污水厂强化脱氮策略及其控制方法研究

本文针对进水低碳氮比的污水处理厂,利用污水处理厂模拟软件GPS-X建立并校正了污水处理工艺模型,利用动态模拟对比不同工艺控制方案,根据模拟结果建议按进水TN浓度变化和内回流变化设定碳源投加浓度,从而指导水厂实际运行,实现节能降耗。此外还开展了碳源比选试验研究,结果表明多核碳源单耗较乙酸钠(有效含量≥25%)降低了62.50%,吨水运行成本节省了17.33%;多核碳源单耗较葡萄糖(有效含量≥50%)降低了36.26%,吨水运行成本节省了21.42%。该研究能够有效指导进水低碳氮比的污水处理厂制定强化脱氮运行策略,实现低碳、高效运行。

MBR工艺强化脱氮除磷处理滇池农业面源污水的调控方法及实际应用

为保证滇池环湖截污体系已建混合水质净化厂MBR工艺实现出水氮磷稳定达标,通过现场搭建中试规模的系统,研究了外加碳源(乙酸钠)和除磷剂(聚合氯化铝)投加量对实际污水中氮磷强化去除的关系,提出了针对滇池农业面源污水常年进水水质质量浓度、碳氮比以及碳磷比均较低,TN和TP质量浓度波动大的特点,可灵活采用外加碳源(乙酸钠)和辅助化学除磷(PAC)的双调控方法或辅助化学除磷的单调控方法,在能够使出水中氮磷达标稳定的前提下,节约运行成本。同时,以中试研究参数为基准,有效地提高了洛龙河混合水质净化厂的实际运行调控效率,缩短了整个系统优化调整时间,并最终实现净化厂各项出水水质参数稳定达标,特别是TP质量浓度稳定低于0.3 mg/L的地方标准要求,预计滇池现有的两座MBR工艺处理厂每年TP的减排量可达65.3 t。

低温下MBR工艺在微污染水体中的强化脱氮研究

研究了MBR工艺在低温下对微污染水体的强化脱氮去除效果。结果表明,低温下MBR工艺的膜通量降低,影响产水量,但对COD的去除率不受影响,达57.9%,出水COD稳定在20 mg/L以下。在长污泥龄条件下,强化了硝化菌的抗冲击负荷能力,对氨氮的去除率高达95.6%,出水氨氮达到0.51±0.06 mg/L。证明了在低温条件下通过调整C/N可以提高系统对TN的去除效果,TN去除率显著上升到(73.1±3.6)%,出水TN可以控制在4.24±2.11 mg/L,可稳定达标排放。

两段式沸石多级土壤渗滤系统强化脱氮试验

针对两段式沸石多级土壤渗滤系统(MSL)第2段(缺氧段)反硝化不足的问题,采取分段进水的方式,探讨处理生活污水和受污染河流时,MSL系统的强化脱氮效果.结果表明,在分段进水后,MSL系统TN平均去除率提高26%,缺氧段反硝化能力明显提高,但仍存在最终出水NO3--N平均去除率为负值的问题.进一步将进水C/N从0.8增加到2.5后,MSL系统TN去除率从53.7%上升到89.4%,说明适宜的进水C/N是决定MSL系统氮去除能力的因素之一.分段进水对MSL系统有机物和磷的去除效果无明显影响。

复合式膜生物反应器强化脱氮除磷的实验研究

在传统好氧膜生物反应器(MBR)的基础上,结合厌氧/缺氧/好氧(A2/O)工艺开发了复合式A2/O膜生物反应器,并对其处理小区生活污水中的氮、磷等污染物的特性进行了研究。实验表明:在各自合适的条件下复合式A2/O膜生物反应器可保证化学需氧量(COD)的平均去除率达到90.17%,NH4+-N的去除率可达到92.32%,总氮(TN)平均去除率可达到72%,而总磷(TP)的平均去除率达到71.23%。

火山岩填料曝气生物滤池内循环强化脱氮试验研究

试验表明,被粉碎的火山岩是一种较好的曝气生物滤池填料。出水内循环虽然对COD、SS以及浊度没有太大影响,甚至因试验期间低温限制使得硝化效果改善并不明显,但内循环可以显著提高曝气生物滤池反硝化(脱氮)效果。在内循环比为150%时,硝化过程中产生的NO3-几乎均能被反硝化完全去除,只是由于试验时的低温限制了硝化效率使TN去除效率提高幅度受到限制,从无内循环时的43.8%仅仅被提高到69.1%。DO值沿填料层高度呈山谷型分布(谷底位于填料层50 cm处)规律揭示,DO谷底是反硝化的拐点,也是反硝化与硝化的分界点。

一体化膜生物反应器的强化脱氮除磷试验研究

采用一体化膜生物反应器(IMBR)处理沌口经济开发区的生活污水,考察了在四种不同的工况下生物单元对各污染指标的去除效果,并确定了最优工况:曝气2h—搅拌2h。在此基础上重点分析了IMBR系统强化脱氮除磷的效果。结果表明,在最优工况条件下,IMBR对主要污染物的去除效果较好,出水COD、TN、NH4+-N、TP基本上达到了GB 18918—2002标准的一级A标准;膜对出水水质的稳定起到了重要的保证作用,特别是在温度较低时,膜的强化作用更加明显。

基于城镇生活污水厂提标改造的新型原位强化脱氮装置试验研究

为了有效强化城镇生活污水厂的脱氮效率,研发了一种新型原位强化脱氮装置——管式生物净水装置(Tubular bio-purification device, TBD),分别以丝瓜络、棕丝、甘蔗渣和化学纤维填料等4种固体材料为TBD的填充基质,通过对比不同基质类型的TBD的强化脱氮性能,得出TBD的最佳填充基质,并结合基质生物膜的高通量测序结果解析其脱氮机理.结果表明,以甘蔗渣为填充基质的TBD对水体中氮素的去除性能明显优于其他基质,其对NH_4^+-N、NO_3^--N、NO_2^--N及TN的平均去除率分别可达72%、64%、97%和82%,经过其净化的水体NH_4^+-N及TN浓度均可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)规定的一级A标准,因此甘蔗渣是TBD的最佳填充基质;填充甘蔗渣的TBD的微生物物种丰度和多样性较高,其Chao1指数为9 743.55、Shannon指数为6.37,其微生物群落结构中反硝化相关菌群占绝对优势(23.75%),并含有一定比例的硝化(7.73%)及厌氧氨氧化(2.0%)相关菌群,表明填充甘蔗渣的TBD内部环境有利于脱氮功能菌群的富集和生长.本研究以期为该装置服务于城镇生活污水厂提标改造过程中强化脱氮的工程化应用提供依据和参数.

ASM1模型在污水生物添加强化脱氮的仿真研究

通过定义投加比概念、以及向ASM1模型矩阵中增加新组分Xaa(投加硝化菌)和添加相应的过程方程等方法,对生物添加过程建立数学模型。并针对投加比、泥龄等影响因素,模拟了生物添加强化脱氮的过程。仿真结果显示泥龄仅为6天时,投加比为0.2,硝化菌不到30天就达到稳定,出水氨氮不到15天就接近于零,而投加比为0时,7天后,出水氨氮仍有35mg/L左右;在恒定投加比下,泥龄越长,硝化越好,如投加比为0.01时,泥龄越大,氨氧降解越快,硝化菌浓度越高,当泥龄9.3天时,40天左右,出水氨氮可在2mg/L以下。这些均与实验结果相符,仿真结果表明生物添加法可有效的强化硝化及脱氮,提高投加比可提高主反应器的硝化菌浓度,提高氨氧化速率,在不同泥龄下,投加比对硝化影响不同,加大投加比,可以降低泥龄对硝化的影响。

难降解工业废水生物强化脱氮机制研究进展

电子工业废水、电镀工业废水仍然是深圳市主要的污染物排放源,显著影响着周边的水环境质量与环境安全。工业废水中碳氮组分含量及其不平衡,造成后续生化处理脱氮工艺的运行不稳定、能耗较高、运行维护复杂等问题。传统的工业废水处理过程中的生物段的处理效果直接决定了工艺出水的稳定达标与否。然而,受物化预处理效果、原水水质水量变化、进水碳氮比例失衡等因素影响,目前的生化脱氮单元存在效能不稳定、微生物活性受进水水质影响显著、脱氮效率过程控制复杂、外加药耗能耗高等问题。本文在综述目前常用技术的基础上,提出了耦合臭氧-曝气生物滤池处理典型的低碳氮比难降解电镀废水,能够实现生物膜低碳氮比进水条件下生物膜的快速启动并实现污泥减量化,在废水生化需氧量和氮指标达标率100%的前提下,降投药成本降低20%,能实现污泥产量下降40%,同时预计建成规模为200t/d的废水处理过程中生化段处理模块。为深圳市典型工业废水,包括电镀、表面处理、线路板等废水实现高效、节能的治理提供理论依据和技术支撑。

生物絮凝剂改性菌丝球负载好氧反硝化菌T13强化脱氮

由黑曲霉Y3(Aspergillus niger Y3)形成的菌丝球经过生物絮凝剂改性强化后作为生物载体固定好氧反硝化菌T13(Pseudomonas sp.T13),对其固定前后对全氮的去除效能、菌群的活性进行研究并分析固定化对于生物强化脱氮效果的影响。结果表明,菌丝球负载T13后去除全氮效能得到了明显的提高。当改性菌丝球(湿质量)与T13菌液(3.5×10^(8)CFU/ml)的质量体积比为1∶15时,去除全氮的效能最好。改性菌丝球负载T13后的表观图像和电镜扫描图像(SEM)显示,T13细菌附着在改性菌丝球的表面,且改性菌丝球载体的结构可以连续培养45 d后仍保持紧实结构。傅里叶红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(EEM)结果显示,胞外聚合物(EPS)在改性菌丝球固定T13的过程中起到了关键作用。菌丝球的菌丝缠绕形成的结构提供了强有力的机械结构,且具有较大的比表面积和良好的传质性能,改性菌丝球可以作为良好的生物载体用于生物强化。

活性碳纤维电极-生物膜反应器对废水的强化脱氮性能

利用自制的活性碳纤维电极-生物膜反应器对低碳氮比(碳元素与氮元素的质量比)废水进行了脱氮实验。实验结果表明:当进水COD和碳氮比较低时,碳氮比和电流密度均对反应器的脱氮性能有很大影响;当碳氮比小于3.0时,出水的ρ(NO-3-N)随进水碳氮比的增大而减小;当进水COD为70 mg/L、ρ(NO-3-N)为35 mg/L、碳氮比为2.0、电流密度为0.025 mA/cm2、反应时间为8 h时,出水的ρ(NO-3-N)达到最低值11.2 mg/L,NO-3-N去除率为68.0%。在适宜的碳氮比条件下,电极-生物膜反应器具有显著的强化脱氮作用,其对NO-3-N的去除率与单纯生物膜反应器相比可提高6.0～15.0个百分点。保持碳氮比不变,提高进水COD会导致所需电流密度的提高和脱氮能力的下降。

强化脱氮技术在污水处理中的策略研究

如果水体环境中氮元素含量超标,便会引起水体出现富营养化问题,会对水源水质甚至是周边生物生存形成直接影响,需要及时对其进行控制。为达到理想化污水处理目标,有关部门加大了对强化脱氮技术的研究力度。本文对强化脱氮技术在污水处理中运用展开重点论述,并对技术问题与发展进行分析,旨在完善强化脱氮技术应用,保证国内污水处理整体水平。

农村生活污水陶瓷膜-生物反应器处理工艺强化脱氮除磷研究

传统膜生物反应器是农村生活污水处理的重要工艺之一,但其存在氮磷去除效果差等问题,本文旨在探究陶瓷膜生物反应器对农村生活污水的处理效果,并提高其脱氮除磷效果。陶瓷膜-生物反应器(C-MBR)是将好氧生物反应与无机陶瓷平板膜过滤技术相结合的工艺,具有占地面积小、维护简单、排泥量少等优点。本文利用陶瓷膜代替传统膜-生物反应器中的有机膜,对C-MBR进行强化脱氮除磷工艺研究,通过优化回流比、DO、HRT等进行强化脱氮,采用粉煤灰多孔填料吸附进行强化除磷。结果表明:在进水COD和TN、NH_3-N、TP浓度分别为360.00～661.00、33.90～57.60、16.80～32.30 mg·L^(-1)和4.78～5.70 mg·L^(-1),MLSS为3000 mg·L^(-1),膜孔径为50 nm条件下,C-MBR出水对应指标平均浓度分别为34.90、22.59、1.13 mg·L^(-1)和4.57 mg·L^(-1),平均去除率分别为93.68%、47.86%、95.00%和12.32%。优化回流比至200%、DO浓度为2.00 mg·L^(-1)、好氧池HRT为4 h时,TN平均去除率显著提高,最佳可达69.39%,出水平均浓度为12.52 mg·L^(-1),且此时出水稳定、能耗低;粉煤灰多孔填料在水力负荷0.33 m^3·m^(-3)·d^(-1)条件下,对TP去除率可达90.90%,出水平均浓度为0.42 mg·L^(-1),满足一级A标准。使用1000 mg·L^(-1)的次氯酸钠水溶液,以每片膜500mL·30 min^(-1)速度对膜进行在线清洗时,跨膜压差恢复速率最快,膜污染去除效果恢复最佳。优化回流比、DO、好氧池HRT能有效强化C-MBR脱氮效果,填料吸附磷能有效强化除磷效果。本研究为农村生活污水就地处理、提高C-MBR脱氮除磷效果提供了有益参考。

复糟酿酒废水强化脱氮工艺

某酿酒企业现有的CASS工艺已不能满足废水的排放要求。拟采用两级A/O法对复糟酿酒废水进行强化脱氮处理,通过优化实验,结果表明,在温度30℃左右、pH=7.2~7.5、C/N=7.5~8、DO质量浓度O段控制在2.5mg/L左右、A段控制在0.25 mg/L左右、两级A/O的HRT为4 d,废水COD去除率达86%、出水氨氮质量浓度为5mg/L左右、总氮质量浓度为10 mg/L左右,生化尾水经次氯酸钠氧化处理,最终出水水质满足GB 27631-2011的要求,为企业复糟酿酒废水的工程调试、运行提供参考。

推流式A^2O工艺强化脱氮数值模拟研究

为了改善城市污水混进垃圾渗滤液后经常出现的TN含量超标问题,运用数值模拟方法,基于活性污泥模型ASM2d构建推流式A2O工艺数学模型。经过灵敏度分析和参数校正后,模型出水中COD、TN含量、NH4+–N含量模拟值与实测值的相对误差分别为2.1%、2.6%和1.6%。采用单因素试验和多因素正交试验优化混合液回流比、污泥回流比、好氧段溶解氧对出水TN含量的影响,结果表明,当混合液回流比为400%,污泥回流比为100%,好氧段溶解氧控制在3 mg/L时可达到较佳脱氮效果。

人工湿地复合生物燃料电池强化脱氮研究

在传统人工湿地的脱氮原理及其存在弊病的基础上,提出了人工湿地复合生物燃料电池技术。作为一种能量无需转化、利用效率高、能在污水处理的同时产生电能的新型技术,该系统能够有效去除处理水中的氨氮、总氮。与传统人工湿地系统相比,该系统的硝化、反硝化能力显著增强。同时通过国内外调研,分析了生物燃料电池脱氮存在的问题,提出强化脱氮效果的措施。

芦竹-砾石A/O生物滤池对农村污水强化脱氮效能的研究

雨污混流农村污水具有低污染、低碳氮比的特性,由于碳源缺乏导致其采用生物法处理时总氮(TN)难以去除,无法达标排放。采用芦竹碎段作为缺氧/好氧(A/O)生物滤池(2#)缺氧段填料和碳源强化对农村污水脱氮,以砾石A/O生物滤池(1#)作为对照组,研究芦竹对氮的强化去除作用,并采用扫描电镜(SEM)和实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)分析生物滤池中的脱氮微生物群落。结果表明:当进水CODCr、NH4^+-N、TN和PO4^3--P浓度分别为(79.47±14.21)、(34.49±2.08)、(34.73±3.87)和(2.38±0.46)mg/L,水力停留时间为10 h时,1#和2#生物滤池对其去除率分别为88%±7%和86%±6%、90%±2%和97%±7%、38%±13%和65%±9%、27%±13%和40%±18%。芦竹作为缺氧段填料能显著增强A/O滤池对NH+4-N、TN和PO3-4-P的去除效果。1#和2#生物滤池缺氧段填料上的微生物均以短杆菌为主;2#生物滤池缺氧段中微生物反硝化脱氮和厌氧氨氧化(ANAMMOX)功能基因丰度高于1#生物滤池。

芦苇碳源投加量对表面流人工湿地中试系统强化脱氮启动的影响

针对农田退水C/N较低的问题,采取表面流人工湿地投加缓释型植物碳源芦苇强化反硝化脱氮。模拟农田退水水质为:NO_3^--N浓度,(8.00±1.00)mg/L;TN浓度,(9.00±1.00)mg/L;NH_4+-N浓度,(0.70±0.10)mg/L;NO_2^--N浓度,0.01 mg/L;TP浓度,(1.00±0.05)mg/L。设计了3组中试湿地:空白组湿地为不加芦苇碎段的对照湿地;1#湿地为芦苇碎段面积占强化反硝化湿地段面积的1/4;2#湿地为芦苇碎段面积占强化反硝化湿地段面积的1/2。采用静态方式进行为期40 d的启动试验。结果表明:启动前期(第1~18天),空白组湿地、1#湿地和2#湿地NO_3^--N的去除率分别达到84.2%(第18天)、89.1%(第18天)和97.8%(第7天);TN的去除率分别达到75.1%(第15天)、79.4%(第15天)和90.0%(第7天)。考虑到湿地NO_3^--N的利用情况,在试验第18天时补加NO_3^--N至浓度为(8.00±1.00)mg/L。启动后期(第19~40天),空白组湿地NO_3^--N和TN的去除率在第40天分别为78.0%和71.4%;1#湿地在第37天分别为92.2%和75.2%;2#湿地在第35天分别为95.8%和77.1%。投加芦苇碳源可大大缩短中试表面流人工湿地的启动期,2#湿地启动较快,且对NO_3^--N和TN的去除效果明显高于1#湿地和空白组湿地,表明碳源投加越多,启动越快,脱氮效果越好。

进水模式对强化脱氮好氧颗粒污泥培养的影响

针对不同进水模式对好氧颗粒污泥培养及强化脱氮效果的影响尚无统一定论的问题,系统比较研究了快速进水直接曝气、快速进水厌氧搅拌和厌氧推流慢速进水3种模式对好氧颗粒污泥形成特性及脱氮效果的影响.研究发现,快速进水直接曝气模式所形成颗粒污泥表面易生长丝状菌,颗粒粒径可达2.0mm以上,但易解体;快速进水厌氧搅拌模式可形成粒径多为1.5~2.0mm的好氧颗粒污泥,TN去除率达到80%,优于前种模式,但未能避免颗粒解体;厌氧推流慢速进水可获得粒径多为1.0~1.5mm的颗粒污泥,常规负荷下出水COD浓度约10~15mg/L,TN浓度小于1mg/L,TN去除率达90%,满足地表III类水标准.系统比较证实,厌氧推流慢速进水方式是实现强化脱氮好氧颗粒污泥培养的最佳模式.