UnFied SBR系统处理生活污水脱氮除磷的性能优化

采用UniFed SBR工艺试验装置处理低C/N、C/P的实际生活污水,通过改变传统运行模式优化系统的脱氮除磷性能.结果表明,将进水时间由2h延长至3h、4h,在处理无外加任何碳源的生活污水时(C/P=30.18),系统磷平均去除率由59.93%增至88.45%,使出水磷维持在1 mg/L以下.在另一种缺氧-好氧运行模式中,使C/N为2.57的原水中有限有机底物得到充分利用,使出水TIN有了明显的降低,去除率由49.54%提高至60.75%.在缺氧-好氧交替模式运行中,N、P去除效率均有大幅提高,此种运行模式不仅充分利用原水中的有机底物,并在缺氧搅拌段2发生了反硝化吸磷现象,达到了一碳两用的目的,使得在C/N、C/P分别为2.57、30.18并无任何外加碳源的情况下,出水N、P浓度达到国家一级排放标准,适用于低碳源的实际生活污水的处理.     

不同电子受体反硝化过程中C/N对N2O产量的影响

试验采用SBR反应器,分别考察了不同C/N条件下,以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体的反硝化过程中N₂O产生情况.投加乙醇作为反硝化碳源,以硝酸盐为电子受体时调节C/N分别为0、 1.2、 2.4、 3.5、 5.0和20,以亚硝酸盐为电子受体时调节C/N分别为0、 1.8、 2.4、 3.0、 4.3、 5.2、 6.6和20.6.结果发现,以亚硝酸盐为电子受体时,最佳C/N为3.0,此时N₂O产生量为0.044 mg·L^－１;以硝酸盐为电子受体时,最佳C/N为5.0,此时N₂O产生量为0.135 mg·L^－１,是以亚硝酸盐为电子受体时的3倍.电子受体类型不同时,N₂O产生量的变化趋势类似：在碳源严重不足时,反硝化率和N₂O产生量均很低;碳源相对不足时N₂O产生量增加;C/N过大时,虽然反硝化速率很快,但N₂O产量也急剧增大.可见,与全程硝化反硝化工艺相比,短程硝化反硝化工艺可节省40%碳源,且控制C/N=3,其反硝化过程产生的N₂O远少于全程反硝化.     

沉积物中典型氧化物矿物吸附的镉对芦苇的生物有效性研究

选用沉积物中5种典型氧化物矿物：针铁矿、磁铁矿、三水铝石、氧化铝、二氧化锰,以水培法和单一矿物吸附Cd为培养介质,以芦苇为受试植物,研究环境中不同化学形态Cd（即吸附在不同矿物表面）的生物有效性差别.经过45 d的培养,发现矿物吸附的Cd被芦苇吸收富集,不同形态Cd的富集强度不同,根组织富集量72.70～320.44 mg·kg^-1,并遵循以下规律：Al(OH)₃ > Al₂O₃ > Fe₃O₄ > MnO₂ > FeOOH. Cd的富集特征反映了不同矿物吸附Cd能力和稳定性的差异,通过采用3种低分子量有机酸对Cd的解吸,评价了这几种矿物对镉的吸附强度.结果表明,Cd的解吸量遵循如下规律,乙酸、苹果酸：Al(OH)₃ > Fe₃O₄ > Al₂O₃ > FeOOH > MnO₂;柠檬酸：Al(OH)₃ > Al₂O₃ > Fe₃O₄> FeOOH > MnO₂,这与芦苇对各种矿物吸附镉的富集程度顺序基本一致.Cd的化学形态是影响其生物有效性的重要因素.     

FNA的抑制作用及反硝化过程的交叉影响

亚硝酸盐和硝酸盐通常被认为对反硝化细菌的代谢有抑制作用.通过大量批式试验,对不同浓度亚硝酸盐在不同pH条件下对硝酸盐还原的抑制作用及2种电子受体之间的交叉影响做了研究.结果表明,硝酸盐还原与游离亚硝酸(FNA)有显著的相关关系,FNA而非亚硝酸盐是硝酸盐还原的真正抑制剂.FNA浓度为0.01～0.025mg·L-1时硝酸盐还原能力受抑制程度为60%,当FNA浓度0.2mg·L-1时,硝酸盐还原反应被完全抑制.此外,污泥亚硝酸盐还原能力也受FNA抑制,当FNA浓度由0.01mg·L-1增至0.2mg·L-1,亚硝酸盐还原能力下降80%.研究还发现,亚硝酸盐还原受硝酸盐抑制影响很小,不同浓度抑制剂下还原能力恢复达90%以上.相反,硝酸盐还原能力仅恢复3.04%～72.54%,且恢复程度主要取决于抑制剂投加量,而受抑制时间和抑制剂投加方式影响较小.     

强化生物除磷系统中胞外聚合物的特性

胞外聚合物(EPS)在生物除磷过程中具有蓄磷能力,为进一步明确生物除磷系统中的EPS特性,以不具有明显除磷能力的全程好氧活性污泥系统(R1)的EPS作为对比,考察了具有良好除磷效果的厌氧/好氧交替下的强化生物除磷系统(R2)中EPS的理化特性.结果表明,相对于R1中的EPS主成分在一个周期内的不固定,R2中的蛋白质含量一直明显高于多糖含量;两者的主要荧光物质均为类蛋白质和类富里酸,但在好氧末期R2中类蛋白质的荧光强度高于R1; R1的EPS中Ca2+> Mg2+,而在R2中, Mg2+>Ca2+,同时R1中的Ca2+含量平均值为8.67mg/gMLSS,大于R2中Ca2+的平均值2.40mg/gMLSS;在好氧末期,R2中的TP为21.65mg/gMLSS,明显高于R1中的TP含量(13.83mg/g-MLSS).此外,R1和R2的zeta电位平均值分别为-36mV和-25mV.由此可见, EBPR系统中的EPS具有与全程好氧活性污泥中的EPS不同的特征.     

磷缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀

以啤酒废水为研究对象,用SBR法研究了进水中不同有机物与总磷浓度的比值(以BOD/P计)对活性污泥膨胀的影响.结果表明,在进水中BOD/P为100/0.8以上的条件下,污泥的沉降性能良好;当进水中BOD/P分别为100/0.6和100/0.3时,出现高含水率的黏性菌胶团过量生长的现象,发生非丝状菌膨胀;在进水中BOD/P为100/0.4的条件下,发生更严重的非丝状菌膨胀.试验中还研究了磷缺乏条件下微生物对氮源和磷源利用率的变化.     

SBR法反硝化过程模糊控制器的设计和碳源投加方式的选择

在大量试验的基础上构建了SBR法反硝化过程的模糊控制器，并进行了3种碳源投加方式的实时控制试验。结果表明，按较小的速率连续投加碳源是最佳投加方式，它不仅可以满足反硝化速率上的要求，还可以尽量地减少再曝气时间，以pH和ORP作为SBR法反硝化时间和碳源投加的在线模糊控制参数是可行的和可靠的。     

亚硝酸盐氧化菌(NOB)的富集培养与其污泥特性分析

为了解亚硝酸盐氧化菌(NOB)特性,以某中试SBR的剩余污泥为接种污泥,以NO2--N为底物,采用逐步提高进水NO2--N浓度的方式,通过控制高游离亚硝酸(FNA)浓度联合高DO浓度对NOB进行富集培养.65d后,荧光原位杂交(FISH)技术分析结果显示NOB占细菌总数的80%以上[Nitrobacter(NOB的一个种,菌体呈杆状或梨状):80%; Nitrospira(NOB的一个种,菌体呈螺旋状):5%],表明成功富集培养出NOB为优势菌种的活性污泥.并且自然形成颗粒污泥,MLSS约为700mg/L,MLVSS/MLSS为0.278,SVI约为6mL/g.富集后污泥SVI较低的原因可能是污泥无机化程度高,污泥以无机盐沉淀为晶核形成颗粒污泥.试验结果表明,该污泥能够处理NO2--N浓度为1000mg/L的污水,比硝化速率为131.03mg/(g MLVSS·h),比耗氧速率为169.5mg O2/(g MLVSS·h).