一体式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺研究进展

短程反硝化具有稳定的亚硝态氮积累能力,这为厌氧氨氧化的应用带来曙光。相对于分段式短程反硝化-厌氧氨氧化(PD-A),一体式PD-A布局更紧凑、操作更方便。首先介绍了短程反硝化与厌氧氨氧化的脱氮机理;接着从悬浮污泥、生物膜、颗粒污泥、细胞固定系统下阐述一体式PD-A的启动方式和工艺形式,发现一体式PD-A中的空间结构不仅利于功能菌的保留还有利于衍生工艺的开发;随后从碳源、进水基质、pH等方面总结PD-A的影响因素,并介绍强化PD-A的方法;最后概括PD-A及其衍生工艺的应用进展、并探讨发展方向,发现一体式PD-A在城市污水脱氮处理以及资源化利用方面具有广阔的前景,符合我国“双碳”目标发展要求。

硫化物在新型生物脱氮工艺中的作用研究进展

硫化物是环境中常见的电子供体,也是废水生物处理过程中一些关键微生物的强抑制剂。综述了硫化物在短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、混合营养型反硝化等新型生物脱氮工艺中作为抑制剂对脱氮性能的抑制机理和抑制作用,以及其作为电子供体在新型生物脱氮工艺及基于硫化物驱动的自养反硝化耦合工艺和相关组合工艺中所起到的作用,列举了以硫化物为基础的废水反硝化处理新工艺在实际工程中的应用,说明了其较传统工艺在减少污泥产量和能源需求方面具有的显著优势,最后对硫化物用于脱氮的研究方向进行展望,提出未来继续探索如何巧妙地将其与传统污水处理工艺相结合实现综合应用,对推动新型生物脱氮工艺的持续进步和优化,实现高效、可持续和经济的废水处理具有重要的意义。

废铁屑缓解硫化物抑制厌氧氨氧化脱氮性能的研究

在上流式厌氧污泥床反应器(UASB)中研究硫化物对厌氧氨氧化(Anammox)系统的长期抑制以及投加废铁屑后对系统性能的影响.结果表明:低浓度(<10mg/L)硫化物对系统无显著影响,当其浓度升至20,30,40mg/L时,使脱氮负荷(NRR)分别降低了13%,42%和51%;40mg/L硫化物使比厌氧氨氧化活性(SAA)降低了63%;Anammox细菌对硫化物抑制具有适应性;长期硫化物造成污泥颗粒结构恶化、上浮结块.投加废铁屑可以显著缓解硫化物抑制,使污泥沉降性能和系统脱氮效能快速恢复,19d后NRR比无硫阶段提高20%(达4.43kg/(m^(3)·d));SAA仅降低了16.8%.微生物群落表明,硫化物使Candidatus Kuenenia相对丰度从18.81%下降到7.31%,适应后丰度恢复,反应器底层丰度比顶层高出15倍;同时产生了反硝化菌(Arenimonas和Thiobacill).废铁屑投加后Candidatus Kuenenia丰度略有下降,顶层丰度高于底层;系统Thiobacillus丰度提高3.36倍,底层反硝化细菌的相对丰度上升.

硝化微颗粒污泥的快速培养及其对硫化物的响应特性

在连续流气提内循环反应器中接种城市污水厂脱水污泥,考察硝化颗粒污泥快速培养及其对硫化物的响应特性.结果表明,在高接种污泥浓度(19.3g/L)条件下,通过逐步缩短HRT(7h降至2h)和提升进水氨氮负荷(0.5kg/(m^(3)·d)升至3.1kg/(m^(3)·d)),30d内基本实现污泥颗粒化,SVI3=SVI30为(16.8±0.3)mL/g,颗粒污泥平均粒径266μm;高浓度硝化颗粒污泥[(11.9±0.2)g/L]保证了系统的高负荷运行(氨氮去除负荷(2.4±0.3)kg/(m^(3)·d)).硫化物对颗粒污泥中氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)均有明显抑制,但AOB活性恢复明显快于NOB,硝化微颗粒污泥实现亚硝化功能,当硫化物浓度升至10mg/L时,亚硝化率达80%左右;然而,进一步提高硫化物浓度至20mg/L,亚硝化率无显著提升;第82d时的批次实验表明,AOB活性随初始硫化物浓度的升高而降低,NOB活性却呈上升趋势,推测与颗粒污泥中AOB(外层)和NOB(内层)的分层分布密切相关.此外,硫化物对小粒径(<0.3mm)硝化颗粒污泥的影响更为显著.

硼对受高氨氮冲击后短程硝化系统效能恢复的影响研究

通过提高进水氨氮使稳定运行的短程硝化系统受到抑制,然后向反应器中投加硼来促进短程硝化效能的恢复。通过氮转化能力、氨氧化菌活性、胞外聚合物(EPS)中蛋白质(PN)和多糖(PS)含量、污泥形态和颗粒污泥的粒径分布来对短程硝化系统的变化进行表征。结果表明,稳定运行的短程硝化系统在短时间内受到800 mg/L氨氮冲击后短程硝化效能下降,污泥稳定性减弱,且在氨氮重新恢复到200 mg/L后短期内其效能仍无法恢复;与抑制期相比,投加硼后系统在恢复期的氨氮去除率从50%上升到95%,亚硝酸盐积累率从50%上升到85%,硝酸盐积累率从50%下降到15%,反应器的比氨氮氧化速率(SAOR)从18.65 mg/(g·h)上升到38.36 mg/(g·h),比耗氧速率(SOUR)从47.68 mg/(g·h)增加到54.24 mg/(g·h),MLSS增加了32%,达到4.5 g/L,EPS中PN质量分数比抑制期增加23%,m(PN)/m(PS)增加35.96%,信号分子AI-2质量浓度也从0.021 ng/mL增加到0.124 ng/mL。该研究结果阐明了硼对受高氨氮冲击下短程硝化系统效能的恢复有促进作用。

ABR反应器的水力特征研究

采用LiCl示踪法对厌氧折流板反应器(ABR)在不同条件下的水力特征进行了研究。结果表明,ABR是一种各格室趋于CSTR流态而整体趋于推流流态的复合流态反应器。进水有机物浓度及HRT对水力流态均有影响,而前者为主要因素。进水有机物浓度越高则各格室的混合流态越好,ABR可在较低的上升流速下运行。当各格室去除有机物量相同时,HRT越长则其混合流态越趋于CSTR流态。进水底物浓度较低时,反应器的分格数宜控制在3～4格;进水底物浓度较高时,宜将分格数控制在6～8格。

厌氧折流板反应器处理淀粉废水及污泥特性

对厌氧折流板(ABR)反应器处理高浓度淀粉加工废水的效果及污泥特性进行了研究,在中温[(35±0.5)℃]、进水COD负荷为12～18kg/(m^3·d)、水力停留时间(HRT)=12～24h时,COD的去除率可达72％～96％。研究表明:不同条件下反应器不同隔室中的挥发性脂肪酸(VFA)及pH的变化呈现出显著的相分离及移动的特征,反应器中形成污泥指数(SVI)为18～25mL/g、平均粒径为2～3mm(大者达4～5mm)、性能良好的颗粒污泥,且其特性随不同隔室而呈现出相应的变化规律。

混凝沉淀工艺深度处理污水厂二级出水的混凝剂优化

通过烧杯试验，确定了采用混凝、沉淀工艺深度处理城市污水处理厂二级出水时，最佳的混凝剂组合及投量。结果表明，铝盐混凝剂与PAM组合使用时比铁盐混凝剂与PAM组合使用时的处理效果更好，当PAC＋PAM的组合投量为20mg／L＋5mg／L或30mg／L＋1mg／L、硫酸铝＋PAM的组合投量为30mg／L＋5mg／L时，混凝、沉淀出水浊度为2．5～3．5NTU，COD为25-40mg／L，TP为0．06-0．12mg／L。由于混凝后水中所形成的絮体较小，难于沉淀，因此混凝沉淀工艺对SS的去除效果较差，实际工程中可考虑增设过滤单元。

厌氧折流板反应器处理垃圾渗滤混合废水

对厌氧折流板反应器（ＡＢＲ）处理城市污水与垃圾渗滤液混合废水过程中的水解酸化作用及污泥特性进行了研究。结果表明，ＡＢＲ可有效地改善混合废水的可生化性。进水ＢＯＤ５／ＣＯＤ为０．２～０．３时，出水ＢＯＤ５／ＣＯＤ可提高至０．４～０．６；容积负荷达４．７１ｋｇＣＯＤ／（ｍ３·ｄ）时，形成沉降性能良好、粒径为１～５ｍｍ的棒状颗粒污泥，各隔室中的污泥浓度为２０～３８ｇ／Ｌ。混合废水经ＡＢＲ的预处理，大大促进了废水进一步好氧处理的运行稳定性。

垃圾渗滤液的混凝—吸附预处理研究

研究表明，采用ＰＡＣ作混凝剂、焦炭作吸附剂，可有效去除渗滤液中的ＣＯＤ 和各部分重金属离子。ＰＡＣ和焦炭投量分别为４００ ｍｇ／Ｌ和８ ～１０ ｇ／Ｌ时，ＣＯＤ 去除率达５８ ．９ ％ ，重金属离子的去除率均达６０ ％ 左右，其中对Ｃｕ 的去除近１００ ％ ；混凝和吸附对各污染物的去除具有互补性，因而此工艺具有良好的运行灵活性和稳定性。混凝对渗滤液色度具有明显的去除效果（６８ ％ ） ；焦炭吸附中存在明显的竞争现象，其中对ＣＯＤ

强化SBR工艺脱氮除磷效果的若干对策

根据SBR工艺的特征及氮、磷去除的机理 ,介绍了提高SBR工艺脱氮除磷效能的改进运行方式 ,并对该工艺运行中排水及排泥等的合理控制进行了分析。

循环活性污泥系统(CASS)处理城市废水

循环活性污泥系统（ ＣＡＳＳ） 是一种具有脱氮除磷功能的以序批曝气非曝气方式运行的充放式间隙活性污泥处理工艺。它以设置生物选择器、运行容积可变及实现同步硝化和反硝化为其工艺特征，从而具有一系列的优点。分析介绍了ＣＡＳＳ工艺的运行、特征、工艺设计要点及应用情况。

沉水植物修复受污水体净化效能的研究

对金鱼藻、苦草和伊乐藻三类沉水植物净化受污水体的效果进行了试验研究。研究表明,三种沉水植物对水体水质均有良好的净化效果,可有效地去除水体中的N、P类植物营养物。其中可使NH4+-N和TN分别由1.1～1.3和3.7～4.6mg/L降低至0.1～0.15和0.71～1.02mg/L,PO43--P和TP分别由0.06～0.08和0.45～0.47mg/L降低至0.014～0.018和0.03～0.071mg/L。研究结果表明:三类沉水植物对水体水质均有良好的修复效果,其中以伊乐藻尤优,金鱼藻次之,苦草再次之。同时可明显改善水体的透明程度,提高水体DO并利于土著微生物的协同作用。

ABR处理高浓度淀粉制品加工废水运行特性的研究

进行了ABR反应器处理高浓度有机废水运行特性的研究 ,对不同条件下ABR反应器的处理效能、反应器的相分离特征、混合特征及污染特性等进行了研究分析 。

连续流反应器中培养好氧颗粒污泥的运行效能研究

在连续流完全混合反应器(CSTR)中,采用不同进水方式,以乙酸钠作为碳源配制的人工配水作为原水,对好氧颗粒污泥的运行效能进行了试验研究。研究表明,采用不同进水方式运行的2个反应器在颗粒污泥出现后,运行效能差别不大;好氧颗粒污泥反应器运行高效稳定,在水力停留时间为1.5h、COD容积负荷为1.0kg/(m3·d)的条件下,对COD、TP、NH4+-N和TN的去除率分别为90%、85%、95%和60%,并具有明显的脱氮除磷效果;反应器中存在同步硝化反硝化现象。

城市垃圾填埋场渗滤液处理方案及其分析

对垃圾渗滤液处理的场内、场外处理技术方案进行了介绍和分析。

厌氧生物处理反应器混合流态及其分析

复合流态已成为厌氧反应器工艺的设计与开发应用的发展方向。就厌氧反应器的流态分析、要求及新型厌氧处理技术(SMPA)作了系统的分析介绍 ,提出了改进厌氧处理工艺设计的思路。

不同填料曝气生物滤池启动运行特性比较

在相同运行条件下对瓷粒和陶粒两种不同填料曝气生物滤池(BAF)启动运行进行了试验研究,对不同填料在挂膜过程中COD和NH4+-N的去除效果及出水NO3--N和NO2--N进行了考察,并对两种填料表面生长的生物膜进行了剥离镜检。结果表明,在常温20～25℃下两种填料所需的启动挂膜时间均有较大差异,陶粒填料所需时间为10d,而瓷粒填料则需30d。启动挂膜过程中,两个BAF对COD和NH4+-N的去除率基本相同,但所需运行时间有较大差异。陶粒填料BAF硝化效果好于瓷粒填料。镜检表明,两种填料表明生物膜中均存在着多种微生物和明显的生物相分布。

负荷及金属离子对ABR颗粒污泥及运行特性的影响

以ABR反应器处理不同浓度的葡萄糖和生活污水的合成废水为研究对象,考察了Ca2+、Mg2+,Fe2+等金属离子在不同的负荷下对ABR反应器中颗粒污泥性能及运行效果的影响。研究结果表明:容积负荷在3.1-32.3 kgCODcr／(m3·d),Ca2+、Mg2+,Fe2+投量分别为50-100、100-150、10-20mg／L时,ABR反应器中颗粒污泥活性得到明显改善,并能明显地提高反应器的处理效果。

草甘膦生产废水及其厌氧处理技术

结合草甘膦的性质及其生产废水的特性,总结了草甘膦生产废水的适宜处理技术.对采用厌氧折流板反应器(ABR)处理某草甘膦生产厂家的废水进行实验室规模的研究,结果表明,在进水CODCr的质量浓度为6000～7000 mg/L,HRT为26 h,温度控制在35±0.5℃的条件下,处理出水CODCr的质量浓度可达134 mg/L,工程运行表明,采用该法处理每吨草甘膦废水的运行费用为0.5元.