SBR短程同步硝化反硝化耦合除磷的研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)中,以模拟城市污水为处理对象,考察了在稳定运行期间的典型周期里COD、TP、TN、DO、pH以及ORP的变化规律。试验表明,在SBR反应器中实现短程同步硝化反硝化耦合除磷是完全可行的,在温度为20～25℃、pH值为7.12～7.43的条件下,系统对COD的去除率达到95.6%,对TP和TN的去除率分别为88.8%和87%,实现了短程同步硝化反硝化与反硝化除磷的统一。     

两段SBR双污泥系统的短程硝化/反硝化除磷研究

针对传统脱氮除磷工艺存在的占地面积大、运行成本高等问题,将短程硝化与反硝化除磷工艺相结合而构建了两段SBR双污泥短程硝化反硝化除磷工艺.在成功启动短程硝化反应器后,亚硝酸盐氮的积累率达到94.23%,系统对氨氮的平均去除率>95%;在以亚硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷菌培养驯化阶段,吸磷率达到了64.44%,同时NO2--N由17.79 mg/L降低为0.05 ms/L,电子受体被完全消耗,基本达到了以NO2--N为电子受体进行反硝化聚磷菌富集的目的.在此基础上,考察了N/P值对系统脱氮除磷效果的影响.结果表明,当N/P为3.0、2.2、1.7时对COD和氨氮的去除效果均较好,对COD的去除率分别为90%、89%、90%,对氨氮的去除率分别为96%、95%和96.7%;当N/P为3.0和2.2时除磷效果良好,平均去除率分别达到了88.5%和91%;而当N/P为1.7时除磷效果明显下降,仅为75.6%.     

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%。     

短程反硝化除磷系统的驯化及除磷特性研究

依据反硝化除磷(DBP)原理,采用批式试验,以城市污水为处理对象,研究了以NO_2~-为电子受体的反硝化除磷菌的筛选与富集,并对其反硝化除磷性能进行了考察.结果表明:NO_2~-对传统EBPR系统的抑制作用明显高于以NO_3~-为电子受体的反硝化除磷系统;对以NO_3~-为电子受体的反硝化除磷污泥用NO_2~-进行驯化,经过52个周期,缺氧吸磷量由0.3 mg/L升高到9.1mg/L,短程反硝化除磷系统驯化成熟;驯化成熟的短程反硝化除磷系统仍能以氧和NO_3~-作为电子受体进行吸磷并维持较高的吸磷速率,以亚硝酸盐为电子受体的除磷菌占总除磷菌的58.82%,说明短程反硝化除磷菌存在于传统除磷系统中,且能够很好地利用氧和硝酸盐为电子受体进行反硝化除磷.     

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.     

单污泥SBR工艺的反硝化除磷特性

利用单污泥SBR工艺处理模拟生活污水,考察了该工艺对有机物、总氮、PO3-4-P的去除特性,以及NO-2-N积累对工艺性能的影响.结果表明:单污泥SBR工艺可以稳定高效地去除水中的有机污染物和总氮,对其平均去除率分别为81.49%和93.07%;但除磷效果不稳定,对此可采用实时控制策略加以解决.在单污泥SBR工艺的前好氧段发生了NO-2-N的积累,平均积累率为21.25%,此积累现象未对反硝化产生抑制作用,并可使工艺进一步节省碳源和曝气量.     

不同控制模式下SBR的短程硝化反硝化

以实际豆制品生产废水为处理对象，研究了传统固定时间控制和实时控制两种模式下SBR反应器的短程硝化反硝化效果。结果显示，实时控制下的硝化速率和反硝化速率分别为按固定时间控制时的1．40倍和1．86倍，硝化和反硝化时间则比传统运行方式分别缩短了60min和25min。因此，可采用DRP和pH值实时控制SBR法的短程硝化反硝化过程，它不仅可以合理分配曝气和搅拌时间，而且还能提高硝化速率并缩短反应时间，达到了降低运行成本的目的。     

超越污泥比对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷的影响

以模拟生活污水为对象,研究不同超越污泥比对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺脱氮除磷的影响。在超越污泥比为0.21、0.60和0.90的条件下,系统出水COD平均浓度分别为29.09、29.24和28.65 mg/L,出水氨氮平均浓度分别为7.22、9.62和8.23 mg/L,出水PO3-4-P平均浓度分别为3.99、4.35和4.59 mg/L。当超越污泥比为0.60时,系统的脱氮除磷性能和COD去除效果均较佳。整个试验过程中,系统亚硝化池内氨氮去除效果良好,其出水NH+4-N浓度都在0.5 mg/L以下。超越污泥比的大小影响系统中的氮磷比,进而影响反硝化除磷效果。     

SBR反应器短程同步硝化反硝化处理垃圾渗滤液

采用序批式活性污泥法(SBR)处理垃圾渗滤液,在控制系统温度为(28±1)℃、进水pH值为7.9~8.2、MLSS为4 000~4 500 mg/L,并保持进水COD为900~1 000 mg/L、NH+4-N为480~500 mg/L的条件下,考察DO对短程硝化反硝化的影响。结果表明,在80~120 L/h的曝气量下能快速实现稳定的短程同步硝化反硝化,对NH+4-N的平均去除率可达92.5%,NO-2-N的平均积累率为89.3%;系统的最佳曝气量为120 L/h,此时对氨氮的去除率为96.9%,亚硝酸盐积累率为97.2%,好氧段对总氮的去除率为74.7%。     

连续流A_2N系统启动过程中反硝化聚磷能力的强化

对连续流A2N双泥系统启动过程中反硝化聚磷能力的变化进行了研究,探索了强化系统内污泥反硝化聚磷能力的途径。结果表明,采用污水处理厂回流污泥作为种泥,首先对污泥进行厌氧/好氧驯化,强化其好氧聚磷能力,使污泥对磷的去除率保持在95%左右,然后再将培养好的高效好氧聚磷污泥加入双泥系统,以厌氧/缺氧方式运行,49 d后对磷的去除率可达到70%左右。提高进水磷酸盐浓度,可进一步提高系统的反硝化聚磷能力,实现富集反硝化聚磷菌、成功启动系统的目的。试验证明,A2N系统有较强的抗冲击负荷能力,并能保持出水磷浓度稳定。     

双污泥反硝化除磷工艺处理生活污水的中试研究

为了探索双污泥反硝化除磷工艺(A2N工艺)的实际运行效果,采用好氧段为活性污泥法的A2N工艺处理无锡某污水处理厂的曝气沉砂池出水.中试结果表明:A2N工艺对COD、TP、磷酸盐、氨氮具有较好的去除效果,出水平均浓度分别为21.6、0.19、0.04和2.73 mg/L,对COD、TP和氨氮的平均去除率分别为80.8%、89.9%和89.3%;进水TN平均为28.8 mg/L,出水平均浓度为12.6 mg/L,平均去除率为55.95%;设置后曝气池确保了出水磷酸盐和氨氮的达标排放,而且通过吹脱氮气,还提高了反硝化聚磷污泥的沉降性能.     

双污泥脱氮除磷系统中聚磷菌的特性研究

采用平板分离技术、生理生化及吸磷试验,对连续流双污泥系统缺氧池内的聚磷茵特性进行了研究.结果表明:反硝化聚磷污泥和普通好氧聚磷污泥在性状上极为相似,其内源物质PHB及聚磷有着相同的变化规律;在缺氧池内同时存在着以氧和硝酸盐氮为电子受体的聚磷菌,并且二者存在着交叉.试验中得到5株(PAl-PA5)同时具有好氧和缺氧吸磷能力的聚磷茵,其中PA2、PA4(产碱菌属)和PA3(假单胞菌属)在两种环境下均表现出良好的吸磷效果;同时发现好氧吸磷能力很强的聚磷茵可能由于没有反硝化能力或反硝化能力很弱而在缺氧条件下未表现出吸磷作用;PA5(肠杆菌科)是一种很特殊的聚磷菌,其在好氧条件下有很好的吸磷效果,反硝化能力也很强,但缺氧吸磷效果却很差.     

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。     

双污泥/诱导结晶工艺的脱氮除磷特性研究

针对传统脱氮除磷技术在处理低碳源生活污水上的不足及回收污水中磷的必要性,开发了一种双泥系统与诱导结晶相结合的脱氮除磷工艺。为考察工艺的运行特性,开展了连续流试验,装置进水流量为15 L/h,采用人工模拟生活污水。分析了连续流工艺对氮、磷的去除效果与机制,结果表明:系统实现了对大部分碳源的"一碳两用",对TN、TP均表现出了稳定且良好的去除效果,出水TN、TP浓度符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准;结晶单元的引入使出水TP浓度的稳定达标得到了进一步保证,同时实现了磷的回收,平均回收率达到74.9%,该单元对TP的去除起主要作用。     

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。