短程硝化-厌氧氨氧化工艺

对短程硝化-厌氧氨氧化工艺机理、工艺形式及特点进行了总结,并指出了该工艺存在的问题及发展方向。     

一体式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺研究进展

短程反硝化具有稳定的亚硝态氮积累能力,这为厌氧氨氧化的应用带来曙光。相对于分段式短程反硝化-厌氧氨氧化（PD-A）,一体式PD-A布局更紧凑、操作更方便。首先介绍了短程反硝化与厌氧氨氧化的脱氮机理;接着从悬浮污泥、生物膜、颗粒污泥、细胞固定系统下阐述一体式PD-A的启动方式和工艺形式,发现一体式PD-A中的空间结构不仅利于功能菌的保留还有利于衍生工艺的开发;随后从碳源、进水基质、pH等方面总结PD-A的影响因素,并介绍强化PD-A的方法;最后概括PD-A及其衍生工艺的应用进展、并探讨发展方向,发现一体式PD-A在城市污水脱氮处理以及资源化利用方面具有广阔的前景,符合我国“双碳”目标发展要求。     

短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺处理低C/N比生活污水

为快速实现低C/N比生活污水高效低耗稳定脱氮,在常温条件下,对短程硝化-厌氧氨氧化工艺的启动及脱氮性能进行研究,在常温,高DO(2.5 mg·L-1)条件下,采用实时控制结合神经网络模型预测控制可快速启动短程硝化,亚硝积累率达到95%以上。由于生物膜的独特结构可为厌氧氨氧化(Anammox)菌提供良好的厌氧环境,因此选用生物滤池来实现厌氧氨氧化,启动期间克服了温度变化的影响,第173天后,NH4+-N和NO2--N去除率达到90%以上,TN去除率达到80%,Anammox滤池成功启动。后续将短程硝化与厌氧氨氧化耦合,通过逐步提高滤速启动耦合系统,Anammox滤池滤速可提高到0.5 m·h-1,总氮容积负荷达到0.75 kg·m-3·d-1。系统出水TN平均浓度为8 mg·L-1,实现了短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺稳定高效地处理生活污水。     

短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺及其应用前景研究进展

短程反硝化以其碳源消耗量、废污泥产量、温室气体排量极低及无需曝气等优势,被认为是最具研究潜势的厌氧氨氧化底物供给技术,成为近年来研究热点。本文首先介绍了短程反硝化工艺原理;其次从污泥源、反应时间、碳源类型、碳源量及pH等5个方面总结了影响短程反硝化工艺启动因素;随后综述了短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的重要研究进展,同时指出了耦合工艺实验研究与工程应用的不足,并提出了解决实验与工程应用缺陷的方案;最后展望了耦合工艺处理城市污水和工业硝酸盐废水的可行性及应用前景,认为全面分析工业硝酸盐废水化学组分与基于分子生物学水平的宏基因组学测序、元转录组学技术是未来耦合工艺同步处理城市污水和工业硝酸盐废水的研究重点。     

短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

厌氧氨氧化(Anammox)作为当前高效与节能的脱氮工艺成为污水处理领域研究的热点,具有广阔的工程应用前景。分析了短程反硝化-Anammox耦合工艺(PD/A)原理,对PD/A工艺的控制因素,如接种污泥、碳源类型、ρ(COD)/ρ(NO₃^--N)、污泥形态、 pH值和反硝化时间等,进行了深入分析并指出了适宜的运行条件,解析了PD/A工艺在废水处理中的应用,以期为助推PD/A工艺工程应用提供参考。     

新型厌氧水解酸化-短程反硝化厌氧氨氧化工艺同步处理生活污水和含硝酸盐模拟废水

构建新型厌氧水解酸化(AnHA)-短程反硝化厌氧氨氧化(PD/A)工艺,实现了低碳氮比模拟生活污水和低浓度硝酸盐模拟废水的同步和高效处理。通过控制进水NO₃^--N/NH₄⁺-N=1.2、COD/TN=2.36,调控生活污水分段进水比为3∶7,AnHA反应器HRT=3.2h,AnHA-PD/A系统实现了94.78%TN去除,相应出水TN浓度仅为5.47mg/L,远低于我国城镇污水处理厂一级A排放标准。稳定运行期间,PD-Anammox过程作为AnHA-PD/A系统内最为主要的氮素去除过程,其对系统TN去除贡献率高达95.87%。气相色谱结果表明,乙酸作为AnHA出水主要有机成分(43.65%),即优质碳源供给极大地促进了PD/A系统内NO₂^--N供给过程。微生物高通量测序表明,Commamonas和Omatilinea作为AnHA系统内相对丰度最高的水解和酸化菌属,在大分子有机物的降解产酸过程中发挥重要作用,相应丰度分别为2.97%和3.74%;PD/A系统...     

基于短程反硝化厌氧氨氧化新型污水生物脱氮工艺的研究进展

短程反硝化厌氧氨氧化（PD/A）工艺凭借其无需曝气、废物质产量低、有机碳源需求少等优点,被视为近年来最具有主流工程应用前景的新型生物脱氮工艺。本文首先阐述了PD/A工艺的原理及特点;随后从pH、碳源、盐度以及重金属等方面总结了影响PD/A工艺的关键因素,同时提出了实现PD/A工艺核心功能菌群快速富集以及良好协同的调控策略;而后概括了由PD/A工艺发展而来的多种衍生工艺,并从工艺稳定性、经济性和可调控性等方面,分析了这些衍生工艺的研究前景;最后展望了PD/A工艺未来的研究重点,认为借助宏基因组学技术探明不利生境胁迫下PD/A工艺的抗性形成机制,有利于未来主流厌氧氨氧化（Anammox）工艺的实际工程应用;同时认为于双碳背景下与现有成熟的生物脱氮工艺相耦合,实现各类废水的经济、高效和达标处理,将会是PD/A工艺未来的一个重点研究方向。     

短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺的经济特性分析

重点从曝气量、外加碳源量、剩余污泥量、处理效果等方面对短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺的优点进行了分析讨论。结果证明短程硝化-厌氧氨氧化工艺是一种高效、节能的工艺,对现有的生物脱氮工艺的改造有重要的实用价值。     

基于短程反硝化的城市污水厌氧氨氧化脱氮技术分析

基于传统WWTPs升级改造中出现的PD/A现象,分析了PD/A脱氮的协同机制,从水质和关键工艺参数技术层面提出了实现PD/A运行的控制策略;结合工艺调控和协同机制提出了PD/A主流应用的工艺流程,进而从工程角度解析了PD/A应用的可行性。复合污染物条件下PD/A的响应机制、载体特性对AAOB原位富集及菌群结构的影响以及PD/A应用的长期稳定性分析等是主流PD/A研究的重点。     

内循环接触氧化型膜生物反应器部分硝化启动与运行条件

部分硝化-厌氧氨氧化工艺可用于高氨氮废水的经济高效处理,部分硝化是实现该工艺启动和稳定运行的前提。研究构建了连续流的内循环接触氧化型膜生物反应器（ICCOMBR）,对其部分硝化的启动和稳定运行特性进行了研究。结果表明：以普通絮状活性污泥接种,在30℃、氮负荷0.25kg/(m³·d)、溶解氧（DO）2.0～2.5mg/L条件下,18d内成功启动了系统的部分硝化,氨氮去除率（ARE）和亚硝态氮积累率（NAR）分别达到99.16%和84.55%,容积亚硝化速率可达0.126gNO₂-N/(L·d),同时容积硝化速率下降到0.031gNO₃-N/(L·d)。系统的亚硝化率与碱度消耗量呈现良好的线性相关性。部分硝化启动完成后,将氨氮负荷降低为0.1kg/(m³·d),部分硝化功能迅速被破坏,通过降低曝气量将DO从2.0～2.5mg/L降低为1.0mg/L,在6d时间内硝化率从71.4%下降到11.1%,ARE和NAR分别达到98.87%和83.65%,部分硝化性能成功恢复。经过57d的运行,系统内的污泥生物量从接种时的1.85gVSS/L增长为3.47gVSS/L。     

Aerated membrane‐attached biofilm reactor as an effective tool for partial nitrification in pretreatment of anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) process

BACKGROUND: A laboratory‐scale membrane aeration bioreactor was employed to treat synthetic ammonium‐rich wastewater to yield an appropriate NH₄⁺/NO₂^? ratio for anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX). The main objectives of this study were to steadily obtain 50% partial nitrification in batch experiments, to evaluate the effects of aeration and to identify the dominant bacterial community of the biofilm for partial nitrification. RESULTS: Some of the ammonium in the synthetic wastewater was partially nitrified. A suitable NH₄⁺/NO₂^? ratio (1:1 to 1:1.3) for the ANAMMOX process was obtained after 24 h. The dissolved oxygen (DO) level in the treated water was very low (below 0.6 mg L^?1). Both the appropriate NH₄⁺/NO₂^? ratio and the low DO level make this bioreactor an ideal pretreatment system for ANAMMOX. In addition, a molecular biotechnology method was applied to prove that the ammonia‐oxidizing bacteria dominated the biofilm. CONCLUSION: This system achieved surprising cost savings in the aeration process compared with traditional aeration systems. The combination of this system with the subsequent ANAMMOX process has great potential as a favorable short‐cut in the treatment of ammonium‐rich wastewater. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

部分短程硝化SBR实现低C/N比生活污水碳源的充分利用

为实现低C/N比生活污水中碳源的充分利用,以部分短程硝化SBR为研究对象,通过减少进水输入碳源的量和增加反硝化利用碳源的量两方面来提高碳源利用率（反硝化利用碳源的量与总进水碳源的量的比值）,分别考察了进水量、排水比、曝气时间、沉淀时间、曝气后搅拌时间对碳源利用率的影响。结果表明,排水比由50%变为35%,碳源利用率由15.1%提高到24.8%;曝气时间由2 h增加到2.25 h,碳源利用率由24.8%提高到27.5%;曝气后增加1.5 h的搅拌过程,碳源利用率又提高了3.8%,此时出水的亚硝态氮积累率（NAR）为94.8%,NO₂^--N/NH₄⁺-N为1.7,表明了系统稳定的短程硝化效果,且能为同步厌氧氨氧化-反硝化（SAD）工艺提供更适宜的进水。通过调节以上运行参数,部分短程硝化SBR对于低C/N比生活污水的碳源利用率得以提升,节省了后期曝气去除有机物的能耗,进而削弱好氧异养菌的生长,有效避免好氧异养菌过度增殖对氨氧化菌（AOB）的冲击,维持系统稳定的短程硝化效果。     

同步硝化反硝化SBBR处理低C/N比生活污水的启动与稳定运行

以低C/N比实际生活污水为处理对象,聚氨酯海绵填料为生物载体（填料填充率25%）,采用逐步提高氮负荷的方式,在较短的时间内（98 d）成功启动了同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and denitrification,SND）的序批式生物膜反应器（sequencing batch biofilm reactor,SBBR）。实时定量PCR（real-time qualitative polymerase chain reaction,real-time qPCR）结果表明系统内硝化菌得到富集。在稳定运行期间,系统对有机物及氮的去除效果良好,平均出水COD、NH₄⁺-N、TN分别为38.28 mg·L^-1、1.23 mg·L^-1、8.23 mg·L^-1。微生物将大部分碳源以聚羟基脂肪酸酯（poly-β-hydroxyalkanoate,PHA）的形式储存至体内,系统内NO₃^--N的去除主要通过内源反硝化作用,且反硝化过程基本无NO₂^--N积累,平均SND率为70.57%,TN去除率高达82.95%。由于硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同时进行,反硝化过程产生的碱度可补充硝化过程消耗的碱度,维持系统内pH的相对稳定。此外,可以通过DO和pH的变化判断SND的进行状态,有效地控制反应时间,节省动力消耗。     

厌氧-限氧SBR处理低C/N生活污水SNDPR启动及N2O释放

以厌氧-限氧方式运行序批式生物反应器（SBR）,采用逐步降低进水碳氮比（C/N）方式驯化聚磷菌（PAOs）和聚糖菌（GAOs）,启动了低C/N生活污水同步脱氮除磷过程（SNDPR）,并考察了SNDPR内PAOs、GAOs间竞争关系及系统脱氮除磷性能过程N₂O释放特性。结果表明,C/N=7.0,SBR限氧段脱氮和除磷效率分别为83.5%和90%以上,N₂O产量为0.54 mg/L;C/N=3.0~3.5,脱氮和除磷效率分别降至60.1%和80.5%,N₂O产量达1.09 mg/L。SBR内不同反应阶段内源物质变化均表现出PAOs-GAOs共存特性。高C/N有利于微生物合成聚-β-羟基烷酸酯（PHA）并促进N₂O还原。C/N降低,SBR内污泥内源物质转化倾向于富集GAOs的降解特性。氨氧化菌（AOB）好氧反硝化过程及GAOs以PHA作为电子供体的内源反硝化过程促进了N₂O的释放。随C/N降低,SBR内污泥平均胞外聚合物（EPS）由43.4 mg/g VSS增至50.5 mg/g VSS,污泥容积指数（SVI）由99 ml/g增至127 ml/g。疏松型EPS（LB-EPS）内,蛋白质（PN）与多糖（PS）之比（PN/PS）随C/N增加而降低,污泥亲水性增加,不利于污泥脱水。     

改良型多级A/O-MBR组合工艺对低C/N比生活污水的强化除磷

采用多级厌氧/耗氧膜生物反应器（A/O-MBR）组合工艺对低C/N比生活污水进行处理时,存在总磷（TP）处理不达标的问题。通过改变污泥回流位置并增加内回流的改良型多级A/O-MBR组合工艺强化除磷,探究该工艺对低C/N比生活污水中TP的去除效果,并通过污泥静态分析研究其污泥反硝化除磷机理。结果表明,改良型多级A/O-MBR组合工艺对TP去除效果良好,平均去除率达到了86.36%,同时对化学需氧量（COD）、总氮（TN）及氨氮去除效果良好,均达到一级A排放标准。该工艺提高了聚磷菌及反硝化聚磷菌的比例,有效强化了对TP的去除。