强化低温、低碳氮比污水脱氮的优势菌特性

低温、低碳氮比(BOD5/TN)污水的有效脱氮一直是北方城镇污水处理厂亟待解决的难题。对从哈尔滨地区低温(4~6℃)地下水中筛选获得的优势菌Y24-6进行研究,初步鉴定其为假单胞菌属(Pseudomonas),研究发现菌株Y24-6在自养条件下对硝酸盐去除率为(24.00±1.24)%。通过分析Pseudomonas sp.Y24-6对NO_(3)^(-)-N的去除过程,发现其在2 h内对硝酸盐的去除速率最高,为25.91 mg·L^(-1)·h^(-1)。基因组(序列号:JACBXG000000000)分析结果表明,菌株Y24-6通过CsrA、GlnL、GlnK和GlnA信号蛋白调控菌株的碳、氮代谢,且其中存在CO_(2)固定的关键酶基因(ppc和icd),在有机碳源不足时可通过固定环境中的CO_(2)来去除NO_(3)^(-)-N。将菌株Y24-6固定在S3型填料,24 h后每个填料可形成的菌量为(7.3±3.7)mg。用固定化的菌株Y24-6处理BOD5/TN<1、4℃的实际污水,TN的去除率平均为(34.55±0.09)%,对低温低碳氮比污水处理效果显著,本研究结果为寒区城镇污水冬季脱氮提供了参考依据。

某低碳氮比污水处理厂MBBR氧化沟+深度处理工程案例

西北黄土塬地区某污水处理厂处理规模2×10^(4) m^(3)/d,采用改良型氧化沟工艺,提标改造工程建成后出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B提高至一级A标准。针对原水低碳氮比、高悬浮物水质特性,提标改造工程采用强化生物脱氮除磷处理和增加深度处理流程的措施,即采用MBBR氧化沟+高效沉淀池+反硝化深床滤池+次氯酸钠消毒工艺,实际运行中各项出水水质指标达到或优于一级A排放标准。污水处理单位运营成本及总成本分别为1.40、2.73元/m^(3)。

低负荷低碳氮比进水污水处理厂工艺运行新模式探讨

由于管网建设与污水处理厂建设的不同步,广州某污水处理厂处于30%~54%低负荷运行状态。另一方面,广州中心城区污水处理厂进水碳氮比普遍偏低,2020年平均碳氮比为4.35(COD/TN为7.70)。在低负荷与低碳氮比进水的影响下,会导致污水处理厂出水总氮不稳定,容易出现偏高甚至超标的情况,为了稳定出水总氮,多数污水处理厂会通过投加碳源加强反硝化,增加了运行费用。由于某污水处理厂低负荷特点,结合工程现状,充分利用闲置的生产线,参考SBR工艺的运行模式,开发出生产线轮换产水模式,通过生化池串联运行达到深度脱氮的目的。按轮换产水模式运行后,出水总氮稳定,平均值为6.50 mg/L,总氮去除率提高至78.2%,乙酸钠单耗为0.27 t/万m^(3),与传统运行模式相比下降约为25%。

缓释碳源应用于低碳氮比污水脱氮研究进展

处理低碳氮比(C/N)污水时,生物法脱氮反硝化进程中碳源不足易导致脱氮效率偏低,需通过额外投加碳源进行补偿。外加碳源在污水脱氮过程中应用广泛,其投加量不易控制的缺陷可以通过利用缓释技术进行弥补。归纳了碳源缓释的特点及其在低C/N污水处理中的应用现状,总结了固体缓释碳源的不同类型及其在生物反硝化脱氮中的强化效果,对比分析不同缓释碳源在脱氮方面的优缺点。提出了目前缓释碳源应用的局限性,并对缓释碳源在生物反硝化脱氮领域的发展方向进行了展望。

A^(2)O+MBR工艺处理低碳氮比污水的效果研究

污水处理厂通常面临进水碳氮比偏低的问题,为确保出水水质达标,一般采取超量投加碳源的策略,但是这会导致运行成本上升。北京市某污水处理厂将厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,A^(2)O)+膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工艺作为主体工艺,进水由生活污水(占30%)和工业废水(占70%)组成。该污水处理厂向缺氧池投加葡萄糖溶液作为碳源,辅助脱氮。试验分别测定进出水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、总氮(Total Nitrogen,TN)和反应池混合液悬浮固体(Mixed Liquid Suspended Solids,MLSS)的浓度,分析外加碳源对脱氮效果和污泥产生量的影响,并进行碳源投加前后的成本对比。研究表明,进水COD/TN小于7时,适量投加碳源有助于提升脱氮效率,而COD/TN大于7时,要优化其他环节来加强脱氮效果,以保证出水水质稳定符合相关标准。通过精细化过程控制和改变运行管理方式,污水处理厂可以有效降低运行成本,避免进行工程化改造。

葡萄糖碳源对低碳氮比生活污水反硝化脱氮性能的影响探究

改良型Carrousel氧化沟耦合工艺处理低碳氮比的生活污水,是采用间歇曝气模式,氧化沟出口的溶解氧为2.0~3.0 mg/L,污泥浓度为2 500~3 500 mg/L,污泥回流比为80%~95%。在TN和氨氮常年超标的情况下,投加葡萄糖碳源,可以使该污水处理厂改良型Carrousel氧化沟工艺去除低碳氮比的生活污水中的氨氮、总氮、总磷、COD_(Cr)、BOD_(5)及酸碱度的效果很好,出水完全符合《城镇污水污水处理厂污染物排放标准》(GB 19918-2002)[1]的要求。

乙酸碳源对氧化沟工艺处理低碳氮比工业废水脱氮性能的影响

为解决污水处理厂进水碳氮比偏低、碳源不足,导致生物反硝化效果不理想这个困扰业界的难题,采用改良型Carrousel氧化沟耦合工艺处理低B/C比、低碳氮比的某混合工业废水,投加乙酸碳源,其他按照污水厂日常运行参数运营,结果表明,投加乙酸碳源对该工业污水处理厂改良型Carrousel氧化沟去除总氮、氨氮和pH等效果理想,出水完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 19918—2002)一级A标准.低碳氮比的工业污水处理可以选用乙酸作碳源以强化生物脱氮,乙酸实际合适的平均投加量为211.97 mg/L,投加成本为0.254元/t,该工艺的稳定运行为低碳氮比的工业污水处理系统优化设计及提标改造提供了有益的参考和借鉴.

微电解强化微生物菌种对高氨氮低碳氮比黑臭水的脱氮研究

针对高氨氮低碳氮比(C/N)黑臭水进行脱氮研究,通过硝化菌和反硝化菌共同作用,并在后期耦合铁碳微电解(IC-ME)强化脱氮。单因素控制变量实验表明,硝化菌和反硝化菌在30℃硝化/反硝化效果较优,平均氨氮去除率为71.62%,硝态氮去除率可达到67.52%;在溶解氧(DO)为3 mg/L时硝化效果较好,平均氨氮去除率达到了70.08%;在后期投加150 g/L铁碳填料时,反硝化效果最好,2#和3#反应器硝态氮去除率最高分别提高到了81.78%和91.17%。长时间运行反应器后,氨氮去除负荷达到0.193 kg/(m^(3)·d),化学需氧量(COD)去除负荷达到1.786 kg/(m^(3)·d)。单独的微生物菌种针对高氨氮低C/N黑臭水脱氮还有一定的局限性,通过后期耦合IC-ME,脱氮效率明显提升,总氮(TN)去除率可从45.65%提升到58.91%。

双膜耦合系统(MBR-MBfR)处理低碳氮比污水实验研究

为解决实际低碳氮比废水高效脱氮问题,以MBR-MBfR双膜耦合系统为研究对象,探究不同C/N双膜系统的脱氮效果。结果表明,当C/N=2时,其对NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、TN及COD的协同去除效果最好,COD、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、TN的去除率分别达到79.16%、78.40%、88.41%、77.04%和77.31%,是适合MBR-MBfR双膜耦合系统的最佳碳氮比。用于处理实际废水经过20 d的运行,结果表明,COD、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、TN去除率分别达到75.88%、80.02%、76.42%和80.92%。达到较好的双膜耦合效果,为反应器高效脱氮以及去除含有有机碳的低C/N废水提供参考和技术支持。高通量测序结果表明:(1)作为氨氧化菌(AOB)的亚硝基单胞菌属和作为潜在反硝化菌的脱硝单胞菌在MBR中同时富集;(2)在属水平上,在MBR的三个阶段中,起主要作用的氨氧化菌是Candidatus_Kuenenia,丰度比例分别为9.97%、12.50%和4.25%,对MBfR来说,起主要作用的菌属为Hydrogenophaga(氢噬胞菌属)为氢自养反硝化的优势菌属,其在三个阶段所占丰度比例分别为2.50%、12.47%、9.98%。

前置和后置玉米芯强化A/O反应器处理低碳氮比生活污水的试验研究

低碳氮比生活污水因碳源不足严重影响了异养反硝化的生物脱氮效果,这使得玉米芯作为缓释碳源受到广泛关注,采用前置和后置玉米芯强化A/O反应器处理低碳氮比生活污水,对比分析2组反应器的生物脱氮效果,结果表明后置玉米芯反应器的脱氮性能优于前置玉米芯。在常温(20~25℃)条件下,后置玉米芯反应器的TN去除率比前置高出约27.6%;而在低温(10~15℃)情况下,后置玉米芯反应器的TN去除率仍高于前置14.3%,且后置对NH4+-N的去除效果更为稳定。三维荧光光谱分析结果表明,后置玉米芯反应器中有机物含量更高,有利于微生物的异养反硝化脱氮过程。

多段多级AO工艺处理低碳氮比污水的效能及碳排放分析

在“双碳”背景下,高效处理污水的同时减少碳排放已成为污水处理行业发展的必然要求。多段多级AO工艺处理效果好、脱氮效率高、碳源利用充分、药耗及能耗低,适合低碳氮比城市生活污水的处理。结合工程案例,分析了该工艺在处理低碳氮比污水时的效果,测算了能耗、药耗及碳源利用情况。结果表明,进水碳氮比约为3.0:1时,少量投加碳源情况下,出水总氮质量浓度能达到6.3mg/L,脱氮效果良好。污水处理段碳排放约0.732kgCO_(2)/m^(3),其中生化段碳排放总计约为0.618kgCO_(2)/m^(3),占比约为85%。与脱氮除磷相关的碳排放量约为0.415kgCO_(2)/m^(3),占比约为56.7%,提高脱氮除磷的效率对污水处理的碳减排具有重大意义。该工艺高效低碳的特点,特别适合于南方低碳氮比污水处理,对节能减排具有积极的经济、社会及环境意义。

玉米芯释碳影响因素及其在低碳氮比污废水处理中的应用进展

低碳氮比(C/N)污废水中碳源不足,常会导致污水中生物反硝化不充分,继而引发硝酸盐大量积累的问题。农业废弃物玉米芯具有价格低廉、来源广泛及生物可降解性良好等优势,其经过适当处理可提高释碳量,在水环境污染处理领域中具有一定的应用潜力。本文综述了玉米芯的释碳过程、影响因素和预处理技术,以及在低碳氮比污废水处理过程中的应用,并针对目前研究应用中存在的问题,提出开展精确计算玉米芯在生物反应器中的投放量、玉米芯耦合其他材料联用技术、其他杂质离子对玉米芯释碳的影响机理、环境友好型玉米芯预处理化学药剂的研发、玉米芯在不同盐度海水养殖废水中的应用及玉米芯作为载体形成生物膜的机理等未来重点研究方向,以期为玉米芯的广泛资源化利用提供科学参考。

AAO工艺处理低碳氮比城市污水的优化调控策略研究

为更好构建城市污水厂脱氮除磷运行调控策略,提高污水厂脱氮除磷效率,降低生产运行成本,考察了AAO工艺处理低碳氮比城市污水的优化调控策略。结果表明,对于AAO工艺,“厌氧池投加碳源”“厌氧池投加碳源”+“生化池投加除磷剂”“缺氧池投加碳源”+“生化池投加除磷剂”均能实现生化池出水总磷达标,且3种药剂投加模式运行成本相当;缺氧出口硝酸盐氮和好氧池出口硝酸盐氮浓度具有直接的关系,可以通过实验建立两者之间的联系,进而指导碳源的精准投加;污水厂可在缺氧池末端或好氧区前端设预曝气区,运行中在高温时节关闭预曝气区,以增加反硝化处理效果,在低温时节开启预曝气区,以增加硝化处理效果,从而达到提高污水处理效率同时节能降耗的目的。

电极生物膜法处理低碳氮比污水研究进展及应用

在当前世界碳达峰、碳中和的可持续发展要求下需要进行碳减排。投加碳源以强化微生物处理低碳氮比污水的方式需要改变,以减少生物反硝化脱氮过程产生的N_(2)O、CO_(2)等温室气体量。电极生物膜法脱氮过程中以氢作为电子供体还原硝态氮,不产生温室气体以及引入新的污染,是处理低碳氮比污水的一种优选方法。本文综述了电极生物膜法处理低碳氮比污水的优势以及应用,以期从低碳氮比污水处理角度对节能减排提供借鉴。

污水进水低碳氮比的总氮应急处理技改实践

国内早期建设的大部分城镇污水处理厂,由于资金投入相对缺乏,设计时未考虑总氮(TN)的去除,此外,其工艺设计过于简单,设备设施简陋,且投运时间久远。为满足日益严格的环境保护监管要求,部分污水厂需在有限条件下进行技术改造。针对部分污水厂水量不足、碳氮比严重失调易导致出水TN超标的情况,本项目通过现场技改试验,研究进一步削减TN的措施。试验结果表明,在污水厂进水化学需氧量浓度低的情况下,增加生化系统内硝化液回流、控制反硝化过程中溶解氧浓度和投加碳源可有效增加TN去除量。

简述某低碳氮比污水处理厂脱氮工艺调控策略

针对昆明市某低碳氮比污水处理厂脱氮效率低、碳源依赖大的问题,通过开展相关生产性试验,总结出了提高反硝化效果的工艺调控措施。研究结果表明:在接种置换活性污泥、提高系统污泥活性的情况下,采取好氧区溶解氧分区调控、内回流比提升至300%左右、污泥浓度控制在3500 mg/L左右的工艺调控措施,能实现不外投碳源的情况下出水水质稳定达标,解决了该污水处理厂碳源成本高的问题,也为其他低碳氮比污水处理厂脱氮工艺调控提供借鉴。

低碳氮比工业废水处理脱氮效果影响因素分析

针对进水B/C低、低碳氮比的工业废水难处理的特点,采用正交试验研究A(溶解氧)、B(污泥浓度)和C (污泥回流比)3个因素,分析对氧化沟处理低碳氮比的工业废水脱氮效能的影响。结果表明:1)通过正交试验极差及方差分析,A(溶解氧)、B(污泥浓度)和C(污泥回流比)3个因素中,对总氮和氨氮去除率影响的重要性排序为DO> R> MLSS,溶解氧对脱氮影响较为显著。2)综合考虑各因素不同水平试验结果,适合当前外界条件(进水水质、环境温度等)下,该厂改良型氧化沟系统的合适水平组合为氧化沟出口溶解氧2.0 mg/L~3.0 mg/L,污泥浓度2000 mg/L~2500 mg/L,污泥回流比80%~95%。

ABR-生物接触氧化工艺处理低碳氮比生活污水试验

近年来,城市生活污水呈现出低碳氮比的趋势,造成污水处理脱氮困难。采用ABR-生物接触氧化工艺对低碳氮比生活污水进行试验研究,确定了试验运行参数,即在进水COD/N为2～7范围内,当HRT=10h,R=2.5、T=30℃时,系统对TN的去除效果良好;TN的平均去除率随着碳氮比的减小而迅速降低,此时,碳源不足成为制约脱氮效果的主要原因;在最佳运行条件下,当进水COD/N为6～7时,TN平均去除率达到80%以上,出水TN质量浓度小于15mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

低碳氮比实际生活污水A^2O-BAF工艺低温脱氮除磷

在低温条件下,采用A2O-BAF工艺处理低碳氮比实际生活污水.结果表明,该双污泥工艺在平均温度为14.2℃、平均进水COD369.5mg/L、TN76.8mg/L即C/N为4.81的工况下可以实现深度脱氮除磷.平均出水TN与TP分别为13.21mg/L和0.23mg/L.其中COD、氨氮、TP和TN的去除率分别为86.2%、99.8%、96.6%、81.5%,达到国家污水处理一级A标准(GB18918-2002).低温下A2O工艺段活性污泥的平均SVI为85.4mL/g,污泥具有良好的沉降性能.此外试验过程中可以利用pH值和氧化还原电位值作为该系统A2O各反应阶段的控制参数,来间接的指示A2O各区的反应情况.

不同缓释碳源对低碳氮比污水反硝化的影响

分别采用稻壳、玉米芯和陈米作为外加碳源，研究不同碳源对低碳氮比污水反硝化的影响。结果表明：稻壳和玉米芯对NH3-N的去除效果显著，去除率分别为ON93．33％N16．9％～91．75％；投加陈米后，出水NH3-N比原水有所增加。投加稻壳和玉米蕊时，反应体系对TN的去除效果不稳定，去除率为-28．36％-42．79％和-14．93％~58％；而投加陈米后，对TN的去除效果显著，出水TN范围为0．69—10．8mg／L，去除率为33．43％～93．37％。从反硝化效率和成本方面看．陈米更适于作为反硝化脱氮的碳源。