ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器启动及有机负荷对其运行性能的影响

控制已稳定运行的UASB-ANAMMOX反应器进水TN容积负荷为026 kg.m^-3.d^-1,通过连续添加有机物(葡萄糖),在进水有机负荷与TN负荷比值为1的情况下,仅用35 d就成功启动了ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器,稳定阶段反应器对氨氮、亚硝氮、TN和COD的去除率分别高达95.3%、99.1%、94.0%和93.2%,三氮比即去除的氨氮∶去除的亚硝氮∶生成的硝氮为1∶1.34∶0.03。研究了有机负荷冲击对ANAMMOX与反硝化协同脱氮反应器运行性能的影响。结果表明,进水有机负荷的突降对反应器的运行性能影响不大;有机负荷的突增会显著影响反应器脱除氨氮的能力,经驯化后仍能实现协同脱氮作用,但会恶化反应器的出水水质,大幅降低进水有机负荷可显著改善出水水质。协同脱氮反应器对有机负荷冲击有较强的抵抗力。     

进水Ca／P比对厌氧氨氧化活性的影响

在生物膜反应器(无纺滤布作填料)中,研究不同进水基质Ca/P质量比对厌氧氨氧化活性的影响.结果表明,四号反应器(Ca/P=7)运行效果最好;三号反应器(Ca/P=5)NO2-N去除率波动剧烈,稳定性差;一号(Ca/P=0.5)及二号反应器(Ca/P=1)ANAMMOX活性不高,NH4+-N、NO2-N去除率长期低于40%,可见低Ca/P比不利于本试验中厌氧氨氧化活性的正常发挥,甚至产生抑制作用.四号反应器负荷提高阶段,HRT最终缩短为6h,运行效果稳定,最高氮去除负荷达到0.618 kg-N·m-3·d-1,而且NO3-产生量小于根据Strous总结的ANAMMOX反应方程式的理论计算值.     

改性聚乙烯填料CANON反应器的启动与运行

以人工配制无机高氨氮废水为进水,通过接种CANON污泥,研究了改性聚乙烯填料CANON反应器的启动过程.为避免初期溶解氧的抑制作用, 启动采用先厌氧后好氧的方式,以加速ANAMMOX细菌的增殖.首先,在室温[(20±5)℃]、厌氧条件下,历经300 d依然不能启动厌氧氨氧化,TN去除负荷仅为0.12 kg·(m³·d)^-1;当提高温度至30℃后,30 d后,TN的去除负荷达到0.23 kg·(m³·d)^-1;改为好氧条件后,经过38 d后,TN的去除负荷达到1.01 kg·(m³·d)^-1,TN去除率达到77.61%, 的平均值为0.122,接近理论值0.127,表明CANON反应器的脱氮效果良好,短程硝化稳定.通过分析认为,采用先厌氧后好氧的方式启动,并没有达到加速培养ANAMMOX细菌的预期目的,改性聚乙烯填料不适用在厌氧条件下培养ANAMMOX细菌.改性聚乙烯填料CANON反应器启动成功后,需要的曝气量少,但运行不易稳定,应对于CANON反应器形式予以改进,建议将改性聚乙烯填料结合UASB反应器采用,使污泥免于流失.     

ANAMMOX反应器快速启动及对反硝化聚磷的影响研究

硝化菌的生长快于厌氧氨氧化菌,通过培育硝化生物膜,利用硝化菌的基质多样性和代谢多样性,可使生物膜由催化硝化反应过渡到催化厌氧氨氧化反应,加速ANAMMOX反应器的启动。经过2个月的运行,成功地启动了ANAMMOX反应器,而且反应器运行性能稳定。将厌氧氨氧化引入反硝化聚磷系统中,试验结果表明,在COD和TP的去除率保持基本不变的情况下,NH4+-N的去除率从23%上升到87%,TN的去除率从88%提高到93%,出水NH4+-N和NO2--N的质量浓度均低于2mg/L。     

盐度条件下UASB厌氧氨氧化反应器启动与运行研究

考察了低盐度条件下启动厌氧氨氧化反应器及其处理高氮高盐废水的可行性。结果表明,在NaCl为3.0 g/L的低盐度、氮负荷为130 mg/(L·d)的条件下采用普通活性污泥作为接种污泥,可在165 d内成功启动UASB厌氧氨氧化反应器,对TN、NH4+-N、NO2--N的平均去除率分别达到80.0%、98.8%、90.0%,NH4+-N、NO2--N去除量与NO3--N生成量之比为1∶(1.15±0.08)∶(0.20±0.02),出水pH稳定在8.42左右,污泥呈棕褐色颗粒状,存在部分浅红色颗粒污泥。将总氮容积负荷和盐度(NaCl)逐步提高到258 mg/(L·d)和12.0 g/L,反应器脱氮效率保持高效、稳定。在低盐度条件下启动厌氧氨氧化反应器之后,通过适当的氮负荷和盐度提升方式,可以处理高氮高盐废水。     

组合CRI工艺对印染二级生化出水的深度脱氮效果

采用好氧+厌氧组合人工快渗(OCRI+ACRI)工艺处理印染二级生化出水,考察了运行过程中氮素污染物的迁移转化规律及脱氮效果。结果表明,组合工艺运行28 d后可成功启动部分亚硝化和厌氧氨氧化,稳定运行期间COD、NH₄⁺-N、TN平均去除率分别为87.2%、99.0%、96.9%,出水浓度均达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)的直接排放标准。组合CRI工艺共运行180 d,OCRI反应器内主要发生部分亚硝化,其对COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为87.3%、60.1%、5.2%。ACRI反应器内主要发生厌氧氨氧化,其对COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为12.7%、39.9%、94.8%。     

高负荷冲击下厌氧氨氧化反应器的快速启动策略

为实现高负荷冲击下厌氧氨氧化反应器的快速启动，通过调节进水负荷，设置出水回流，启动以海绵为载体的上流式厌氧污泥床反应器。实验前期进水氮负荷为4 kgN/(m³·d)，启动27 d后添加出水回流，氨氮去除率达80%，总氮去除率达51%。第37天时提高氮负荷至6 kgN/(m³·d),41 d系统达到稳定运行，总氮去除率可达74%。在高流速冲击下利用海绵作为填充物，水力冲击使微生物分泌大量胞外聚合物，并黏附在多孔的海绵体上，形成稳定的生物载体。高通量测序结果表明，Candidatus Kuenenia为主要的厌氧氨氧化菌，其丰度为8.1%。在高负荷冲击下通过海绵填充和设置出水回流可以快速启动厌氧氨氧化反应器，为高负荷下厌氧氨氧化反应器的启动提供了新思路。     

单一缺氧/厌氧UASB同步反硝化产甲烷与A/O组合工艺处理实际晚期渗滤液

以实际高氮晚期渗滤液为研究对象,应用缺氧/厌氧UASB-A/O组合工艺重点研究有机物和氮的去除特性,同时考察了A/O系统内短程硝化实现途径及稳定方法。试验结果表明,该生化系统可实现有机物和氮的同步、深度去除。在原液COD平均为6537 mg·L^-1,NH⁺₄-N为2021 mg·L^-1的条件下,系统最终出水分别为300 mg·L^-1和15.6 mg·L^-1,去除率分别为95.4%和99.2%。UASB反应器的平均COD负荷为6.5 kg COD·m^-3·d^-1,去除速率为5.3 kg COD·m^-3·d^-1。在单一UASB反应器内,发生了缺氧反硝化和厌氧产甲烷的双重生化反应,UASB反应器内获得了几乎100%的反硝化率。通过高游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）的协同作用,使A/O反应器实现并维持了稳定的短程硝化,通过99%以上的亚硝化率实现高效的氨氮去除。     

高氮负荷冲击后海洋厌氧氨氧化生物反应器的重启

以3个经过高氨氮负荷冲击后的海洋厌氧氨氧化生物反应器为研究对象,其脱氮性能差、细菌生物活性低,通过对比实验探究其快速重启措施。结果显示,反应器3运行13 d后恢复脱氮性能,NH4+-N和NO2--N的去除率分别为92.5%、85.7%;运行46 d,容积负荷及去除速率分别为0.34 kg/(m3·d)和0.25 kg/(m3·d),NH4+-N、NO2--N、NO3--N的反应速率化学计量比为1.0:1.29:0.19。反应器1在第51天恢复脱氮性能,运行83d,获得容积去除速率0.36kg/(m3·d);反应器2在第20天恢复脱氮性能,运行57 d,获得容积去除速率0.23 kg/(m3·d)。研究表明,相比高基质含量短HRT和低基质含量短HRT,低基质含量长HRT是快速重启反应器的优选措施。     

双膜耦合系统（MBR-MBfR）处理低碳氮比污水实验研究

为解决实际低碳氮比废水高效脱氮问题，以MBR-MBfR双膜耦合系统为研究对象，探究不同C/N双膜系统的脱氮效果。结果表明，当C/N=2时，其对NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN及COD的协同去除效果最好，COD、NO₃^--N、NO₂^--N、NH₄⁺-N、TN的去除率分别达到79.16%、78.40%、88.41%、77.04%和77.31%，是适合MBR-MBfR双膜耦合系统的最佳碳氮比。用于处理实际废水经过20 d的运行，结果表明，COD、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN去除率分别达到75.88%、80.02%、76.42%和80.92%。达到较好的双膜耦合效果，为反应器高效脱氮以及去除含有有机碳的低C/N废水提供参考和技术支持。高通量测序结果表明：1)作为氨氧化菌(AOB)的亚硝基...     

聚季铵盐对厌氧生化反应器中微生物自身固定化的促进作用

厌氧生化反应器初次启动时培养足量的颗粒污泥需要花费数月甚至1年时间,投加高分子聚合物能够有效地促进厌氧微生物自身固定化的进程,聚合物性能、投加量以及投加方式对厌氧微生物的性能产生影响.通过生物化学甲烷势（BMP）测定原理研究了聚季铵盐的厌氧生物可降解程度;采用厌氧毒性测定(ATA)方法对比了不同浓度下的聚季铵盐对厌氧污泥比产甲烷活性(SMA)和沉降性能的影响.结果表明,适量的聚季铵盐对厌氧微生物自身固定化有促进作用,建议采用间隔9～10d的多次投加方式,厌氧生化反应器中聚季铵盐浓度介于10～20mg•L^-1为宜.     

低溶解氧丝状菌污泥微膨胀在SBR中的可行性

为了考察污泥微膨胀低能耗方法在间歇序批式(SBR)反应器中应用的可行性,采用实际生活污水进行试验,研究了污泥膨胀的启动、过度膨胀的抑制以及微膨胀的维持方法。结果表明,在pH7.0～8.0,温度(23±0.5)℃时,连续进水和单纯设置好氧段可以快速启动低氧丝状菌污泥膨胀。减少好氧时间和设置前置缺(厌)氧段可以有效地抑制丝状菌繁殖。微膨胀启动成功后,根据反应条件及处理要求的改变及时调整SBR运行方式,可将系统稳定地维持在微膨胀状态。低氧微膨胀状态下处理实际生活污水,出水氨氮浓度、磷浓度和悬浮物浓度(SS)可分别控制在4.5mg.L-1、0.2mg.L-1和5.0mg.L-1以下。每周期中联合利用DO、pH等在线参数可以实时了解系统生化反应的进程。     

一株异养硝化菌的分离鉴定及其最佳亚硝化条件

采用传统微生物分离纯化方法,从焦化废水活性污泥中筛选到一株高效去除氨氮并显著积累亚硝酸盐氮的异养硝化细菌C16.该菌株为G-,短杆状;菌落为白色、半透明.经形态、生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析,初步鉴定该菌属于产碱杆菌属(命名为Alcaligenes sp.C16).对该菌的异养硝化功能进行了研究,结果表...     

序批式膜生物反应器处理生活污水的特性

研究了中试规模序批式膜生物反应器处理生活污水的特性.发现其对COD_Cr、NH₃-N及TN的去除效果可分别达到95.0%、96.3%及38.0%;过膜阻力增加率为1.032 kPa•m^-1.TN去除率偏低的主要原因在于缺少搅拌装置,在静置阶段时,污泥大部分沉积在反应器底部（系统运行期间30 min沉降比均低于40%）,从而使反硝化细菌不能充分与水溶液中的NO_x-N接触.采用空间排阻液相色谱法对混合液及膜污染物进行分子量分布测定,发现大量大分子物质在反应器内、膜面及膜孔内积累,相对分子质量大于10⁴的有机物分别占64.0%、38.0%.经过物理及化学清洗,膜通量恢复了73.4%,多糖含量为清洗前的30.4%,说明多糖是造成不可逆污染的主要物质.     

生活污水不同生物脱氮过程中N_2O产量及控制

利用好氧-缺氧SBR反应器和全程曝气SBBR反应器处理生活污水,分别实现了全程、短程和同步硝化反硝化脱氮过程,研究了不同脱氮过程中N2O的产生及释放情况,同时考察了不同DO条件下同步脱氮效率及N2O产生量。结果表明,全程、短程生物脱氮过程中N2O主要产生于硝化过程,反硝化过程有利于降低系统N2O产量。全程、短程、同步硝化反硝化脱氮过程中N2O产量分别为4.67、6.48和0.35mg.L-1。硝化过程中NO2-N的积累是导致系统N2O产生的主要原因。部分AOB在限氧条件下以NH4+-N作为电子供体,NO2-N作为电子受体进行反硝化,最终产物是N2O。不同DO条件下同步硝化反硝化过程中N2O的产生表明:控制SBBR系统中DO浓度达到稳定的同步脱氮效率可使系统N2O产量最低。     

焦化废水中硫氰化物的生物降解及其与苯酚、氨氮的交互影响

硫氰化物（SCN^-）在焦化废水中的普遍出现,对COD、色度及NH⁺₄-N等指标构成贡献,且生物降解过程中还与其他污染物产生交互作用,影响工程工艺的选择和达标的控制。本研究采用实际工程不同单元工艺的活性污泥,在研究SCN-的基本降解特性与动力学基础上,重点考察苯酚对SCN^-降解及SCN^-对氨氮硝化过程的影响,评价SCN^-在焦化废水实际降解过程中与其他污染物的交互作用。研究发现,在特征活性污泥培养条件下,SCN^-的降解速率达20.15 mg SCN^-·（g MLSS）^-1·h^-1,污泥活性不受SCN^-底物浓度抑制,降解过程符合Michaelis-Menten动力学模型;苯酚对SCN^-的降解表现为毒性抑制且存在浓度阈值,高浓度苯酚可严重抑制SCN^-的降解,738 mg·L^-1苯酚使108 mg·L^-1SCN^-完全降解时间从1.5 h延长至20 h;SCN^-对硝化过程有抑制作用,可同时影响NH⁺₄的去除和NO^-₂的转化,导致硝化系统中NO^-₂浓度的积累。结果表明,生物过程中SCN^-与酚类、NH⁺₄之间的交互影响使焦化废水的处理变得复杂且难以控制,针对实际工程,需要明确各核心组分之间的相互作用,从共基质效应或毒性效应方面考虑污泥活性与浓度区间的适配,才能构建出各项污染指标得到优化控制的高效工艺。     

双污泥-诱导结晶工艺除磷脱氮试验研究

针对传统污水处理脱氮除磷工艺碳源不足、聚磷菌与硝化菌泥龄矛盾、磷资源无法有效回收利用等问题,开发出"双污泥-诱导结晶"新型工艺,对其去除有机物和脱氮除磷性能进行了考察和分析。结果表明:当进水COD为152～237mg.L-1,TP为3.92～7.68mg.L-1,TN为31.3～50.5mg.L-1,C/N比约为3.91～5.21时,COD、TN和TP平均去除率分别为93.2%、71.2%和95.7%。厌氧段COD去除量约占系统COD去除总量的85.9%。TN的去除主要由缺氧池承担,厌氧池、硝化池、缺氧池、后置曝气池TN去除量约占系统TN去除总量的31.7%、11.4%、54.9%和2.0%。结晶在除磷过程中起着主要作用,结晶除磷量平均约占总除磷量的81.5%。双污泥工艺在系统中的主要作用为辅助化学除磷和脱氮。侧流比是保证系统稳定运行的关键参数。后置曝气池对超越污泥中COD和氨氮的去除有重要作用。     

Performance and sludge characteristics of anammox process at moderate and low temperatures

A sequencing batch reactor (SBR) was used to investigate the performance and sludge characteristics of anammox process at moderate and low temperatures. The initial pH was 7.5 and hydraulic retention time (HRT) was 3 h. When temperature was 25-35 °C, nitrogen removal rate (NRR) fluctuated from 1.67 to 1.82 kg/m³·d. However, when temperature dropped to 15 °C, NRR suddenly decreased by 0.48 kg/m³·d. Larger activation energy was acquired at lower temperature, and it was difficult to achieve efficient nitrogen removal under low temperature. When temperature declined to 10 °C, ΔNO ₂ ^? -N/ΔNH ₄ ⁺ -N and ΔNO ₃ ^? -N/ΔNH ₄ ⁺ -N reached 1.02 and 0.27, respectively. Inhibition resulting from low temperature on anammox activity was recoverable, and the modified Boltzmann model was appropriate to analyze recovery feature of anammox process. Low temperature not only led to poor nitrogen removal, but also affected sludge size and feature.     

预氯化对原水长距离输水管道硝化性能的破坏与恢复

采用稳定运行的环状生物膜反应器(bio-films annular reactor,BAR)模拟原水长距离输水管道水质净化过程,以不同投氯方式进行预氯化对原水输水管道硝化性能的破坏与恢复试验研究。结果表明,预氯化对管道生物膜AOB损伤较大,灭活率为4.96log,对NH₄⁺-N、NO₂^--N去除效能影响明显。恢复阶段CT值越高生物膜中AOB恢复生长速率越快。生物膜对NH₄⁺-N去除效能的恢复较NO₂^--N快2 d,NH₄⁺-N、NO₂^--N分别在第8 d和第10 d完成恢复。生膜中AOB数量的恢复与管道对NH₄⁺-N的去除率之间存在明显的相关性,其相关系数可达到92%。