短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化工艺处理焦化废水

通过对短程硝化和厌氧氨氧化工艺的研究,开发了短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化(O1/A/O2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理.控制温度为(35±1)℃、DO为2.0～3.0mg/L,第一级好氧连续流生物膜反应器在去除大部分有机污染物的同时还实现了短程硝化.考察了HRT、DO和容积负荷对反应器运行效果的影响.结果表明,当氨氮容积负荷为0.13～0.22gNH4+-N/(L·d)时,连续流反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮.通过控制一级好氧反应器的工艺参数,为厌氧反应器实现厌氧氨氧化(ANAMMOX)创造条件.结果表明,在温度为34℃、pH值为7.5～8.5、HRT为33 h的条件下,经过115 d成功启动了厌氧氨氧化反应器.在进水氨氮、亚硝态氮浓度分别为80和90 mg/L左右、总氮负荷为160 mg/(L·d)时,对氨氮和亚硝态氮的去除率最高分别达86%和98%,对总氮的去除率为75%.最后在二级好氧反应器实现氨氮的全程硝化,进一步去除焦化废水中残留的氨氯、亚硝态氮和有机物.O1/A/O2工艺能有效去除焦化废水中的氨氮和有机物等污染物,正常运行条件下的出水氨氮＜15 mg/L、亚硝态氮＜1.0 mg/L,COD降至124～186 mg/L,出水水质优于A/O生物脱氮工艺的出水水质.     

低氨氮生活污水好氧亚硝化技术研究

以实际生活污水为处理对象,利用两个SBR反应器(分别标记为1<'#>和2<'#>反应器)控制不同运行条件进行好氧亚硝化对比试验,研究了低氨氮生活污水的好氧亚硝化特性.其中,1<'#>反应器恒温加热浓缩污泥,加热温度为36℃、加热时间为40 min;2<'#>反应器延长曝气时间及污泥龄,但不加热浓缩污泥.结果表明,1<'#>反应器出水亚硝态氮浓度最终稳定在30～35 mg/L,占三氮总和的75%～80%,平均亚硝化率为88.08%;2<'#>反应器自第2天起亚硝化率就降为零,平均出水硝态氮浓度为30.68 mg/L,表现为全程硝化.可见,通过控制反应器中浓缩污泥的运行条件可实现低氨氮污水的好氧亚硝化.此外,维持系统中适当的COD水平也有助于低氨氮生活污水好氧亚硝化的实现.     

好氧颗粒污泥中TOC和NH_4~+-N的代谢途径研究

采用SBR反应器,研究了两种不同负荷条件下好氧颗粒污泥中TOC和NH4+-N的代谢途径(直接用于细胞合成和维持生命活动)。以人工配水为处理对象,接种污泥取自西安市北石桥污水厂氧化沟的回流污泥,R1、R2的负荷分别为2.4、0.8kgCOD/(m3.d)。结果表明,R1、R2中微生物的比增殖率分别为0.69和0.72gVSS/gTOC,分别有62%和61%的TOC被微生物用于维持生命活动。R1、R2对NH4+-N的去除率分别为90%和79%,其中在R1中30%的氨氮被用于合成细胞,33%通过硝化反硝化途径被去除,其余部分转化为硝态氮;在R2中用于合成和反硝化的氨氮比例则分别为8%和19%。由此推断,有机负荷对好氧颗粒污泥中TOC代谢途径的影响并不明显,但对NH4+-N的代谢过程有着显著的影响。     

硝化颗粒污泥的培养及其硝化性能研究

在连续流上流式好氧反应器中接种厌氧颗粒污泥进行硝化颗粒污泥的培养及其硝化性能研究,结果表明,通过逐步提高进水N/C值能培养出高活性硝化颗粒污泥;进水氨氮浓度对系统的硝化性能没有显著影响,系统对氨氮的去除率85%;当氨氮容积负荷0.40kgNH4+-N/(m3.d)时,系统实现短程硝化,亚硝酸盐氮积累率平均高达83%。     

高流速启动ANAMMOX-UASB反应器及其脱氮特性

采用人工配水,通过接种硝化污泥和少量的ANAMMOX污泥来启动ANAMMOXUASB反应器。研究了高流速下ANAMMOX-UASB反应器的快速启动效果、脱氮特性及其运行参数。控制p H值在7.0~7.6之间、温度为(30±1)℃,仅用时47 d就启动了反应器,运行到第123天时,反应器的TN容积负荷和去除负荷分别达到了4.29和3.72 kg/(m3·d),对总氮、氨氮和亚硝态氮的去除率分别为86.8%、94.3%和97%。p H值、电导率等均可以反映反应器的运行情况。SEM显示颗粒污泥结构疏松,布满了丝状菌,椭球菌分布在表面。     

运行模式及C/N对强化AGS短程硝化反硝化的影响

为了强化好氧颗粒污泥(AGS)的短程硝化反硝化，对序批式反应器(SBR)的运行模式和进水C/N进行了优化。结果表明：R2(厌氧/好氧+厌氧/好氧)中的AGS培养至第56天时，丝状菌膨胀严重导致反应器暂停运行；而R1(厌氧/好氧)的污泥性能及污染物去除效果均优于R2。R1在C/N为6、7.5时短暂出现短程硝化反硝化现象，继续提高C/N至10,NO₂^--N出现明显积累，亚硝态氮积累率(NAR)达到100%，成功实现了强化AGS短程硝化反硝化脱氮的目的，系统对COD、TIN、TP的去除率分别达到95%、75%、70%以上。高通量测序结果表明，颗粒化后R1系统内的微生物群落结构与接种污泥差别较大。在属水平上，接种污泥中Candidatus＿Competibacter(0.28%)、Flavobacterium(0.03%)的相对丰度较低，R1在实现污泥颗粒化后，多种反硝化细菌如Candidatus＿Competibacter(13.53%)、Thauera(3.25%)等得到了明显富集，此外，Flavobacterium(13.66%)、Comamo...     

双污泥反硝化聚磷系统污泥的培养与驯化

以污水处理厂氧化沟污泥为泥种,采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养,约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥。第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥,运行约40 d,最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L,表现出较强的聚磷能力;第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥,运行60 d,缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势。硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮,硝化率基本稳定在98.5%以上。硝化速率本符合零级动力学方程,比硝化速率常数为0002 4 h-1;好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程,速率常数分别是0.377、0740 g/(L·h-1)。利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A 2N-SBR试验,结果表明：在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、725 mg/L时,去除率分别为93.5%、76.7%和941%,驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果。     

SBR反应器中好氧颗粒污泥的同步脱氮除碳特性

以葡萄糖好氧颗粒污泥为接种污泥,通过调整序批式反应器(SBR)的运行周期、COD/N值以及好/厌氧条件,培养、驯化出了结构紧密、沉降性能良好的脱氮颗粒污泥。在COD负荷为1 600 mg/(L.d)、氨氮负荷为530 mg/(L.d)的条件下,颗粒污泥对COD及氨氮的去除率分别达到96.55%和97.29%。研究表明,运行周期内系统对氨氮的去除可分为两个阶段,即COD与氨氮快速去除的富营养阶段和慢速硝化的贫营养阶段。脱氮颗粒污泥内由于受传质限制而导致营养基质和溶解氧在空间上的浓度梯度,使得脱氮颗粒污泥内可能同时存在异养菌及硝化与反硝化微生物。尽管该颗粒污泥内可能存在一定的溶解氧受限区域,但其剖面的扫描电镜照片显示其间的微生物近似均匀分布,没有严格的好/厌氧区域划分或明显的孔洞。     

溶解氧和污泥粒径分布对城市污水SND影响

为了进一步探讨同步硝化反硝化的反应机理,采用SBR工艺,考察溶解氧和污泥粒径分布对城市污水同步硝化反硝化的影响。结果表明:低溶解氧(平均DO=0.5~0.8 mg/L)条件下,氮平衡计算证实SBR工艺发生了明显的SND现象,总氮中大约23.11%的氮是通过SND现象去除的。当DO浓度为0.5 mg/L时,硝态氮生成量与氨氮的减少量之比为0.454,硝化速率与反硝化速率基本相当。当DO浓度为4.296 mg/L时,硝化反应产生的氨氮的减少量与硝态氮的生成量相等,此时基本不发生SND现象。当SND发生时,污泥菌胶团颗粒的平均颗粒粒径仅为5.02μm~6μm,说明SND不是单纯的"微环境作用"的结果。     

平均粒径对好氧颗粒污泥脱氨效果的影响

将R1和R2间歇序批式反应器（SBR）中平均粒径大小分别为1 300 μm和900 μm的脱碳好氧颗粒污泥接种硝化活性污泥,以提高系统氨氮脱除率。试验结果表明,R2中的小平均粒径好氧颗粒污泥,经2周后氨氮脱除率达到90%以上;而R1中的大平均粒径好氧颗粒污泥,经3周半后氨氮脱除率才达到相同水平。平均粒径小的好氧颗粒污泥比表面积大,接种活性污泥附着量大,渗透接种至颗粒污泥中快,因而系统氨氮脱除速率增加迅速。系统周期分析表明,虽然R1中大粒径好氧颗粒污泥0.033 d-1 的硝化速率小于R2中小颗粒污泥0.060 d-1 的硝化速率,其10 g/l 的污泥浓度大于小粒径颗粒污泥6 g/l的污泥浓度,从而导致两个系统的氨氮脱除时间相同,即2.5 h。由于R1中大粒径好氧颗粒污泥内部缺氧区相对小粒径好氧颗粒污泥大,其脱氮效率（64.7%）相对小颗粒污泥脱氮效率（57.3%） 高一些。