AAOA-MBR工艺污水脱氮特性及脱氮机制

为了提高污水脱氮效果,在传统A2O工艺的基础上,增加后置缺氧段并与膜生物反应器相结合,构建了AAOA-MBR污水处理中试装置,进行了中试实验。实验结果表明,在进水COD浓度为100.00~280.00 mg/L、TN浓度为18.32~31.86 mg/L、NH4+-N浓度为12.78~24.44 mg/L时,COD、TN和NH4+-N的平均去除率分别达到了90.0%、72.1%和99.0%,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A标准;通过多点进水优化了内源配置,节约了碳源,强化了脱氮效果;采用膜池回流供氧,可在节能的同时保证缺氧池1的缺氧环境,提高了反硝化效果。本文的研究成果为实际污水处理工程市场提供了一套高效脱氮的新工艺。     

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。     

生物脱氮除磷新工艺的研究进展

传统的脱氮除磷工艺存在许多不足之处 ,经济、高效、低耗的可持续脱氮除磷工艺已成为污水处理的发展方向。在分析中 ,介绍了运用短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷理论的工艺 :SHARON工艺、CANON工艺、ANAMMOX工艺、SHARON与ANAMMOX联合工艺、DEPHANOX工艺、BCFS○R工艺的机理和研究进展     

纳米复合脱氮剂/气动超声吹脱高浓度氨氮废水

在自制0.2 t/h气动超声吹脱实验装置中,通过自主研发的纳米复合脱氮剂(CT-601)与气动超声波的耦合作用,在不同氨氮初始浓度、吹脱时间、CT-601投加量、气液比等条件下对高浓度氨氮废水进行研究。结果发现,在常温下p H=11、气液比=900∶1、脱氮剂投加量为0.0848 g/L时,超声吹脱60 min,处理2 000 mg/L的模拟废水时,去除率可达到93%以上,处理浓度为2 156 mg/L的实际废水时,去除率达到90%以上,较普通吹脱法和超声吹脱法分别提高40%和10%。同时还发现,该装置对COD去除率为29.72%,运行成本也只有7.24元/m3。     

生物脱氮技术的研究进展

随着工农业生产的发展和人们生活水平的提高，含氮化合物的排放量急剧增加，业已成为环境的严重污染源而引起各界的关注。氮素污染的危害极大，进入水体，不但能诱发“富营养化”，造成水生生态系统紊乱，而且还有以下影响：（l）消耗溶解氧，导致水体缺氧；（2）影响鱼鳃的氧传递，使鱼类致死；（3）与氯气作用生成氯胺，妨碍氯化消毒。氨转化为硝酸，又可由饮用水而诱发婴儿的高铁血红蛋白症；硝酸盐进一步转化为亚硝胺则具有严重的“三致”作用，直接威胁着人类的健康’‘’。经济有效地控制氮素污染已成为当今环境工作者所面临的重大课…     

反硝化碳源在人工湿地脱氮中的应用及其研究进展

碳源供给是制约人工湿地反硝化脱氮的重要因素,系统论述了反硝化碳源的类型及其在人工湿地反硝化过程中的作用,并对人工湿地中反硝化碳源的应用现状进行了讨论.反硝化菌与人工湿地脱氮有着密切关联,是人工湿地领域研究的焦点.此外,人工湿地中的环境条件、运行条件及湿地构建条件等都会对其反硝化效果产生重要影响,指出了通过改善上述条件提...     

不同基质在人工湿地脱氮中的应用及其研究进展

在比较了不同基质脱氮效率的基础上,认为基质作为人工湿地的重要组成部分,在为植物和微生物提供生长介质的同时,也能通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物质,其中基质的类型、级配等因素会影响基质作用的发挥;不同基质对脱氮性能存在较大差异,沸石和蛭石是目前研究中脱氮效率较高的两种基质。在归纳了脱氮机制和影响因素的基础上,认为不同基质由于脱氮机制不同,脱氮性能和脱氮效率也存在较大差异;人工湿地基质所有理化性状都可能影响到它对污水的脱氮效率。最后,对今后的相关研究方向进行了展望。     

短程硝化-反硝化生物脱氮过程的影响因素研究

短程硝化-反硝化,是将硝化过程控制在亚硝化阶段,随后在缺氧条件下进行反硝化的生物脱氮过程,其关键是如何控制硝化过程中影响HNO2积累的因素。分析结果表明：影响NO2^--N积累的主要因素为温度、游离氨、pH值、溶解氧、有害物质和泥龄,并提出了实现短程硝化一反硝化的控制条件。     

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。     

进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N_2O释放的影响

进水氨氮负荷是污水生物脱氮过程中N2O释放的重要影响因素。在稳定运行的序列间歇式活性污泥反应器(SBR)内,考察了进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N2O释放速率、累积释放量和转化率的影响。结果显示,相比于缺氧段,进水氨氮负荷的增加对好氧段N2O的释放有较大影响,且N2O的释放速率、累积释放量和转化率均随进水氨氮负荷的增加而增大。当进水氨氮负荷从45.6g/(m3·d)增加到78.6g/(m3·d)时,系统的总N2O累积释放量和总N2O转化率增加并不明显,仅增加3.95mg、0.99百分点;而当进水氨氮负荷从78.6g/(m3·d)增加到117.6g/(m3·d)时,系统的总N2O累积释放量和总N2O转化率分别增加了25.24mg、4.49百分点。因此,在实际污水处理过程中,当进水氨氮负荷偏高(117.6g/(m3·d))时,系统的N2O释放量可能大幅增加,需要采取减少进水氨氮负荷的方法来避免N2O释放。     

低C/N比条件下曝气生物滤池深度脱氮

为实现低C/N比条件下曝气生物滤池的深度脱氮目的,同时为低碳源、低能耗、高效率的污水氮素去除提供技术理论参考,实验研究了低C/N比人工模拟污水曝气生物滤池中各种形式氮素的动态变化和去除效果。结果表明,在整个运行期间当曝气量调节为2 mL/min时,此时系统中溶解氧变化范围为0.49~1.02 mg/L,亚硝酸浓度在2.89~7.48 mg/L之间,该C/N比污水中亚硝酸盐的积累率可达50%以上。并且在该运行条件下氮素去除率保持在60%以上,可以实现较低C/N比条件下污染水体中氮素的去除。因此,该研究可为低C/N比污水短程深度脱氮创造条件,为C/N比较低的城市尾水深度脱氮提供依据。     

CANON工艺中短程硝化恢复及ANAMMOX强化策略

为了对CANON工艺中遭破坏的短程硝化进行恢复,并对ANAMMOX菌的活性进行强化,在第1阶段(抑制期)采用连续流反应器,限制DO质量浓度为0.1~0.4 mg∙L⁻¹,利用限氧条件对NOB活性进行抑制,投加NH₄⁺-N和NO₂⁻-N,经过73 d运行,ANAMMOX菌活性由0.08 kg∙(kg∙d)⁻¹(以VSS计)上升至0.34 kg∙(kg∙d)⁻¹;NOB比耗氧速率(SOUR)由1.68 kg∙(kg∙d)⁻¹(以VSS计)降低至0.79 kg∙(kg∙d)⁻¹,活性显著降低,系统TN去除率由42.7%升高至88.6%,NH₄⁺-N和NO₂⁻-N同步去除,ΔNO₃⁻-N/ΔTN值向理论值0.127趋近。第2阶段(过渡期)、第3阶段(好氧期)采用SBR进行,分别将DO维持在0.4~0.7 mg∙L⁻¹和0.7~1.0 mg∙L⁻¹,至第130天,NOB活性降低至0.57 kg∙(kg∙d)⁻¹,TN去除负荷达到0.86 kg∙(m³∙d)⁻¹,ΔNO₃⁻-N/ΔTN值由抑制前的0.318降低至0.136,短程硝化基本恢复。在短程硝化恢复过程中,ANAMMOX菌优势菌属Candidatus Kuenenia的相对丰度由7.91%增长至13.12%,但NOB的主要菌属Nitrospira的相对丰度由低于0.01%增至1.03%,表明在后续长期运行过程中,依然存在短程硝化遭到破坏的风险。     

低曝气下PAC强化SBR工艺同步脱氮除磷

采用序批式反应器(SBR)处理模拟生活污水,研究不同曝气量(30、24、18和12 L/h)下活性污泥同步脱氮除磷规律,并在最佳曝气量下,比较了粉末活性炭-序批式反应器(PAC-SBR)和SBR的脱氮除磷效率,分析了低曝气下PAC-SBR的运行特性和优越性。实验结果表明,当曝气量为24 L/h时,SBR内出水效果较好,其COD、TN和TP的平均去除率分别可以达到90.02%、81.13%和88.12%。在这个最佳曝气量下,PAC-SBR具有明显的优势,其COD、TN和TP的平均去除率均高于SBR,并且PAC-SBR具有较好的污泥沉降性能和较高的活性污泥浓度。在PAC-SBR中,活性污泥以PAC作为微生物载体强化了生物降解效果,并改善了低曝气下污泥絮体的结构,促使反应器内先后形成缺氧-厌氧-微氧/缺氧-缺氧的环境,利于同步硝化反硝化和反硝化聚磷,提高了PAC-SBR的同步脱氮除磷效率。     

不同工况条件对Carrousel氧化沟脱氮除磷影响研究

采用Carrousel氧化沟处理实际生活污水,考察了DO、TCOD/TN和污泥回流比对氧化沟单沟内同步脱氮除磷效果的影响。结果表明,在相同HRT、污泥回流比、TCOD/TN比的工况下,氧化沟系统对TN、TP的去除率随着DO浓度的增加而降低;在相同HRT、污泥回流比、DO的工况下,氧化沟系统对TN、TP的去除率随着TCOD/TN比的增加而提高;在相同HRT、DO和TCOD/TN比的工况下,氧化沟系统对TN的去除率随着回流比的增加而提高,而对TP的去除率随着回流比的增加而降低。     

分段进水SBR短程生物脱氮过程中N_2O产生及控制

利用SBR,控制曝气量为60 L/h,利用在线pH曲线控制曝气时间,成功实现了短程生物脱氮过程,并考察了不同进水方式下SBR运行性能及N2O产量。结果表明,分段进水能够有效降低短程生物脱氮过程中外加碳源投加量。在原水进水碳氮比较低时,采用递增进水量的进水方式,能够有效降低生物脱氮过程中NO-2积累量,从而降低系统N2O产量。1次进水、2次等量进水和2次递增进水方式下,生物脱氮过程中N2O产量分别为11.1、8.86和5.04 mg/L。硝化过程中NO-2-N的积累是导致系统N2O产生的主要原因。部分氨氧化菌（AOB）在限氧条件下以NH＋4-N作为电子供体,NO-2-N作为电子受体进行反硝化,最终产物是N2O。     

分段进水SBR短程生物脱氮过程中N2O产生及控制

利用SBR,控制曝气量为60 L/h,利用在线pH曲线控制曝气时间,成功实现了短程生物脱氮过程,并考察了不同进水方式下SBR运行性能及N2O产量。结果表明,分段进水能够有效降低短程生物脱氮过程中外加碳源投加量。在原水进水碳氮比较低时,采用递增进水量的进水方式,能够有效降低生物脱氮过程中NO-2积累量,从而降低系统N2O产量。1次进水、2次等量进水和2次递增进水方式下,生物脱氮过程中N2O产量分别为11.1、8.86和5.04 mg/L。硝化过程中NO-2-N的积累是导致系统N2O产生的主要原因。部分氨氧化菌(AOB)在限氧条件下以NH+4-N作为电子供体,NO-2-N作为电子受体进行反硝化,最终产物是N2O。     

有机物浓度对厌氧氨氧化脱氮性能影响试验研究

通过间歇试验和连续试验研究了不同有机物浓度对厌氧氨氧化活性及脱氮性能的影响。间歇试验结果表明：自养条件下厌氧氨氧化菌的最大比反应速率为0.189 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）;当氨氮和亚硝酸盐氮浓度为80 mg/L时,有机物的添加降低了厌氧氨氧化速率,当有机物浓度超过70 mg/L时,厌氧氨氧化菌的最大比反应速率降低到0.05 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）以下,是反硝化菌与厌氧氨氧化菌竞争亚硝酸盐产生了可逆抑制的结果。连续试验结果表明,高氮低碳源有机环境下厌氧氨氧化能稳定运行,并且比自养系统中总氮的去除率有所提高,当COD值为50 mg/L时,总氮去除率最大,平均值达96.59%,是反硝化菌和厌氧氨氧化菌共同脱氮的结果;当有机物浓度过高时,ANAMMOX对TN去除贡献率持续降低,反硝化不断得到强化,厌氧氨氧化运行不稳定。     

基于SBBR的单级自养脱氮快速启动

以普通活性污泥为接种污泥,采用人工配制无机氨氮废水进行单级自养脱氮工艺快速启动研究。启动过程经历了污泥适应期、部分短程硝化选择期以及单级自养脱氮实现期3个阶段。经过29 d的培养驯化,通过控制游离氨的方法实现了部分短程硝化。当出水中亚硝酸盐积累率达到60%左右时,立即将序批式生物膜反应器(SBBR)由连续曝气改为间歇曝气,间歇曝气使得厌氧氨氧化菌(AAOB)的富集与亚硝酸氧化菌(NOB)的淘汰同时进行,并且避免了高浓度亚硝酸盐对AAOB的抑制作用,从而实现了单级自养脱氮的快速启动。实验仅用50 d成功启动了SBBR单级自养脱氮工艺,总氮容积去除负荷达到0.173 kg N/(m3·d),氨氮的平均去除率达到98.68%,总氮的平均去除率达到80.87%。成功启动之后,反应器内只有少量的悬浮污泥,大部分的污泥都附着在填料上,污泥颜色呈褐色,而反应器内壁及出水管上附着的污泥呈浅砖红色,表明反应器内富集了大量的AAOB。     

好氧与厌氧氨氧化复合颗粒污泥完全自营养脱氮影响因素

采用间歇实验,考察了初始NH⁺₄-N浓度、DO浓度和pH对颗粒污泥完全自营养脱氮的特性的影响。研究表明,在完全自营养脱氮系统中,当DO为0.6～0.8 mg/L,pH控制在7.5～7.8时,好氧氨氧化和厌氧氨氧化速率在一定范围内随NH⁺₄-N浓度（30～150 mg/L）的增加而增加,较高的氨氮浓度能提高自营养脱氮反应速率。较高的DO有利于提高亚硝酸盐氧化速率,但会导致亚硝酸盐的积累;DO浓度过低时,好氧氨氧化过程受到抑制。NH⁺₄浓度为36 mg/L,DO控制在0.6～0.8 mg/L的条件下,当pH值为7.8时,完全自营养脱氮的效果最佳,总氮去除速率达最大值为23.976 mg/(g MLSS·d)。     

羟氨对CANON工艺中短程硝化及脱氮性能的影响

作为全程自养脱氮(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite, CANON)工艺中间产物,羟氨(hydroxylamine, NH₂OH)可能对CANON工艺产生重要影响。为研究NH₂OH对于CANON工艺中短程硝化及脱氮性能的影响,利用稳定运行的移动床式生物膜反应器(moving-bed biofilm reactor, MBBR)进行批次实验,控制进水${{\rm{NH}}_4^ +} $-N质量浓度为230 mg·L⁻¹,添加NH₂OH质量浓度分别为0、5、20、80 mg·L⁻¹,研究了添加不同质量浓度的NH₂OH对CANON工艺的影响。结果表明,NH₂OH质量浓度越高,越有利于CANON工艺中亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidizing bacteria, NOB)的抑制。当NH₂OH质量浓度≤20 mg·L⁻¹时,提高NH₂OH质量浓度,有利于提高${{\rm{NH}}_4^ +} $-N的降解速率;当NH₂OH质量浓度为20 mg·L⁻¹,${{\rm{NH}}_4^ +} $-N降解速率可以提高29.4%。从总体脱氮效果来看,NH₂OH的添加会提高CANON的脱氮性能,建议将NH₂OH投加质量浓度控制在5 mg·L⁻¹为宜。