CIBR处理模拟生活污水的效果及菌群分析

实验采用连续流一体化生物反应器(CIBR)处理模拟生活污水。考察CIBR对污水的处理效果,并采用高通量测序分析取自污水处理厂的接种污泥与驯化完后CIBR中活性污泥的菌群组成结构。结果表明,CIBR能高效处理模拟生活污水,COD、NH_4^+-N、TN和TP的去除率分别达到90.9%、94.9%、83.1%和71.2%;在门级菌群中,接种污泥和CIBR活性污泥中的优势菌种均为Proteobacteria和Bacteroidetes,但在属水平上,两个生物系统中好氧菌、兼性菌、反硝化菌、氨氧化菌、亚硝氮氧化菌和聚磷菌在种类和相对丰度上存在明显差异,这可能与运行工况和进水水质不同有关。

污泥水热脱水滤液与模拟生活污水在SBR系统中的协同降解研究

为了探究水热污泥脱水滤液与生活污水协同生物降解的可行性,将污泥水热脱水滤液混入模拟生活污水,并进行SBR处理试验。研究表明:以0.05%的比例将水热污泥脱水滤液混入模拟生活污水,不会对SBR系统处理模拟生活污水造成冲击,出水各项指标能达到GB18918—2002一级A标准。通过三维荧光图谱分析和荧光区域指数分析,表明滤液中的类酪氨酸、类色氨酸蛋白等组分能在模拟生活污水得到充分的共降解。

膜曝气生物膜反应器处理模拟生活污水研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜构建膜曝气生物膜反应器(MABR),研究不同曝气压力,pH、流量和C/N比对模拟生活污水处理效果的影响,并分析PVDF中空纤维膜表面微生物的Alpha多样性、物种群落及群落组成.结果表明,构建的MABR可有效去除模拟生活污水中的化学耗氧量(COD)、氨氮(NH+-N)和总氮(TN),在曝气压力0.06 MPa,水力停留时间12.0 h,pH 8,C/N比5,循环流量90 mL/min下,MABR对模拟生活污水的处理效果达到最佳,COD,NH^+4-N及TN的去除率分别为95.4%、79.6%和71.8%.此时,反应器生物膜微生物具有较高的群落丰富度和多样性,Chao和Shannon指数分别为456.3和2.67,表明MABR具有较好的生活污水处理性能和潜在应用价值.

石菖蒲对不同浓度模拟生活污水净化效果研究

为研究湿地植物在不同浓度污水条件下的净化效果,通过模拟生活污水实验分析了石菖蒲(Acorus tatarinowii)的污水净化能力。实验设置自来水对照组(CK)以及4个污水梯度(分别为模拟生活污水试剂用量的25%、50%、100%和150%,标记为T1、T2、T3和T4),通过分析石菖蒲生物量变化以及对污水中TP、TN和NH4+-N的去除率,研究石菖蒲对不同浓度模拟生活污水的净化效果。结果表明:(1)石菖蒲在5组处理条件下都能正常生长,生物量差异显著(P<0.05),其中T4下效果最佳。石菖蒲的根长增加CK(9.87±0.16)cm>T3(8.74±0.27)cm>T1(7.91±0.45)cm>T4(7.26±0.11)cm>T2(7.11±0.07)cm;(2)石菖蒲在模拟生活污水TP的去除率,随着种植时间的增长而增加,为T1(99.20%)>T2(98.39%)>T3(91.36%)>T4(87.26%);TN和NH4+-N具有较高一致性,TN去除率为T1(99.13%)>T2(98.76%)>T3(95.97%)>T4(95.67%);(3)实验期间有少量NO3--N和NO2--N的产生,总体是随时间呈先增加后减少的趋势。研究结果可为利用石菖蒲治理生活污水提供重要依据。

沸石处理模拟生活污水中氨氮效果影响因素分析

为考察投加量、吸附时间、氨氮初始浓度和pH值等因素对污水中氨氮的处理效果影响,采用天然沸石对模拟生活污水中氨氮去除效果进行分析。实验结果表明:模拟生活污水的氨氮浓度条件下,适宜的沸石投加量为4 g/200mL,吸附时间选择3 h较适宜,不同氨氮初始浓度(30～200 mg/L)下,去除率达到了56%～95. 2%。2 h后速率逐渐降低并达到吸附平衡,氨氮的去除率趋于稳定。吸附达到平衡后,随着氨氮初始浓度增加至,去除率呈下降趋势。p H值范围在5～8时,沸石吸附氨氮效果较好。

分置式厌氧陶瓷膜生物反应器处理模拟生活污水试验研究

为强化厌氧系统的处理效能,延缓厌氧膜生物反应器膜污染速率,采用分置式厌氧陶瓷膜生物反应器处理模拟生活污水.结果表明:厌氧反应器UASB经过60 d的启动,可实现对模拟生活污水的良好处理,COD去除率超过90%;耦合膜组件运行后,膜出水COD在22.58 mg·L^(-1)左右,COD总去除率平均为95.53%,甲烷日均产量为352 mL·d^(-1),产率最高达到0.11 m^3·kg^(-1);跨膜压差(TMP)达到26.81 kPa时膜污染严重,周期为14 d,反冲洗能够去除膜表面的泥饼层,有效地延长膜污染周期;对混合液及滤饼层中的多糖和蛋白质浓度进行了分析,结果表明,蛋白质是引起膜污染的主要物质.

自动增氧型潜流人工湿地处理农村生活污水的研究

采用人工配水模拟太湖地区农村生活污水水质,利用改进的自动增氧型潜流人工湿地对其进行处理,结果表明:COD、NH+4N、TP进水浓度分别在132.4～392.6mg·L-1、21.58～50.26mg·L-1、3.60～13.17mg·L-1范围内变化时,COD、NH+4N、TP的去除负荷随着进水浓度的升高而增大,其最高去除负荷分别为226.38kg·d-1·hm-2、44.40kg·d-1·hm-2、10.44kg·d-1·hm-2,相应的去除率为89.45%、88.93%、90.25%,且系统有较强的抗冲击负荷能力.

浮床黑麦草对城市生活污水氮循环细菌繁衍和脱氮效果的影响

通过设施大棚内容积为1.5m3的人工模拟池试验,研究了浮床黑麦草对模拟城市生活污水氮循环细菌繁衍和脱氮效果的影响。通过研究,阐明浮床植物去除污染水体氮素的可能途径。研究结果表明:浮床黑麦草对模拟城市生活污水总氮和氨氮的去除效果分别达到了31.6%和43.0%;浮床黑麦草根际和根系正下方是各类氮循环细菌生长的最佳区域;浮床黑麦草处理有效地提高了系统氮循环细菌的数量,16d的试验结束时细菌总数(A,单位为CFU.mL-1)达到最大值,其lg(A/(CFU.mL-1))增加至8.82,各类氮循环细菌比对照高3-5个数量级;同时,浮床黑麦草处理显著提高了氮循环细菌的群落多样性,系统内氨化菌、硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌共存;明确了浮床黑麦草的吸收同化和氮循环细菌的生物脱氮是浮床黑麦草净化水质的两个重要途径。

生物挂膜降解模拟污水COD的研究

以棉花、腈纶棉、多孔滤网和碎石为基质进行挂膜实验,采用间歇曝气法对生物膜进行驯化。生物膜驯化期间腈纶棉和棉花基质实验COD去除率分别为42.9%和64.7%,模拟生活污水COD降解率较高。利用驯化的生物膜处理模拟生活污水,第1天处理效果最佳,较对比实验效果明显,其中COD去除效率达90.4%,较对比实验处理效果高约41.1%,生物膜处理效果明显。

膜面积负荷对气水交替MBR处理污水的影响

为提高气水交替膜生物反应器的处理效率,充分利用膜组件,通过小试试验,考察膜面积负荷对该工艺处理模拟生活污水的影响.结果表明,在膜腔供氧压力不超过200 kPa、原水碳氮比为10左右的条件下,AMBR对COD、NH4+-N和TN的最大膜面积去除负荷分别为84.9、6.75和6.5 g/(m2.d).对于AMBR去除COD,供氧速率是限制其去除效果的关键因素;供氧速率和硝化速率两者对NH4+-N的去除均有影响;而硝化速率是限制TN去除的关键因素.

进水底物对好氧颗粒污泥特性及微生物群落的影响

为了研究进水底物对好氧颗粒污泥(AGS)特性的影响,通过接种絮状污泥于序批式反应器(SBR)中以生活污水和模拟生活污水作为进水底物,对AGS形成过程中的污泥特性和微生物群落展开研究。研究表明:以模拟生活污水为进水底物,发现颗粒污泥内部以丝状菌为框架,通过对污泥的截留逐渐形成AGS,污泥沉降性能良好。随着AGS的形成胞外聚合物(EPS)组分中蛋白质(PN)含量增加显著,PN/PS由1.77上升至5.80,促进了AGS的形成和稳定性,且EPS含量与Zeta电位、污泥沉降指数呈负相关。连续投加Fe(OH)_(3)胶体抑制了NOB菌的活性,导致生活污水阶段污染物的去除效果较差;AGS形成后污染物的去除效果明显上升,特别是氮、磷污染物。生活污水阶段Candidatus_Microthrix菌属引起了系统内丝状菌膨胀,同时微生物群落丰富度、多样性逐渐降低。模拟生活污水阶段具有疏水性和分泌EPS功能的菌属丰度占比持续上升,例如:unclassified_o__Saccharimonadale(33.%→22.0%)、Zoogloea(3.0%→6.0%)、unclassified_f__Sphingomonadaceae(0.87%→3.1%)菌属等;促进了污泥颗粒化;同时随着污泥颗粒化程度提高,具有反硝化和除磷功能的菌属丰度占比持续上升,保证了AGS系统高效的脱氮除磷性能。

SBR系统中同步硝化反硝化好氧颗粒污泥的培养

采用人工配制的模拟生活污水 ,研究序批式反应器 (SBR)中好氧颗粒污泥的培养 .实验结果表明 :通过对进水碳源进行调控 ,反应器中形成了高活性具有同步硝化反硝化能力的好氧颗粒污泥 ,反应器中COD和NH3 N的去除率分别为 74 0 %～ 92 8%和 82 3 %～ 98 5 %.颗粒污泥的粒径一般为 0 5～ 1 0mm ,MLSS达到 4 5 g·L- 1以上 ,SVI值约为 3 2 5 。

序批式一体化膜生物反应器的脱氮除磷效果

采用序批式一体化膜生物反应器(SBSMBR)处理模拟生活污水,考察了其脱氮除磷效果。该工艺通过合理控制单个反应器的曝气时间和曝气量来构建交替式厌氧/好氧环境,试验中反应器内混合液的污泥沉降性能始终保持良好,平板膜没有进行化学清洗,未产生不可逆的膜污染;不同工况下系统对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别达到96.39%、97.79%、89.30%和43.79%,且系统的抗冲击负荷能力强。

SBR短程硝化的启动及稳定运行特性

目的实现模拟生活污水短程硝化系统的启动并使系统稳定运行.方法在温度为(28±1)℃,pH为8.0左右的情况下,采用低氧连续曝气的运行方式在SBR反应器中进行启动,起初控制曝气量为80～90 L/h,每个周期曝气时间为330 min,并根据反应情况对曝气量随时进行调整.结果经过39个周期的运行,曝气结束后NO2--N积累率高达94.13%,NH4+-N去除率可达92.7%,成功地实现了系统的启动,随后对曝气量不断进行调整,在第81周期后进行一次排泥,并不断增加NH4+-N质量浓度,在第131周期后系统便稳定运行,具有良好的NO 2--N积累能力.结论试验结果表明适当调整曝气量,可在短时间内启动短程硝化,但只通过调整曝气量并不能保证系统的稳定运行,然而通过排泥和逐渐增加NH4+-N浓度的方式在定时曝气的条件下能使系统稳定.

碳氮比对短程硝化反硝化的影响

目的碳氮比是影响短程硝化反硝化生物脱氮工艺系统的主要因素之一,为了找到适合短程硝化反硝化的ρ(C)/ρ(N).方法采SBR反应器,用传统活性污泥作为种泥驯化污泥,以模拟生活污水为处理对象,进行动态试验并通过改变系统的ρ(C)/ρ(N),考察ρ(C)/ρ(N)对系统典型周期中氮元素的变化、NO2--N积累率的影响及系统运行周期内氮的缺失原因.结果试验表明,系统稳定运行期间,ρ(C)/ρ(N)=4.37时,氨氮去除率为80.59%,亚硝酸盐氮的积累率为87.31%;ρ(C)/ρ(N)=6.1时,氨氮去除率为82.8%,亚硝酸盐氮的积累率为88.45%;ρ(C)/ρ(N)=8.2时,氨氮去除率为72.5%,亚硝酸盐氮的积累率为77.65%.结论短程硝化反硝化所需的ρ(C)/ρ(N)不是越高越好,它应该控制在6左右.

内循环SBR反应器无厌氧段实现同步脱氮除磷

研究了内循环SBR反应器在模拟城市生活污水处理中脱氮除磷的效果.结果表明,在曝气时间为4h,曝气开始时DO浓度为6mg.L-1,pH值7～8时,反应器对COD、NH4+-N、TP均有较好的去除效果,进水中COD浓度、NH4+-N浓度、TP浓度分别由170～260mg.L-1、20～30mg.L-1、8～20mg.L-1降到出水的4～48mg.L-1、0～2.0mg.L-1和0～1.4mg.L-1,COD、TIN(NH4+-N+NO3--N+NO2--N)的去除率分别为89.7%±6.5%、70%左右,NH4+-N的转化率为97.4%±3.6%、TP的去除率为95.6%±4.4%.在本研究的实验过程中反应器进水后未经过传统除磷理论认为所必须的厌氧段而直接曝气,TP的去除效果仍然良好且运行稳定,这和传统的理论与研究有所区别.

多层生物滴滤池去除污染物规律研究

实验采用以火山岩为填料的多层生物滴滤池装置处理模拟的生活污水,研究了在水力负荷为1.5 m^3/(m^2·d)的条件下滴滤池各层对污染物的去除规律。实验结果表明:滴滤池对CODcr、NH_4^+-N、TN和TP的平均去除率分别为94.1%、97.4%、53.4%和41.7%。滴滤池上层和中层对CODcr的去除贡献较大,CODcr去除量占整体去除量的85.2%。滴滤池对NH_4^+-N的去除率从上至下依次降低,各层对NH_4^+-N的平均去除率分别为44.9%、33.9%和19.0%。TN、TP的分层去除规律相似,中层的去除贡献较大,上层和下层的去除量较少。

MBBR处理油页岩干馏废水不同挂膜方式的性能比较

为实现生物膜反应器的快速启动和稳定运行,对MBBR处理油页岩干馏废水的不同挂膜驯化方法进行了优化。分别采用2种挂膜驯化方式进行:方法1先用模拟生活污水对填料进行挂膜,然后用以模拟生活污水稀释20倍的油页岩干馏废水对生物膜进行驯化;方法2直接采用模拟生活污水稀释20倍的油页岩干馏废水进行连续流挂膜驯化。实验结果表明:在相同运行阶段,方法2的生物膜量增长情况优于方法1,第35天方法1和方法2的生物膜量分别为941,1628 mg/L;从脱氮除碳情况来看,方法2启动和稳定运行所需的时间更短,处理效果也优于方法1;生物相及扫描电镜图像分析显示,与方法1相比,方法2中的生物膜结构更加紧实,微生物排列更为紧密、数量更多。因此,直接采用以模拟生活污水稀释20倍的油页岩干馏废水进行连续流挂膜驯化是MBBR处理油页岩废水的最佳启动方式。

单级好氧除磷工艺与厌氧/好氧除磷工艺的对比研究

以A/O工艺和单级好氧除磷工艺为研究对象,利用生活污水中存在最广泛的乙酸钠作为单一碳源,对比研究了2组SBR(A/O工艺,SBR1;单级好氧除磷工艺,SBR2)的除磷效果.连续进行3个月的研究表明,2组SBR在稳定除磷阶段的除磷率和单位污泥的除磷水平分别为91.72%和3.23 mg.g-1(SBR1)与71.70%和2.91 mg.g-1(SBR2).进一步研究还发现:在SBR1中PHA合成的同时伴随着糖原质的消耗,而在SBR2中PHA合成的同时伴随糖原质的积累,这意味着单级好氧除磷工艺中PHA的合成无需糖原质的参与;在静置阶段,2组SBR都表现出了很明显的释磷现象,但SBR2具有更高的释磷水平(释磷量分别为2.6 mg.L-1和13.28 mg.L-1).SBR1和SBR2体现出不同的除磷能力的原因很有可能是2组SBR的微生物在代谢过程中储能物质在消耗和存贮的循环过程中存在差异.

微生物超量吸收实现生物脱氮

研究了SBR在不同pH值条件下处理模拟城市生活污水中的脱氮效果.结果表明,在曝气时间为4 h,沉淀静置时间为4h,进水COD浓度为250-300 mg·L^-1,进水NH4＋-N浓度30-40 mg·L^-1时,R2（pH为8.0±0.2）出水氨氮浓度降到0-1 mg·L^-1同时有大量的硝态氮生成,出水中硝态氮（NO3--N＋NO2--N）的浓度基本在8-10 mg·L^-1之间,TIN（TIN=NH4＋-N＋NO3--N＋NO2--N）的去除率在70%左右.R1（pH为7.0±0.2）出水氨氮浓度降到0-5 mg·L^-1,而硝态氮浓度在整个过程中基本保持不变且含量极低（1-2 mg·L^-1）,污泥中总氮含量较高且4 h好氧阶段呈先下降后上升的趋势,典型周期好氧开始时污泥中总氮含量为214 mg·g^-1,好氧1 h时含量为210 mg·g^-1,好氧结束时含量为215 mg·g^-1,水相中TIN的去除率达到85%以上.说明在本研究特殊的工艺条件下,SBR能实现较高的生物脱氮效果,但氮的去除并不是通过传统的硝化反硝化途径实现,而是通过排除微生物超量吸收的富氮污泥来实现.