A/A/O氧化沟中DO对SND脱氮的影响研究

采用A/A/O氧化沟反应器处理低碳源城市污水,考察了DO浓度对硝化及反硝化过程的影响,分析DO浓度与同步硝化反硝化(SND)脱氮反应速率的关联性。研究发现,较适宜的DO浓度范围为1.0~1.5 mg/L,DO浓度降低会影响氨氮降解,硝化效果急剧变坏的临界溶解氧浓度范围为0.8~1.5 mg/L,而DO浓度过高则不利于主反应区SND脱氮,同时较多的溶解氧内回流至缺氧区会破坏其脱氮环境。当DO2.0 mg/L时,NO-3-N生成速率与NH+4-N氧化速率之比与DO之间线性关系较好;SND随着DO浓度的升高而受到抑制,当DO2.0 mg/L时,NO-3-N生成速率与NH+4-N氧化速率之比与DO之间基本不呈线性关系,系统中基本不发生SND反应。     

厌氧/好氧交替下SBR的短程硝化研究

为了研究过度厌氧对短程硝化的影响,采用SBR反应器,在pH值为7.2～8.0、温度为(23±0.5)℃的条件下,通过控制不同的厌氧段时间考察了厌氧/好氧交替方式下短程硝化的特点,分析了过度厌氧对亚硝酸盐积累率、亚硝化菌和硝化菌的比耗氧速率、脱氮除磷特性、同步硝化反硝化(SND)率及污泥沉降性的影响。结果显示,两个系统对氨氮的去除率都达到了96%,亚硝酸盐积累率稳定在70%左右,即过度厌氧对短程硝化无明显影响;硝化过程中发生了明显的同步脱氮现象,而且在小于0.4 mg/L的范围内,平均溶解氧浓度越高则SND率越高;除磷率都达到了95%,过度厌氧不会增加厌氧阶段的释磷量,吸磷主要发生在好氧前0.5 h,DO浓度越高则吸磷速率越快;两个系统的污泥沉降性都得到了改善,过度厌氧对抑制丝状菌膨胀的强化作用不大。     

自制微电极分析活性污泥中的硝化反应研究

采用微电极考察了SBR系统活性污泥微环境中的硝化反应。结果表明:当活性污泥絮体中的DO为1.95 mg/L时,絮体处于好氧状态,仅发生硝化反应,氨氮转化为硝态氮的比率较高;而当DO为0.24 mg/L时硝化反应受到抑制,氨氮转化为硝态氮的比率降低。另外,当进水NH4+-N为6.5 mg/L时硝化反应进行得较完全;当进水NH4+-N为13 mg/L时硝化反应进行得不完全,去除的氨氮中只有40%转化为硝态氮。借助微电极能从微观角度验证SBR反应器内发生的硝化反应,量化絮体内部DO、NO3-、NO2-和NH4+浓度的变化,因而将其作为微观测定工具应用于SBR系统是可行的。     

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。     

SBR工艺同步硝化反硝化现象及其脱氮效果

采用内径为300mm、高为650 mm的圆柱形SBR反应器进行试验,采用鼓风曝气,用温控仪控制水温在要求的范围内,由时间程序控制器控制进水、闲置、曝气、沉淀和排水全过程,用DO仪和pH计分别在线判断SBR反应器的运行状况,研究SBR系统对有机物和氮的去除过程及其脱氮效果,同时结合试验数据对有氧条件下反硝化及异养硝化菌进行较深入的分析.结果表明DO浓度控制在3～5 mg/L时,其同步硝化反硝化现象明显,脱氮效果最佳,总氮去除率可达80%,COD的去除率达90%.采用同步硝化反硝化脱氮还可以克服污水中碱度不足的现象,由于反硝化不断产生碱度,补充了微生物对有机物和含氮化合物的降解引起水中pH值的下降.当温度为18～25℃时,SBR系统氨氮的去除比较稳定,说明SBR工艺可实现常温同步硝化反硝化.     

低碳城市污水脱氮工艺中硝化颗粒污泥的培养

为了实现低碳城市污水高效深度脱氮，构建短程反硝化/厌氧氨氧化+硝化颗粒污泥脱氮工艺，研究硝化颗粒污泥的培养策略。结果表明，采用上向流污泥床（USB）反应器以序批式运行，并逐步缩短沉淀时间，成功培养出了硝化颗粒污泥，其中90.52%的污泥颗粒粒径>0.5 mm；颗粒污泥的沉降速度随着粒径的增大而增大，0.5～0.9 mm粒径的颗粒污泥平均沉降速度为15.66 m/h。颗粒污泥形成后，USB反应器的氨氮容积去除速率达到1.31 g/（L·d）。短程反硝化厌氧氨氧化+硝化颗粒污泥工艺的脱氮性能分析结果表明，该工艺脱氮效率高、有机碳源需求量低，适合处理低碳城市污水并实现深度脱氮。     

DO和填料对多级A/O工艺同步硝化反硝化的影响

为了解决低碳源污水脱氮效果不佳的问题,挖掘多级A/O工艺强化脱氮的潜力,在小试装置中开展了多级A/O工艺同步硝化反硝化的研究.结果表明,随着DO浓度的升高,同步硝化反硝化率呈现下降的趋势,低DO浓度(0.5 mg/L)下的同步硝化反硝化率高达37.4％.在系统中投加填料之后,系统的同步硝化反硝化脱氮能力得到提升.但是随着DO浓度的升高,填料对同步硝化反硝化的影响逐渐减弱.通过试验,提出了多级A/O工艺在较低溶解氧浓度下的梯级曝气运行控制模式,并确定了最佳运行工况,即各好氧区的最佳DO分别为0.5、1.0、1.5 mg/L,在低曝气能耗下实现了对氨氮的去除与较大程度的同步硝化反硝化.     

低溶解氧下活性污泥法的短程硝化研究

研究了低溶解氧(DO)下,在SBR和CSTR反应器内实现短程硝化的条件及其污泥性状的变化。试验结果表明,当SBR进水氨氮浓度为260mg/L时,氨氧化期间反应器内DO接近零,出水中亚硝酸盐氮占到亚硝酸盐氮和硝酸盐氮总和的80%以上,污泥沉降性能良好(SVI<100mL/g);当CSTR的DO为0.2～0.3mg/L、SRT≤30d时实现了亚硝酸的积累,但运行50d后发生了污泥膨胀,导致污泥流失,硝化效率下降。     

A/O短程硝化反应器处理高浓氨氮废水的SND

以垃圾渗滤液的UASB处理出水为研究对象,考察了A/O短程硝化反应器的同步硝化反硝化(SND)效果.当DO为2～5 mg/L时,SND对TN的去除率为5%-30%,去除的TN大致等于硝化过程中减少的TKN与产生的NOx--N的差值.C/N是影响SND去除总氮的决定性因素,随着C/N的提高,对TN的去除率增加.在进水C/N相同的情况下,短程硝化提高了SND对TN的去除率.活性污泥密实的结构和好氧颗粒污泥的存在,可能是发生SND现象的重要原因.     

高氨氮渗滤液的亚硝酸型同步硝化反硝化特性

采用UASB/SBBR组合工艺处理垃圾渗滤液,通过控制游离氨(FA)浓度使系统实现亚硝酸型同步硝化反硝化(SND),在此基础上考察了序批式生物膜反应器(SBBR)对总氮和氨氮的去除特性,同时深入分析了亚硝酸型SND的形成机理.试验结果表明:经过60个周期的运行,SBBR系统实现了亚硝酸型SND,且对总氮和氨氮有较高的去除率.当DO为2 mg/L左右时,对TN和NH4+-N的平均去除率分别可达58.95%和95%以上,曝气结束时的SND脱氮率最高可达34.3%.另外,试验发现FA是SBBR系统内亚硝酸型SND形成的主要因素.当FA在13.00～29.84 mg/L范围内变化时,亚硝态氮的积累率从初始的1.7%逐渐上升到93.01%,并能稳定维持在90%以上.     

接种污泥对厌氧氨氧化反应器启动特性的影响

采用两套相同的ASBR系统,分别接种好氧硝化污泥和自养反硝化污泥,在模拟废水的pH值为7.6～7.9、温度为32 ℃的条件下,分别运行176 d和170 d后,均成功启动了厌氧氨氧化反应器.在稳定运行阶段,其总氮容积负荷分别为0.147和0.11 kgN/(m3·d),对总氮的平均去除率分别为84.81%和81.57%.两组反应器内氨氮和亚硝态氮的减少量与硝态氮的生成量之比分别为1:1.08:0.31和1:1.18:0.33.接种了好氧硝化污泥的反应器启动更快,且对氨氮的去除效果更好.     

低碳氮比常温城市生活污水同时硝化反硝化研究

以低氨氮(40mg/L~70mg/L),常温(16℃~20℃)城市生活污水经A/O除磷工艺后的出水为原水,在实现亚硝酸型硝化的基础上利用单级SBR系统,研究了不同C/N(碳氮比)和DO(溶解氧)对同时硝化反硝化(SND)的影响。研究结果表明,当进水COD和NH+4-N浓度分别为50~300mg/L和40mg/L~0mg/L、反应条件为DO=0.2mg/L~0.8mg/L、C/N=1~5,反应器中COD、TN的去除率最高分别达到82.1%、79.5%。     

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.     

同步硝化反硝化的持续稳定与供氧模式的关系

为考察同步硝化反硝化(SND)的持续稳定性,以模拟污水为试验对象,于SBR反应器内研究了不同供氧模式下SND过程中氮转化规律和DO、ORP及pH值的变化规律.试验结果表明,恒定气量连续曝气(CA)模式下,SND持续稳定的时间及对TN的去除率随曝气量的增加而减小,DO、ORP和pH值的曲线上均出现了预示SND过程结束而完全硝化反应开始的折点;在恒定气量间歇曝气(IA)模式下,随曝气百分数(AF)的降低,DO、ORP和pH值的曲线上不仅没有折点出现而且均呈现趋于平直、稳定的趋势,同时对TN的去除率相应增加;在恒定DO浓度连续曝气模式下,当DO浓度从2.0 mg/L降至0.5 mg/L时,ORP和pH值的波动逐渐趋于稳定且对TN的去除率也随之增加.对上述试验结果进行分析可知,具有低AF的IA和恒定低DO浓度的CA两种模式,不仅有利于低碳城市污水SND过程的持续稳定,而且还可节省曝气量.     

复合式A/O工艺处理晚期垃圾渗滤液的脱氮特性

针对A/O工艺处理晚期垃圾渗滤液的过程中因碳源不足而脱氮效果不佳的问题,在传统A/O工艺的曝气池中加入生物载体而构成复合式A/O工艺,通过创造缺氧微环境来实现同步硝化反硝化(SND),从而达到强化脱氮的目的。考察了温度、溶解氧、pH对亚硝酸盐积累的影响,以及SND对去除总氮的贡献率。结果表明,复合式A/O工艺对晚期垃圾渗滤液的处理效果良好,对氨氮的去除率99%,出水氨氮20 mg/L,达到了二级排放标准。当回流比为2时,对TN的平均去除率为72%。生物载体的加入,在曝气池内创造了缺氧微环境,为进行SND提供了有利条件,提高了对总氮的去除效果。亚硝化率稳定在95%以上,DO和温度对亚硝化率的影响很小,高pH值是实现亚硝酸盐积累的决定性因素。     

玉米芯与海绵铁复合填料的反硝化脱氮特性

在实验室条件下分别运行以玉米芯/海绵铁复合填料和单纯玉米芯填料的反硝化滤池,分析两类填料的反硝化脱氮效果,考察复合填料对硝态氮的去除率及出水水质。结果表明,复合填料反硝化滤池以生物异养反硝化作用为主,较单纯玉米芯填料反应器表现出更加稳定的反硝化脱氮效果。当进水硝态氮浓度为20 mg/L、停留时间3 h时,复合填料反应器对硝态氮的去除率可以维持在90%以上,出水硝态氮浓度2 mg/L,没有出现亚硝态氮、氨氮的积累和pH值升高现象;3个月的运行期间单位质量玉米芯的脱氮量为0.42 kg/kg,比单纯玉米芯高0.05 kg/kg。因此,玉米芯/海绵铁复合填料作为反硝化滤池的碳源和生物载体具有脱氮效果好、无需连续添加碳源、出水pH值稳定的特点。     

DO对井式厌氧-兼氧-好氧工艺处理城镇污水沿程影响研究

本文为了研究平均溶解氧(DO)浓度分别为3.5mg/L、2.5mg/L、1.5mg/L、0.5mg/L时,对一体化井式厌氧、兼氧、好氧(SAFO)工艺在处理城镇污水沿程去除特性的影响。通过对工艺沿程及进出水的TOC、TN、NH4+-N、NO2--N、PO43--P等指标分析,结合同步硝化反硝化脱氮(SND)及反硝化除磷等原理,分析研究不同DO时工艺处理效果。研究结果表明,当溶解氧DO维持在1.5mg/L时,可以满足运行所需的混合液回流比,有利于硝化、反硝化、释磷吸磷反应、及SND和反硝化除磷的正常运行,出水TOC、TN、NH4+-N、PO43--P浓度分别为11.4、8.9、3.5、0.4 mg/L,达到了节能强化脱氮除磷及处理低碳氮比城镇污水的目的。     

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%。     

复合生物反应器的同步硝化反硝化研究

以实际生活污水为处理对象,利用有效容积为12 L的间歇式复合生物反应器（填料填充率：30%,运行方式：瞬间进水—曝气660 min—沉淀40 min—排水20 min）,研究了DO、COD/TN值、MLSS对同步硝化反硝化的影响。结果表明：当溶解氧浓度从4 mg/L降到0.5 mg/L时,对总氮的去除率从48.9%升至74.2%;当污泥浓度从1 000 mg/L提高至6 000 mg/L时,对总氮的去除率从63.4%升至81.6%;当COD/TN值从3升至15.6时,对总氮的去除率从59%提高至82.5%,但当COD/TN值〉8后,对总氮的去除率提高得并不明显。整个试验过程中SVI〈105mL/g,污泥的沉降性能良好。复合生物反应器易于实现稳定的同步硝化反硝化,并可通过控制DO、MLSS等参数来有效提高对总氮的去除率。     

CAST工艺处理城市污水的强化脱氮研究

介绍了镇江征润州污水处理厂CAST工艺的运行情况，结合该厂实际运行状况开展了强化脱氮效果的生产性试验研究。结果表明，该工艺对COD、SS和TP的去除率均能维持在80％以上，但对氨氮的去除效果较差；在该厂运行模式下，控制进水／曝气前30min的DO〈0．5mg／L、进水／曝气后30min的DO浓度在1．0-3．0mg／L、纯曝气DO浓度在2．0-3．0mg／L，可以实现同步硝化反硝化和硝化／反硝化作用下的共同脱氮，使脱氮效率提高了57％左右；在控制进水／曝气后DO〈0．5mg／L、纯曝气DO浓度在1．0-3．0mg／L的条件下，可以实现同步硝化反硝化作用下的脱氮，但较难实现理想的脱氮效果。