混合碳源浓度对单级好氧生物脱氮除磷的影响

以乙酸钠和丙酸钠1:2混合作为碳源,进水COD浓度分别为200,400,600,800mg/L,研究混合碳源浓度对单级好氧生物脱氮除磷的影响,并通过比较微生物体内储能物质的变化,探讨混合碳源浓度对生物脱氮除磷性能影响的机理.结果表明,当进水磷和氨氮浓度分别为12,30mg/L时,随着进水COD由200增加至800mg/L,磷去除率由39.9%提升至86.4%(氮去除率从13.5%提升至96.4%).进水COD为400mg/L时单位挥发性悬浮固体(VSS)的磷和氮去除量达到最高[分别为(4.31±0.08)和(6.15±0.22)mg/g].当进水COD由200增加至400mg/L时生物除磷活性增强,而COD继续增加会使污泥沉降性能变差,脱氮除磷生物活性降低.好氧吸磷和同步硝化反硝化主要由微生物体内储能物质多β羟基烷酸盐(PHA)驱动,当进水COD为400mg/L时单位VSS消耗的PHA最多.混合碳源浓度通过影响碳源的好氧代谢,使微生物体内储能物质的积累/转化量不同,进而影响系统的脱氮除磷性能.

进水氨氮浓度对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响

在4个序批式反应器(SBR)R1、R2、R3和R4中,以静置段代替传统厌氧段,采用后置缺氧,考察进水氨氮浓度分别为20,30,40,50mg/L对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响.结果表明,R1、R2、R3和R4长期运行中磷去除率分别为82.3%、92.8%、92.6%和89.1%,总氮(TN)去除率分别为97.2%、88.6%、84.5%和72.6%.静置段省却搅拌,但仍起厌氧段作用,仍可实现生物强化除磷.4个反应器好氧段均发生同步硝化-反硝化(SND),分别贡献14.7%、16.6%、17.8%和14.8%的进水后TN量,且后置缺氧段利用糖原驱动反硝化,脱氮效果较好,出水TN分别为0.57,4.43,6.61,13.70mg/L.研究表明,进水氨氮浓度可影响静置释磷、好氧摄磷、反硝化除磷.静置段代替厌氧段的后置缺氧工艺可取得较好脱氮除磷效果,且节约成本,简化工艺.

污水处理厂节能与提标改造设计分析

湖北省某县城污水处理厂采用表面曝气改良型氧化沟作为主体工艺,运行期间存在出水水质超标、能耗偏高等问题。针对出水总磷(TP)及悬浮物(SS)超标问题,改造工程设计了以“高效沉淀+滤布滤池”为主体的深度处理工艺。由于实际进水量及水质波动较大,改造前采用的表面曝气方式不能根据实际运行条件灵活调整曝气量,容易造成曝气过量而影响生物脱氮除磷效果,且导致曝气能耗高,故对氧化沟实施了底部微孔曝气改造。工程实施后,运行效果表明,微孔曝气氧化沟的生物脱氮作用得到改善,出水水质能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,且氧化沟可以根据不同工况条件灵活调整曝气量,曝气能耗减少0.09~0.12 kW·h/m^(3),实现了节能与提标改造的设计目的。

沅江市石矶湖黑臭水体治理工程案例分析

沅江市石矶湖黑臭水体通过采用截污纳管、优化截污主干管、建设调蓄池和溢流污水处理站、生态修复等技术措施治理后,其水质除总氮外,其余指标均提升到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)地表IV类水标准.该项目利用当地网状水系,将1段现状明渠改造为溢流污水调蓄池,并在明渠调蓄池旁边建设了1座溢流污水处理站,使溢流污水经溢流污水处理站净化后再排入水体.治理结果表明:利用现有明渠作为调蓄池极大地节省了用地和建设投资;溢流污水处理站采用磁混凝沉淀工艺,具有占地面积小,处理效果较好的优点,其对SS、TP去除率达90%以上,COD去除率达70%以上,BOD5的去除率达60%以上,但是对N的去除效果很低.

静置/好氧/缺氧序批式反应器(SBR)脱氮除磷效果研究

以静置段代替传统厌氧段,采用后置缺氧方式,考察了静置/好氧/缺氧序批式反应器(SBR)(R1)的生物脱氮除磷(BNR)性能,并与传统厌氧/好氧/缺氧序批式反应器(SBR)(R2)进行对比.两反应器进水乙酸钠、氨氮(NH+4-N)及磷酸盐(PO3-4-P)浓度均分别为350 mg·L-1(以COD计)、40 mg·L-1及12 mg·L-1,水力停留时间(HRT)为12 h.研究结果表明,R1长期运行中磷的去除率与R2相当,分别为92.4%和92.1%,而总氮(TN)去除率则较R2高,分别为83.5%和77.0%.R1静置段省去搅拌但仍能起到厌氧段的作用,为好氧快速摄磷奠定了基础,同时R1缺氧段发生反硝化摄磷,使出水磷降至0.91 mg·L-1.好氧段内R1发生了同步硝化-反硝化(SND),贡献了18.0%的TN去除量,R2也存在SND,但脱氮贡献率较少,仅为9.8%.R1和R2后置缺氧反硝化均以糖原驱动,反硝化速率分别为0.98、0.84 mg·g-1·h-1(以每g VSS产生的N(mg)计),出水TN分别为6.62、9.21 mg·L-1.研究表明,静置段代替传统厌氧段后,可获得更好的脱氮效果,且工艺更为简化.

碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,分别以丙酸钠、乙酸钠/丙酸钠(1∶2碳/碳)、乙酸钠和葡萄糖为外加碳源,建立同步脱氮除磷的静置/好氧/缺氧序批式反应器(SOA-SBR)。通过比较长期运行过程中各反应器的脱氮除磷效果,考察不同碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响,并通过分析典型周期内氮、磷元素及微生物体内储能物质的变化,探究其影响机理。结果表明,丙酸钠为碳源时SBR能获得96%的最佳除磷效果以及78.3%的总氮去除率;乙酸钠为单一碳源时可取得92.3%的除磷率和93.7%的总氮去除率;而混合碳源对于氮、磷的去除能力介于丙酸钠和乙酸钠之间;葡萄糖为单一碳源时系统对于磷和总氮的去除率仅26%和36.7%。丙酸钠和乙酸钠均能取得良好的同步脱氮除磷效果,但乙酸钠对总氮去除能力更佳。通过分析典型周期中内聚物含量变化表明,微生物体内聚羟基脂肪酸酯(PHA)和糖原质含量的变化与系统反硝化能力和溶解性正磷酸盐(SOP)去除效果呈正相关性。

温度对SBR单级好氧生物除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,以丙酸钠作为单一碳源,分别设置温度为5、15、25、35℃的4组序批式反应器(R1、R2、R3、R4),考察了温度对单级好氧工艺除磷的影响。结果表明,稳定运行阶段,R1、R2、R3、R4出水磷浓度分别为4.05、2.17、1.34和0.11 mg/L,去除效率分别为61.5%、79.3%、87.2%和99.0%,吸磷速率分别为0.501、1.432、2.538和3.700mg P/(g VSS·h),即提高温度有利于磷的去除。此外,各反应器中多聚磷酸盐激酶(PPK)和外切磷酸盐酶(PPX)活性分别为0.093、0.213、0.376、0.549 U和0.010、0.019、0.029、0.025 U,导致吸磷速率和释磷速率随之增大,可知温度影响聚磷菌PPK和PPX的活性,从而影响除磷效果。静置阶段,聚磷菌体内储能物质糖原质和聚羟基脂肪酸酯基本保持不变,但各反应器均出现了释磷现象,聚磷作为主要供能物质,单位释磷量分别为1.95、6.42、9.90和9.56 mg P/(g TSS),提高温度可促进静置段聚磷分解提供能量,从而驱动好氧吸磷达到更好的除磷效果。

污泥停留时间对单级好氧生物除磷的影响

以丙酸钠为单一碳源,设置4组不同污泥停留时间(SRT)的SBR(R1:SRT=9 d;R2:SRT=12 d;R3:SRT=18 d;R4:SRT=24 d),考察SRT对单级好氧生物除磷的影响。实验结果表明,当SRT分别为9、12、18和24 d时除磷效率分别为34.2%、85.0%、93.3%和76.7%,单位VSS除磷量分别为1.97、4.62、4.70和3.59 mg-P/g-VSS,SVI分别稳定在89、93、98和123 mL/g左右。随着SRT增大,系统除磷效率及单位VSS除磷量先升高后下降,并在SRT=18 d时达到最大值,而污泥沉降性能逐渐变差。分析各组反应器中内聚物的变化表明,R1中的微生物在外源基质消耗阶段利用糖原质的分解合成多β羟基烷酸盐(PHA),但PHA消耗阶段没有磷酸盐的大量吸收,表现出聚糖菌的代谢方式;R2、R3和R4中的微生物在外源基质消耗阶段通过TCA循环合成PHA,在PHA消耗阶段大量合成聚磷,表现出聚磷菌的代谢方式。