不同碳氮比(C/N)条件下驯化微生物的反硝化特性

为了研究不同C/N条件下驯化的微生物的反硝化特性,采用SBR反应器在4种C/N比(0、5、10、15)条件下对微生物进行驯化.在此基础上,通过批次试验分别考察以NO-2-N、NO-3-N及NO-3-N+NO-2-N作为电子受体时,驯化的微生物的反硝化特性.试验结果表明,对于4种C/N比条件下驯化后的微生物,NO-2-N和NO-3-N两种电子受体均可以被完全还原,但还原速率差异明显.当以NO-2-N为电子受体时,4种C/N条件下驯化的微生物的还原速率分别为:0.67、1.10、1.66、0.24 mgN·L-1·min-1.当以NO-3-N为电子受体时,随着C/N的增加,4种C/N条件下驯化的微生物的还原速率逐渐增大,分别为:0.31、0.61、0.82 mgN·L-1·min-1和1.01 mgN·L-1·min-1.然而以NO-3-N+NO-2-N为电子受体时,在C/N为0和5条件下驯化的微生物还原NO-2-N的速率高于还原NO-3-N的速率,而在C/N为10和15条件下却相反.此外,在初始NO-x-N浓度及pH值相同条件下,NO-2-N单独还原过程引起的pH增量高于NO-3-N单独还原过程,而较低C/N条件下驯化的微生物同步还原NO-3-N和NO-2-N时,系统内pH的增量较高.

碳源对反硝化过程NO_2^-积累及出水pH值的影响

采用序批式反应器(SBR),考察了以甲醇、乙醇、乙酸钠为碳源的电子供体对反硝化过程中亚硝酸盐积累及出水pH值的影响.结果表明,碳源充足时,亚硝酸盐积累量与碳源类型及污泥负荷有关.进水NO3--N为20mg/L,即低负荷条件下,各碳源系统仅有少量亚硝酸盐积累,比反硝化速率及出水pH值对应碳源依次为乙酸钠>乙醇>甲醇;高负荷条件下,除甲醇系统因反硝化不完全仅有微量亚硝酸盐积累外,乙醇和乙酸钠系统均有大量亚硝酸盐积累,且积累量与出水pH值明显高于低负荷.对以乙酸钠为碳源的研究还发现,不同电子受体投配比的反硝化均出现不同程度的亚硝酸盐积累且反应速率随着NO3--N比例提高而降低,说明亚硝酸盐的还原受到硝酸盐的抑制.pH值监测显示,除了与碳源类型及污泥负荷有关,反硝化过程pH值增量还随COD/N比升高.因此,反硝化过程宜采用乙酸钠与其他碳源混合且适量投加以消除单一碳源造成出水pH值过高或反应速率慢的不利影响.

FNA在污水生物脱氮除磷中的抑制效应

亚硝酸盐作为生物硝化和反硝化的中间产物,存在于污水生物脱氮除磷系统中。探讨了亚硝酸盐的质子化产物游离亚硝酸(FNA)的影响因素,在此基础上综述了亚硝酸盐及FNA对污水生物脱氮除磷抑制效应的研究进展,概述了FNA在生物脱氮除磷系统中可能的抑制机理,讨论了如何有效控制污水处理过程中FNA的抑制作用,并对进一步研究提出了展望。

不同运行模式对同步脱氮除磷CAST工艺快速启动及其稳定维持的影响

以实际生活污水为处理对象,考察了传统进水/曝气和改良型分段进水的交替缺氧-好氧(A/O)2种运行模式对CAST工艺的快速启动及脱氮除磷性能稳定维持的影响。结果表明,传统进水/曝气运行模式下,系统达到最佳营养物去除性能所需启动时间30 d,稳定运行阶段TN平均去除80.66%,磷的去除率维持在66.30%左右;采用改良型交替运行模式,反应器达到稳定运行状态仅需18 d,系统稳定运行时TN平均去除81.36%,磷去除率稳定维持在90%以上,出水磷浓度在0.3 mg/L以下,出水水质达到国家污水综合排放标准一级A(GB8978-2002)。研究还发现,传统运行模式下,由低温引起的污泥沉降性能变差导致系统污泥严重流失,反应器几乎丧失污染物去除性能;而低温对交替运行模式下的反应器除磷性能几乎没有影响,总氮去除则因氨氮不完全硝化而大大降低。

改良型CAST工艺短程生物脱氮的实现与破坏

以改良型CAST反应器处理实际生活污水,研究了系统实现短程生物脱氮的条件及其稳定性。结果表明:控制曝气量为0.5 m3/h、温度为(28±0.5)℃、污泥龄为15 d,成功地在改良型CAST反应器内快速实现了短程硝化;继续降低曝气量至0.4 m3/h,短程硝化稳定维持了128个周期,在此阶段系统内亚硝态氮积累率均值为73.43%,最高可达86.08%,总氮去除率为69.35%,较全程硝化的脱氮效率提高了18.45%,且污泥沉降性能良好。研究还发现,降低进水总氮浓度会导致亚硝态氮积累率下降甚至破坏短程硝化,且短程硝化一旦被破坏,即使再次提高进水总氮至原浓度并调节温度和曝气量至最有利于短程硝化的条件,系统的短程生物脱氮性能在长期内仍不能恢复。