厌氧水解酸化-好氧氧化A_1/A_2/O工艺剩余污泥减量

在碱减量印染废水A1/A2/O生物处理系统,通过污泥回流、把剩余污泥回流到A1段,利用A段污泥的水解、酸化和O段微生物的好氧氧化作用可有效实现对回流剩余污泥的减量,同时O段好氧污泥的表观产率系数下降,系统产生的剩余污泥量减少.厌氧水解酸化-好氧氧化A1/A2/O工艺实现污泥减量由3段共同完成:A1段实现回流剩余污泥的“液化”和惰性化;A2段对系统污泥减量起到了强化作用;而O段微生物的合成作用在逐渐减弱.6个月连续运行的动态试验表明,在A1段的容积负荷(CODCr)为2.54 kg.(m3.d)-1、水力停留时间为7.56h条件下,A1段利用水解酸化作用对回流剩余污泥的减量达到67.87%,系统O段好氧污泥的表观产率系数也下降到试验初始时的45.5%.在A1/A2/O污泥减量系统中,各段污泥性状发生了变化,A1段污泥[MLVSS/MLSS]值从试验开始时的0.718 2下降到0.592 2,A2段污泥[MLVSS/MLSS]值从0.667 3下降到0.526 7,剩余污泥的减量是活性污泥逐渐惰性化过程,污泥的粒度分析也证明了这一点.

厌氧水解酸化-好氧氧化A_1/A_2/O工艺剩余污泥减量对系统运行效果的影响

在碱减量印染废水A1/A2/O生物处理系统中,利用污泥回流可以实现对剩余污泥的有效减量.剩余污泥回流到A1段,增加了A1段中污泥的有机负荷,却提高了系统对COD的去除率.在A1段COD容积负荷2.54 kg/(m3.d)、水力停留时间为9.45 h和7.56 h条件下,A1段COD的去除率分别由15.9%提升至23.9%,12.3%提升至22.8%.在进水COD浓度1 000 mg/L、A1段COD容积负荷2.54 kg/(m3.d)、进水色度450倍、系统温度30℃条件下,A1段出水色度有污泥回流时较无污泥回流下降30%以上,系统出水的色度比无污泥回流时降低30%左右.回流剩余污泥使A1段出水pH略低于无污泥回流的情况,但对A2段和O段pH值影响不大.在有剩余污泥回流的系统中,系统各段出水的SS浓度均比无回流系统大.长期污泥回流会造成系统内难生物降解物质的积累,必须适时地进行排泥、气水冲刷等恢复系统污泥活性的措施.

厌氧水解酸化-好氧氧化A_1/A_2/O工艺剩余污泥减量影响因素

厌氧水解酸化-好氧氧化工艺实现剩余污泥减量，不需要高温、高压、强氧化剂或强碱性等破坏微生物细胞结构的强化措施，可操作性和经济性良好．污泥减量系统的主要目的是实现对污染物的降解，系统污泥减量效果与系统的有机负荷、水力停留时间、温度等因素有关，并受这些因素影响．在碱减量印染废水A1／A2／O生物处理系统，把剩余污泥回流到A1段、利用水解酸化和好氧氧化工艺实现对剩余污泥减量的试验表明：A1段容积负荷（COD）在2．54kg·（m^3·d）^-3、水力停留时间为7．56h、温度在2512～4012，系统在长期运行可以实现对系统污泥的有效减量和对废水处理达标排放要求（GB8978—96一级标准）．污泥回流到A，段进行减量，细胞中N、P的释放可以有效克服碱减量印染废水中N、P不足的缺点，大大降低向系统添加N、P营养物的费用．

水解酸化+A2/O+AO+芬顿氧化工艺处理工业园区污水

针对工业园区的污水排放企业种类较多、进水水量水质波动较大、污染物复杂且可生化性差、排放标准高的特征,以浙江省德清县某工业园区实际污水处理工程为对象,分析了水解酸化+A2/O+AO+芬顿氧化工艺处理以印染、食品制造、金属加工企业为主的废水排放的技术经济可行性.实践结果显示,出水水质的COD、NH_(3)-N、TN及TP能稳定达到《城镇污水处理厂主要染物排放标准》(DB33/2169—2018)中的限值,其余指标达到《城镇污水处理厂染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准;工程投资金额为8200元/m^(3),实际直接运行成本为2.39元/m^(3).

用于污水处理A2/O工艺的内回流泵设计

内回流泵是污水处理厂生物反应池A2/O工艺中的重要设备,具有流量大、扬程极低的特点,同时又具备机电一体化装置效率高的优点。但国内对内回流泵,特别是大功率的回流泵的研究还处于初始阶段,缺乏较为系统的设计方法。对内回流泵的整体结构,强度及可靠性进行分析,系统总结了内回流泵的整体结构设计、水力设计、安装系统设计。认为内回流泵潜水电机的流线型外形设计能够提高流动通畅性和机组效率;设计螺旋桨时需要考虑叶片数、叶栅稠密度、轮毂比和叶片包角等几个主要设计参数;导流壳的设计需要与螺旋桨配合。所设计的回流泵已投入应用,应用结果表明:回流泵运行正常,各项指标均达到用户使用要求,节能效果明显。

A_2/O法废水处理运行中的异常现象及其防治措施

主要论述A2/O工艺在处理废水过程中常见的异常现象,以及针对各种异常现象采取的措施。

城市污水处理厂A^2／O工艺的节能降耗途径研究

以北京某污水处理厂二期工程A2/O工艺为例,结合现场调查及小试试验,研究了A2/O工艺中降低供氧能耗的可行性。研究表明,已建污水厂A2/O工艺存在2种可操作的节能方法:一是严格控制曝气池中的DO,将DO控制在2~3 mg/L,避免过度曝气造成浪费;二是通过工艺调节,把好氧前段变成缺氧区,减少曝气段的长度,这种方式能节约17.1%的曝气量,同时增加约13.6%的TN去除率。

A^2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

针对A^2/O+移动床生物膜反应器(A^2/O+MBBR)双污泥系统,以低碳氮比(C/N)生活污水为处理对象,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,基于脱氮除磷的代谢机理建立系统的快速启动策略。研究结果表明:启动过程历时21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;平均重量污泥浓度从1 189 mg/L增加到1 760 mg/L,SVI值在95 m L/g MLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。启动过程,COD的去除效果基本稳定,A^2/O反应器可实现碳源的高效利用;硝化过程为反硝化除磷提供电子受体,TN的高效去除需要建立在NH+4-N氧化完全的基础上;PO_4^(3-)-P的去除特性与NO_3^--N的变化密切相关,除了缺氧区的同步脱氮除磷,好氧吸磷对稳定PO_4^(3-)-P出水浓度发挥着重要作用。在平均进水碳氮比为3.44的运行条件下,A^2/O+MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH_4^+-N、TN和PO_4^(3-)-P浓度分别为38.5、1.15、14.2、0.15 mg/L,COD、TN和PO_4^(3-)-P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的变化规律与脱氮除磷存在定量关系,稳定运行阶段厌氧区ORP为-398^-336 m V,反硝化过程pH值增幅0.55,ORP增加到-300^-175 m V,硝化过程pH值降低0.37。ORP、pH值可以直观地反映反硝化过程,pH值能够灵敏地反映硝化进程,实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。

改良A^2/O工艺预缺氧池中的脱氮作用和机理

改良A2/O工艺中预缺氧池有较强的脱氮作用,其脱氮作用占整个系统氮去除率的15.11%。通过对预缺氧池氮元素进行物料平衡,分析和证实改良A2/O预缺氧池中可以发生厌氧氨氧化反应,可以有效减少能耗和降低运行成本,这对我国污水厂的改造,提高出水水质,具有积极意义。

NaCl盐度对A^2/O工艺去除废水污染物和系统微生物的影响

为了提高含盐废水的有机物去除率和脱氮效率,考察NaCl盐度对A^2/O工艺污染物去除和微生物群落的影响,采用高通量测序技术分析了厌氧区、缺氧区和好氧区的微生物群落结构,结合有机物去除和脱氮效率的变化探讨不同盐度下A^2/O工艺优势种群的演替规律,以期揭示含盐废水生物脱氮机理。结果表明:1)随着NaCl盐度的增大,A^2/O工艺污染物去除率下降,当盐度由0增大至40 g/L时,A^2/O反应器厌氧、缺氧和好氧区域COD去除率分别由52%、80%和56%下降至30%、50%和40%;厌氧区和好氧区NH4+-N去除率分别由33%和61%下降至11%和39%;缺氧区NO3--N去除率由63%下降至47%。2)与无NaCl废水相比,加入NaCl后,微生物的多样性降低;高盐度(40 g/L)与低盐度(0、10 g/L)处理的微生物群落结构差异较大;缺氧区陶氏菌属和副球菌属、好氧区梭菌属和硝化螺旋菌相对丰度的降低是导致A^2/O工艺脱氮效率下降的主要原因;厚壁菌门中的部分菌属(如Lactobacillus、Streptococcus、Tepidibacterium、Veillonella、Lachnoclostridium、Zoogloea)相对丰度增大,具有较强的耐盐性;随着盐度的增大,与脱氮相关的微生物(如变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门等)一直是A^2/O工艺厌氧区、缺氧区和好氧区的优势菌门,保证了不同盐度下A^2/O工艺始终具有一定的脱氮效能。

回流比对投料A^2/O工艺脱氮除磷影响的中试研究

试验采用了投料A2/O脱氮除磷工艺在广州市某污水处理厂进行中试,考察了不同混合液回流比及污泥回流比对投料A2/O工艺脱氮除磷的影响。结果表明,混合液回流比对COD、TP和NH3-N影响较小,对TN的去除率影响较大,系统混合液回流比为200%时,系统处理效果最佳;污泥回流比对系统整体功能的影响较大,随污泥回流比的增大,各指标的去去除率随之增大,结合处理效果和能耗情况,污泥回流比为75%时系统效果最佳。

A^2/O—MBR污水处理系统运行特性研究

北方某城市污水处理厂采用A2/O—MBR组合工艺,对污水处理厂半年内的实际运行数据进行分析,研究了主要运行参数对工艺的影响以及组合工艺对各种污染物的去除效果,可得系统出水CODCr、NH3—N、TP分别为30 mg/L1、mg/L、0.37 mg/L,去除率分别为90%、94%、91%,出水水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)要求,系统运行稳定,并具有较强的耐冲击负荷能力。

分配比对分段进水A^2/O工艺脱氮除磷的影响

以低C/N实际污水为研究对象,研究进水分配比对分段进水A^2/O工艺脱氮除磷性能的影响.以稳态条件下建立的物料平衡方程为基础,分析进水分配比对处理过程的影响.结果表明,分段进水A^2/O工艺平均出水CODCr和NH3-N质量浓度基本维持为25.6~41.2mg/L和0.35~1.40mg/L,出水水质较稳定;出水TN、TP受进水分配比的影响明显.根据已建立的物料平衡方程分析发现,当进水分配比由6∶3降低至3∶6时,缺氧单元反硝化脱氮贡献率由36.95%升至83.47%,厌氧单元反硝化脱氮贡献率由43.81%降至12.30%,好氧单元同步硝化反硝化脱氮贡献率由19.24%降至4.23%,缺氧单元反硝化成为去除TN的主要途径,TN总体去除率升高9.95%;缺氧单元缺氧聚磷除磷贡献率由5.20%升至13.00%,好氧单元好氧聚磷除磷贡献率由94.80%降低至87.00%,好氧聚磷为去除TP的主要途径,但TP总体去除率降低5.37%.

温度对改良A^2/O工艺反硝化除磷性能的影响

温度是影响微生物代谢活动的重要物理因素。为了提高生物同步脱氮除磷的效率,该研究采用改良A2/O反应器处理模拟城市污水,考察温度对活性污泥反硝化除磷性能和缺氧区微生物代谢动力学行为的影响,以期为反硝化除磷工艺的实际应用提供理论指导和技术支持。结果表明,当温度低于12℃时,改良系统化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和总氮(total nitrogen,TN)去除率明显下降,PO3-4-P去除率变化较小。通过污泥反硝化除磷性能测试发现,温度过高或过低均会导致释磷速率和吸磷速率的变化;温度对活性污泥中反硝化聚磷菌(denitrifying phosphorus accumulation organisms,DPAOs)比例影响较大,当温度为27℃时,DPAOs/PAOs达到最高值(56.16%),吸磷速率、硝酸盐还原速率以及聚-β-羟基丁酸盐(poly-β-hydroxybutyric acid,PHB)氧化速率达到最大,分别为5.15 mg/(g·h)、7.13 mg/(g·h)和0.81 mmol/(g·h)。通过拓展的阿伦尼乌斯方程对试验结果进行拟合,缺氧区动力学过程的温度系数分别为1.120~1.164和1.137~1.153,所有的缺氧化学计量学均对温度变化敏感。

PHB监测A^2/O工艺除磷及负荷率耦合关系的研究

以上海市白龙港城市污水厂初沉池污水为进水,培养驯化污泥并构建A2/O试验系统,监测PHB消耗、生成的动态变化,并分析其与除磷和BOD5负荷率的耦合关系.结果显示,曝气池中PHB的消耗与除磷呈现良好的正相关关系(p<0.05),平均消耗约140 mg左右的PHB可去除1 mg P;厌氧池中PHB的生成与释磷存在着极显著的正相关关系(p<0.01),平均释放1.17mg的磷可生成约100 mg的PHB;厌氧池中PHB的含量与系统F/M的正相关性显著(p<0.05),负荷为0.176 g/(g.d)较负荷0.413 g/(g.d)下PHB的生成量平均减少约4 mg/g(以MLSS计);PHB的合成与厌氧池中BOD5的去除量的相关性较差(p>0.05),但与温度呈极为显著的正相关关系(p<0.01),温度的升高有助于微生物合成PHB,最高温度(33.2℃)比最低温度(17.1℃)活性污泥中PHB含量约增加5 mg/g(以MLSS计),占总量的20%左右.

处理低碳源污水的倒置A^2/O工艺强化脱氮技术研究

针对重庆鸡冠石污水处理厂的倒置A2/O工艺在低碳源情况下脱氮效果不佳的问题进行了生产性试验研究。在采取了投加垃圾渗滤液(投配率为0.1%)、缩短初沉池的水力停留时间为原来的1/3和控制好氧第3段的DO为0.5mg/L等措施后,可补充碳源15%以上,系统中活性污泥性状良好,脱氮效果得到大幅提高。出水NH3-N为2mg/L,对NH3-N的去除率为90%;出水TN为17mg/L,对TN的去除率为54%,实现了出水达标排放。

A^2/O系统PHB和OUR监测及其分析研究

A2/O系统中,温度的升高可以促进聚磷菌代谢速率,从而促进PHB的合成,但温度对PHB合成的影响是有限制的。厌氧池中PHB含量与系统中F/M呈显著的正相关性。厌氧池中PHB的合成量随厌氧释磷量的增加而增加。OUR可表征A2/O系统对有机物的去除效率,硝化OUR可表征硝化功能的变化,常规OUR值介于7.1～13.3mg/(g.h),硝化OUR值介于0.88～2.95mg/(g.h)。温度对提高活性污泥的OUR有明显作用。硝化OUR的高效区是温度介于25～33℃,NO3--N质量浓度介于9.2～11.0mg/L。提高F/M对OUR有促进作用。

A^2/O系统中碳、氮、磷的物料平衡分析

通过考察水力停留时间(HRT)和泥龄(SRT)对A2/O系统去除碳(C)、氮(N)、磷(P)的影响,对系统的运行参数进行优化,并分析了C、N、P三种元素在最佳工况下的物料平衡和质量分布。结果表明,HRT对系统去除COD、TN和TP的影响不大,当HRT>8h时,系统对各指标的去除率已基本不再变化;系统对TN的去除率随SRT的减小而减小,对TP的去除率随SRT的减小而增大,对COD的去除率受SRT的影响较小;综合考虑系统的除碳脱氮除磷效果,确定最佳的HRT为8h、SRT为15d,此时系统中C、N和P的平衡百分比分别为82.2%、95.2%和95.1%,其中进水COD主要以CO2的形式(66.2%)被去除,TN主要以N2的形式(59.0%)被去除,TP主要由剩余污泥(84.4%)带出系统。

PCR-DGGE法分析温度对A^2/O系统硝化菌群结构的影响

研究了温度对A2/O装置中硝化细菌群落结构的影响,旨在为工艺改进及优化调控提供依据.从A2/O装置的泥水混合液中采集微生物样品并提取微生物总DNA,使用特定引物对从总DNA中扩增出目标DNA片段,然后对扩增的DNA片段进行DGGE,并对凝胶进行染色和条带统计分析,通过聚类分析构建不同温度下硝化菌群间的相似性关系.结果表明,AOB菌在温度>25℃时,群落结构比较稳定,此时NH4+-N去除率高达95%以上;Nitrobacter菌在温度>20℃时,群落结构则比较稳定,NH4+-N去除率亦可达95%以上;Nitrospira群落结构发生变化较大,相比较而言,15～20℃时最稳定,NH4+-N去除率在75%～95%之间.

长泥龄改良A^2/O工艺的短程硝化反硝化除磷

为解决传统A2/O工艺硝化与除磷泥龄(SRT)之间的矛盾,进一步提高低C/N(P)比生活污水同步脱氮除磷效率,采用一种改良A2/O工艺在长SRT条件下处理生活污水。试验结果表明,该工艺可有效筛选和强化反应器内活性污泥,并大量富集长SRT的反硝化除磷菌(DPAO)。通过亚硝酸盐氧化菌(NOB)淘洗阶段后,反应器在SRT=19.6d、A2O段污泥浓度(MLSS)=5.5 g·L-1、水力停留时间(HRT)=8.2 h、污泥回流比(R)=90%、硝化液回流比(r)=250%、溶解氧(DO)=1.5~0.3 mg·L-1,间歇曝气段HRT=4 h、曝气周期1 h曝气1 min(DO=0.3~0.5 mg·L-1)、沉淀59 min条件下长期运行,COD、NH+4-N、TP和TN的平均去除率分别为88.71%、99.2%、93.77%和89.52%,出水亚硝化率(NO-2-N/NO-x-N)可达97.2%,DPAO占聚磷菌(PAO)比为95.5%。污水中约72.96%的COD被DPAO合成PHA除磷,15.75%的COD由异养反硝化消耗,约41.96%和31.31%的N分别通过反硝化除磷和异养反硝化去除。剩余污泥主要由DPAO和反硝化菌增殖产生,分别占82.74%和17.24%,较传统脱氮除磷途径减少了58.76%的碳源消耗和44.6%的污泥排放。