温度对水解反硝化脱氮的影响

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,解决城镇污水冬季脱氮效果差的问题。在水解反硝化工艺的中试系统中,氨氮和总氮的去除效果受温度的影响较小,冬季和夏季氨氮去除率分别达到98.3%和98.4%,总氮去除率分别为65.2%和68.0%。以水解反硝化污泥与AAO工艺中的缺氧池污泥为研究对象,对比分析温度对两种污泥比反硝化速率和耗碳率的影响。结果显示:温度对水解池污泥的影响显著小于缺氧池污泥,在25、30℃两者反硝化速率相当,但是当温度为8、15和20℃下,水解池污泥的最大比反硝化脱氮速率分别为缺氧池污泥的1.7倍、1.3倍和1.4倍;同时,在各温度条件下,水解池污泥的耗碳率基本为缺氧池污泥的51.2%~81.7%。     

低氨氮废水单级自养脱氮系统的快速构建

针对低氨氮废水单级自养脱氮系统构建困难的瓶颈,采用序批式生物膜反应器(SBBR),探讨了接种污水厂脱水污泥的低氨氮废水单级自养脱氮系统快速构建方法。采用进水氨氮浓度梯度运行方式,实现了单级自养脱氮系统的快速构建。第一阶段,在温度为(30±1)℃、氨氮浓度为(190±5)mg/L、进水氮负荷为0.1 kg N/(m3·d)条件下,反应器接种城镇污水厂脱水污泥,经过53 d的运行,快速富集了自养脱氮功能菌,对氨氮、总氮的平均去除率分别为89.81%、74.73%;第二阶段,在进水氮负荷不变、氨氮浓度降至(50±3)mg/L条件下,反应器运行至68 d时,成功构建出低氨氮废水单级自养脱氮系统,稳定运行时的出水氨氮、总氮平均浓度分别为1.41、15.11 mg/L,去除率分别为97.34%、70.79%。PCR-DGGE分析结果表明,单级自养脱氮系统的微生物种群与接种污泥的相似性低,且微生物多样性显著降低,而功能微生物菌群得到优势富集。     

低DO条件下不同培养期颗粒污泥的PCR-DGGE分析

为研究低DO条件下不同培养期的颗粒污泥菌群的生物学特性,采用SBR反应器,通过缺氧/好氧(A/O)的运行方式,采用PCR-DGGE考察了好氧段DO平均浓度为1 mg/L时不同培养期的颗粒污泥生物学特性。研究结果表明:成熟期颗粒污泥的平均粒径约为0.5 mm。通过PCR-DGGE分析,发现污泥中微生物种类较多、菌群丰富。通过分析颗粒污泥不同时期的DGGE图谱优势条带,比对出8个与其同源性很高的菌种。通过系统进化树的构建,发现启动初期(10~20 d)优势菌为丝状嗜热菌,起到活性污泥骨架的作用,可促进絮体颗粒化,假单胞菌属可以完成硝化,而微杆菌属能降解有机物,保证了系统初期的脱氮和有机物去除效果;中期(20~50 d),丝状菌数量明显减少,好氧反硝化菌属成为优势菌属,污泥的脱氮除磷效果较好;颗粒污泥成熟期(140 d左右),陶厄氏菌属始终占据优势地位,与叶杆菌属等共同为颗粒污泥降解有机物、脱氮除磷等发挥重要作用。     

冬季低温期CAST工艺运行参数的优化调控

低温下微生物的活性将大幅下降,使生物工艺的处理效能受到较大的影响.重庆李家沱污水处理厂采用CAST工艺,在冬季低温期的运行工况为:进水1 h—进水/曝气2 h—微曝1h—沉淀1h—滗水1h,为提高其脱氮效率,进行了运行参数的优化调控研究.结果表明:当控制主曝与微曝阶段的DO分别为2.0～3.0 mg/L和0.5 mg/L以下、MLSS为3500～4000 mg/L(相应的污泥龄为15 ～20 d)、污泥回流比约为30％时,系统的脱氮效果最好,平均脱氮率接近75％.     

不同挂膜启动方式对复合硫填料自养脱氮效果的影响

为确定硫自养反硝化技术在工程应用中合适的启动方式，对比了变滤速接种挂膜、变滤速自然挂膜和固定滤速自然挂膜三种不同的挂膜方式对脱氮效果的影响。结果表明，接种挂膜在实际工程应用中没有显著优势，变滤速自然挂膜法的脱氮效果最好，其最大脱氮负荷为0.81kg/(m³·d)。通过分析pH、DO和SO₄^2-等参数的变化情况发现，挂膜过程会使出水pH降低，进水DO过高会抑制脱氮过程，一些好氧菌可能会利用溶解氧将硫单质氧化为SO₄^2-，使SO₄^2-平均增加量高于理论值。采用高通量测序手段对系统内微生物群落结构特征进行了分析，在属水平上反应器中进行硫自养反硝化的优势菌群有硫杆菌属(Thiobacillus)和热单胞菌属(Thermomonas)，相对丰度分别为6.38%和3.86%，与二沉池回流污泥的微生物群落结构相比存在明显的驯化过程。     

厌氧/氧化沟/MBR工艺处理城市污水研究

采用厌氧/氧化沟/MBR工艺处理实际城市污水,中试结果表明,当氧化沟的污泥浓度为3~12 g/L时,组合工艺对COD和氨氮的去除效果良好,提高污泥浓度可增强其脱氮除磷效果,氧化沟污泥浓度在10~12 g/L时组合工艺对总氮和总磷的去除率均超过了90%。氧化沟和膜池中均发生了同步硝化反硝化脱氮现象,氧化沟中具有良好的缺氧/好氧交替环境,有利于强化对总氮和总磷的去除。厌氧/氧化沟/MBR工艺的脱氮除磷能力强、稳定性好,是一种值得深入研究和推广应用的污水处理工艺。     

提高MBR工艺反硝化碳源利用率的研究

为挖掘膜生物反应器(MBR)工艺的脱氮潜力,在MBR实际应用工程中开展了近1年的试验。在进水COD/TN值=4.0时,将污泥龄(SRT)从28~35 d延长至70~80 d,总氮去除率从61%提高至80%,出水总氮浓度从13 mg/L左右下降至6~8 mg/L,化学除磷费用仅增加了约0.02元/m~3,剩余污泥明显减量。MBR工艺释放了SRT作为工艺参数的调节自由度,拓展了生化系统的运行工况范围,在提高反硝化碳源利用率、强化污水脱氮效果方面具有独特优势。     

反硝化深床滤池的菌群培养与运行条件优化

以南通市某污水厂二级生化出水为原水,采用中试规模的反硝化深床滤池进行生物处理,重点考察了反硝化深床滤池夏、冬季节的菌群培养条件,硝态氮去除效果及滤速对硝态氮去除率的影响,并确定了深床滤池的设计和运行参数。结果表明,以恒定滤速、连续进水的自然挂膜方式进行培菌,在水温为23℃、碳源充足的情况下,无需污泥接种,历时20 d菌群培养成功。反硝化深床滤池在冬季适宜以低滤速运行,夏季则可适应高滤速运行。     

温度对好氧颗粒污泥脱氮除磷性能的影响

研究了温度对好氧颗粒污泥脱氮除磷性能的影响。结果表明:在10~30℃内,好氧颗粒污泥对COD和氨氮的平均去除率分别为94.97%和97.09%;在18~23℃内,好氧颗粒污泥对氮磷的去除效果较好,TN和磷酸盐的平均去除率分别为94.97%和85.64%;低温和高温都会导致好氧颗粒污泥对氮磷的去除效果急剧下降。温度对COD和氨氮去除效果的影响较小,对TN和磷酸盐去除效果的影响显著;控制反应运行温度在20±2℃内,可以获得较好的脱氮除磷效果并实现好氧颗粒污泥的稳定。     

DTC自调温相变技术道路在实际应用中的温度调控评价

在夏季高温和冬季低温两个时段对甘肃DTC自调温道路开展温度测试评价,研究表明,DTC自调温相变技术道路相较普通路面具有主动调控沥青路面温度的作用。夏季高温时降低路面温度3～7℃;冬季低温时提高路面温度高1.5～4℃。冬季全时段温度监测发现,DTC自调温相变技术道路相较普通路面温度整体高1～5℃,且在当日气温最高时间段路面温差最大。     

低温贫营养原位生物投菌技术脱氮特性研究

为有效解决微污染水体原位生物脱氮处理中存在的低温、贫营养及好氧环境问题,采用自适应及菌源生态重组策略构建了低温贫营养脱氮功能菌群,考察了该功能菌群在低温条件下的实验室静态脱氮效能。结果表明,在水温为10～18℃,菌投量为1 mg/L,水源水水质为CODMn3.262 mg/L、NH4+-N 0.186 mg/L、NO2--N 0.012 mg/L、NO3--N 2.237 mg/L、TN 2.616mg/L的条件下,系统运行期间硝氮和总氮去除率最大可达到46%和53%。同时还探讨了低温微生物的冷适应机制,为开展低温季节微污染水体原位生物修复研究提供了理论依据。     

HA-A/A-MCO工艺中水解酸化池的菌群结构

采用PCR-DGGE指纹图谱技术对新型HA-A/A-MCO污泥减量工艺中水解池的微生物菌群结构进行了分析。结果表明,水解池中微生物菌群呈多样性分布且优势菌群突出,有利于稳定产酸且为后续除磷脱氮提供碳源。通过菌种鉴定发现,梭菌属是水解池中起到产酸和污泥减量作用的主要菌种之一,乳球菌属是水解池中的专性水解酸化菌,梭菌属、芽孢杆菌属和乳酸菌属这三种具有产酸功能的细菌是回流厌氧释磷污泥时导致水解池VFA产量高的原因。厌氧释磷污泥回流进入水解池会携入不动杆菌属和俊片菌属等聚磷菌,且可以稳定生存繁殖,丰富了其菌群多样性;而回流好氧污泥会导致紫色杆菌属等好氧菌的大量繁殖以致破坏水解池兼氧或厌氧环境,削弱其菌种多样性,从而导致回流好氧污泥比回流厌氧释磷污泥的产酸效果差。     

好氧颗粒污泥处理含盐生活污水的特性

含盐生活污水的盐度会引起活性污泥系统微生物菌群结构的变化,进而影响对污水的脱氮除磷效能。由于好氧颗粒污泥内部传质和传氧的限制,使得处于其内部的微生物可以有效抵御高盐度及盐度变化对污泥系统产生的冲击,从而达到高盐度生活污水脱氮除磷的目的。经过35 d的培养,形成了结构紧密的好氧颗粒污泥,并表现出良好的沉降性能和较高的生物量。在好氧颗粒污泥形成过程中,短程硝化现象明显,胞外聚合物中的蛋白质含量明显升高,达到37.0 mg/gMLSS,蛋白质与多糖的比值为1.72,说明蛋白质是好氧颗粒污泥形成的重要因素。培养成熟的好氧颗粒污泥对含盐生活污水具有较高的处理效能,但短程硝化现象消失,对NH+4-N和PO3-4-P的去除率分别达到87.3%和68.9%,在好氧颗粒污泥的生物除磷过程中PHB起主要作用。荧光原位杂交检测结果表明,在好氧颗粒污泥形成阶段AOB为优势菌群,当好氧颗粒污泥培养成熟后,虽然PAO数量多于GAO,但是PAO也未在好氧颗粒污泥系统中占据优势。     

温度对Anammox-HAP脱氮性能及污泥特性的影响

厌氧氨氧化（Anammox）用于城市污水处理存在生物质持留难、温度波动引起厌氧氨氧化菌（AnAOB）活性降低等问题，采用具有高生物质浓度及更强环境抵抗能力的厌氧氨氧化-羟基磷灰石（Anammox-HAP）颗粒污泥脱氮具有可行性。Anammox-HAP反应器运行了176 d，用于考察不同温度对城污水脱氮性能及污泥特性的影响。首先通过降低总氮（TN）浓度模拟城市污水厂的主流污水并保持氮负荷率（NLR）为3.2 g/（L·d）。在18～35℃下出水TN稳定低于15 mg/L，在主流高负荷条件下保持优异的脱氮性能；在13～18℃，TN去除率明显降低，在13℃降至46.4%。温度提升后，TN去除率在30℃下最高恢复至77.8%，表明低温导致的AnAOB活性下降可逆。在降温的过程中磷去除率为20.2%，低温条件下HAP性质稳定，但Anammox-HAP颗粒污泥的VSS/TSS随着温度的下降而降低。     

基于微污染水体特征的脱氮功能茵群的构建

针对微污染水体原位生物脱氮处理中存在的低温、有机碳源含量低及好氧环境问题,采用自适应及菌源生态重组策略构建了生物脱氮功能茵群,并考察了该功能菌群对水库原水的脱氮效果。结果表明,在低温环境条件下对中温脱氮菌种进行液体活化培养,同时通过增加活化培养时间可以提高菌种在低温条件下的脱氮效果,当活化温度为15℃时,各菌株在15,20和30℃环境温度下的TIN去除率基本达到88％以上;采用菌源生态重组策略构建的脱氮功能菌群可在多种极端环境条件下表现出较好的脱氮能力,培养72h后NO;和TIN的去除率均可达到90％以上。     

污泥驯化技术在反硝化深床滤池调试中的应用

安徽某半地埋式污水处理厂反硝化深床滤池采用污泥驯化的方式进行调试。调试共分为两个阶段:第1阶段每24 h换水1次,加药、闷曝进行微生物培养,历时3～7 d;第2阶段采用小水量连续进水方式进行加药培菌,历时5～10 d。在冬季低温条件下,微生物脱氮效果仍然非常明显,出水水质稳定达标。将污泥驯化技术应用于反硝化深床滤池调试中,有利于加快调试进程,对深度处理及整个污水处理厂的调试、运行都具有非常重要的意义。     

DGGE分析HA-A/A-MCO污泥减量工艺的菌群结构

采用PCR-DGGE指纹图谱技术对HA-A/A-MCO污泥减量工艺的菌群结构进行了分析。结果表明,HA-A/A-MCO反应器中厌氧池、缺氧池和多级串联好氧池的微生物菌群均呈高度多样性分布,且各反应池拥有各自多样稳定的优势菌群,多种优势功能菌群的共同作用促进系统发挥出稳定良好的脱氮除磷和污泥减量性能。菌种鉴定发现,不动杆菌属是系统维持良好除磷效果的基础,螺旋体菌属承担去除有机质的功能,芽孢杆菌属和俊片菌属等在细菌培养区大量繁殖,并作为原、后生动物生长区中高等微生物的食源被捕食,通过这种高等对低等微生物的捕食作用促进了污泥的减量化。     

低温好氧颗粒污泥反应器的启动特性研究

好氧颗粒污泥技术具有良好的应用前景,但是当温度波动较大时颗粒污泥会发生解体,因此研究低温好氧颗粒污泥反应器的运行对推动好氧颗粒污泥技术的发展具有重要意义。研究了低温条件下好氧颗粒污泥反应器的启动过程及其特性,结果表明:经过约40 d的培养,形成了沉降性能良好和生物量较高的好氧颗粒污泥。污泥胞外聚合物内蛋白质类物质含量提高了1.8倍,蛋白质类物质浓度的升高与稳定存在是絮状活性污泥颗粒化的重要因素。低温好氧颗粒污泥对生活污水中的污染物具有较好的去除效能,但是其反硝化效果较差,反应器内溶解氧含量较高以及反硝化细菌与聚磷菌对外碳源的竞争劣势是造成硝酸盐氮积累的主要原因。红外光谱分析结果显示絮状污泥颗粒化之后,污泥的主要官能团没有发生变化,污泥性质稳定。胞外聚合物内蛋白质类物质和溶解性微生物产物的荧光强度升高,表明低温好氧颗粒污泥的强度增加,颗粒污泥内部结构更加稳定,污泥微生物对低温的适应性逐渐加强,污泥活性提高。     

污泥内碳源反硝化工艺强化脱氮除磷的应用研究

针对低碳源城市污水脱氮除磷效率低的问题,在某城市污水处理厂采用回流污泥浓缩预缺氧工艺以提高反硝化效率。对该污水处理厂各单元出水水质的分析表明,经过浓缩的高浓度污泥内源反硝化脱氮量可占到整个系统脱氮量的22%以上,污泥内碳源反硝化对除磷也起到了积极作用。研究结果显示,内碳源反硝化的最主要影响因素是回流污泥的VSS值及好氧池末端的DO浓度,当VSS5.8 g/L、DO2 mg/L时可实现较好的效果。此外,在冬季低温时可通过加大曝气量及延长泥龄等措施来提高系统的脱氮除磷效果。     

改良型CAST工艺短程生物脱氮的实现与破坏

以改良型CAST反应器处理实际生活污水,研究了系统实现短程生物脱氮的条件及其稳定性。结果表明:控制曝气量为0.5 m3/h、温度为(28±0.5)℃、污泥龄为15 d,成功地在改良型CAST反应器内快速实现了短程硝化;继续降低曝气量至0.4 m3/h,短程硝化稳定维持了128个周期,在此阶段系统内亚硝态氮积累率均值为73.43%,最高可达86.08%,总氮去除率为69.35%,较全程硝化的脱氮效率提高了18.45%,且污泥沉降性能良好。研究还发现,降低进水总氮浓度会导致亚硝态氮积累率下降甚至破坏短程硝化,且短程硝化一旦被破坏,即使再次提高进水总氮至原浓度并调节温度和曝气量至最有利于短程硝化的条件,系统的短程生物脱氮性能在长期内仍不能恢复。