealing with degradation of the more complex molecules.