硝化污泥中AOB/NOB对硝化特性的影响

为了深入研究硝化污泥中AOB/NOB(A/N)对其硝化特性的影响,在两个SBR反应器中,通过控制单一基质,并结合影响因素控制和定期排泥,各自经过80个周期的运行,成功实现了AOB、NOB活性污泥的优化培养.依据Monod方程理论确定出AOB、NOB活性污泥中的丰度比约为1:1.不同A/N硝化特性的研究表明:亚硝化率、氨氧化速率、亚硝酸盐氧化速率以及好氧速率均受硝化污泥中A/N的影响,想要实现短程硝化的稳定运行必须使得A/N接近于1:0;氨氧化速率与硝化污泥中AOB的数量并不存在显著的正比关系;常规的生活污水硝化工艺中,A/N应不低于1:2;结合好氧速率的在线监测,当好氧速率趋于稳定时,指示短程硝化的启动已经接近完成.

DO/NH_4^+-N调控实现MBBR工艺生活污水短程硝化

选取溶解氧(DO)浓度和出水氨氮(NH_4^+-N)浓度作为控制因素,探究不同温度和有机碳源投加量(COD/NH_4^+-N)下,实现生物膜工艺短程硝化的可行性和对DO/NH_4^+-N值(R值)的需求.15,20,25℃时,实现短程硝化的R值分别约为0.08,0.17,0.25,说明比值控制可实现短程硝化,且R值的降低可弥补温度降低的不利影响;DO为3.5mg/L,NH_4^+-N浓度为14mg/L时,短程硝化实现,而DO和NH_4^+-N浓度分别为1.8,3mg/L,短程硝化破坏,说明实现生物膜反应器短程硝化,由DO/NH_4^+-N决定,而不仅仅是DO;有机碳源含量分别为0,60mg/L时,实现短程硝化的R值由0.25升至0.38,但R=0.6短程硝化破坏,说明投加有机碳源增多,R调控范围变大,便于实现短程硝化,但R增长幅度有限.

两段式曝气工艺的短程硝化反硝化特性

在常温（20～23℃）条件下,采用SBR反应器处理生活污水,通过两段式曝气的方法,控制氨氧化细菌（AOB）的比增长速率高于亚硝酸盐氧化细菌（NOB）,经过80个周期的运行实现了短程硝化的快速启动并稳定运行。当COD降解过程结束后,比耗氧速率（SOUR）可以直观反映AOB比增长速率的变化规律。短程硝化实现前后的扫描电镜（SEM）图片表明,在短程硝化实现过程中,污泥中的杆状菌逐渐减少,球状和椭球状细菌逐渐增加。对克隆文库的结果进行分析,发现污泥中的细菌分属8个不同的细菌类群,种类比较丰富,其中优势菌群为β-变形菌和拟杆菌门。

SBR短程硝化工艺的启动及稳定运行适宜DO探究

摘要：在温度21～23℃时，通过考察溶解氧（DO）对短程硝化快速启动的影响发现，ρ（DO）为0．25～1．25mg／L时均能启动短程硝化，其中0．25～0．75mg／L属于实现短程硝化快速启动的ρ（DO）范围；p（DO）为0．25～0．50mg／L与0．50～0．75mg／L对快速启动的效果相当，主要是因为当ρ（DO）为0．25～0．50mg／L时，虽然氨氧化菌（AOB）的竞争优势更加显著，但是AOB自身利用基质倍增所需的时间却会增大．在短程硝化的运行阶段，当p（DO）较高（1．50～1．75mg／L）时，可以通过间歇性大幅降低ρ（DO）至0．50～0．75mg／L的方法实现短程硝化的长期稳定运行．对稳定运行后期的污泥样品进行微生物分析，总细菌通用引物分析结果表明：AOB、亚硝酸盐氧化菌（NOB）占总细菌的比例分别为22．50％、3．75％，其中，亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas sp．）是AOB的优势菌属，比例高达总细菌的17．50％．

季节性温度对短程硝化系统微生物群落的影响

为了研究季节性温度对短程硝化生物膜系统中微生物群落结构的影响,以平均水温分别为28.3,23.3,21.6,9.6,-0.2℃条件下MBBR反应器的短程硝化生物膜为对象,利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)对比分析上述生物膜中的微生物群落结构,结果表明:在控制合适的水力停留时间(HRT)条件下,水温降低会影响微生物活性,但不影响短程硝化稳定性,平均水温在21.6^-0.2℃变化过程中总细菌和AOB的多样性及均匀性基本不变,芽孢杆菌、黄杆菌、亚硝化单胞菌等污水处理功能微生物都得到保留.平均水温28.3^-0.2℃条件下生物膜中的优势菌群主要分布于变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes).其中AOB均属于β-Proteobacteria的亚硝化单胞菌属本试验仅调控反应器水力停留时间(HRT)就可以实现低温短程硝化,对于短程硝化工艺广泛应用于工程实践具有重要意义.

响应面法优化解体好氧颗粒污泥的修复方式

通过小试实验,探究提高氨氮、COD浓度、水力剪切力以及投加活性污泥和活性炭粉末对解体好氧颗粒污泥的修复效果,得出进水COD浓度以及投加活性污泥和活性炭对颗粒修复影响较大但单一修复方式效果不理想,进而针对这3个因素,采用响应面法得出其最优耦合修复工况(进水COD、投加活性炭和活性污泥质量浓度分别340mg/L、4.64g/L和2900mg/L).经过17d运行,解体AGS得到良好修复并通过扫描电镜(SEM)对其形态进行观察,可知修复后AGS表面以丝状菌为主,孔隙、裂痕大幅减少,污泥以活性炭为晶核形成新的AGS并且颗粒修复后粒径由(0.89±0.5)mm快速增加到了(2.19±0.4)mm,氨氧化速率(以LVSS记)由2.49mg/(g·h)提高到3.18mg/(g·h),由此验证了这种耦合修复方式对解体AGS具有高效且快速的修复作用.

晚期垃圾渗滤液的预处理及参数优化

采用三氯化铁为混凝剂、聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂对晚期垃圾渗滤液进行混凝沉淀预处理。以单因素和响应面实验考察以初始pH、混凝剂投加量、助凝剂投加量对渗滤液中各类有机物(主指标为COD)及浊度和色度去除的影响。结果表明,单因素实验所得优化条件:初始pH为3~5,FeCl_3投加量为1.0~1.6 g/L,PAM投加量为12~20 mg/L;通过响应面软件分析得出优化条件:初始pH为4,FeCl_3投加量为1.6 g/L,PAM投加量为20 mg/L,在此条件下,有机物的去除率达到63%,可大幅削减难降解有机物的含量,提高渗滤液可生化性,可作为后期生物处理工艺前的预处理。

多级A/O耦合生物膜反硝化处理低C/N值生活污水

首先采用分段进水多级A/O工艺处理低C/N值生活污水,通过投加乙酸钠强化反硝化性能,并针对试验过程中出现的污泥膨胀、碳源利用率低等问题,提出了多级A/O耦合生物膜反硝化强化脱氮工艺。探究C/N值对多级A/O工艺以及耦合系统性能的影响,并对比两者的异同;同时通过批式试验考察了碳源类型对污泥沉降性能的影响。当进水C/N值为2~5时,两种工艺对COD的去除效果差异不大,出水COD均低于50 mg/L。两者去除NH_4^+-N的差异较大,当C/N值=5时多级A/O工艺对NH_4^+-N的去除率为88.8%,出水NH_4^+-N高于5 mg/L,而耦合工艺受C/N值的影响不大,对NH_4^+-N的去除率保持在96.8%~99.6%,平均去除率为98.7%。两者对TN的去除率都随C/N值的增大而升高,但在C/N值=3~5时,耦合工艺较多级A/O工艺分别高出5.4%、5.4%、9.7%,且耦合工艺对TN的去除率呈线性增长。另外当底物充足时,乙酸钠、葡萄糖、淀粉均不会对污泥膨胀造成进一步恶化。

两段式曝气对短程硝化启动的影响研究

控制SBR反应器内的温度为20-23℃，采用两段式曝气的方法，经过80个周期的运行，实现了生活污水的短程硝化，对氨氮的平均去除率为88．49％，亚硝态氮积累率达到90％以上。在反应器运行过程中，DO和pH值曲线都有很好的变化特征点，可以通过其指示氨氮降解过程的结束。系统的有效污泥龄从23．91d缩短为21．3ld，结合硝化时间的缩短和亚硝态氮积累率的提高，推断这可能是由于亚硝酸盐氧化茵（NOB）等世代周期较长的细菌被淘洗或活性受到了抑制，而氨氧化茵（AOB）等世代周期较短的细菌得到富集造成的。

不同温度下应用比值控制实现连续流好氧颗粒污泥短程硝化

在连续流反应器中接种成熟好氧颗粒污泥(AGS)处理低氨氮污水,通过控制溶解氧(DO)和出水氨氮(NH_4^+-N)的浓度,研究了控制DO/NH_4^+-N(R值)实现连续流好氧颗粒污泥系统短程硝化的可行性和不同温度(30、20、10℃)条件下实现短程硝化系统对R值的需求.结果表明,通过比值控制,连续流好氧颗粒污泥系统可以快速实现短程硝化;在30、20、10℃条件下,系统实现短程硝化所需要的R值分别为0.50(±0.05)、0.35(±0.03)和0.20(±0.02).因此可知,温度越低,系统实现短程硝化所需要的氧抑制越强.采用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)实验表明,通过比值控制,氨氧化菌(AOB)得到一定的富集,而亚硝酸盐氧化菌(NOB)的相对数量逐渐减少.基于比值控制和污水水质的特点,选择短程硝化的方式有所不同,低氨氮废水选择半量亚硝化,而高氨氮污水则选择全量亚硝化.

两段式曝气对好氧颗粒污泥脱氮性能的影响

基于4个不同进水条件的小试实验探究,得出所接种好氧颗粒污泥表面异养菌在曝气初期阶段大量消耗碳源,对于NO-2-N和NO_3^--N的反硝化效率较低.为此,实验在常温(20~23℃)条件下,在同一周期内先采用低曝气量曝气之后再用高曝气量曝气的两段式曝气方式运行好氧颗粒污泥SBR反应器,低曝气量时长分别取1、2、3 h这3个阶段分别运行,并运用扫描电镜(SEM)和荧光原位杂交技术(FISH)对颗粒污泥进行分析,结果表明AGS粒径增大,反硝化能力提升,NO-2-N的反硝化速率(以LVSS计)在低曝气时长为2 h时升至最高,达9.66 mg·(g·h)^(-1).亚硝态氮积累率不断升高至77.84%,总氮去除率最高达70%.颗粒污泥内部孔隙增多,且细菌多以球菌、椭球状及杆菌为主,氨氧化菌(AOB)占总菌的比例由13.70%升至15.40%.因此,通过两段式曝气过程实现了短程同步硝化反硝化过程并具有较好的脱氮性能.

SBR处理晚期垃圾渗滤液的半量亚硝化稳定性

采用SBR法处理晚期垃圾渗滤液,在温度为23~25℃、HRT为12.5 h、DO>2 mg/L且碱度充足的条件下,仅通过提高渗滤液进水浓度并控制进水NH_4^+-N浓度在240 mg/L左右,以及FA、FNA对亚硝酸氧化菌的协同抑制即实现了稳定的半量亚硝化,NO_2^--N/NH_4^+-N值维持在1.1~1.4之间,满足后续厌氧氨氧化进水的需要。在此基础上,进一步研究进水渗滤液浓度、盐度、DO对半量亚硝化稳定性的影响。结果表明,通过控制进水氨氮浓度为220~300 mg/L、NaCl浓度<20 g/L、DO为2.5~3.5 mg/L可有效维持半量亚硝化的稳定性。