智能化曝气控制A/O工艺处理低C/N生活污水有效性及其脱氮机制

将新型智能化曝气控制系统（automatic oxygen supply device,AOSD）应用于A/O工艺中,研究AOSD系统曝气模式控制下的A/O工艺（I-A/O）与持续曝气模式的A/O工艺（C-A/O）对低C/N生活污水处理能力的有效性,并从系统活性污泥特性的角度探究I-A/O系统反硝化菌在脱氮过程中对碳素的摄取、利用途径。结果表明：低进水碳源负荷下,I-A/O与C-A/O系统对COD、NH4+-N的平均去除率稳定且均达80%以上;I-A/O系统对TN去除率高出C-A/O系统25.97%,其对TN具有明显的去除优势;2套系统对TP均无去除效果。I-A/O系统活性污泥好氧异养菌产率系数YH为0.142 mg·mg-1,活性污泥衰减系数Kd为0.018 d-1,均低于C-A/O系统;在进水低C/N水平下,I-A/O系统活性污泥可通过更强的吸附贮存碳源能力、较低的好氧异养菌竞争压力、溶胞作用为反硝化菌提供更多的碳源以便脱氮反应。C/N是I-A/O系统曝气总量节省率重要影响因素之一,相比于C-A/O系统,其处理低C/N生活污水可节约曝气系统约52%的曝气量。     

分点进水A/O工艺处理低碳源生活污水的脱氮性能研究

针对低C/N比污水脱氮的难点问题,在缺氧段不同点设置进水口,采用分点进水A/O工艺处理校园生活污水.考察了在污泥回流比为100%,硝化液回流比为200%,分流比为1∶1,缺氧池水力停留时间(HRT)分别为2、2.4和3 h情况下,分点进水A/O工艺的反硝化性能,并与传统的A/O工艺进行比较.结果表明,当缺氧池的水力停留...     

Anammox-MBR耦合工艺在生活污水中的脱氮性能及其机理

厌氧氨氧化工艺在处理生活污水过程中存在处理效率不稳定的问题,阻碍了其在生活污水处理中的工程应用。采用包括缺氧反应器、好氧反应器、膜组件3个部分的anammox-MBR (AX-MBR) 耦合工艺来处理生活污水,以期解决该问题。实验开始时,先投加污水处理厂好氧活性污泥进行启动,后降低反应系统的溶解氧,最后再投加厌氧氨氧化菌 (AnAOB) 。结果表明,投加AnAOB可有效提高AX-MBR的NH₄⁺-N去除率,NH₄⁺-N平均去除率由68%升至87%。实验过程中未对反应器进行温度控制,故在反应温度低于20 ℃时发现,AnAOB活性随着温度降低急剧下降。在低温环境运行时,可采用降低进水负荷的方式来保证处理效果。采用¹⁵N稳定同位素示踪法对AnAOB脱氮贡献率进行分析表明,AX-MBR氮元素的去除主要由AnAOB主导的途径完成,其脱氮贡献率可达65%。而16S高通量测序结果表明,缺氧反应器中的AnAOB主要为Candidatus Kuenenia,且缺氧反应器和好氧反应器的反硝化细菌丰度远大于氨氧化细菌丰度。这表明AX-MBR中NO₂^--N主要来源于部分反硝化,这在群落水平上证明了短程反硝化-厌氧氨氧化的存在。本研究结果可为厌氧氨氧化的工艺发展提供参考。     

问歇曝气周期对低C/N比污水生物脱氮的影响

研究了间歇曝气生物脱氮工艺中,曝气周期和污水的c/N比对脱氮效率的影响,以及氧化还原电位(ORP)变化规律.中试试验结果表明,TN污泥负荷为0.05 kg/(kg MLVSS.d)时,间歇曝气系统的硝化反应所需曝气时间与总反应时间比至少要在0.5以上,一周期内搅拌时间不宜超过1 h;反硝化过程中难以找到ORP曲线突变点,因此,在低c/N比污水生物脱氮中ORP难以作为工程控制参数;由于原水的碳氮比太低,TN去除率只有35%～40%左右,为提高脱氮效率有必要投入外加碳源.     

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。     

某污水处理厂CAST工艺的脱氮性能评价

通过对某污水处理厂循环活性污泥法工艺(cyclic activated sludge technology, CAST)中选择池、缺氧池和好氧池中氮组分和污泥浓度进行测定,结合污泥活性、同步硝化-反硝化(simultaneous nitrification and denitrification, SND)速率及饱食-饥饿(feast-famine)批次实验,评价该处理工艺的脱氮性能。结果表明,好氧池内同步硝化-反硝化和沉淀过程中的内源反硝化(endogenous denitrification, ED)脱氮对总氮去除的贡献占据主导,分别为(35.50±4.15)%和(62.86±4.13)%,而缺氧池反硝化(DEN)脱氮贡献仅为(1.64±0.05)%;溶解氧(dissolved oxygen, DO)浓度对CAST工艺脱氮性能有极大影响,控制好氧池中DO浓度为1~1.5 mg·L⁻¹时可获得最佳脱氮效果,CAST工艺的TN去除率可达84.51%;饱食-饥饿批次实验证明,饥饿时长为36 h时对乙酸(HAc)的吸收能力最强,可达每1 g VSS消耗0.173 g HAc,依此可推算出CAST工艺的最佳回流比为45%。     

一体化A/O工艺对生活污水除碳脱氮效果研究

根据好氧硝化和缺氧反硝化生物脱氮除碳原理,设计了新型的一体化A/O生物膜法反应器,并将该工艺用于生活污水净化处理实验。研究了水力停留时间(HRT)和溶解氧(DO)质量浓度对生活污水除碳脱氮效果的影响。结果表明DO是影响一体化A/O工艺除碳脱氮的重要因素,当好氧区DO为5 mg/L左有时,一体化A/O工艺具有良好的碳化作...     

浅论生物除磷脱氮的机理及工艺

对污水生物法除磷脱氮的机理作了简要分析，并介绍了几种高效、经济、实用的生物除磷脱氮工艺。     

厌氧/生物滤池/潜流人工湿地组合工艺处理农村生活污水效果评估

采用"厌氧/生物滤池/潜流人工湿地"组合工艺处理农村生活污水,系统稳定后表现出良好的净污效能,其中TSS、COD和NH4+-N的去除效率分别为97.7%、89.6%和63.3%,但对TN和TP的处理效果相对偏低,仅为26.7%和32.4%。组合工艺中,厌氧池、生物滤池和人工湿地对TSS去除的贡献率分别为35.7%、9.8%和52.1%,对COD去除的贡献分别为22.4%、33.8%和31.3%,对TN去除的贡献5.4%、0.0%和22.0%。生物滤池主要表现为COD和NH4+-N的强化处理,而人工湿地则能有效去除TSS、TP及TN。因此,在保持工艺不变的情况下,需优化工艺运行参数,保持碳源供给与微生物脱氮除磷之间的平衡。     

自生生物动态膜反应器处理低碳氮比污水的研究

在好氧连续曝气方式下采用自生生物动态膜反应器处理低C/N污水,水力停留时间为5 h,膜通量为17～19 L/(m2·h) ,COD/ NH 4-N 在0.56～2.22,COD去除率在起始阶段达70%左右,运行稳定后,下降到40%左右; NH 4-N 的去除率一直稳定在 60.0% 左右.在 NH 4-N 的氧化过程中, NH 4-N 除被生物利用外,大部分被转化为 NO-2-N (出水中 NO-3-N 浓度非常低),亚硝化率平均达到94%.     

污泥双回流-AOA中试系统处理低C/N城镇污水的脱氮除磷性能

为解决低C/N污水脱氮除磷难题,建立了基于污泥双回流-AOA新工艺的中试系统来处理低C/N城镇污水,处理规模为100 m³·d⁻¹,考察了系统对COD和氮磷的处理效果,并对比了无第二污泥回流时的AOA工艺处理效果,分析了设置第二污泥回流的优势。结果表明,污泥双回流-AOA工艺污水处理效果显著优于无第二污泥回流时的AOA工艺,COD、NH₄⁺-N、TN、TP平均去除率分别达88.8%,96.3%,85.8%,94.1%。内源反硝化批次实验表明,内源脱氮负荷与污泥浓度呈正相关。设置第二污泥回流,提高了缺氧区MLSS,缺氧段比反硝化速率和内碳源转化率均提升,缺氧区脱氮负荷提高,促进系统TN去除率提高;系统第二污泥回流比100%时,缺氧区脱氮负荷为0.086 kgN·(m^-3·d⁻¹)。此外,设置第二污泥回流可有效避免系统在缺氧末和二沉池NH₄⁺-N和TP质量浓度小幅回升。高通量测序结果表明,属于反硝化聚糖菌 (DGAOs) 的Candidatus_Competibacter为系统的优势菌属。本研究结果可为污泥双回流-AOA新工艺实现高效脱氮除磷提供参考。     

交替缺氧/好氧CAST工艺污染物去除特性

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,对交替缺氧/好氧模式下系统去除污染物的性能进行了研究。结果表明,运行期间系统内有机物的去除率稳定,出水COD小于40 mg/L,COD平均去除率为91.7%;NH4+-N、TN的平均去除率分别为83.9%、72.4%,出水TN以NO3--N为主;系统的除磷性能良好,磷酸盐的平均去除率为90.6%。此外,出水COD、TN和TP均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB-18918-2002)的一级A要求。     

填充矿化状垃圾填埋物的短程反硝化-厌氧氨氧化反应器处理低C/N氨氮废水

矿化状垃圾填埋物在长期厌氧稳定化过程中形成了一些独特的理化性质和微生物学特性,使其可用于水处理工艺.以矿化状垃圾填埋物为填充物,研究其在短程反硝化和厌氧氨氧化工艺中对系统性能的影响.结果表明:矿化状垃圾填埋物可通过短程反硝化实现亚硝酸盐积累,当进水C/N为2时NO2--N积累达50％,可为后续与厌氧氨氧化耦合脱氮提供基...     

水温和C/N对土地生物过滤处理系统氮去除的影响

在流量为40 L/d、回流比为200％的条件下,以碎石为填料,结合小试实验研究了温度和COD/NH4+-N(C/N)对AO型污水土地生物过滤处理系统,处理人工生活污水中氮的影响.实验结果表明,随水温和C/N的升高,首先系统对NH4+-N的去除率先增大后减小,当水温为7.3℃、C/N为5时,系统对NiH4+-N的去除率最高,达到了91.1％;其次系统反硝化率逐渐升高,当水温为8.2℃、C/N为6时,反硝化率达到了95.4％;此外,系统中硝化反硝化作用受到影响,导致对TN的去除率先增大后减小,当水温为8.2℃、C/N为6时,系统对TN的去除率达到49.91％.在厌氧阶段,系统TN的去除主要靠反硝化作用将硝酸盐氮脱除,并且存在中间产物积累;进入好氧阶段,系统通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮,只是氮素形态的转化,并未从系统中脱氮.     

一体式PN/A耦合EBPR工艺高效低耗处理实际低C/N主流城市污水

针对低C/N城市污水脱氮除磷因碳源不足存在能耗、药耗高以及脱氮除磷效率低等问题,开发一体式短程硝化/厌氧氨氧化 (PN/A) 耦合强化生物除磷工艺 (EBPR) ,以降低碳源消耗和能耗、提高脱氮除磷效率,从而实现高效低耗减污降碳。通过构建悬浮污泥和生物膜共存的混合系统,采用厌氧-好氧运行模式以及间歇曝气,考察短程硝化/厌氧氨氧化与强化生物除磷过程的耦合效果。结果表明,反应器能长期稳定运行,出水总无机氮 (TIN) 质量浓度稳定低于4 mg·L⁻¹,溶解态磷 (DP) 质量浓度约0.2 mg·L⁻¹,TIN平均去除率大于90%,DP的平均去除率大于85%,平均脱氮负荷为53 mg·(g·d)⁻¹,强化间歇曝气能够在系统内实现NOB抑制,亚硝氮积累率可达60%以上,甚至100%。控制悬浮污泥好氧污泥龄为3.5 d,NOB由悬浮污泥向填料转移。由于生物膜传质受限,系统的亚硝氮积累率并未受到影响。该系统内厌氧氨氧化活性提高了5倍,厌氧氨氧化菌以Candidatus Brocadia为主,相对丰度为1.1%,较主流条件下提高了2.75倍。本研究结果证实了主流条件下厌氧氨氧化与传统脱氮除磷工艺耦合的可行性,这表明此耦合工艺具备更好应对水质波动的能力,能保证稳定良好的出水水质。该案例可为低C/N城市污水实现高效低耗减污降碳的脱氮除磷提供参考。     

碳氮磷比例失调城市污水的同步脱氮除磷

为解决现行同步脱氮除磷工艺处理南方地区碳、氮、磷比例失调城市污水中,因C/N、C/P偏低,碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题,试验以碳源偏低的广州市城市污水为研究对象,采用厌氧/好氧交替运行的SBR系统,通过对厌氧、好氧时段的合理调控,在无需额外添加碳源的条件下,有机物、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别可达90%、72%、41%和99%,不仅能使有机物和氮的出水指标达到国家排放标准,而且总磷出水浓度能达0.5 mg/L以下。通过进一步分析同步高效脱氮除磷的影响因素和控制条件,得出合理污泥龄的控制是实现同步脱氮除磷的关键,厌氧/好氧交替运行的方式不仅强化了磷的释放和吸收,而且降低了碳源偏低和硝酸盐对同步脱氮除磷影响的结论。