好氧反硝化在短程硝化反硝化工艺中的作用研究

采用SBR反应器处理垃圾渗滤液，研究了短程硝化反硝化过程中好氧反硝化的作用。结果表明，SBR反应器的亚硝化效果良好，氨氮几乎完全被氧化为NO2^- -N；该系统的活性污泥中同时存在能还原NO3^- -N和NO2^- -N的好氧反硝化菌，还原NO3^- -N的好氧反硝化菌和氨氧化菌的数量及其总活性高于NO2^- -N氧化菌，这是SBR反应器能够长期维持亚硝化状态的重要原因；有机物浓度越高则好氧反硝化速率越快，此时氨氮均被氧化为NO2^- -N，当有机物浓度达到某临界值时，好氧反硝化速率几乎保持不变；溶解氧浓度越低则好氧反硝化速率越快，释放出的OH^-会导致pH值升高。好氧反硝化对于维持和促进SBR反应器的短程硝化反硝化具有重要的作用。     

传统与短程反硝化的影响因素及特性研究

分别研究了传统反硝化中硝酸盐氮负荷、COD N、pH值对反硝化速率及效率的影响 ,得出传统反硝化时最大硝酸盐氮负荷为 0 .0 8kg (kgMLSS·d) ,合适的COD N为 6～ 7,适宜的pH值为 7.5～ 8。对分别以NO-3 和NO-2 为初始基质的反硝化速率进行的对比试验结果表明 ,在温度为 2 5℃、pH值为 7、基质浓度 <30 0mg L时以NO-2 为初始基质的反硝化速率较快 ,但当基质浓度 >30 0mg L后反而是以NO-3 为初始基质的反硝化速率较快     

低C/N值下短程硝化反应器的启动及影响因素

采用CSTR反应器对低C/N值模拟废水短程硝化的启动过程及影响因素进行了研究。结果表明,在进水NH4+-N和COD分别为210和300 mg/L的条件下,控制进水pH值为7.8~8.2、温度为(30±0.5)℃、DO为1.0~1.5 mg/L、HRT=1.25 d,2个月即可成功启动短程硝化,亚硝态氮积累率可达99%以上,对氨氮的去除率稳定在95%以上。DO、污泥龄、氨氮负荷及pH是影响短程硝化稳定运行的主要因素。     

短程硝化反硝化快速启动及稳定运行研究

为了考察短程硝化反硝化的影响因素,对短程硝化反硝化快速启动和稳定运行的影响因素,采用实时控制手段研究.结果表明:通过DO和pH联合实时控制,低DO条件下可以实现短程硝化反硝化快速启动.启动成功的短程硝化污泥,过度曝气对NO2-N积累影响较大.合理控制曝气时间,应用实时控制策略,控制NH4+-N刚刚氧化完成时停止曝气,可保证NH4+-N完全氧化,防止NO2-N进一步氧化.实时控制可实现短程硝化,而且可以维持短程硝化稳定运行.     

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%.     

碳源投加方式对短程反硝化性能的影响

短程反硝化是非常有前景的硝酸盐废水前处理方法,可为厌氧氨氧化提供必需的底物（NO₂^-N）,而不同碳源投加方式会影响短程反硝化的性能。在进水NO₃^-N为100 mg/L、乙酸钠为碳源、碳氮比为2的条件下,探究了不同碳源投加方式（1次投加、3次投加、6次投加）对短程反硝化氮素转化特性及反应速率的影响。结果表明,分次投加碳源可以在短时间内启动高效稳定的短程反硝化,且6次投加方式条件下短程反硝化性能最优。6次投加碳源（t=0/10/20/30/40/50 min）条件下短程反硝化出水NO₃^-N、NO₂^-N平均浓度分别为7.33、60.92 mg/L,NO₃^-N至NO₂^-N的平均转化率（NTR）为86.55%,NO₃^-N比还原速率和NO₂^-N比还原速...     

常温下A/O工艺的短程硝化反硝化

采用A O工艺处理模拟生活污水 ,考察了pH值、游离氨 (FA)、DO、HRT等因素的影响。试验结果表明 ,A O工艺在常温 (18～ 2 5℃ )和pH <7.5时可以发生比较稳定的短程硝化反硝化 ;即使FA浓度低达 0 .0 6mg L也会对硝化菌属产生抑制作用 ,但FA浓度不会单独成为影响亚硝酸盐积累的主要因素 ;反硝化是否彻底将影响硝化类型 ,反硝化不完全时硝化类型向全程硝化反硝化转化 ,而一旦反硝化进行得比较彻底则可在短时间内恢复短程硝化反硝化 ;因硝化反应存在滞后现象 ,故控制较短的HRT有助于NO-2 -N的积累 ,而延时曝气则可以减少NO-2 -N的积累。     

双泥SBR系统的短程硝化反硝化和反硝化除磷研究

针对我国中小城镇污水低C/N值的水质特点,考察了双泥法SBR工艺的脱氮除磷效果。结果表明:硝化反应器采用生物膜SBR并控制溶解氧为1.0mg/L进行连续曝气,可以实现短程硝化反硝化;在厌氧/缺氧反应器中,聚磷菌能同时利用硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体进行反硝化除磷,从而降低了对有机碳源和溶解氧的需求以及能耗。小试系统对模拟城镇污水中COD、TN、TP的平均去除率分别为94.9%、81.2%、89.5%,出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。     

短程硝化反硝化对污泥沉降性能的影响及其控制措施

短程硝化反硝化技术是实现污水厂深度脱氮和节能降耗的重要方法之一,但是在目前的研究中普遍出现了污泥沉降性能变差的现象。针对北京清河污水厂的倒置A2/O工艺在冬季运行中出现的污泥上浮并严重堵塞污水设施的情况,采用批式试验分析了曝气时间、投加FeCl3、投加厌氧池浮泥对污泥沉降性能的影响。试验结果表明,该厂亚硝酸盐氮的累积量远大于硝酸盐氮的累积量,并且短程硝化反硝化效果随着厌氧池浮泥投量(0、10、50、200mL)的增加而增强,其同步硝化反硝化的效率分别为26%、40%、47%、62%。因此,短程反硝化是造成污泥上浮的主要原因,短程硝化反硝化工艺应避免亚硝酸盐在好氧段出水中的累积。     

连续流短程同步硝化反硝化启动及影响因素研究

在温度为30℃时,通过控制生物倍增反应器中溶解氧为0.3～0.5mg,/L、pH值为7.5～8.5,实现了连续流短程同步硝化反硝化的启动,并研究了低温和溶解氧对连续流短程同步硝化反硝化的影响.结果表明:采用阶段降温的方法,经过42天的培养,连续流短程同步硝化反硝化在10℃稳定运行;相同溶解氧下,温度在15～22℃变化时...     

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。     

NaCl对反硝化脱硫工艺运行效果的影响

采用UASB反应器研究当NaCl质量浓度为2~35 g/L时对反硝化脱硫工艺以及微生物群落结构的影响。结果表明:NaCl从2 g/L增加至35 g/L的过程中,提高S∶C∶N至1∶3∶1可以保持高的单质硫产率;反应器内异养反硝化菌属所占比例随NaCl质量浓度的增加而减小,而自养反硝化菌属所占比例却随之增加;NaCl存在时,有机物的增加能够影响亚硝酸盐还原速率,从而使硫化物氧化停留在单质硫阶段,且高质量浓度NaCl条件下兼性自养反硝化微生物能同时参与硫化物的氧化、硝酸盐的反硝化和有机物的降解,使反硝化脱硫工艺维持较好的处理效果。     

MBR中DO对同步硝化反硝化的影响

膜生物反应器（MBR）中,在DO为1mg/L左右,MLSS为8000-9000mg/L,温度为24℃,进水pH值为7.2,COD、NH3-N分别为523-700mg/L和17.24-24mg/L的相对稳定条件下,对COD、NH3-N、TN的去除率分别为96%、95%、92%。详细分析了在控制DO的条件下,MBR发生同步硝化、反硝化的原因,并提出了在单级好氧反应器中控制DO可发生短程硝化一反硝化生物脱氮的机制。     

短程硝化颗粒污泥的培养与特性分析

在SBR反应器中,接种普通活性污泥,以沉降时间为选择要素,逐渐提高氨氮负荷成功培养了以氨氧化细菌(AOB)为优势菌的好氧硝化颗粒污泥,其形态近似为球形或椭圆形,平均粒径1.1 mm,平均沉降速率为1.9 cm.s-1,SVI在18.2~31.4 mL.g-1之间,对氨氮的去除率达95%,亚硝酸盐积累率维持在80%~90%。颗粒污泥形成后,氨氧负荷达到了0.045 5 kgNH4+-N(kg MLSS.d)-1,与启动期相比,提高了4.55倍。分子生物学FISH技术对颗粒污泥菌群结构的定量分析表明,AOB占全部菌群的14.9%左右,NOB占0.89%左右。反应初期高FA和反应后期高FNA的共同作用可能是该研究中实现和维持稳定短程硝化的关键。     

短程反硝化生物过程及工艺研究进展

短程反硝化是基于全程反硝化发展而来的新型脱氮工艺,通常指在微生物作用下仅将硝酸盐还原成亚硝酸盐的生物过程,可为厌氧氨氧化技术提供稳定的亚硝酸盐作为反应基质,实现废水高效低耗脱氮,具有较大发展潜力。聚焦于短程反硝化生物过程及工艺,就其生物过程特性、亚硝酸盐积累机制、功能微生物、耦合工艺、反应装置及关键参数等进行系统综述,并简要探讨了短程反硝化存在的问题及未来发展方向,以期为该工艺的发展和应用提供理论和技术支撑。     

Cd2+胁迫对短程反硝化的影响与微生物群落变化

接种城市污水厂二沉池污泥,以乙酸钠为碳源,通过合理控制NO₃^--N浓度和COD/NO₃^--N启动短程反硝化(PD),并考察了长期投加不同Cd²⁺浓度的PD性能、胞外聚合物EPS和微生物群落变化。经过84 d的驯化成功启动PD,出水NO₂^--N浓度和亚硝酸盐积累率(NAR)均处于较高水平,其最高值分别为33.94 mg/L和81.24%,系统平均NAR为71.99%。Cd²⁺胁迫试验表明,与空白对照组S1相比,S2(2.5 mg/L)、S3(5 mg/L)和S4(10 mg/L)均呈现不同程度的短程反硝化性能恶化趋势,到第36天S2、S3和S4平均NAR分别下降了12.48%、14.59%和19.00%,但在高浓度Cd²⁺(5、10 mg/L)条件下,系统仍具有较高的NAR。重金属对微生物活性的毒性抑制导致S2的EPS含量高于S3和S4的EPS含量,EPS含量显著增加说明微生物通过分泌大量EPS来吸附Cd²⁺。微生物高通量测序表明,变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门居PD系统主导地位,反应器NO2^--N积累菌属Thauera的丰度表现为S2(2.13%)>S3(0.28%)>S1(0.2%)>S4(0.1%),表明10 mg/L的Cd²⁺不利于Thauera菌属生长,Cd²⁺浓度低于5 mg/L时Thauera菌属有生长的趋势。     

SBR中好氧颗粒污泥反硝化聚磷的研究进展

概述了近些年来在SBR反应器中利用好氧颗粒污泥进行反硝化聚磷的研究情况,重点关注了反硝化聚磷颗粒污泥的培养方式和影响颗粒污泥性能的因素,可以为好氧颗粒污泥反硝化聚磷的进一步研究提供参考。     

A/O SBR中同步硝化反硝化除磷颗粒污泥的富集

以聚糖菌颗粒污泥为接种污泥，在厌氧／好氧SBR中成功富集了具有同步硝化反硝化除磷效果的颗粒污泥。结果表明，培养过程中，污泥总磷含量、厌氧释磷量及磷酸盐去除率的提高表明反应器中聚磷菌逐渐替代聚糖菌成为优势菌种；培养末期颗粒污泥的粒径为600～1000μm，SVI为48mL／g，有机物主要在厌氧阶段被去除并以胞内聚合物（PHB）的形式储存，厌氧阶段对TOC的去除率为87％，对TOC的总去除率为90％，对磷酸盐的去除率为95．6％；氮的去除是在好氧条件下经同步硝化反硝化完成的，且PHB为主要的反硝化碳源，对氨氮的去除率为99．3％，对总氮的去除率为85．5％。     

硝化颗粒污泥的培养及其硝化性能研究

在连续流上流式好氧反应器中接种厌氧颗粒污泥进行硝化颗粒污泥的培养及其硝化性能研究,结果表明,通过逐步提高进水N/C值能培养出高活性硝化颗粒污泥;进水氨氮浓度对系统的硝化性能没有显著影响,系统对氨氮的去除率85%;当氨氮容积负荷0.40kgNH4+-N/(m3.d)时,系统实现短程硝化,亚硝酸盐氮积累率平均高达83%。     

对同时硝化反硝化研究进展的分析

通过对比传统生物脱氮理论,提出同时硝化反硝化技术的优点,结合国内外研究现状,主要从微环境理论和生物化学方面进行综述,并指明好氧反硝化今后的研究方向,以达到提高系统处理能力和效率的目的。