新型短程硝化工艺的反硝化除磷特性

构建以厌氧(An)、好氧(O1和O2)、缺氧(A1和A2)、快速曝气(O3)单元组成的新型短程硝化同步反硝化除磷工艺。在其中厌氧(An)/缺氧(A1)的运行环境,成功驯化出了一种能以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌(DPB),其兼具脱氮与除磷双重功能,实现了一碳两用的目的,节约了能耗和曝气量。通过静态试验发现,亚硝酸盐型反硝化除磷速率为4.78 mg/(L·h),硝酸盐型反硝化速率为6.24 mg/(L·h)。反硝化除磷量占到了系统总除磷量的60%以上,其中缺氧1池就占到了50%。     

短好氧泥龄下A2/O和BAF联合工艺的脱氮除磷特性

采用小试装置,研究了短好氧污泥龄下A2/O和BAF联合工艺处理低C/N和C/P污水时的脱氮除磷特性.结果表明,通过提高A2/O工艺段的厌氧区有机负荷和缺氧区硝酸盐负荷对反硝化聚磷菌（DPAOs）进行选择和强化后,其在聚磷菌（PAOs）中的比例维持在28%左右,工艺具有部分反硝化除磷能力,能够减少脱氮除磷过程中对碳源的总需求量.但在联合工艺中,好氧除磷仍是主要的除磷方式.在A2/O工艺段内,好氧污泥龄在满足好氧PAOs存活的同时,还必须满足抑制硝化细菌生长的要求,且为了保证工艺对磷的整体去除效果,混合液在好氧区的接触时间须大于30 min.此外,以保证缺氧区出水中含有1～4 mg/L的硝态氮为原则来控制BAF出水的回流量,可达到较好的脱氮除磷效果.该联合工艺结合了活性污泥工艺和生物膜工艺的优点,运行稳定,出水水质优良,不仅适合于新建污水处理厂,也特别适合于不能脱氮除磷污水处理厂的技术改造.     

SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集

反硝化除磷菌(DPAOs)能够在缺氧条件下同步完成脱氮除磷,是反硝化除磷工艺的主体。以武汉沙湖污水处理厂二沉池的回流污泥为种泥,采用二段式SBR工艺实现了反硝化除磷菌的快速富集。在第一阶段反应器采用厌氧/好氧(A/O)模式运行,可以实现对除磷菌(PAOs)的快速诱导和富集,运行13 d后,SBR反应器对氮、磷的去除率均达到85%以上。而后进入第二阶段,采用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)模式运行,以快速富集培养反硝化除磷菌,经过26 d的运行,反应器对氨氮和磷酸盐的去除率分别达到92.2%和91.2%左右,且典型周期内硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系,表明系统的反硝化除磷能力得到显著增强。     

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.     

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。     

DO对A/O同步脱氮除磷工艺的影响研究

采用A/O同步脱氮除磷工艺处理模拟城市污水,考察了好氧段DO浓度对该工艺处理效果的影响.结果表明,好氧段DO浓度对系统脱氮除磷效果的影响显著,当DO控制在1.5mg/L左右时,系统的处理效果最佳,可实现同步硝化反硝化和反硝化除磷,对NH4+-N、TN、TP、COD的去除率分别为99.12%、94.61%、92.85%、96.10%,平均出水NH4+-N、TN、TP、COD分别为0.25、0.68、0.5和10 mg/L.     

(AO)2-SBBR反硝化除磷工艺处理低碳城市污水

低碳源浓度城市污水的脱氮除磷一直是个难题，为此在AO-SBBR工艺中引入一个缺氧段而形成（AO）2-SBBR工艺，研究了AO-SBBR和（AO）2-SBBR对低碳源浓度城市污水中氮、磷的去除效果。试验结果表明：在进水BOD5／TN=3、BOD5／TP=17的情况下，（AO）2-SB．BR工艺比AO-SBBR工艺具有更好的同步脱氮除磷效果，对总磷的去除率达到了79．8％，对总氮的去除率从25．83％提高到51．26％，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级标准。该工艺有效解决了低碳源浓度城市污水在同步脱氮除磷过程中有机物不足的问题，并在单一反应器中实现了反硝化除磷菌的增殖过程，反硝化除磷菌占聚磷菌的比例从14．82％增长到63．04％；反硝化除磷菌能够以低浓度的亚硝酸盐氮作为电子受体进行缺氧吸磷，如亚硝酸盐氮〉10mg／L则会抑制反硝化除磷菌的活性，而且这种抑制作用并不是瞬时的，至少要持续一段时间其活性才能恢复。     

硝酸盐浓度对反硝化聚磷菌诱导的影响

通过控制缺氧段硝酸盐浓度,研究了反硝化聚磷菌的诱导方法及效果.批式试验表明,碳源浓度一定时,缺氧段硝酸盐消耗量与聚磷量呈线性关系,且与厌氧释磷量之比等于该线性关系式的斜率.在反硝化聚磷菌诱导过程中,按此比例调整缺氧段的硝酸盐浓度可很快达到良好的脱氮除磷效果,反硝化聚磷率＞95%,反硝化脱氮率＞96%.由同等条件下的缺氧与好氧最大聚磷速率可推知,诱导前反硝化聚磷菌占总聚磷菌的27.61%,诱导后则高达78.61%.     

膜-序批式生物反应器同步脱氮除磷试验研究

研究了膜-序批式工艺处理生活污水的特性,采用厌氧(A)-好氧(O)-缺氧(A) 膜出水的运行方式,1h搅拌进水进行磷的厌氧释放,0.5h好氧吸磷和硝化,0.5h缺氧搅拌进行脱氮和反硝化除磷,在总的水力停留时间为11小时的条件下,系统对氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别达到了95.97%,89.18%和90%。周期试验发现,好氧吸磷和反硝化除磷对磷去除贡献率分别为72.90%和17.25%,系统有较好的反硝化除磷功能,同时系统还存在同步硝化反硝化作用,对TN的去除占总去除率的16.50%。     

A2/O氧化沟反硝化除磷实践

反硝化除磷脱氮是利用反硝化聚磷菌,在缺氧环境下以NO3-作为电子受体来实现同步反硝化和过量吸磷作用,从而可以在低碳源情况下达到脱氮除磷目的。在此理论指导下,本文作者在A2/O微曝氧化沟工艺中进行了实践操作,得到较好的效果。     

缺氧区、好氧区容积比对A2/O工艺反硝化除磷的影响

反硝化除磷菌可以在碳源不足的条件下,通过"一碳两用"的方式同时实现反硝化脱氮和吸磷过程,有研究表明,A2/O工艺中存在反硝化除磷现象.为此以啤酒废水为处理对象,研究了缺氧区与好氧区容积比对A2/O工艺反硝化除磷的影响.试验结果表明,在缺氧区与好氧区容积比分别为0.33、0.48、0.60的条件下,A2/O系统对总氮的平均去除率分别为68.04%、79.64%和85.70%,对总磷的平均去除率分别为85.38%、90.80%和96.84%,对COD的去除率均在90%以上.此外,如果继续增大缺氧区与好氧区容积比,应适当调整内循环比,否则会由于缺氧区硝酸盐浓度不够而发生二次释磷现象.     

缺氧区、好氧区容积比对A^2／O工艺反硝化除磷的影响

反硝化除磷茵可以在碳源不足的条件下，通过“一碳两用”的方式同时实现反硝化脱氮和吸磷过程，有研究表明，A^2／O工艺中存在反硝化除磷现象。为此以啤酒废水为处理对象，研究了缺氧区与好氧区容积比对A^2／O工艺反硝化除磷的影响。试验结果表明，在缺氧区与好氧区容积比分别为0．33、0．48、0．60的条件下，A^2／O系统对总氮的平均去除率分别为68．04％、79．64％和85．70％，对总磷的平均去除率分别为85．38％、90．80％和96．84％，对COD的去除率均在90％以上。此外，如果继续增大缺氧区与好氧区容积比，应适当调整内循环比，否则会由于缺氧区硝酸盐浓度不够而发生二次释磷现象。     

温度对A/O工艺反硝化除磷效果的影响

以A／O工艺中充分释磷的厌氧污泥为研究对象,分别投加NO3^- -N和NO2^- -N,考察了温度对反硝化除磷效果的影响。结果表明,在一定范围内,随着温度的升高,NO3^- -N型反硝化除磷和脱氮速率均加快,但消耗单位氮的吸磷量却下降,若要取得良好的氮、磷去除效果,需适当提高缺氧段的NO3^- -N浓度;NO2^- -N对聚磷菌的抑制浓度并非为定值,而是随温度的升高而上升;随温度的升高,NO2^- -N型反硝化脱氮速率加快,而吸磷速率却未表现出明显的上升趋势。     

SBR工艺对低碳量城市污水的反硝化除磷研究

广州地区的城市污水含碳量低，碳、氮、磷浓度比例失调，采用传统工艺处理很难达到理想的脱氮除磷效果，为此采用SBR工艺对其进行处理，考察了该工艺的反硝化除磷效果。结果表明，在厌氧／缺氧／好氧的运行模式下，采用逐步增加缺氧段运行时间的方法可有效提高污泥的反硝化除磷性能；在试验进水水质条件下，反应器厌氧运行30min、缺氧运行3h、好氧运行1h可保证对磷的稳定高效去除，出水TP〈1mg／L；ORP值无法指示缺氧反硝化与吸磷过程，pH值可作为缺氧吸磷结束的指示参数，而ORP和pH值均可作为好氧吸磷结束的控制参数。     

同时硝化/反硝化除磷过程的控制策略研究

为实现同时硝化/反硝化除磷(SNDPR)过程,在SBR反应器内,采用模拟低碳源污水和厌氧-交替好氧/缺氧的运行方式对污泥进行培养驯化,成功实现了反硝化聚磷茵和硝化茵的良好共存.在此基础上,考察了厌氧/间歇曝气和厌氧/连续曝气两种模式下SNDPR工艺对污水的处理效果.结果表明,在上述两种模式下,系统对TP的去除率分别为92%和90%,对TN的去除率分别为83%和72%;厌氧/间歇曝气模式更有利于SNDPR工艺对低碳源污水的处理.另外,对电化学参数的研究表明,pH曲线上的"膝点"可近似预示SNDPR过程的结束,而ORP的变化范围及稳定性可预示SNDPR过程中硝化和反硝化除磷同时发生的平衡程度.     

反硝化除磷的生物化学代谢模型

基于Delft科技大学和活性污泥法动力学模型（ASM2D）推出的反硝化除磷生物化学代谢模型，从生物除磷的计量学和动力学两方面介绍了反硝化除磷过程一系列复杂的生化反应机理。反硝化除磷与传统好氧除磷的生化反应机理非常相似，两种除磷模式的许多化学计量学和动力学方程可以通用；好氧除磷动力学所涉及的一部分参数同时也适用于反硝化除磷动力学；两者最大的区别就是氧化单位NADH2所吸收的磷酸盐量（P／NADH2）不同。引起两者P／NADH2值不同的最根本原因在于：以氧气作为电子受体和以硝态氮作为电子受体，消耗单位NADH2所产生的ATP量不同。在An／ASBR反硝化除磷系统中，测得该值为1．0molATP／molNADH2，此值较An／OS-BR型好氧吸磷系统降低了40％左右。     

反硝化聚磷污泥的培养驯化及关键参数研究

反硝化聚磷污泥的培养是反硝化除磷工艺运行的前提.采用厌氧/好氧诱导富集以PAOs、厌氧/缺氧诱导富集DPB、厌氧/缺氧连续流强化DPB的三阶段方式培养反硝化聚磷污泥,并考察了其关健参数.结果表明,采用该培养方式可成功培养出反硝化聚磷污泥;C/P是PAOs富集阶段的关键参数,其值宜控制在15-20;对于DPB的富集,C/N是关键参数,C/N为2-4时培养效果较好;而在连续流厌氧强化阶段,除C/N外,污泥回流比亦为关键参数,建议该阶段的污泥回流比取0.35-0.5.     

溶解氧对反硝化聚磷菌的影响研究

为考察在有氧条件下好氧聚磷菌与反硝化聚磷菌（DPB）可否共存,以模拟低碳城市污水为原水,在厌氧／缺氧运行的SBR内引入不同时长的好氧段以及在厌氧／好氧运行的SBR内采用相同时长的好氧段和不同的溶解氧浓度,考察了DO对DPB的存活及其除磷脱氮功能的影响。结果表明,聚磷菌（PAOs）以氧或硝酸盐氮为电子受体时的吸磷能力基本相同,且其在缺氧和好氧条件下的活性也基本相同;在有氧条件下,维持低氧环境有利于DPB反硝化除磷的实现,而高DO浓度则利于好氧吸磷。因此,DO对DPB的存活没有决定性影响,DPB和好氧PAOs可以共存,而对DO浓度的合理控制是实现反硝化除磷的关键。     

交替式缺氧/厌氧膜生物反应器的脱氮除磷效能

开发出一种交替式缺氧／厌氧膜生物反应器（AAAM）的脱氮除磷工艺。该工艺由一个交替的缺氧／厌氧反应区扣一个连续曝气的好氧区组成，通过改变好氧区回流混合液的流向使缺氧和厌氧环境在两个单独的反应器（A和B）内交替形成，以实现同步缺氧反硝化、厌氧释磷及反硝化聚磷菌的部分吸磷过程。中空纤维微滤膜置于好氧区，该区采用连续曝气方式实现硝化、过量吸磷及对膜污染的控制。试验结果表明：AAAM工艺能够高效去除营养物，对COD、总氮、总磷的平均去除率分别为93％、67．4％和94．1％。     

A new method for characterizing denitrifying phosphorus removal bacteria by using three different types of electron acceptors

This study investigated the characteristics of denitrifying phosphorus removal bacteria by using three different types of electron acceptors as well as the positive role of nitrite in phosphorus removal process. Denitrifying phosphorous removal bacteria was enriched under anaerobic-anoxic (A/A) condition. To understand A/A sludge better, sludge from two other sources were also studied. These include sludges obtained from a lab-scale anaerobic-anoxic-aerobic (A/A/O) system and a local sewage treatment plant. Three types of possible electron acceptors (oxygen, nitrate and nitrite) were examined for their roles in phosphorus uptake. The results obtained indicated that oxygen, nitrate and nitrite were able to act as electron acceptors successfully. This observation suggested that in addition to the two well-accepted groups of phosphorus removal bacteria (one can only utilize oxygen to take up phosphorus, P(O), while the other can use both oxygen and nitrate, P(ON)), a new group of phosphorus removal bacteria, P(ON(n)), which could use oxygen, nitrate or nitrite to take up phosphorus was identified. The relative population of these three types of bacteria could be calculated from results obtainable from phosphorus uptake batch experiments with either oxygen or nitrate or nitrite as electron acceptor. The results obtained in this study showed that A/A sludge had similar phosphorus removal performance as the A/A/O sludge. However, it has better denitrifying phosphorus removal capability, which was demonstrated by the relative population of the three groups of bacteria. The results also suggested that nitrite was not an inhibitor to phosphorus removal process. Instead, it is an alternative electron acceptor to oxygen or nitrate.