CANON颗粒污泥高效脱氮及处理生活污水实验研究

为研究全程自养脱氮(CANON)颗粒污泥高效脱氮及处理生活污水的可行性,应用SBR反应器,首先在高氨氮条件下,通过搅拌快速启动CANON颗粒污泥,然后通过提高污泥质量浓度短时间内快速提升脱氮效能,最后研究了该工艺在生活污水中应用的可行性.结果表明:CANON颗粒污泥在40 d内成功启动,126 d颗粒粒径为760μm,负荷达1.01 kg/(m3·d),多糖与蛋白质比值变化与粒径增长相关;通过外加颗粒污泥,77 d内总氮去除负荷迅速提高到3.22 kg/(m3·d);在处理生活污水实验中实现了氮素和有机物的同步去除,可以有效应用于常温生活污水脱氮.

溶解氧对序批式全程自养脱氮工艺运行的影响

在常温22-26℃下,接种成熟的全程自养脱氮（CANON）污泥至2个相同的SBR反应器,通过设置不同的初期DO及不同的DO梯度,考察了DO控制策略及DO值对CANON工艺脱氮性能,稳定性及污泥形态的影响.结果表明,初期DO为0.05-0.10mg/L的反应器可以稳定运行,氨氮和总氮的平均去除率分别为99%和85.4%,而初期DO为（0.40±0.5）mg/L的反应器的氨氮和总氮平均去除率分别为99%和0；在反应器运行稳定之后,逐渐增加DO浓度, DO为0,0.2,0.4,0.5mg/L时的厌氧氨氧化反应速率分别为35.95,23.89,31.50,19.25mgN/（L·h）,延时曝气2h后反应器仍可正常运行.在一定DO范围内,CANON反应器的活性随着DO的升高而升高,较高DO对接种初期的CANON反应器冲击较大且不可逆,对稳定运行的CANON反应器的影响较小；但是当CANON工艺稳定运行之后,短时高DO对CANON工艺的影响是可逆的.显微镜照片显示稳定运行的CANON反应器内出现了颗粒化的趋势.

不同基质条件对亚硝化污泥胞外聚合物的影响

为研究基质质量浓度和类型对污泥中胞外聚合物（EPS）质量分数的影响,采用6个SBR反应器以不同氨氮质量浓度和不同基质为进水对比污泥中EPS质量分数.结果表明：氨氮质量浓度为60~200 mg/L时,EPS质量分数随氨氮质量浓度增大而增加,氨氮质量浓度超过200 mg/L时,EPS质量分数无明显增加;多糖与蛋白质的比与氨氮质量浓度线性相关,R2为0.972 3;污泥中EPS组分受基质类型的影响,以葡萄糖为基质的污泥EPS组分中多糖质量分数偏高,以生活污水为基质的污泥EPS组分中蛋白质质量分数偏高;EPS中的蛋白质和多糖具有可降解性,当基质缺乏时可作为碳源、能源被微生物消耗;EPS影响污泥沉降性,随EPS质量分数增加,SVI呈逐渐减小趋势.

耦合反硝化的CANON生物滤池脱氮研究

为探究有机物对全程自养脱氮(CANON)工艺的脱氮性能的影响,采用上向流火山岩填料反应器处理模拟废水,在反应器最优工况下实现亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化的耦合.结果表明,滤柱在氨氮浓度为200mg/L时的最优总氮去除率均值可达76.73%,总氮去除负荷为2.82kgN/(m3·d).C/N为0.2的有机物水平对反应器的脱氮效果具有促进作用,并可通过HRT的调节实现总氮去除率大于89%(理想条件下CANON的最大脱氮率).因此,通过控制C/N可以提升滤柱氮素去除效率.

无机碳对SNAD工艺硝氮积累问题恢复的影响

为研究充足的无机碳对同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化（SNAD）工艺的恢复与稳定运行的影响,向硝酸盐氮积累而崩溃的SNAD反应器中投加过量无机碳,对反应器的运行情况进行研究.结果表明：在无机碳质量浓度为理论需要量的350%～410%的条件下运行36 d后,出水硝酸盐氮由12.1 mg/L下降至3.47 mg/L,特征比由2.31升高至20.77;继续投加无机碳至理论需要量的200%～310%,运行42 d后,总氮去除负荷由0.176 g/（L·d）升高至0.299 g/（L·d）;投加无机碳前后,好氧氨氧化活性（AOR,RAO）与厌氧氨氧化活性（ANR,RAN）分别由0.061 4和0.040 6 g/（g·d）升高至0.081 1和0.065 9 g/（g·d）.结果表明,充足的无机碳投加在有效解除SNAD工艺硝酸盐氮积累问题的同时,可以促进好氧氨氧化菌（AOB）和厌氧氨氧化菌（An AOB）的活性.

机械搅拌对CANON污泥快速颗粒化的影响

采用单纯依靠曝气的SBR反应器(R1)与曝气和机械搅拌联合的SBR反应器(R2),研究了不同控制方式对CANON污泥颗粒化的影响.结果表明,R2仅用40d即成功实现颗粒化,比R1用时减少三分之一;颗粒化期平均总氮去除率为83.07%,平均总氮容积负荷为0.26kg N/(m3·d),比R1脱氮效果更加稳定高效,证实了机械搅拌有利于提高粒径增长速率及脱氮能力.采用曝气和机械搅拌联合方式可有效缩短CANON污泥颗粒化的时间,并能实现稳定高效的总氮去除,是CANON污泥颗粒化的有效手段.

生活污水SBR亚硝化颗粒污泥的快速启动

采用R1,R2两组序批式反应器(SBR),研究生活污水亚硝化颗粒污泥的快速启动策略。其中R1接种的硝化絮状污泥中添加30%亚硝化颗粒污泥,R2只接种硝化絮状污泥。结果表明,R1经12 d(48个周期)启动成功,R2经过42 d(168个周期)启动成功,两个反应器的亚硝化率均能稳定维持在95%以上,颗粒平均粒径在第60天分别达到了922μm和625μm。采用亚硝化和颗粒化同时进行的策略可以快速启动亚硝化颗粒污泥,接种部分亚硝化颗粒污泥可以进一步缩短启动时间。而R1中PS/PN的变化比较平稳,说明R1中的微生物能够尽快的适应新的环境,抵御环境的变化。出水浊度和SVI的检测结果表明,R1的颗粒结构比R2紧凑,且凝聚沉降性能比R2好,R1更有利于污泥浓度的增长。

碱度和pH值对CANON工艺脱氮效果的影响

在室温条件下，接种成熟的全程自养脱氮（CANON）污泥于小试SBR反应器中，通过调控不同的进水碱度和pH值，研究其对脱氮效果的影响。以NaHCO，调节碱度（ALK），当碱度（以CaCO，计）不足（ALK／NH4-N值〈1．6）时，氨氧化速率随着碱度的增加而增加；当碱度过量（ALK／NH4^＋-N值〉7．5）时，氨氧化速率随着碱度的增加而减小；当ALK／NH4^＋-N值为4．1时，好氧氨氧化速率为10．07mg／（L·h），厌氧氨氧化速率为10．43mg／（L·h），对总氮的去除率高达83．56％。在pH值梯度试验中，pH值为5．0时好氧氨氧化过程受到较强抑制，pH值为10．0时厌氧氨氧化过程受到较强抑制；pH值为5．O～8．0时氨氧化速率随pH值的增加而增加，pH值为8．0～10．0时氨氧化速率随pH值的增加而减小；pH值为8．0时好氧氨氧化速率为6．55mg／（L·h），厌氧氨氧化速率为6．68mg／（L·h），对总氮的去除率高达82．94％。