污水生物脱氮外加碳源的开发与应用

外加碳源在污水生物脱氮过程中发挥着重要作用。根据外加碳源参与生物反硝化反应的作用机制及利用速率的差异性,可将其分为速效碳源、缓释碳源和迟效类碳源,其中后两者合称为复合型碳源。文章第一部分总结了速效碳源的不同种类对反硝化性能和污泥性状的影响。第二部分阐述了以天然植物基质浸出液和可生物降解聚合物为代表的缓释碳源。第三部分介绍了以餐厨垃圾发酵液、污水厂污泥水解液及高浓度有机废水发酵液为代表的迟效碳源。基于降低脱氮成本和废物资源化利用等目的,概述这两类复合碳源的制备过程、生物脱氮性能以及实际应用的可行性等方面内容,提出其质量和性能提升的潜在路径。最后指出建立新型复合碳源的综合性能评价体系是开发利用生物脱氮用新型外加碳源的前提和保障。

水处理过程中外加碳源类型及其影响因素研究进展

外加碳源成本较低,可以提高反硝化速率,因此成为水处理研究的热点之一.总结了常见的固体外加碳源、液体外加碳源以及气体外加碳源的研究及应用.外加碳源在应用过程中存在一定困难,但大多数外加碳源有机碳释放量高,还可以利用某些废弃物作为外加碳源解决反硝化碳源不足的问题.

果皮混凝剂外加碳源对低碳源污水处理效果的影响研究

为了探究果皮混凝剂(HFP)外加碳源对低碳源污水处理效果的影响,采用序批式活性污泥法(SBR)进行试验,探究了HFP的投加量、HRT和进水pH值对模拟低碳源污水处理效果的影响。与乙酸钠对比,考察了HFP对于实际低碳源污水的处理效果。结果表明,对于模拟低碳源污水,在HRT为12 h,pH值为7,HFP投加量在40 mL/L时对NH4+-N和TN的去除率分别达到86%和73%;在其投加量为40 mL/L,pH值为7,HRT为16 h时处理效果最佳,COD和TN的去除率分别达到89%和78%。在HFP投加量为40 mL/L,HRT为12 h,pH值为7时,对于实际低碳源污水中COD、NH4+-N的去除率与投加乙酸钠接近,TN去除率比投加乙酸钠时低6.6%。HFP作为外加碳源,能有效提高低碳源污水COD与TN的去除率,具有推广应用的潜力。

外加碳源强化农村生活污水处理及成本分析

以农村生活污水处理中具有代表性的序批式活性污泥(SBR)工艺和厌氧/缺氧/好氧(AAO)+膜生物反应器(MBR)工艺为考察对象,将固体葡萄糖和固体乙酸钠作为有机物外加碳源,通过药剂化验分析,对比葡萄糖、乙酸钠2种外加碳源的COD_(Cr)含量、BOD_(5)含量、溶解速度等,通过烧杯试验和一体化污水处理设备生产试验,对比2种外加碳源对污染物的去除效果及经济效益。结果表明,固体乙酸钠溶解速度为固体葡萄糖的2.3倍,COD_(Cr)含量为2.4倍。同样投加成本条件下,投加乙酸钠的TN去除率达96.3%,比葡萄糖高13%。投加相同COD_(Cr)当量条件下,投加乙酸钠的反硝化速率约为葡萄糖的1.3倍,TN去除率为87.2%,比葡萄糖高3.2%。投加乙酸钠的工艺出水TP去除率更高,具有更好的生物强化除磷作用。投加乙酸钠的污泥浓度增长率比葡萄糖低29%,污泥容积指数(SVI)值较平稳,污泥膨胀风险较低,适合作为外加碳源长期使用。

论半导体工业废水生化处理流程中化粪池在外加碳源环节的应用

半导体产业在当下是一项新兴的高科技产业,被称为朝阳产业,其市场前景十分广阔。半导体产业包含了芯片制造工业、光伏产业等多个领域,无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。本文通过对比论述,两种针对半导体工业废水生化处理流程中,将生活污水作为外加碳源时,是否应当设置化粪池的不同的观点,明确该系统中,设置化粪池的目的、可能存在的问题,及可采用的应对方式。

不同外加碳源反硝化滤池的深度脱氮特性研究

以乙酸钠、乙醇、葡萄糖3种有机物作为外加碳源,以城市污水处理厂二沉池出水为原水,研究了反硝化生物滤池的反硝化效能,并分析了碳氮比和水力停留时间(HRT)对反硝化脱氮效果的影响。结果表明,反硝化生物滤池具有较高的处理负荷,当HRT≥10 min时,乙酸钠滤池和乙醇滤池对NO3--N和TN的去除率都能达到90%以上,葡萄糖滤池能达到80%以上;当m(C)/m(N)≥5时,乙酸钠滤池和乙醇滤池对NO3--N和TN的去除率都能达到90%以上;当m(C)/m(N)≥8时,葡萄糖滤池对NO3--N和TN的去除率达到80%以上。

前置反硝化脱氮系统外加碳源在线控制基础

以低碳氮比 (C/N)生活污水为研究对象 ,对连续流前置反硝化生物脱氮系统外加碳源的控制方法进行了研究 ,从而能使出水硝酸盐和亚硝酸盐 (NOx N)的浓度在满足出水水质标准的情况下 ,尽可能减少外加碳源的投加量 .试验结果表明 :总回流比大于 2碳源不足时 ,增加总回流比并不能提高脱氮效率 ;总回流比一定 ,缺氧区出水NO-x N的浓度达到 2mg/L左右时 ,即使碳源投加量成倍增加 ,TN的去除率提高不多 .在对总回流比与投加碳源量的相互关系分析的基础上提出了外加碳源量的控制方案 :通过使缺氧区出水NO-x N浓度维持在 2mg/L左右来控制外加碳源的投加量 ,总回流比由进水TN及出水NO-x N浓度的标准值来确定 .该控制方案既容易判断碳源投加的最佳点又能节省碳源的投加量 ,易于在污水处理实践中实现 .

外加碳源对优良菌降解芘的影响研究

通过溶剂萃取,薄层色谱,紫外分光光度法以及MPN计数等方法研究了外加碳源对一株放线菌CB2#和一株细菌CB9#降解芘的影响特性。结果表明,具有较高菌体表面疏水性的CB2#菌对芘的降解率比亲水性的CB9#菌对芘的降解率高。对于CB2#菌,通过外加邻苯二甲酸和葡萄糖其对芘的降解效率可分别提高25%和16%;对于CB9#菌,外加邻苯二甲酸和葡萄糖后,其菌体表面对芘表现出很强的吸附性,且其生物降解过程受到明显的抑制;在以上降解液中pH随时间在小范围内波动,说明CB2#菌和CB9#菌降解芘的过程是周期性的交替出现产酸和脱羧的动态过程。

外加碳源类型对A^2/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A^2/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A^2/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,PO43--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PO43--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。

不同外加碳源反硝化滤池的挂膜与启动特性研究

研究了不同外加碳源（乙酸钠、乙醇、葡萄糖）的反硝化生物滤池的挂膜与启动过程。在进水体积流量10 L/h（HRT=40 min）,进水COD维持在80-120 mg/L的条件下,同时启动3个反硝化生物滤池。乙酸钠滤池和乙醇滤池在启动10 d后亚硝氮积累消失,之后出水水质稳定,挂膜成功;葡萄糖滤池挂膜成功则需15 d。稳定运行后,乙酸钠滤池和乙醇滤池对NO3^--N和TN的去除率达到90%以上,葡萄糖滤池达到80%以上。同时监测3个反硝化滤池沿层水样,结果表明,在0-20 cm段,80%以上的NO3--N和TN得以去除,有少量亚硝氮积累,并且在滤柱高20 cm处DO的质量浓度降至1 mg/L以下,pH显著升高;在滤柱高40 cm之后,亚硝氮积累消失。

反硝化脱氮新型外加碳源研究进展

为应对更加严格的氨氮排放标准,城市污水处理厂普遍通过向生物营养物去除工艺(BNR)中投加外碳源以强化反硝化脱氮。常规的外加碳源包括甲醇、乙醇及糖类等。结合国内外对于反硝化补充碳源的研究成果,综述了以天然纤维素物质及人工合成高聚物为主的固体碳源、工业废水、污泥水解上清液、垃圾渗滤液和气体碳源甲烷等新型碳源,并总结了这几种新型碳源的研究现状及在反硝化中存在的问题。

基于BP神经网络的A/O脱氮系统外加碳源的仿真研究

对连续流缺氧/好氧 (A/O) 脱氮工艺处理低碳氮比 (C/N) 生活污水的外加碳源系统进行了仿真研究.由于处理系统的外加碳源量、总回流比和出水总氮 (TN) 之间存在的复杂非线性关系, 很难用常规的参数型模型进行描述, 给处理系统控制策略的实现带来较大的困难. 针对该问题, 引入了BP神经网络, 通过神经网络对试验数据的学习建立系统的非参数型模型, 通过该模型对系统进行仿真研究, 可以达到优化碳源投加量的目的.研究结果表明, 经过训练的BP神经网络模型可以很好地模拟处理系统, 根据仿真分析结果可以实现碳源投加量的优化控制, 这为污水处理系统在线最优控制的实现提供了一条可行的途径.

外加碳源对尖镰孢菌降解蒽的影响

研究了一株尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)对水中多环芳烃蒽的降解作用,考察了5种外加碳源对尖镰孢菌降解蒽的影响。结果表明,该尖镰孢菌在115h内能降解64.8%的蒽。适量浓度的葡萄糖、尿素、乙酸钠、水杨酸和邻苯二甲酸对蒽的生物降解均有显著的刺激作用。不同浓度的碳源,对蒽的生物降解的刺激效果不同。向反应体系投加5mg/L的葡萄糖、尿素或乙酸钠时,微生物对水中蒽的降解效率最高,而水杨酸和邻苯二甲酸的最适投加浓度则为20mg/L。在投加上述5种碳源时,蒽的生物降解反应动力学均符合指数模型:C=aebt。

低C/N比污水生物脱氮所需外加碳源量的确定

利用中试规模实验装置,探讨了现有活性污泥工艺改造成间歇曝气生物脱氮工艺的实践中,碳氮比(C N)对废水生物脱氮效率、脱氮反应速度的影响,分析了脱氮容量,确定了所需外加碳源量。

人工湿地植物外加碳源的预处理研究

为使纤维素类物质在作为人工湿地外加碳源时,能够持续释放更多的碳,满足反硝化的需要,提高人工湿地脱氮效率。以玉米秸秆作为研究对象,分别采用1%Na OH溶液中加热浸泡1 h,20%HCl溶液中加热浸泡1 h之后再在1%Na OH溶液中加热浸泡1 h的方法对玉米秸秆进行预处理。结果表明,碱加热处理玉米秸秆的碳源累积释放量约为酸加碱处理秸秆释放量的2倍,碱加热处理和酸加碱处理后的玉米秸秆累积C/N分别稳定在26.6、12.3,并且通过对碱加热处理玉米秸秆进行荧光分析得知其中含有大量微生物可利用的小分子类氨基酸物质。碱加热处理后玉米秸秆较适宜作为人工湿地的反硝化碳源,碱加热处理更有利于秸秆木质纤维素、半纤维素的释放,更适宜作为植物外加碳源的预处理方式。

外加碳源对选矿废水浮选药剂生物降解效果的影响

研究了外加葡萄糖、淀粉、乙酸钠3种碳源对SBR法降解模拟选矿废水浮选药剂的影响。实验结果表明:在停留时间为2h、苯胺黑药(二苯胺基二硫代磷酸)、黄药(丁基黄原酸钠)、乙硫氮(三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠)初始质量浓度分别为120,6,3m g/L的条件下,以淀粉为外加碳源时,3种浮选药剂的降解效果最好,苯胺黑药、黄药、乙硫氮的去除率分别为96.6%,89.8%,76.9%,模拟废水COD去除率为82.3%;3种共代谢基质降解苯胺黑药的反应速率常数从大到小依次为淀粉、葡萄糖、乙酸钠。

不同类型的外加碳源对污泥堆肥过程氮素损失的影响

以城市污泥为研究对象,采用葡萄糖、蔗糖、秸秆粉及其混合物作为外加碳源,研究了不同类型的外加碳源对堆肥系统一次发酵周期内氨气挥发的影响。探讨了碳源的降解效率与堆肥系统氮素损失的作用关系。结果表明,与对照试验氨气挥发总量相比(3.05g/kg·ds),单独添加葡萄糖(2.46g/kg·ds)与蔗糖(2.17g/kg·ds)均能控制氨气的挥发,但单独使用秸秆粉没有显著效果(3.1g/kg·ds)。蔗糖与秸秆粉混合添加对高温期氨气挥发的控制效果最好(1.92g/kg·ds),堆肥系统中总氮损失由对照试验53.1%减少至27.7%;堆肥过程中氨气挥发与碳源的降解具有显著负相关性(R=-0.94,p<0.005),秸秆粉与葡萄糖、蔗糖混合添加增强了微生物对有机碳的降解能力,促进无机氮的固定作用,减少了氮素的损失。

厌氧混合培养条件下六氯苯生物降解的外加碳源必要性

采用标准血清瓶实验探讨了厌氧污泥对六氯苯(HCB)的降解活性以及各种环境因素的影响.结果表明,经过140d的HCB驯化,厌氧污泥具备了较好的降解HCB能力;反应温度对HCB的降解速率有很大影响,适宜温度为35℃左右;葡萄糖、甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等有机碳源的存在明显促进了HCB的厌氧降解,其中甲酸和乙酸的加入极其重要;根据实验结果推测出,产甲烷过程对HCB的生物降解发挥了重要作用.

剩余污泥常温厌氧发酵制取外加碳源技术研究

剩余污泥在碱性条件下厌氧发酵会产生大量的易降解有机物如挥发性脂肪酸,可以为污水生物脱氮除磷提供碳源。通过调节p H,研究了本地污水处理厂的剩余污泥在碱性条件下的厌氧发酵,着重考察了碱解处理对污泥融胞效果的影响,并探讨了对后续厌氧消化的促进作用。结果表明,碱处理过程中剩余污泥中有机物发生了显著的溶解,污泥中的细菌被水解破碎,碱处理的p H越高越有利于剩余污泥中有机物溶出,有利于厌氧发酵制取VFAs,p H为11时,VFAs最高达到1 994.78 mg/L,换算成COD为2 898.35 mg/L。

外加碳源水淹条件下高硫土壤中铜的迁移转化

采用高硫低有机质酸性重金属污染土壤,通过研究外加碳源水淹条件下各层土壤中酸可挥发性硫化物(AVS)的产生以及各剖面层中Cu的总量分布、Cu在孔隙水中的浓度及存在形态的变化情况,探讨了水淹土壤中的AVS对Cu迁移转化的影响.结果表明,外加碳源水淹条件下,硫酸根被还原,产生的大量AVS可促使水相中游离活性Cu向惰性较高的硫化物结合态和残渣态转化而被固定;不同深度土壤中AVS产生情况不同,其含量由深层向浅层递增,并在顶层大量聚集,由此导致孔隙水中的Cu2+浓度由土壤深层向浅层递减,这种垂直浓度梯度差,趋动活性态Cu由深层向浅层的垂直迁移,在AVS大量富集的表层中形成丰富的铜硫化物沉淀,使土壤表层中惰性态铜及总量累积增加,底层活性铜及总量下降,从而使铜的生态风险和生物风险降低.