纯膜MBBR用于南方某大型水质净化厂改造效果分析

南方某大型水质净化厂设计处理规模为260×104m3/d,主要处理微污染河道水。为提高系统的硝化能力,采用纯膜MBBR工艺对原平流沉淀池末端进行改造。悬浮载体全部投加3 d后,出水氨氮<1.0 mg/L,达到了设计标准。稳定运行期间,系统出水氨氮浓度为(0.19±0.14)mg/L,氨氮平均去除率达到91.64%,稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类水质标准。纯膜MBBR系统具备良好的间歇运行能力,悬浮载体离水7 d后恢复通水,用时4 d即可保障出水氨氮浓度达标。考察了温度、水力负荷、进水氨氮浓度、气水比对出水氨氮浓度的影响,并采用SPSS软件进行统计分析。结果显示,对出水氨氮浓度的影响程度排序为水温>进水氨氮浓度>>水力负荷和气水比。出水氨氮浓度与水温呈负相关,与进水氨氮浓度呈正相关。纯膜MBBR工艺良好的抗低温和水质冲击性能以及合理的设计参数,确保了在温度<15℃以及进水水质波动较大的情况下出水水质稳定达到设计标准。气水比对出水氨氮浓度影响较小,在0.7~2.0的气水比条件下悬浮载体流化良好,出水氨氮浓度均值<0.5 mg/L,稳定达标。水力负荷对出水氨氮几乎没有影响,系统具备良好的耐水力冲击性能。经过纯膜MBBR工艺改造后,系统出水COD、BOD5、TP、SS均优于改造前,项目总运行费用为0.076~0.109元/m³。     

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。     

深床过滤与同步生物脱氮的研究

研究了深床过滤工艺对城市污水二级处理出水的处理效果及影响因素.将两个上流式滤柱串联,其中填充以φ3～4 mm的聚苯乙烯发泡粒子,床层高度为2 m.在第一个滤柱底部曝气以集成生物硝化,在第二个滤柱的进水中投加甲醇以集成生物反硝化.研究表明,在水力停留时间为1～2 h时,硝化滤柱的氨氮脱除率达到90%,反硝化滤柱的硝酸盐氮脱除率达到95%以上,最终出水的浊度＜1 NTU,总的脱氮负荷可达1 kg/(m3填料·d).通过试验发现HRT、进水氨氮和外碳源对生物硝化和反硝化有重要影响.过滤介质能很好地吸附微生物而形成生物膜,在扫描电镜下观察到生物膜具有复杂的网状结构及生物相.另外,反冲洗质量对保证系统稳定运行及脱氮除浊效果有重要影响.     

反硝化生物滤池的自然挂膜启动研究

研究了反硝化生物滤池的挂膜启动过程,寻求判断启动完成的快速、简便、合理的方法,为反硝化生物滤池的挂膜提供理论依据。控制水力负荷在0.022 m3/(m2·h)即HRT为14 h,水温为25~27℃,反硝化生物滤池运行14 d后对硝态氮的去除率达到99%,第15天平均进水硝态氮浓度由21.86 mg/L减小到8.05 mg/L,出水浓度基本保持不变,仍稳定在0~1 mg/L,反硝化系统生态结构稳定,表明挂膜成功。当有机碳源充足、NO-3-N浓度0.1 mg/L时,反硝化速率与NO-3-N浓度遵循零级反应动力学规律。反硝化生物滤池中的氨氮主要由微生物同化作用去除,去除率约为28.9%。     

MBBR处理皮革废水中试研究

皮革废水成分复杂,微生物抑制性因素多,难以高效处理。结合中试及实际运行项目对比了移动床生物膜工艺(MBBR)及活性污泥法对皮革废水的处理效果,发现两者对COD的去除能力接近,出水COD为300~400 mg/L,平均去除率为69.9%;MBBR出水氨氮稳定在7 mg/L以下,去除率达到了98.6%以上,远优于活性污泥法的处理效果(出水氨氮200 mg/L),MBBR的氨氮容积负荷为活性污泥法的2.36倍;MBBR在水量提高至设计值的1.21倍时,出水氨氮依旧能够稳定在10 mg/L以下,且异常运行后能快速恢复,具有较强的抗冲击性能和良好的恢复能力。MBBR系统在原池内投加悬浮填料,在不增加占地的情况下可实现立体扩容;悬浮载体能较快适应水质,培养驯化周期短,且在低温条件下运行良好,可快速实现出水水质达标。因此,MBBR较传统活性污泥法更具有适应性和稳定性,更适合处理皮革废水。     

两级MBBR深度处理高氨氮生活污水的研究

采用两级移动床生物膜反应器(MBBR)深度处理高氨氮生活污水,重点考察了水力停留时间(HRT)和气水比对其除污效果的影响.结果表明,当系统的总HRT为8h,MBBR1的气水比为25:1、MBBR2的曝气量为280 L/h时,系统的出水COD和氨氮分别为45 mg/L左右和5mg/L以下,平均去除率分别为65%和95%左右,达到了<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB18918-2002)的一级A标准;同时系统内存在同步硝化反硝化作用,对TN的去除率可达30%左右.     

MBBR用于南方某污水厂强化脱氮效果分析

浙江某污水厂设计规模为16×10^4m^3/d,采用Bardenpho—MBBR工艺进行升级改造后,生化池出水COD、NH4^+-N、TN、TP均值分别为17.2、0.37、7.72、0.168 mg/L,在不投加碳源的情况下即可达到准Ⅳ类水标准,生物脱氮除磷效果良好。对生化池各功能区沿程采样测定发现,好氧MBBR区对TN的去除率为28%~46%,受到泥浆水冲击后也能保持在15%~22%,系统高效去除TN得益于好氧MBBR区的同步硝化反硝化(SND)作用;由于好氧区的SND现象,平均可以节省0.23元/m^3的碳源费用,年节约碳源费用近1343.2万元;生物膜厚度和溶解氧的控制对于稳定表现SND有重要影响;系统中微生物的高通量测序结果显示,悬浮载体上硝化菌丰度为32.19%、反硝化菌丰度为4.86%,硝化菌和反硝化菌同时存在为SND现象的产生提供了微观保证;冬季低温时,悬浮载体实际承担了系统近90%的硝化负荷。     

MBBR工艺用于污水厂提标改造的低温运行效果

天津市某污水处理厂进行提标改造,出水水质要求达到天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB 12/599—2015)的A类标准,核心生化段采用移动床生物膜反应器(MBBR)工艺进行原位改造,将AAO工艺改为Bardenpho工艺,增设后缺氧区,增强生化系统的脱氮作用,好氧区投加悬浮载体,保障氨氮的稳定达标;深度处理工艺采用气浮、两级臭氧氧化、曝气活性炭滤池以及V型滤池,保障TP、SS、COD稳定达标。实际运行效果显示,在冬季9～11℃的低温条件下,污水厂出水COD、BOD5、氨氮、TN、TP、SS平均值分别为24.52、0.88、0.29、6.82、0.08、2.32 mg/L,稳定达到了提标改造目标。生化段沿程检测结果和硝化试验结果表明,悬浮载体在低温条件下优势突出,硝化速率是活性污泥的10倍,几乎承担了全部的硝化作用,Bardenpho工艺的设计破除了回流比对TN去除的限制,后置缺氧区的TN去除率为24.76%,强化了TN的去除,生化段出水氮素稳定达标。高通量测序结果显示,系统内主要的硝化菌属为Nitrospira,在MBBR区悬浮载体上的相对丰度达到13.14%,而在活性污泥中仅为0.68%。采用MBBR工艺对生化段进行原位改造,能够有效提高系统的硝化能力,是应对冬季低温、确保出水水质达标的有效措施。     

MBBR工艺预处理黄浦江微污染原水

为考察移动床生物膜反应器(MBBR)对黄浦江微污染水的预处理效果而进行了中试,结果表明:MBBR工艺具有良好的生物硝化效果,最大氨氮填料表面负荷可达0.072g/(m2·h);在温度为24.9℃、进水氨氮浓度为3mg/L左右、停留时间为1h、填料填充率为50%的条件下,氨氮去除率可达到77.6%;对CODMn的平均去除率为5%;水温、进水氨氮浓度及停留时间对硝化有一定影响;进水浊度、气水比对氨氮和CODMn去除效果影响不大。     

MBBR工艺用于唐山某污水厂提标改造效能分析

唐山某污水厂进行一级A提标改造,采用MBBR工艺对氧化沟进行改造,在缺氧区及好氧区同时投加悬浮载体。改造后系统出水COD、BOD5、TN、氨氮、TP、SS分别为(30.5±5.2)、(3.4±0.6)、(13.0±1.4)、(1.6±1.0)、(0.42±0.05)、(7.55±1.18) mg/L,稳定达到一级A标准。污水厂全流程测定结果显示,好氧区存在稳定的同步硝化反硝化(SND)过程,对TN的去除率为8.9%,保障在不投加碳源的情况下出水TN稳定达标。小试结果表明,在10～12℃的低温环境下,悬浮载体的硝化速率为0.13 kgN/(m3·d),原水反硝化速率最大为0.039 kgN/(m3·d),悬浮载体的加入保障了系统低温下良好的处理效果。高通量测序结果表明:好氧区悬浮载体上硝化螺旋菌相对丰度为6.57%,是活性污泥的3倍,并且在好氧区悬浮载体上发现了相对丰度为1.85%的反硝化菌,为SND现象提供了微观解释。缺氧区悬浮载体上反硝化菌的相对丰度为7.72%,是活性污泥中的2.5倍。通过原池嵌入MBBR工艺,强化了系统的硝化反硝化效果。     

MBBR工艺对高含盐废水中氨氮的硝化效果研究

石油炼制催化剂生产企业排放的生产废水具有高TDS、高氨氮、低COD等特点。采用移动床生物膜反应器(MBBR)中试装置,通过调整不同进水TDS值,验证不同TDS下MBBR工艺对氨氮的硝化能力。试验表明,MBBR工艺在经过微生物的驯化后,当进水TDS值42 g/L时,对氨氮的去除率能够达到90%左右,进水TDS超过该值则会产生较强的生物抑制性。     

MBBR—MBR对磺胺嘧啶的去除及膜污染特性

构建MBBR—MBR耦合系统,在低碳氮比（C/N=2.5）污水条件下,探究该系统对磺胺嘧啶（SDZ）的去除效能,同时分析SDZ对常规污染物去除效果及膜污染的影响。结果表明,MBBR—MBR耦合系统对SDZ(0.5 mg/L)的去除率最高可达到61.9%,其中,MBBR与MBR单元对SDZ的平均去除率分别为42.3%和15.4%。SDZ的存在使氨氮、总氮、总有机碳的去除率以及同步硝化反硝化率分别降低了11.81%、8.41%、5.77%、3.40%,同时使得污泥平均粒径减小了3～4μm,且MBR单元中溶解性微生物产物（SMP）的多糖浓度增加了0.35 mg/gMLVSS,MBR中跨膜压差（TMP）的增长速率增加了0.36 kPa/d,可见SDZ导致膜污染速率上升。     

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。     

生物膜组合工艺处理医药综合废水的中试研究

针对活性污泥法处理综合医药废水容积负荷低、出水水质不稳定的问题,设计了以生物膜为核心的厌/兼氧/好氧组合工艺,并在现场进行了为期半年的中试研究.试验包括生物膜培养驯化、快速降解和稳定运行三个阶段,在稳定运行阶段总水力停留时间平均为84h,混凝沉淀出水COD平均为353mg/L,对COD的平均去除率达到95.6%;硝化池出水氨氮平均为1mg/L,去除率为99.5%,均达到了排入管网的标准.中试结果表明:该生物膜组合工艺抗冲击负荷能力强、脱氮效率高、出水水质稳定.     

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.     

MSBR改为三级A/O-MBBR连续流工艺的应用效果

浙江某污水处理厂原采用MSBR工艺,为强化处理效果,拟将其改造为三级A/O-MBBR连续流工艺。改造后出水COD、BOD_5、氨氮、TN和TP的均值分别为27.8、5.4、0.41、7.16和0.04 mg/L,稳定达到一级A标准;TN在一级缺氧区、二级缺氧区、三级缺氧区的去除率分别为43.9%、29.2%、10.5%;在温度为25℃、填充率为25%的情况下,悬浮载体的容积负荷达到0.114 kgN/(m~3·d),生物量达到15.75 g/m~2;悬浮载体上硝化菌相对丰度23.02%,是活性污泥中硝化菌相对丰度的16倍;Hyphomicrobium属在悬浮载体生物膜和污泥中的相对丰度分别为4.90%和6.61%,与进水中工业废水组分相关。改造工程总投资为8 497.93万元,改造后电耗为0.610kW·h/m~3、药剂费约0.9元/m~3。     

珊瑚砂填料流离生化工艺的启动与SND性能研究

采用珊瑚砂填料流离生化反应器处理生活污水,考察了该工艺启动过程中对COD、NH+4-N和TN的去除效果,同时研究了稳定运行阶段的同步硝化反硝化(SND)性能。结果表明,珊瑚砂表面粗糙,适合作为生物膜法的填料;反应器连续运行60 d后完成了同步硝化反硝化的启动,稳定运行期间,出水COD、NH+4-N、TN分别为(43.09±9.78)、(1.25±1.06)、(14.39±4.37)mg/L,稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准。反应器的SND率为(80.50±9.38)%,表现出良好的同步硝化反硝化性能。反应器的第一区域主要发生碳化反应和SND反应,第二和第三区域主要发生内源代谢反应,进一步提高了出水水质。     

高氨氮废水的亚硝化调控因素研究

为进一步缩短亚硝化的启动时间,提高亚硝化速率,采用SBR反应器进行了快速实现高氨氮废水的亚硝化调控因素研究。结果表明:综合优化各影响因素如温度、pH值、DO、FA是缩短亚硝化启动时间的关键,pH值和DO的调控是准确把握反应进程,获得较高出水NO-2-N浓度的关键因素,适宜的温度与pH值可弥补低DO对亚硝化速率的负面影响,并且促进氨氧化菌(AOB)快速适应低DO浓度;在温度为30℃、pH值为8.0±0.2、DO为0.5~1.0 mg/L、进水氨氮负荷(ALR)为143 mg/(L·d)的条件下,启动亚硝化只需8 d;进水ALR达1 716 mg/(L·d),氨氮转化率高达94%以上,亚硝化率也基本稳定在90%以上,出水NO-2-N高达920~1 080 mg/L,亚硝化速率达1.1~1.2 kg/(m3·d),具有较高的氨氮负荷和亚硝化活性。     

A/O生物膜工艺处理煤气废水的试验研究

采用A/O生物膜工艺处理煤气废水,考察了污泥负荷、硝化负荷、硝化液回流比及污泥龄对处理效果的影响.结果表明,A/O生物膜工艺可有效去除煤气废水中的NH4+-N和有机物.当进水COD为2 000 mg/L、进水流量为0.5 m3/h、硝化液回流比为4、污泥龄为30 d、污泥负荷为0.8 kgCOD/(kgVSS·d)、硝化负荷为0.08 kgNH4+-N/(kgVSS·d)时,系统稳定运行2个月后,出水的COD、BOD5、NH4+-N浓度分别为157、4.9、12.5 mg/L,去除率分别为92%、99%和93%.     

聚氨酯海绵载体填充率对MBBR脱氮的影响

生物膜载体填充率是影响移动床生物膜反应器(MBBR)性能的关键因素。采用聚氨酯海绵作为生物膜载体,分析了不同填充率下MBBR工艺同步硝化反硝化(SND)的脱氮性能,以及生物膜载体上生物量的变化特征。试验结果表明,当填充率分别为10%、20%和30%时,对TOC和NH_4~+-N的去除效果无显著差别,去除率分别均在93%和95%以上,但填充率为20%的略高,并且3种填充率条件下对TN的去除率分别为(77.2±7.4)%、(85.5±9.3)%以及(86.7±9.9)%,SND效率分别为(85.5±8.7)%、(91.3±9.4)%和(93.3±10.2)%。可见,脱氮率随填充率的增加而增大,但20%和30%填充率时没有明显差异。而对于载体上生物量生长来说,填充率为20%时单位质量海绵上的生物量最高。综合考虑,以聚氨酯海绵为生物膜载体的MBBR反应器最佳填充率为20%。