新型高效厌氧反应器的研究与开发

为克服传统厌氧处理工艺的缺陷,系统地分析了当前常用的厌氧反应器的工艺机理和运行性能,分析了美国依阿华(IOWA)州立大学开发的新型高效厌氧反应器——厌氧移动式污泥床反应器(AMBR)工艺的基本构造、特点、运行性能;经分析对比认为,厌氧移动式污泥床反应器具有结构简单、运行灵活、出水水质好等优点,在污水厌氧处理方面具有广阔的应用前景．     

Simultaneous Nitrogen and Phosphorus Removal by Denitrifying Dephosphatation in a(AO）2 Sequencing Batch Reactor

A 24 L working volume reactor was used for the research on simultaneous phosphorus (P) and nitrogen (N) removal by denitrifying dephosphatation in an anaerobic-oxid-anoxic-oxid sequencing batch reactor((AO)2SBR) system. The durations of each phase are: anaerobic 1.5 h, aerobic 2.5 h, anoxic 1.5 h, postaerobic 0.5 h, settling 1.0 h, fill 0.5 h. The successful removal of nitrogen and phosphorus is achieved in a stable (AO)2SBR. The effluent P concentrations is below 1 mg/L, and the COD, TN and P average removal efficiency is 88.9 %, 77.5 % and 88.7 %, respectively. The batch experiment results show that the durations of aerobic and anoxic phase influence the P removal efficiency. Some feature points are found on the DO, ORP and pH curves to demonstrate the complete of phosphate release and phosphate uptake. These feature points can be used for the control of (AO)2 SBR.     

A2N反硝化除磷脱氮系统处理生活污水研究

研究了生活污水COD／TN比值变化对A2N反硝化除磷脱氮新工艺去除氮、磷的影响情况。同时利用间歇试验着重探讨了DNPAOs污泥在不同硝态氮浓度、不同电子受体时的摄磷和放磷状况。A2N连续流工艺长期的运行结果表明：双泥系统的建立(生物膜硝化池独立于除磷污泥)可以降低碳源的好氧消耗,较大程度地减少聚磷菌和反硝化菌之间对碳源的竞争,同时保证了生长速率较小的硝化菌可以在稳定状态中生长,利于增强系统脱氮除磷的稳定性。     

外加碳源类型对A2/O-BCO系统脱氮除磷性能的影响

反硝化除磷系统可实现氮、磷的同步去除,但在处理实际低C/N污水时,常需补充碳源以解决碳源不足的问题。采用A²/O-BCO（anaerobic anoxic oxic-biological contact oxidation）反硝化除磷系统,通过投加两种常用的外碳源控制进水C/N在4.3左右,考察碳源类型（丙酸钠、乙酸钠）对A²/O-BCO系统长期运行效果的影响,并采用批次试验进一步探究不同外加碳源条件下活性污泥的内碳源贮存和利用特性。结果表明：碳源种类的变化会改变微生物的底物贮存和利用特性,进而影响系统的脱氮除磷效果。当采用丙酸钠为外加碳源时,PO₄^3--P去除效果稳定在94%左右,实现了磷的高效去除,但TIN的去除率仅为70.82%;而以乙酸钠为外加碳源时,系统TIN的平均去除率可以达到74%,但磷的出水浓度出现波动现象,平均去除率仅为89.90%。碳源转化分析表明,厌氧条件下,进水丙酸钠含量增多,PHV的合成比例增加,相反,乙酸钠含量增多,PHB合成比例增多;缺氧条件下,DPAOs对PHB和PHV的降解效果与其含量相关,丙酸钠作为外碳源时,PHV的降解速率高且微生物产能效率高,因此PO₄^3--P吸收速率较快。此外,本文提出了不同外加碳源条件下系统的优化运行策略。     

低溶解氧污泥微膨胀前后污泥硝化活性的对比研究

为了研究低溶解氧微膨胀前后污泥硝化活性的变化,采用SBR反应器,平均DO浓度为0．6mg／L-0．9mg／L,测定污泥微膨胀前后污泥氧消耗速率曲线。结果表明：发生污泥微膨胀后,活性污泥对COD的去除能力有较大的提高,而对氨氮去除能力却有一定的下降。污泥微膨胀前后的氧消耗速率曲线显示,微膨胀前活性污泥总活性为67．72mgO2／gVSS·h,其中硝化活性为43．12mgO2／gVSS·h,占其总活性的63．67％;而微膨胀后活性污泥总活性为90．49mgO2／gVSS·h,其中硝化活性为23．98mgO2／gVSS·h,占其总活性的26．51％。低DO成为微生物生长的限制性基质,污泥微膨胀的状态下,活性污泥中丝状菌成为优势菌种,而硝化细菌成为非优势菌种,污泥的总硝化活性降低。     

高氨氮废水厌氧氨氧化耦合内源反硝化深度脱氮技术创新与应用

为解决污水处理过程中总氮去除难、能耗高的世界性难题,项目团队持续研发厌氧氨氧化相关技术15年,全面充分研究了厌氧氨氧化菌代谢机理、培养条件、反应器控制技术与工程启动策略,构建了一套以厌氧氨氧化技术为核心的污水处理创新技术体系,自主研发实现多项重大技术突破并实现产业化,研究成果达到世界先进水平。所研发的工艺技术已在污泥消化液、垃圾渗滤液、污泥热水解消化液等高氨氮污水处理领域实现产业化,建成了国际上最大的厌氧氨氧化工程和最大的厌氧氨氧化菌菌种基地,获得了良好的经济、环境与社会效益,实现了科研项目落地转化的社会目标与责任。     

低氧条件下生物反硝化过程中N2O的产量

利用SBR反应器,控制曝气量为0.3 L·min-1,通过改变N2∶O2比例,调节反硝化过程中DO浓度,以连续投加乙醇作为反硝化碳源,考察了低氧条件下NO-3N反硝化过程及N2O的产量。结果表明,DO对反硝化菌的活性具有明显的抑制作用。DO由0增至0.7 mg·L-1,NO-3N还原速率由18.12 mg N·(g MLSS)-1·h-1降至11.37 mg N·( gMLSS)-1·h-1,系统N2O产量由0.23 mg·L-1增至1.74 mg·L-1。其原因为：(1)较高的NO-2N浓度导致系统反硝化速率降低,N2O积累并释放;（2）DO对N2O还原酶活性具有明显的抑制作用。降低缺氧-好氧生物脱氮过程中缺氧反应器内部DO含量,是减少生物脱氮过程中N2O产量的关键因素。     

生物脱氮中N2O产生过程的微生物作用

N2O是一种重要的温室气体.微生物的生物硝化反硝化过程是N2O产生的主要来源.从微生物学的角度阐述了脱氮过程中N2O的产生过程,并分析了不同脱氮过程中各菌种对N2O产生过程的作用.硝化过程中N2O主要产生于氨氧化细菌的氨氧化过程,亚硝酸盐氧化细菌的存在可以减少N2O的产量;反硝化过程中亚硝酸盐的积累,低氧和碳源不足都会导致N2O产生量的增加;另外,其他一些参与氮循环的微生物也会产生N2O.文章最后给出了污水脱氮过程中N2O减量化的策略以及今后研究的方向.     

碱的类型对剩余污泥碱性发酵及脱水性能的影响

在温度35℃、pH=10条件下,对比研究了14d内剩余污泥在KOH、NaOH、Ca(OH)2和Na2CO3这4种碱性条件下的水解产酸性能、脱水性能、氨氮和正磷酸释放情况以及污泥减量情况。结果表明:剩余污泥在4种碱性条件下表现出不同的水解产酸能力、脱水性能、以及污泥减量情况。污泥水解能力排序为Na2CO3>NaOH≈KOH>Ca(OH)2;产酸能力排序为NaOH>KOH≈Na2CO3>Ca(OH)2;脱水性能排序为Ca(OH)2>Na2CO3>NaOH≈KOH,氨氮和正磷酸盐释放量排序均为为Na2CO3>NaOH≈KOH>Ca(OH)2。剩余污泥在Na2CO3条件下挥发性悬浮固体(VSS)去除率最高;但在NaOH条件下总悬浮固体(TSS)去除率最高。     

单一缺氧/厌氧UASB同步反硝化产甲烷与A/O组合工艺处理实际晚期渗滤液

以实际高氮晚期渗滤液为研究对象,应用缺氧/厌氧UASB-A/O组合工艺重点研究有机物和氮的去除特性,同时考察了A/O系统内短程硝化实现途径及稳定方法。试验结果表明,该生化系统可实现有机物和氮的同步、深度去除。在原液COD平均为6537 mg·L^-1,NH⁺₄-N为2021 mg·L^-1的条件下,系统最终出水分别为300 mg·L^-1和15.6 mg·L^-1,去除率分别为95.4%和99.2%。UASB反应器的平均COD负荷为6.5 kg COD·m^-3·d^-1,去除速率为5.3 kg COD·m^-3·d^-1。在单一UASB反应器内,发生了缺氧反硝化和厌氧产甲烷的双重生化反应,UASB反应器内获得了几乎100%的反硝化率。通过高游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）的协同作用,使A/O反应器实现并维持了稳定的短程硝化,通过99%以上的亚硝化率实现高效的氨氮去除。