厌氧氨氧化与反硝化耦合启动影响因素

为避免实际废水中一定浓度的有机物对厌氧氨氧化的脱氮产生不利影响,向2组启动成功的厌氧氨氧化装置之一R2中投加有机COD(C/N=0. 6)与反硝化耦合协同脱氮,并以硝酸盐为电子受体,R1中不加有机物作为对比,定期测定脱氮效果与有机碳源消耗。结果表明:R1中厌氧氨氧化菌自身可利用少量硝酸盐进行厌氧氨氧化反应,氨氮、硝态氮去除率分别为26. 7%和30. 5%; R2装置中两种菌种协同脱氮,氨氮、硝态氮去除率分别提高至36. 4%和48. 6%,出水亚硝态氮稳定在4 mg/L以下,碳源利用率在90%以上,但2组装置对磷的利用几乎为零。适当投加有机物可促使厌氧氨氧化与反硝化耦合协同脱氮,为含碳和硝酸盐废水的脱氮除碳提供了参考。     

可降解硝态氮的歧化厌氧氨氧化颗粒污泥的驯化

向SBR反应器中接种成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥,在氨氮、亚硝态氮浓度均为100mg/L的条件下,按C/N值=0.1添加乙酸钠,研究乙酸钠对厌氧氨氧化菌去除氮素的影响。结果表明,在存在乙酸钠的条件下,出水硝态氮生成量为没有乙酸钠情况下的45%,对总氮的去除率提高到90%以上,有利于出水总氮浓度达到一级A标准。验证了在C/N值=0.1条件下,厌氧氨氧化反应是反应器中的主体反应,没有被反硝化反应取代。厌氧氨氧化菌可利用乙酸钠和硝态氮的代谢机制也为降低短程硝化控制难度提供了一种思路。     

短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化工艺处理焦化废水

通过对短程硝化和厌氧氨氧化工艺的研究,开发了短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化(O1/A/O2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理.控制温度为(35±1)℃、DO为2.0～3.0mg/L,第一级好氧连续流生物膜反应器在去除大部分有机污染物的同时还实现了短程硝化.考察了HRT、DO和容积负荷对反应器运行效果的影响.结果表明,当氨氮容积负荷为0.13～0.22gNH4+-N/(L·d)时,连续流反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮.通过控制一级好氧反应器的工艺参数,为厌氧反应器实现厌氧氨氧化(ANAMMOX)创造条件.结果表明,在温度为34℃、pH值为7.5～8.5、HRT为33 h的条件下,经过115 d成功启动了厌氧氨氧化反应器.在进水氨氮、亚硝态氮浓度分别为80和90 mg/L左右、总氮负荷为160 mg/(L·d)时,对氨氮和亚硝态氮的去除率最高分别达86%和98%,对总氮的去除率为75%.最后在二级好氧反应器实现氨氮的全程硝化,进一步去除焦化废水中残留的氨氯、亚硝态氮和有机物.O1/A/O2工艺能有效去除焦化废水中的氨氮和有机物等污染物,正常运行条件下的出水氨氮＜15 mg/L、亚硝态氮＜1.0 mg/L,COD降至124～186 mg/L,出水水质优于A/O生物脱氮工艺的出水水质.     

SBR法短程硝化反硝化处理生活垃圾机械脱除水

生活垃圾机械脱除水是通过高压挤压等方式从新鲜生活垃圾中快速分离出的混合液,其经厌氧处理后的出水具有高氨氮、低C/N值等特征,为此,利用序批式反应器(SBR)通过短程硝化反硝化途径对其氨氮进行去除,利用高氨氮浓度下的高游离氨(FA)条件对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性进行抑制,实现SBR中短程硝化与亚硝态氮的稳定积累。研究结果表明,在室温条件下,控制p H值为7.5~8.0、DO1 mg/L,逐步提高氨氮浓度至700 mg/L,可实现系统中亚硝态氮的有效积累,氨氮去除率和亚硝态氮积累率分别为92.2%、90.9%左右。将短程硝化出水进一步进行反硝化处理,TN去除率高达98.8%。     

进水N/S值对同步脱硫反硝化特性的影响

研究了不同进水N/S值条件下,不同接种物的厌氧体系的同步脱硫反硝化特性。结果表明:在N/S为0.6或0.4的条件下,3个体系对硫化物的去除率均达到90%以上,其中以进水N/S为0.4时产生的悬浮态硫最多;硝态氮的去除特性与硫化物不同,3个体系对硝态氮的去除率均在进水N/S为1.0时达到100%,且此时N2的产量也最大。可见,尽管同步脱硫反硝化工艺具备同时脱氮及除硫的能力,但其进水N/S的控制值却不相同。对于脱硫而言,最佳的进水N/S为0.4;对于脱氮而言,最佳的进水N/S为1.0。此外,研究发现3个不同接种物的厌氧体系对硫化物及硝态氮的去除途径不同,进水N/S值的影响也有差异。对于接种了厌氧污泥的体系,存在自养反硝化和异养反硝化的竞争,改变进水N/S值可调节二者的竞争,高N/S值会抑制硫化物自养反硝化过程,降低对硫化物的去除率;对于接种脱氮硫杆菌的纯菌体系,多硫自催化反应会与硫化物自养反硝化反应竞争硫化物,降低对硝态氮的去除率,高N/S值会导致出水硝态氮浓度较高;对于添加脱氮硫杆菌的强化厌氧污泥体系,以硫化物自养反硝化过程为主,最佳的N/S为0.4。     

反硝化深床滤池深度脱氮效果研究

合肥市某污水处理厂采用A~2/O(厌氧/缺氧/好氧)氧化沟—混凝沉淀—反硝化深床滤池组合工艺处理城市生活污水,要求出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准,其中总磷、总氮、氨氮、COD浓度分别不高于0.3、10、2.0和40 mg/L。重点研究了反硝化深床滤池的深度脱氮效果,并分析了进水溶解氧对反硝化效果及外加碳源消耗量的影响。结果表明,该组合工艺脱氮效果良好,TN去除率达到89.2%,其中前置反硝化去除了68.3%的TN,后置反硝化去除了20.9%的TN。通过适量投加外碳源,反硝化深床滤池可以作为TN达标的保障措施。溶解氧浓度与碳源投加量呈正向关系,和硝态氮去除量呈反向关系。每去除1 kg硝态氮需投加甲醇3.60 kg,其中溶解氧消耗碳源占碳源总投加量的26.2%,建议采取措施消除反硝化深床滤池前段的跌水充氧,预计年节省甲醇费用约36.5万元。     

运行模式及C/N对强化AGS短程硝化反硝化的影响

为了强化好氧颗粒污泥(AGS)的短程硝化反硝化，对序批式反应器(SBR)的运行模式和进水C/N进行了优化。结果表明：R2(厌氧/好氧+厌氧/好氧)中的AGS培养至第56天时，丝状菌膨胀严重导致反应器暂停运行；而R1(厌氧/好氧)的污泥性能及污染物去除效果均优于R2。R1在C/N为6、7.5时短暂出现短程硝化反硝化现象，继续提高C/N至10,NO₂^--N出现明显积累，亚硝态氮积累率(NAR)达到100%，成功实现了强化AGS短程硝化反硝化脱氮的目的，系统对COD、TIN、TP的去除率分别达到95%、75%、70%以上。高通量测序结果表明，颗粒化后R1系统内的微生物群落结构与接种污泥差别较大。在属水平上，接种污泥中Candidatus＿Competibacter(0.28%)、Flavobacterium(0.03%)的相对丰度较低，R1在实现污泥颗粒化后，多种反硝化细菌如Candidatus＿Competibacter(13.53%)、Thauera(3.25%)等得到了明显富集，此外，Flavobacterium(13.66%)、Comamo...     

人工湿地的反硝化能力研究

利用人工湿地的反硝化作用进行去除硝态氮的试验,其反硝化碳源主要为植物根系的分泌物及湿地内腐败的死亡植株.结果表明,人工湿地内有着适宜反硝化的反应环境,反硝化茵能够很好地利用湿地内产生的碳源进行反硝化作用来去除硝态氮,且不会出现亚硝态氮的大量积累.在进水(NO3-)-N浓度为20-50 mg/L、水力停留时间为24 h的条件下,夏季运行时,湿地系统对硝态氮的去除率为20%～30%;冬季运行时,对硝态氮的去除率在10%左右.提供充足的反硝化碳源是硝态氮去除率进一步提高的瓶颈.     

短程硝化/厌氧氨氧化工艺处理氧化铁红废水

采用短程硝化/厌氧氨氧化工艺对氧化铁红废水进行脱氮处理,分析沸石曝气生物滤池(Z-BAF)亚硝化的可行性,以及碱度和氨氮的比值对亚硝化作用的影响,并对比了Na_2CO_3和NaHCO_3作为碱度供体的经济成本。结果表明,废水经Z-BAF生化处理后,可实现氨氮的部分亚硝化,通过调节进水碱度能够控制氨氮的亚硝化率,使出水NO_2~--N/氨氮值稳定在1. 0～1. 4之间。以Na_2CO_3作为碱度的来源,采用两级Z-BAF分步投加碱度法,可以避免一次投加导致pH值过高问题,从而降低对生化反应的影响,并且使用Na_2CO_3代替常用的NaHCO_3作为碱度供体可节省约一半的成本。反应器稳定运行阶段,一级Z-BAF的亚硝态氮产率为0. 36 kg/(m~3·d),二级Z-BAF的亚硝态氮产率为0. 67 kg/(m~3·d),厌氧氨氧化反应器经过100 d运行后,总氮去除率可稳定在70%以上。     

亚硝化/厌氧氨氧化一体化反应器的启动特性分析

以经常规处理后的养猪场废水成功启动自行设计的亚硝化/厌氧氨氧化一体化反应器,着重分析了一体化反应器供氧段和非供氧段的启动特性及处理效果.在启动期间,供氧段对COD、NH4+-N的最大去除率分别达72.24%、71.62%,通过调节曝气量控制系统内的DO浓度实现了稳定的亚硝态氮积累,且出水pH和NO2--N/NH4+-N值满足非供氧段进行厌氧氨氧化的要求;非供氧段可能同时存在反硝化和厌氧氨氧化过程,对NH4+-N、N2--N的最大去除率分别达55.10%、63.74%,脱氮效果明显;第115天,养猪场废水经一体化反应器处理后,对COD、NH4+-N、TN的去除率分别为73.07%、85.00%、67.23%,达到了深度处理的目的.     

BIOFOR生物滤池的反硝化/厌氧氨氧化协同脱氮研究

结合大连马栏河污水处理厂二期工程,介绍了水解酸化/前置反硝化BIOFOR生物滤池组合新工艺,重点研究了反硝化生物滤池对氮的去除效果.研究发现:在反硝化生物滤池中,除了反硝化反应外,还发生了厌氧氨氧化反应,其对氨氮和硝态氮的去除量分别为2.78、1.93 mg/L.     

接种污泥对厌氧氨氧化反应器启动特性的影响

采用两套相同的ASBR系统,分别接种好氧硝化污泥和自养反硝化污泥,在模拟废水的pH值为7.6～7.9、温度为32 ℃的条件下,分别运行176 d和170 d后,均成功启动了厌氧氨氧化反应器.在稳定运行阶段,其总氮容积负荷分别为0.147和0.11 kgN/(m3·d),对总氮的平均去除率分别为84.81%和81.57%.两组反应器内氨氮和亚硝态氮的减少量与硝态氮的生成量之比分别为1:1.08:0.31和1:1.18:0.33.接种了好氧硝化污泥的反应器启动更快,且对氨氮的去除效果更好.     

火化烟气吸收液的硫自养反硝化深度脱氮研究

基于硫自养反硝化工艺研究了火化烟气吸收液的深度脱氮过程与调控技术。通过逐级提高硝态氮负荷的方式可以在30 d内使硝态氮去除率提高至89.0%，石灰石可以有效替代碳酸氢钠为反应系统提供碱度，使自养反硝化菌群稳定发挥脱氮能力。相比于硫酸盐，亚硝态氮表现出更为明显的自养反硝化功能菌群毒性抑制效果，但是在功能菌群适应进水水质后，系统的硝态氮去除率均高于93.2%。定期反冲洗可以防止硫磺填料板结现象的发生，从而使系统维持较好的硝态氮去除效果。Thiobacillus sp.和Sulfrimonas sp.是系统中的优势菌群，相对丰度占总自养脱氮功能菌群的70.5%以上，但是Sulfuricurvum sp.的相对丰度则明显降低，主要原因在于其不能还原亚硝态氮。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果研究

以低C/N比高氨氮废水作为SBR反应器进水,出水再进入UASB反应器,进行部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效果研究。结果表明:UASB反应器进水脱氧时,在稳定运行阶段,NH_4~+-N、TN和CODCr平均去除率分别为87. 04%、80. 70%和86. 97%,最高去除率分别达到91. 32%、82. 88%和88. 89%; UASB反应器进水不脱氧时,在稳定运行阶段,NH_4~+-N、TN和CODCr平均去除率分别为91%、84%和86%,最高去除率分别达到了95. 78%、87. 67%和92. 22%。部分亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺经过调试后可以稳定运行,对处理低C/N比高氨氮废水具有较好效果;厌氧氨氧化反应器进水不脱氧,仍可以达到较好的处理效果,反应器内是一个好氧氨氧化、异养反硝化、ANAMMOX协同脱氮过程,具体的耦合脱氮机理还有待进一步探讨。     

进水COD浓度对厌氧同步脱氮除硫特性的影响

研究了不同进水有机物浓度条件下,接种物不同的厌氧体系的同步脱硫反硝化特性。结果表明:当进水COD浓度从零增加到250mg/L时,两个接种物不同的反应器对硫化物、硝态氮和COD的去除率变化不同。接种厌氧污泥的1#反应器对硫化物的去除率从85%逐渐增加到99%,80%～90%的进水COD被去除,但产气量逐渐降低,出现了亚硝态氮的积累,反硝化脱氮困难;接种脱氮硫杆菌到厌氧污泥中的2#反应器对硫化物的去除率一直稳定在99%,相应的产气量也逐渐增大,脱氮效率高,55%～73%的进水COD被去除。此外,在这个浓度范围内,还观察到两个反应器出水硫酸盐的浓度由不加乙酸钠的23mg/L分别降到18mg/L和19mg/L,理论上硫转化率提高了4%～19%。当进水COD400mg/L时,仅60%～76%的硫化物被去除,相应的产气量也迅速降低,硫化物的氧化和反硝化过程均明显受到抑制。总而言之,在进水COD为250mg/L时,2#反应器对硫化物和硝态氮的去除率均达到了100%左右,对硫化物的比降解速率和产气量也提高了1.1～1.2倍,相应的出水硫酸盐浓度最低,80%左右的硫化物转化为单质硫,73%的COD被去除,可以实现同时脱氮、除硫和除碳,为同步脱氮除硫工艺的实际应用提供了新的思路。     

产甲烷反硝化工艺处理畜禽粪液可行性试验研究

接种颗粒污泥于厌氧反应器,以含有葡萄糖和亚硝氮的模拟废水为进水,进行同一反应器产甲烷反硝化的研究.结果表明,在50 d的启动运行中,当反应器中COD和NO2-—N负荷分别从1.5 kg·m-3·d-1和0.15 kg·m-3·d-1逐渐增加至10.5 kg·m 3·d-1和1.05 kg·m.—3·d-1后,COD去除率大于80％,NO2-—N去除率大于98％;反应器稳定运行后对畜禽粪液进行处理,当COD和NO2-—N负荷分别从2kg·m 3·d 1和0.2 kg·m-3·d-1逐渐提高至7 kg·m 3·d 1和0.7 kg·m 3·d 1后,COD去除率从50％逐渐提高至80％,亚硝态氮去除率大于98％.因此,同—反应器产甲烷反硝化去除畜禽粪液有机质和氮是可行的.     

厌氧同时反硝化产甲烷工艺的应用及进展

厌氧同时反硝化产甲烷工艺能够充分利用废水中的有机碳源,在实现生物脱氮的同时产生甲烷,其关键是如何减小或消除硝态氮（NO^- -N）对产甲烷茵的抑制作用。目前,解决该问题的主要手段有培养同时反硝化产甲烷颗粒污泥和生物膜等方法。研究表明,厌氧同时反硝化产甲烷反应器串联好氧硝化反应器（SDMR—ANR）系统,适于处理早期的垃圾渗滤液、屠宰废水等含高浓度有机物和高NH4＋ -N的废水,其中进水COD／N03- -N和好氧反应器出水回流比是影响其运行效果的关键因素。此外,还介绍了厌氧同时反硝化产甲烷工艺的微生物种群结构及进一步的功能扩展。     

曝气生物滤池对晚期垃圾渗滤液的短程脱氮研究

采用固定化微生物曝气生物滤池（I—BAF）对晚期垃圾渗滤液进行了短程脱氮试验研究。经过微生物固定化和硝化茵培养后，通过控制溶解氧等条件可使反应器（I—BAF1）实现稳定的亚硝化，亚硝化速率平均值是硝化速率的21．5倍，对氨氮的去除率达到90％左右，且氮主要是由同步硝化反硝化作用去除的；与全程脱氮相比，短程脱氮对总氮的去除率更高，其COD主要通过反硝化作用去除；以NaAc为外加碳源，提高C／N值为1．6～2，2时，对总氮的去除率可达60％以上，继续提高C／N值至4．5时，硝化茵因受到异养菌的抑制而活性降低，导致脱氮效果变差。当将两级I—BAF（I—BAF2充分曝气）与Fenton工艺联用时，对COD、氨氮和总氮的去除率分别为95．1％、99．1％和73．8％。     

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...     

MBR中厌氧氨氧化菌群落结构及膜污染性能研究

采用浸没式厌氧氨氧化膜生物反应器(Amx IMBR)培养厌氧氨氧化菌,当进水氨氮与亚硝态氮浓度均为450 mg/L、氮负荷为0.6 kg/(m~3·d)时,总氮去除率稳定在86%左右,氨氮、亚硝态氮去除率分别稳定在90%、97%以上;氨氮去除量∶亚硝态氮去除量∶硝态氮生成量基本为1∶1∶0.18。Amx IMBR的临界通量为8.63 L/(m~2·h),这与长期运行的结果相符。膜污染的来源主要是紧密型胞外聚合物,其中蛋白质和多糖含量分别为2.42、0.84 g/m~2。运行过程中,厌氧氨氧化菌形态从红棕色颗粒污泥变成了浮游态污泥,是Amx IMBR最显著的特征之一。高通量分析结果显示,浮游态污泥中的优势菌群主要为拟杆菌门(Bacteroidetes,47.83%)、浮霉菌门(Planctomycetes,21.2%)、变形菌门(Proteobacteria,18.85%),其中优势厌氧氨氧化菌属为Candidatus Kuenenia,相对丰度为17.08%。