氨氮负荷波动对城市污水短程硝化-厌氧氨氧化工艺硝态氮的影响

亚硝酸盐氧化菌(NOB)增长是导致城市污水短程硝化-厌氧氨氧化(partial nitrification/anammox,PN/A)工艺脱氮效率降低的主要原因之一.采用SBR反应器研究了周期性的进水氨氮负荷变化对城市污水PN/A工艺出水硝酸盐的影响.结果表明:恒定曝气量和曝气时间,进水氨氮负荷周期性降低时,PN/A工艺出水硝态氮逐渐增长,导致系统脱氮性能下降.在硝态氮增长之后,保持进水氨氮负荷稳定,系统的脱氮性能未恢复.进一步分析表明:低氨氮浓度下,NOB对于溶解氧的竞争是出水硝态氮增长的主要原因.因此,在城市污水PN/A工艺中,为了维持稳定的脱氮性能需要控制溶解氧和出水氨氮浓度.

两种典型滤料厌氧氨氧化效果与工艺运行优化

为促进厌氧氨氧化在城市污水处理中的应用,针对陶粒和火山岩两种典型滤料滤池的厌氧氨氧化脱氮效果和关键性工艺参数进行了研究。试验结果表明,接种挂膜启动生物滤池,10 d可实现稳定的厌氧氨氧化生物膜,火山岩滤池生物膜量和EPS均高于陶粒。滤料和反冲洗对厌氧氨氧化滤池实现稳定脱氮具有重要影响,低滤速条件下火山岩和陶粒滤池厌氧氨氧化效果基本相同,火山岩滤池和陶粒滤池反冲洗周期均较长,宜采用单独水冲方式;但高滤速条件下火山岩滤池比陶粒滤池更易堵塞,滤层有效深度小,反冲洗方式宜采用气水联合反冲方式,并相应缩短反冲洗周期、延长反冲洗时间。火山岩和陶粒滤池滤速均不宜高于2 m·h-1,最高总氮负荷分别可达3.81 kg·m-3·d-1和3.56 kg·m-3·d-1。

气水比对曝气生物滤池N_2O产生的影响

针对目前有关曝气生物滤池中N_2O产生与控制问题研究较少的现状,以城市污水为研究对象,利用曝气生物滤池,重点研究了气水比为9.8∶1、5.0∶1和2.5∶1的条件下,曝气生物滤池中的产生与转化情况.试验结果表明:BAF工艺中NH_4^+-N和TN的去除率均随气水比的减小而减小;气水比为9.8∶1、5.0∶1和2.5∶1的条件下,N_2O的释放量在空气中的百分比分别为418.030 6×10^(-6)、247.940 6×10^(-6)和123.063 8×10^(-6),因此,BAF中N_2O的产生不容忽视.在不同的气水比条件下,溶解态N_2O-N的沿程变化规律均为先增加后减小,且溶解态N_2O-N质量浓度与NO_2^--N质量浓度沿程变化规律一致,据此推测,N_2O可能产生于硝化反应过程.综合考虑硝化效果、TN去除效果以及N_2O减排控制,确定本试验条件下的BAF中适宜控制的气水比为5.0∶1.

垃圾渗滤液深度处理及混凝污泥有机物释放研究

针对垃圾渗滤液厌氧氨氧化出水中有机物残留的问题,提出了“混凝—气浮—高级氧化”的无膜法工艺改造路线,并对混凝过程进行了深入研究;考察了混凝剂种类和投加量、pH等对有机物去除的影响,并进行中型正交试验;另外还分析了混凝前后有机物的变化以及压滤脱水后混凝污泥中有机物的释放规律。混凝工艺的最佳条件如下:pH=5.75、聚合硫酸铁(PFS)投加量为1 500 mg/L、聚丙烯酰胺(PAM)投加量为2 mg/L,在此条件下TOC、COD、UV_(254)和色度的去除率分别可达到79.84%、67.57%、88.55%和95.00%;中型正交试验结果表明,对混凝工艺影响最大的因素是pH,混凝工艺最佳条件与小试结果一致,证明该试验结果放大可信;三维荧光数据分析表明,混凝几乎去除了全部的腐殖酸;凝胶渗透层析(GPC)结果表明,处理后有机物的分子质量整体变小;另外,混凝污泥的有机物释放量较小且释放速率逐渐趋于稳定,污染物二次释放的风险较小。

好氧和缺氧条件下游离亚硝酸对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的选择性抑制

【背景】稳定短程硝化是实现城市污水厌氧氨氧化技术的瓶颈,目前国内外关于游离亚硝酸(Free nitrous acid,FNA)对硝化菌活性的影响大多是在曝气条件下进行研究,鲜有关于缺氧条件下FNA对硝化菌活性影响的报道。【目的】探究好氧和缺氧下FNA对氨氧化菌(Ammonia oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(Nitrite oxidizing bacteria,NOB:Nitrospira和Nitrobacter)活性的抑制影响。【方法】采用序批式反应器(Sequencing batch reactor,SBR),基于混合液悬浮固体浓度(Mixed liquid suspended solids,MLSS)为8 300 mg/L的全程硝化污泥条件,通过批次试验分别考察好氧和缺氧下FNA(初始浓度为1.16 mg/L)处理48 h后,AOB和NOB活性的变化情况。【结果】好氧FNA处理活性污泥48 h后,FNA浓度维持在1.16-1.17 mg/L,游离氨(Free ammonia,FA)浓度小于0.017 mg/L,AOB、Nitrospira、Nitrobacter丰度均未发生明显变化;过曝气至99 h时,与空白组相比,比氨氮氧化速率(r+NH4-N)、比亚硝酸盐氮氧化速率(rNO2-N)均出现小幅下降,分别由3.5、4.828 mg N/(g VSS·h)降至3.3、4.668 mg N/(g VSS·h),且亚硝酸盐氮累积率(Nitrite accumulation rate,NAR)始终低于33.2%。缺氧FNA处理活性污泥48 h后,FNA浓度维持在0.64-1.16 mg/L,FA浓度低于0.039 mg/L,AOB丰度变化较小,而Nitrospira、Nitrobacter丰度均明显下降,分别由3.002 9×109、4.245×108 copies/g VSS降至1.666 5×108、5.163 8×107 copies/g VSS;过曝气至99 h时,与空白组相比,r+NH4-N值下降幅度较小,而rNO2-N值明显降低,由4.828 mg N/(g VSS·h)降至0.007 mg N/(g VSS·h),且在过曝气0-292 h内,NAR均大于94%。【结论】好氧FNA处理活性污泥48 h后对AOB和NOB无明显抑制作用,但缺氧FNA处理活性污泥48 h后对AOB具有轻微抑制作用,而对NOB具有强烈的抑制作用,可以实现稳定的短程硝化。

不同污泥浓度下缺氧FNA对硝化菌活性的影响

为了考察不同污泥浓度(MLSS)下缺氧游离亚硝酸(FNA)对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的抑制影响,采用序批式反应器(SBR),基于4种MLSS(8 398、11 254、15 998和19 637 mg·L-1)的全程硝化污泥条件下,通过批次试验深入研究4种MLSS下的全程硝化活性污泥经过缺氧FNA(初始浓度为1.3 mg·L^-1)处理48 h后,AOB和NOB活性的变化情况.结果表明,缺氧FNA处理活性污泥48 h后,p H值升高0.9左右,NO2--N浓度并未明显下降;过曝气下,NH4+-N浓度逐渐降解至0 mg·L^-1,NH4+-N去除速率逐渐升高至4.4~6.8 mg·(L·h)^-1,并随着抑制MLSS的升高,其所用时越短;抑制MLSS为8 398、11 254、15 998和19 637 mg·L^-1时,分别过曝气0~396、0~396、0~372和0~168 h内,亚硝酸盐累积率(NAR)均大于92%,当分别曝气至468、468、444和264 h时,NO2--N浓度和NAR分别降为0 mg·L^-1和0%,NO3--N浓度均升高至最高,其值分别为42.6、49.9、42.9和47.9 mg·L-1.