温度对序批式膜生物反应器生物脱氮影响及微生物机制解析

针对生猪养殖废水处理过程中普遍存在的脱氮效果不佳,工艺流程较长等问题,采用中试规模序批式膜生物反应器(SMBR)处理生猪养殖废水,并与猪场现有废水处理A²/O工艺进行了比较。结果表明：SMBR在运行温度逐步降低的情况下,可以取得较好的污染物去除效果,氨氮平均出水浓度为10 mg·L⁻¹,去除率达到98.6%;总氮平均出水浓度为31 mg·L⁻¹,去除率达到96.5%;COD为332 mg·L⁻¹,去除率达到96.5%。猪场现有A²/O工艺对氨氮、总氮和耗氧有机物的去除率分别为99%、88%和97%。高通量测序和OUT分类结果表明,SMBR中主要的AOB为Nitrosomonas,NOB主要为Nitrospira、Nitrobacter和Nitrolancea。AOB是SMBR主要的硝化细菌,NOB是A²/O工艺中主要的硝化细菌,并且反硝化细菌在SMBR中的菌群丰度高于A²/O工艺中的反硝化菌群丰度。综上所述,与A²/O工艺相比,SMBR具有短流程和脱氮效果较好等优势,这可使其具有较好的应用前景。     

纳米氧化钨对序批式反应器活性污泥脱氮性能和胞外聚合物的影响

采用序批式反应器(SBR),研究了不同浓度氧化钨(WO₃)纳米颗粒(NPs)对SBR中活性污泥脱氮性能以及胞外聚合物(EPS)的影响。结果表明,10 mg/L WO₃ NPs(WO10)对SBR脱氮性能没有影响,而100 mg/L的WO₃ NPs(WO100)降低了比硝酸盐和比亚硝酸盐还原速率,最终导致出水硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的积累。WO10对EPS含量和组成无显著影响,但是WO100显著增加了松散结合型EPS(LB-EPS)和EPS中多糖的含量。傅立叶红外光谱(FTIR)结果显示,WO10仅对LB-EPS中官能团有影响,而WO100对LB-EPS和紧密结合型EPS(TB-EPS)的官能团都产生了不同程度的影响。—OH、C=O以及C—O—C等官能团参与EPS和WO₃ NPs之间的相互作用。进一步分析也发现,WO₃ NPs改变了EPS中蛋白质的二级结构组成,进而影响了活性污泥的絮凝能力。     

MBR脱氮工艺的研究进展

综述了MBR的脱氮工艺：A／O阶段MBR工艺和单级A/O程序MBR工艺的特点及脱氮效果，介绍了MBR脱氮工艺中的同步硝化反硝化和短程硝化反硝化现象，提出了研究方向和应用前景。     

序批式膜生物反应器处理猪场沼液中氮的影响因素研究

猪场沼液具有高氨氮、低碳氮比(C/N)和脱氮难度大等特点,实验采用序批式膜生物反应器进行处理。结果表明,为达到较好的脱氮效果,进水COD宜控制在800~1 000mg/L;NH3-N为800mg/L时不会抑制硝化反应,C/N越高脱氮效果越好,C/N从8下降到1时,TN去除率由82.2%下降为16.7%;pH为8.5时脱氮效果最佳;夏天(进水水温25℃)脱氮效果优于冬天(进水水温13℃),TN去除率分别为93.13%、81.31%,进水水温在10~30℃时,进水水温越高脱氮效果越好。     

生物脱氮新技术研究进展

本文对短程硝化反硝化、同时硝化反硝化及厌氧氨氧化物脱氮新技术的研究和开发进展进行了简单的综述和讨论,并指出了这些新技术的特点和研究开发应用的前景。     

强化序批式生物膜反应器脱氮与人工湿地除磷联合工艺初探

为解决脱氮除磷对碳源的竞争及不同泥龄需要等问题,提出强化序批式生物膜反应器(SBBR)脱氮与人工湿地除磷联合工艺.通过将SBBR系统分为2格,并采用交替运行的方式(进水和曝气),强化了碳源保存,进一步提高脱氮效率;SBBR系统出水进入栽种菖蒲(Acorus calamus L.)的人工湿地,利用基质和植物吸附等作用进一步除磷.结果表明:(1)2格交替运行SBBR脱氮效果良好,稳定时出水COD均值为34 mg/L,去除率约为93%;出水NH+4-N均值为2.0 mg/L,去除率约为94%;出水TN维持在4.5 mg/L左右,去除率约为86%;出水TP在2 mg/L附近波动,除磷效果并不理想,有时还会出现出水TP高于进水TP的释磷现象.(2)人工湿地除磷效果良好且稳定.当进水TP为0.6～6.7 mg/L时,出水TP维持在0.3～0.7 mg/L.(3)该联合工艺有良好的脱氮除磷效果.系统出水NH+4-N、TN、TP均值分别为2.0、2.4、0.5 mg/L,去除率均值分别为94%、92%、90%.     

CAST工艺常规模式下脱氮性能研究

研究了有效容积为21.6 L的循环式活性污泥法反应器在常规模式下,处理模拟废水时,有机污染物和氮污染物的去除情况,并分析了反应器脱氮过程中的限制性因素。结果表明,在反应器的运行周期为4 h(进水曝气2 h,沉淀和排水各1 h)好氧区DO2 mg/L,污泥浓度MLSS稳定在4 000 mg/L时,污泥回流比为20%,COD和氨氮的去除率可达90%。对一个典型周期进行监测分析,氨氮去除彻底,出水主要是硝态氮,总氮去除率约为69%。静态试验测得氨氮氧化速率为8.0 mg NH4+-N/(g MLSS.h),硝态氮生成速率为3.3 mg NO3--N/(g MLSS.h)。从实验结果可以分析出,在上面运行条件下CAST工艺脱氮限制性因素是回流比和污泥龄。     

生物脱氮新技术研究进展

本文对短程硝化反硝化、同时硝化反硝化及厌氧氨氧化等生物脱氮新技术的研究和开发进展进行了简单的综述和讨论 ,并指出了这些新技术的特点和研究开发应用的前景。     

宝钢焦化废水处理脱氮研究与实践

针对上海提高新排放标准中总氮(TN)≤35 mg/L的要求,对焦化废水进行了脱氮研究。选取现场缺氧-好氧-好氧(A-O-O)工艺中前两段的A-O生化沉淀池1出水,在SBR内进行反硝化脱氮实验,考察葡萄糖、葡萄糖+乙酸钠、甲醇和甲醇+乙酸钠单一或复合碳源及投加反硝化菌种对脱氮的影响,确定最佳碳源为甲醇+乙酸钠,最佳反硝化水力停留时间为16 h。当反硝化菌液投加浓度为1 mg/L时,SBR出水TN满足达标排放要求。结合实验结果对宝钢焦化废水原有AO-O工艺改造升级为A-O-A-O二段脱氮工艺,并对生化出水实施进一步的物化混凝处理。改造后,工艺长期运行稳定,最终出水完全达到上海市污水综合排放标准(DB 31/199-2009)TN≤35 mg/L的要求,并满足氰化物、氟化物以及COD的排放要求。     

生物脱氮工艺控制优化策略的研究进展

针对传统的单污泥生物脱氮系统具有所需反应器体积大、硝化反硝化效率低及对进水COD利用率低等一系列问题，总结了提高生物脱氮工艺效率的在线控制策略，如曝气控制、外投碳源控制和污泥龄控制(SRT)，为当前污水厂在工艺设计一定的限制性条件下进行在线优化以满足日益严格的排放标准提供了重要保证。     

新型的脱氮工艺--SHARON工艺

SHARON是一种用来处理高浓度、低碳氮比含氨废水的新型脱氮工艺。该工艺根据亚硝酸菌和硝酸菌的不同生长条件，通过控制反应器的水力停留时间和pH，使亚硝酸菌成为反应器的优势菌属，从而将氨氮的氧化控制在亚硝化阶段，随后再进行反硝化。与传统脱氮工艺相比，SHARON工艺具有流程简单、脱氮速率快、投资和运行费用低等优点。     

沸石吸附及其固定化微生物间歇式活性污泥法同时硝化反硝化脱氮的研究

以2种粒径(＜0.25 mm和0.2～1.0 mm)的天然沸石为实验材料,进行沸石吸附NH4+实验以及吸附饱和后固定化微生物间歇式活性污泥法(SBR)同时硝化反硝化(SND)脱氮实验.结果表明,实验沸石对NH4+的吸附等温线符合Langmuir吸附模型,小粒径天然沸石吸附NH4+效率较高.将小粒径天然沸石投加到SBR反应器中,与平行实验的SBR反应器相比发现,天然沸石在再生的同时能够增强SBR反应器的脱氮效率.     

射流曝气周期活性污泥法脱氮除磷研究

针对零星居民点的污水处理,开发了射流曝气周期活性污泥法工艺.它是一种连续进水、周期性间歇曝气的改良型SBR工艺,也是一种时间程序和空间程序相结合的污水处理工艺,具有良好的脱氮除磷效果.试验表明,在水力负荷4 m3/d,曝气周期为每2 h曝气15 min、静置105 min的条件下,出水COD为48.8～53.5 mg/L,去除率达79.4%～80.5%;出水TN为2.81～3.98 mg/L,去除率达82.4%～89.4%;出水NH3-N为0.36～0.78 mg/L,去除率高达96.4%～98.4%;出水TP为0.63～1.18 mg/L,去除率为67.2%～78.9%,均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级B排放标准.     

混合液回流比对MSBR工艺强化生物脱氮的影响

针对二级城镇污水处理厂提标改造时出水氮、磷指标很难同时达到一级A标准（GB18918-2002）的情况,提出了改良式序批式反应器（MSBR）的强化生物脱氮运行模式,并通过生产性实验研究了MSBR工艺混合液回流比（6单元回流至5单元）对出水COD、TP、NH4＋-N及TN的影响。实验结果表明,MSBR工艺混合液回流比对COD、NH4＋-N去除基本上没有影响,但对TN和TP去除有影响。当回流比从0提高1和1．5时,TP去除效率分别降低了5．85％和4．06％;而TN去除效率分别提高了10．46％和7．87％,同时出水TN可稳定达到一级A标的要求。从控制运行能耗和脱氮效果的角度综合考虑,该污水厂强化生物脱氮的混合液回流比控制在1是比较合适的。     

SBR法短程硝化-反硝化生物脱氮工艺的研究

针对目前传统生物脱氮工艺存在的问题 ,结合国内外在该方向的研究现状 ,以实际豆制品废水为研究对象 ,控制反应器内混合液温度在 31± 0 .5℃的条件下 ,实现了短程硝化 反硝化生物脱氮工艺 ,NO-2 N NOx N的比率始终维持在90 %以上。并在此试验基础上 ,考察了曝气时间对反应器内氮形态变化的影响及系统对进水COD和NH3 N浓度的抗冲击负荷能力。结果显示 ,曝气时间对硝化效果影响较大 ,同时 ,本工艺具有较强的抗冲击负荷能力。     

3种运行模式下CAST工艺脱氮性能

以模拟城市污水为处理对象,采用循环式活性污泥法（CAST）反应器,对3种运行模式（M1：常规模式,M2：缺氧好氧模式、M3：缺氧好氧交替模式）下系统的脱氮性能进行了研究,比较了各模式下CAST反应器的氨氮和总氮的去除效率,并对各模式下典型周期内氮基质浓度变化进行了考察,以确定系统的脱氮模式。结果表明,在氨氮去除不成为限制条件（去除率〉90％）的条件下,3种运行模式下系统总氮的平均去除率分别为67．3％、70．6％和82．4％,以缺氧好氧交替模式下的最高;M1、M2和M3均可实现亚硝酸型硝化,但随着温度的升高,亚硝酸型硝化逐渐消失。静态实验分析表明,3种模式下系统的氨氧化速率大小次序为：vN：M1〉vN：M2〉vN：M3,反硝化速率大小次序为：vDN,M2〉vDN,M3〉vDN,M1。     

3种运行模式下CAST工艺脱氮性能

以模拟城市污水为处理对象,采用循环式活性污泥法(CAST)反应器,对3种运行模式(M1:常规模式,M2:缺氧好氧模式、M3:缺氧好氧交替模式)下系统的脱氮性能进行了研究,比较了各模式下CAST反应器的氨氮和总氮的去除效率,并对各模式下典型周期内氮基质浓度变化进行了考察,以确定系统的脱氮模式。结果表明,在氨氮去除不成为限制条件(去除率90%)的条件下,3种运行模式下系统总氮的平均去除率分别为67.3%、70.6%和82.4%,以缺氧好氧交替模式下的最高;M1、M2和M3均可实现亚硝酸型硝化,但随着温度的升高,亚硝酸型硝化逐渐消失。静态实验分析表明,3种模式下系统的氨氧化速率大小次序为:vN:M1vN:M2vN:M3,反硝化速率大小次序为:vDN,M2vDN,M3vDN,M1。     

两段进水生物膜法OOA-MBR工艺强化生物脱氮

开发出一种两段进水生物膜法好氧/好氧/缺氧-膜生物反应器（OOA-MBR）强化生物脱氮工艺,以模拟生活污水为研究对象,重点考察了流量分配比、曝气方式和水力负荷等因素对系统运行效果的影响,并对工艺控制参数进行了优化。实验结果表明,在系统HRT 4.8 h,流量分配比为1：1,后置MBR池曝气方式采取Air-on 4 min/Air-off 6 min模式,进水COD（380±20）mg·L-1、NH4+-N（35±5）mg·L-1、TN（35±5）mg·L-1时,出水COD、NH4+-N和TN去除率分别达到93.9%、91.8%和77.7%,出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准。     

污水处理中膜生物反应器的脱氮途径

就膜生物反应器污水处理中的硝化与反硝化特性进行了总结。分析和评述了各种膜生物反应器脱氮工艺的原理、特点、实现条件和应用现状;重点推介了一些新型脱氮途径在膜生物反应器中的应用。