垃圾渗滤液厌氧出水实现短程硝化影响因素研究

针对垃圾渗滤液厌氧出水水质特点,采用连续流短程硝化反应器,考察溶解氧(DO)含量、pH和进水C/N对短程硝化快速启动的影响,在优化条件下研究化学抑制剂(KClO_3)对实现短程硝化的促进作用。结果表明,DO的质量浓度在0.5～1.0 mg/L时,亚硝化率高达92.4%,DO含量过高或过低均会对系统产生不利影响;适宜的pH为7.5～8.5,进水pH过高会造成游离氨(FA)含量呈指数级上升,对氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)均产生抑制作用;适宜的进水COD/ρ(TN)为3,亚硝化率稳定在89%,C/N过高会促进反硝化进程,但氨氧化过程受阻,此阶段COD去除率保持稳定。在上述优化条件下向系统中投加5 mmol/L的KClO_3,其对NOB进行了选择性抑制,5 d后氨氧化率和亚硝化率分别达94%和97%,短程硝化启动速度更迅速,出水各指标均优于对照组。     

电子受体和碳源对氧化沟活性污泥反硝化除磷的影响

研究了电子受体和碳源对活性污泥反硝化除磷的影响。亚硝酸盐和硝酸盐都可以作为电子受体在缺氧的条件下实现对磷的吸收,但其吸磷效率比氧低。较高的亚硝酸盐浓度会严重抑制污泥的活性,当一次加入NO2-质量浓度为46 mg/L时,反硝化吸收磷不能发生;而分4次加入(每次11.5 mg/L),吸磷量可达到19.5 mg/L。电子受体浓度为0.24 mmol/L时,吸收的P和加入的N的物质的量比:NO2-为1.7,NO3-为4.7。在低的碳源浓度下,碳源可以促进反硝化磷吸收;碳源浓度过高,系统形成厌氧环境,磷反而被释放。     

三聚氰酸对厌氧-好氧反应器生物除磷影响探究

以实际废水为研究对象,建立了厌氧/好氧序批式反应器,探究了三聚氰酸对生物除磷性能的影响并进一步探究其影响机理。结果表明,低含量(ρ(CA)为0.02 mg/L)对COD、生物除磷效率影响不明显;当ρ(CA)升高至0.1、0.5 mg/L时,稳定时期出水COD基本维持在50.3～56.2、70.3～75.6 mg/L,可溶性磷酸盐(SOP)的质量浓度分别为0.51、0.52 mg/L,均显著高于空白组。高含量CA能降低单位周期内COD的消耗,从而导致胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(PHA)厌氧期含量降低。当ρ(CA)为0.1、0.5 mg/L时,PHA的最大浓度为3.8、3.2 mmol/L,分别为空白组的0.79和0.66倍。厌氧期PHA含量降低导致后续好氧期氧化分解产能下降。高含量CA促进了活性污泥系统中糖原质含量的变化。     

基于DO和ORP的短程硝化SBR控制方法研究

对在污水处理过程中,短程硝化-反硝化面临着亚硝酸氧化菌(NOB)增殖导致系统运行问题,研究运行了一个短程硝化-反硝化序批式活性污泥反应器(SBR),以溶解氧(DO)含量和氧化还原电位(ORP)作为控制参数,利用控制系统调节好氧硝化和缺氧反硝化的反应时间,以实现氮的去除并抑制NOB的生长。结果表明,在实验条件下(温度29～30℃,pH为8～9,污泥停留时间14 d),处理的高NH4+-N含量(质量浓度500～750 mg/L)的废水经过2个月的运行,成功地抑制了NOB的生长,并启动了短程硝化-反硝化SBR。SBR出水中NH4+-N的质量浓度低于1 mg/L,NO2--N的积累率(NAR)维持在98%以上。     

O1/A1/O2/A2工艺处理焦化废水试验研究

通过对短程硝化反硝化工艺的研究,开发了好氧/厌氧/好氧/缺氧(O1/A1/O2/A2)生物脱氮新工艺并用于焦化废水的处理。考察了NH4+-N、COD、TN对反应器运行效果影响。结果表明,当进水COD平均为3 012.9 mg/L,NH4+-N、TN、挥发酚、总氰平均质量浓度分别为590.5、608.4、361.8、34.5 mg/L;出水COD平均为81.7 mg/L,出水NH4+-N、TN、挥发酚、总氰的平均质量浓度分别为0.1、9.9、0.1、0.1 mg/L,出水指标达到国家污水综合排放一级标准,A/O工艺处理这种焦化废水TN偏高,而用O1/A1/O2/A2工艺可以解决这一问题,实现了TN脱除。考察了温度、DO、pH对短程硝化影响。结果表明,在DO质量浓度为1.0～1.5 mg/L、温度在30～35℃、pH 7.5～8.0,系统能够进行稳定短程硝化反硝化。     

厌氧氨氧化与反硝化除磷耦合机制

厌氧氨氧化与反硝化除磷的耦合对实现污水同步脱氮除磷和推动其实际应用具有重要意义。在深入分析厌氧氨氧化与反硝化除磷机理的基础上,充分讨论了厌氧氨氧化与反硝化除磷的微生物菌群关系及影响两者耦合的控制因素。分析得出,控制系统在温度为30～35℃,DO为0.2～0.5 mg/L,pH为7.5～8.0,进水有机物质量浓度在100～200 mg/L的条件下运行,有利于实现两者的耦合。     

SRT对短程反硝化除磷的影响研究

利用在厌氧/缺氧环境中驯化成功的反硝化聚磷污泥,研究SRT对短程反硝化除磷的影响,比较不同SRT下厌氧和缺氧过程的TP浓度变化,探讨产生不同除磷效果的原因;在参考出水NO_2~--N浓度的基础上确定最佳SRT为30,以此考察典型周期内系统的运行效果。结果表明:在原水TP浓度不超过8 mg·L~(-1)时,典型周期内的出水TP浓度小于1 mg·L~(-1),实现了短程反硝化除磷的要求。     

NO_2~--N对反硝化除磷系统运行效能的影响

通过改变反硝化聚磷菌(DPAOs)的电子受体类型,考察了不同浓度的NO_2--N作为电子受体时其对反硝化除磷系统运行效能的影响。试验结果表明,在合适的进水NO_2--N浓度范围内,DPAOs经过驯化后能够以NO_2--N为电子受体进行反硝化除磷反应;在短程反硝化除磷系统中,NO_2--N的抑制浓度为30 mg·L-1,当系统进水中的NO_2--N浓度大于30 mg·L-1时,系统的除磷作用及PHA的合成作用均会受到抑制,系统的反硝化效果和COD去除效果亦会出现较为明显的变化,究其原因可能与系统中GAO开始占据优势有关;在短程反硝化除磷系统中,厌氧释磷量与缺氧吸磷量有着良好的线性关系,而对于NO_2--N对DPAOs的抑制机理,笔者将在后续试验中进行深入分析和探究。     

胞内聚合物对反硝化和反硝化除磷过程的影响研究

在厌氧-缺氧-好氧SBR条件下,以乙酸钠作为单一碳源,通过对2个反应器R1、R2中硝酸盐(NO3--N)浓度、磷酸盐(PO43--P)浓度和磷酸盐不同投加时间的控制,研究了胞内聚合物对反硝化和反硝化除磷的驱动关系。结果表明,R1、R2的除磷效率均达到91%以上,且R1的除磷效率和性能比R2较为稳定。R1展示了典型的反硝化除磷过程,缺氧阶段的反硝化除磷的能量来源由聚-β-羟基链烷酸酯(PHA)提供。R2中在缺氧条件下磷酸盐浓度很低(2.63 mg/L)时,硝酸盐浓度随着PHA的降低而减少,其中聚-β-羟基丁酸盐(PHB)的含量明显降低,而聚-β-羟基戊酸盐(PHV)有轻微的减少,并伴有少量糖原质(Gly)的再合成;磷酸盐加入后,PHA与Gly一同作为碳源被消耗,这表明反硝化菌能够利用PHA作为内碳源实现反硝化过程。而R2的PHB合成量少于R1,Gly的合成量和PHV的合成量却高于R1,说明R2的运行条件较R1而言更有利于聚糖菌(GAOs)的生长。     

低碳氮比城市污水短程生物脱氮试验研究

在常温下对低碳氮比城市污水进行了短程生物脱氮中试研究.当进水COD为130～210 mg/L、m(COD):m(TN)为3.2～4.5、水温19～23 ℃时,通过控制低氧曝气区的DO为0.2～0.6 mg/L,在低氧-好氧(LO)和缺氧-低氧-好氧(ALO)两种工艺中均实现了短程硝化反硝化过程.当HRT为8 h、污泥回流比和内回流比分别为1和2、MLVSS为1 900 mg/L时,LO、ALO工艺的TN去除率分别达到64%和74%.     

循环式活性污泥法工艺运行效果及优化控制方案

介绍了某污水处理厂循环式活性污泥法(CAST)工艺运行情况。生化池由生物选择区及主反应区组成,因此可有效去除COD,出水COD平均为29.5 mg/L,去除率90.7%。提出了以延长回流时间、增强生物选择区污泥混合强度和末端DO含量控制的脱氮除磷优化的控制方案,停止曝气后,增加硝化回流时间0.5～1 h,曝气池末段DO的质量浓度控制在1.5～3.0 mg/L时,系统有较好的TN去除效果,出水TN、NH_4~+-N的质量浓度平均分别为10.1、0.805mg/L,去除率分别为69.9%、96.3%。通过改变除磷药剂投加位置和加药系统自动化改造来优化除磷,节省了药剂费用,实际投加量为1.88 t/d,出水TP的质量浓度平均为0.345 mg/L,去除率93.8%。     

强化生物除磷系统除磷性能分析

采用厌氧/好氧和厌氧/缺氧两阶段方法培养反硝化聚磷菌,研究了第一阶段系统的除磷性能。结果表明,稳定运行的强化生物除磷系统,具有良好的除磷性能,出水磷的质量浓度小于0.5 mg/L,除磷率大于93%。通过厌氧/好氧交替方式运行,反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例约为21.2%。缺氧段硝酸盐的消耗量与磷的摄取量成线性关系,缺氧吸磷速率约为好氧吸磷速率的49.3%。     

连续流中亚硝化反硝化除磷同步发生的调控因子

为实现连续流内亚硝化与以亚硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷生化过程的同步发生,解决低碳城市污水高效节能脱氮除磷的问题,实验构建了厌氧/限氧(A/OLA)连续流工艺。结果表明,控制DO的质量浓度在0.3~1.0 mg/L时,水力停留时间(HRT)对脱氮效果没有显著影响,但会影响厌氧区反硝化除磷菌(DNPAOs)的积累PHB,导致除磷效果下降。当污泥回流比(R)为1.4和1.2时,会稀释厌氧区内各物质的含量,造成亚硝化与反硝化除磷两生化反应的失衡,从而影响同步脱氮除磷效果;当R为0.8和1.0时,二沉池会发生不同程度的二次释磷,影响除磷效果。由此可知,HTR为14 h、R为1.0时,A/OLA连续流工艺同步脱氮除磷效果为佳,TP、TN的平均去除率分别为97.52%、97.76%。     

溶解氧和游离氨对短程硝化启动的影响及调控

通过连续流反应短程硝化过程中溶解氧和游离氨对亚硝酸盐积累的影响研究,采用两组平行反应器进行对比。结果表明连续流工艺在城市生活污水的处理中,常温（25℃）低氧（1.5～2.5 mg/L）条件下能够快速启动短程硝化,FA质量浓度在20～40 mg/L对硝酸菌形成抑制,对亚硝酸菌的生长没有抑制,DO质量浓度调控在0.5～1.0 mg/L左右适宜范围内,可以实现亚硝酸盐积累并能获得较高的氨氮去除率。为连续流短程硝化同步反硝化的运行和调控提供了理论基础。     

MUCT工艺不同硝化液内循环比的PHA和磷代谢

以低C/N比污水为处理对象、基于物料平衡分析,研究了在MUCT工艺中硝化液内循环比与COD降解转化、PHA的代谢、磷的转移以及氮的转化等4个过程的关系。进水COD浓度恒定为(290±10)mg/L,TN浓度恒定为(55±0.5)mg/L,TP浓度恒定为(7.0±0.5)mg/L,改变硝化液内循环比,测定各反应段及出水COD、TN、TP浓度以及污泥中的PHA含量。试验结果表明:厌氧段去除的COD的63%~67%左右转化为PHA,在第二缺氧段和好氧段,PHA被消耗用于吸收污水中的磷,硝化液内循环比对第二缺氧段的消耗量有较明显的影响;硝化液内循环比对磷的释放过程影响较小,是第二缺氧段的吸磷过程的主要影响因素。     

废水生物除磷电子受体及工艺研究进展

论述分析了废水生物除磷电子受体从氧到硝酸盐和亚硝酸盐的衍变过程及其相应的典型工艺形式,提出并建立了连续流亚硝化/反硝化聚磷生物除磷新工艺。该工艺具有两个关键点,一个是亚硝化段内亚硝酸盐的稳定积累,另一个是缺氧段中以亚硝酸盐为电子受体超量摄取磷。与常规的反硝化除磷技术相比,亚硝化/反硝化聚磷生物除磷工艺中引入了短程硝化技术,更加节约能耗、减少污泥排放量,具有重大的理论意义和应用价值。     

游离氨耦联溶解氧调控高氮豆制品废水脱氮探究

为了实现高氮豆制品废水短程硝化的快速启动与稳定运行,采用了游离氨(FA)耦联溶解氧(DO)的策略进行调控。结果表明,当ρ(DO)在0.2~1.2 mg/L时,豆制品废水均能成功启动亚硝化,并且随着ρ(DO)的增加,达到完全亚硝化的周期数增加。ρ(DO)的升高促进硝化速率,并且当ρ(DO)在1.2~1.5 mg/L时,初始硝化速度为8.5 mg/(g·h),显著高于其他实验组。在FA耦联DO控制豆制品废水短程硝化过程中,而当ρ(FA)控制在6.5~7.0 mg/L时,豆制品废水短程硝化进入稳定期,Nitrosomonas europaea和Nitrosomonas stercoris增加至30.5%和21.3%。     

有机碳源和DO对短程硝化的影响

在SBR反应器中控制温度为(30±1)℃,pH为7.5～8.5,DO质量浓度为0.6～1.8mg·L-1,MLSS质量浓度稳定在5 000 mg·L-1左右,实现了短程硝化反硝化,并在C/N为1/1、1/2、1/4和DO质量浓度为0.3～O.4、0.4～0.6、0.6～1.6、1.6～2.0 mg·L-1的情况下,对亚硝酸氮累积的效果进行对比试验.结果表明,氨氮的去除率随着C/N的增加而降低,C/N=1/4时氨氮去除率达到98.3%,亚硝态氮的累积率达到了99.95%,DO质量浓度为0.6～1.6mg·L-1时最适合于同步硝化好氧反硝化脱氮.出水氨氮质量浓度为0.57mg·L-1,亚硝态盐氮质量浓度为125.78mg·L-1,硝酸盐氮质量浓度为O.26mg·L-1.     

啤酒废水同步脱氮除磷工艺影响因素研究

通过SBR短程硝化反硝化同步脱氮除磷工艺处理模拟啤酒生产综合废水,为达到稳定的COD、NH4+-N和TP的去除及NO2--N的积累,对该工艺的影响因素进行了研究.结果表明,工艺的稳定运行是由进水COD、pH、DO、温度和MLSS等因素共同作用的结果,其中控制较低的DO的质量浓度(＜0.5 mg·L-1)是实现NO2--N积累的关键因素之一;过低或过高的进水pH、COD均会影响该工艺的正常运行.温度及MLSS含量会影响氨氧化过程与反硝化过程的反应速率,但不是系统稳定运行的决定因素.当DO的质量浓度为0.3～0.5 mg·L-1、进水COD低于1 100 mg· L-1、pH为7.2～8.4,在12～25℃可获得稳定的NO2--N积累.     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷影响因素的研究现状

以亚硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷拥有能耗低、需氧量少等优点,但其反应受多重因素影响。综述了将NO2--N作为电子受体的反硝化除磷机理,同时概述了底物种类、NO2--N质量浓度、泥龄、污泥驯化方式等分别对亚硝化反硝化除磷的影响,当有机底物为乙酸盐,NO2--N质量浓度低于30 mg/L,泥龄15 d,温度在20~30℃时,能获得较好的亚硝化反硝化除磷效果,并在此基础上对该领域的研究提出了展望。