循环复氧生物膜工艺在农村分散式污水处理中的应用研究

针对农村分散式生活污水的治理,提出了一种新型循环复氧生物膜一体化处理工艺,并开发了智能网关和物联网管理平台,用于构建分散式农村污水处理设施智能化管理模式。利用实验室小试探索了循环复氧比这一关键参数对工艺运行效果的影响;在单户场景中,试验装备对COD和NH_(3)-N的去除率分别可达到72.4%和75.4%,在高氨氮进水条件也能满足相应排放标准。在联户场景中,出水COD、NH_(3)-N和TN分别为13~38mg/L、0.4~4.8mg/L和1.8~7.2mg/L,均能稳定达到海南省地方标准的一级标准,不加药剂情况TP平均去除率为59.8%,同时对智能化管理模式进行了验证。研究表明,循环复氧生物膜一体化处理工艺具有低成本、易维护、抗水量和水质冲击性强的特点,能够适应多种复杂场景。

侧流与主流磷回收工艺对比及调控因子分析

从污水中回收磷是缓解磷资源危机的有效途径,目前,污水处理厂常用的磷回收工艺主要为从剩余污泥中回收磷的侧流工艺,存在工艺复杂、回收效率低等问题.以生物膜为主体的主流磷回收工艺可实现磷的同步去除与富集,工艺简单且高效,因此更具发展前景.两种工艺在运行原理及模式上存在显著差异,因此对两者的调控措施不尽相同.本文分别以A^(2)O工艺和生物膜序批式反应器工艺为代表,对比了侧流和主流磷回收工艺在运行原理及模式上的异同,并以聚磷菌的代谢机理为基础,总结了温度、pH值、水力停留时间、溶解氧、碳源和蓄磷量等调控因子对两种工艺产生的影响,并阐述了其差异化机制,以期为生物膜磷回收工艺的进一步发展提供参考.

污水生化处理工艺发展阶段化技术特征及未来趋势

百余年来,伴随人类社会和科技日新月异,污水生化处理技术也在实现快速发展与不断迭代,新工艺与新反应器、新功能微生物与新生化代谢途径不断被提出、发现和解析,并进一步推动了污水处理技术的进步与升级。回顾了过去百余年污水生化处理技术发展历程,就典型污水生化工艺,结合技术研发进展、技术成熟度及案例应用情况,给出了不同生化处理工艺代际划分与技术发展期“S曲线”,分析了近些年来新涌现出的一些革新性污水生化处理工艺的技术原理、技术特征,结合实际案例分析了工艺技术特征、技术优势与总体效能,从工艺强化、绿色低碳与集约高效等方面总结了未来污水处理发展的技术趋势,以期为“双碳背景”下排水系统提质增效工作、未来国内前瞻性污水厂工艺设计与运行提供参考和借鉴。

新型生物膜法处理农村生活污水的研究进展

结合我国农村生活污水特点,概述和比较了几种生物膜法处理工艺及其组合工艺的技术特点和适用条件,介绍了生物膜法处理工艺在农村生活污水处理中的工程应用案例。展望了进一步优化农村生活污水处理工艺经济性的发展方向,为提升农村人居环境质量提供技术支撑。

塑料包装材料表面大肠杆菌污染的荧光高光谱检测

本研究基于荧光高光谱技术,采用365 nm波段紫外光作为激发光源,获得塑料包装表面421~700 nm波段范围内的荧光高光谱图像,确定多种塑料包装材料(聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺)表面大肠杆菌污染的荧光特征光谱,并确定生物膜检测限。结果表明,聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺表面大肠杆菌荧光光谱特征波长分别位于550、543、540 nm;基于上述特征波长处的单波段图像经过处理能够准确检出3种塑料包装材料表面的大肠杆菌接种点,检出率均大于98%;对聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺表面大肠杆菌生物膜的检测限分别为1.39、1.39(lg(CFU/cm^(2)))和1.59(lg(CFU/cm^(2)))。本研究可为包装食品微生物检测及食品安全监控提供有力的技术手段和理论支持。

水中构筑物表面生物膜形成物理化学过程

水中构筑物表面生物膜的形成会加速构筑物的腐蚀,严重影响其使用效率和寿命;成熟后的生物膜老化脱落或受水力剪切作用进入主体水中,会造成水体二次污染,对动植物生长和人类生活造成重大影响。生物膜的形成是由单个细菌黏附到表面开始的,经过可逆黏附到不可逆黏附的过渡后,细菌分泌的胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPSs)会加速表面微菌落的形成,再通过细菌间的群体感应(quorum sensing,QS)使细菌启动表型和基因型变化,最终促使成熟生物膜的形成。本文综述了生物膜形成的不同阶段所涉及的物理化学过程(薄膜形成阶段、细菌黏附阶段、胞外聚合物膜阶段、群体感应调节生物膜阶段和生物膜成熟与表征),分析总结了本领域各方向的最新研究进展,归纳并阐明了水中构筑物表面生物膜形成的机理和影响因素,为生物膜防控、清除和利用等相关研究领域提供了理论依据。

高铁列车集便器废水的同步除碳脱氮处理研究

随着铁路行业的快速发展,集便器废水处理成为近来相关部门比较关注的问题。为探究集便器废水经济高效的处理方法,研究采用短程硝化反硝化工艺+多级AO+固定生物膜活性污泥(IFAS)工艺处理实际的高铁集便器废水,评价其同步除碳脱氮的效果,验证该工艺的可行性。通过控制曝气池内的DO控制硝化反应进行至NO2--N阶段,然后在厌氧阶段将NO2--N转化为N2,实现脱氮。反应器NH4^(+)-N、TN、COD的去除率分别达到95%、90%和70%,TN负荷达到0.64 kg·N/m^(3)·d^(-1)。出水COD浓度低于400 mg/L,出水NH4^(+)-N浓度低于50 mg/L,TN浓度低于70 mg/L,达到了GB/T 31962—2015《污水排入城镇下水道水质标准》。短程硝化池中微生物群落分析表明,短程硝化优势菌为Nitrosomonas,在悬浮污泥和填料架占比分别为3.73%和5.88%。与传统活性污泥法相比,短程硝化反硝化工艺节省了25%的曝气能耗和45%的碳源消耗,多级AO的设计让脱碳除氮更加完全,提高出水水质,活性污泥法与生物膜法相结合,大大增加微生物的量,加快反应速率,可以节省污水处理构筑物的占地面积。从经济以及脱氮效率方面,短程硝化反硝化工艺有望成为集便器废水处理的主要工艺。相比于传统混凝土构筑物,一体化污水处理设备更适合集便器废水。

半固定生物膜载体耦合改良SBR工艺深度脱氮效能及机理研究

传统SBR反应器TN去除效果较差,研究采用半固定生物膜载体模块、污泥回流系统和快速进出水系统优化传统SBR工艺,并开展中试试验探讨工艺深度脱氮的效果和机理。结果表明半固定生物膜载体耦合改良SBR工艺在低进水负荷情况下对COD、NH_(3)-N、TN和TP的去除率分别为87.19%、98.24%、63.42%和87.06%,高进水负荷情况下去除率分别为94.34%、98.47%、73.47%和73.73%。通过16S rRNA基因序列和PICRUSt2技术分析,悬浮污泥和生物膜载体的微生物群落存在显著差异。在低进水负荷情况下,悬浮污泥主要负责反硝化,生物膜载体主要负责氨氧化,TN主要通过硝化-反硝化去除。在高进水负荷情况下,悬浮污泥中硝酸盐还原酶的作用逐渐减弱,生物膜载体中厌氧氨氧化和氮的同化作用成为主导,TN主要通过同化作用去除。

MBBR耦合多段AO工艺在大型市政污水处理厂的运行初探和实践成效

新建城市污水处理厂或提标改造老旧污水处理厂普遍存在出水水质差、污染物负荷与占地面积等不可调和的矛盾,基于纵向扩大池容会增加建设成本、高负荷运行具有超标风险,因此,急需一种污泥/容积负荷高、运行稳定、操作简单的污水处理新技术。对此,某大型市政污水处理厂利用移动床生物膜反应器(MBBR)泥膜共混技术提高生化池有效污泥浓度、实现功能微生物的强化和富集,耦合多段AO工艺,经历雨/旱、夏/冬季,已稳定运行227 d,当进水COD_(Cr)、氨氮、TN质量浓度分别为277.97、34.92、45.95 mg/L,对应出水质量浓度分别降低至12.68、0.33、7.55 mg/L,MBBR挂膜前后的氨氮污泥负荷为0.011、0.015 g氨氮/(g MLSS·d)、TN污泥负荷为0.014、0.020 g TN/(g MLSS·d)。系统稳定运行期间,好氧Ⅰ段氨氮硝化速率为7.27 mg/(L·h)、缺氧Ⅰ段NO-3-N还原速率为3.48 mg/(L·h)。结果表明,通过负载微生物和游离污泥的交互作用,寻求复杂微生物群落功能的强化和调控,可以设计出更加合理、高效的污水处理新工艺。

膜曝气生物膜反应器脱氮性能研究

膜曝气生物膜反应器(MABR)有效地将生物膜法技术和膜分离技术结合在一起,在污水脱氮方面潜力巨大。以MABR处理模拟生活污水和豆制品加工废水,着重考察了MABR的稳定性及脱氮性能。结果表明,在HRT=12 h、曝气压力=10 kPa和C/N=5时,MABR对模拟生活污水处理效果最佳,COD、氨氮、TN的平均去除率分别为92.0%、86.5%、83.3%。而在HRT=8 h和曝气压力=10 kPa时,MABR对豆制品加工废水处理效果最佳,COD、氨氮、TN的容积负荷分别为1320、125.5、184 g(/m^(3)·d),平均去除率分别可达到84.2%、81.5%、79.7%,优于传统生物膜法脱氮。

BFM生物集效工艺的设计与应用

广东某污水处理项目出水标准由一级B提升至一级A。该项目占地紧缺,需原池改造,且需要在60 d之内完成施工和通水达标。鉴于此情况,最终采用纯膜移动床生物膜反应器(MBBR)与超效分离协同的BFM(BioFilm&Magnetic)工艺,高效集约,出水CODCr、BOD5、氨氮、TN、SS、TP的均值分别为(14.0±4.2)、(2.5±0.2)、(1.1±0.9)、(10.7±2.0)、(4.1±1.4)、(0.1±0.1)mg/L,稳定达到设计标准。好氧悬浮载体实现了硝化菌的有效富集,保障了氨氮的有效去除;缺氧悬浮载体实现了反硝化菌的有效富集,保障了TN的达标排放。该污水处理升级改造项目运行电费为0.167元/m^(3),直接运行费用为0.42元/m^(3),为后期该类项目的实施提供了技术借鉴。

A/O生物膜法强化处理石化废水及生物膜种群结构研究

采用A/O生物膜反应器处理石化综合废水.反应器在O段添加装有改性聚氨酯泡沫的多孔塑料球载体,强化有机物的降解效率.反应器进水分别为水解酸化池出水（阶段Ⅰ）,石化工业废水与生活污水比例为3∶1（阶段Ⅱ）以及单纯的石化工业废水（阶段Ⅲ）.结果表明,尽管进水COD和氨氮波动较大,但出水COD和氨氮的去除率保持稳定,说明生物膜反应器具有较好的抗冲击负荷能力.在HRT为30h,COD和氨氮的去除率为74％～77％和96％～93％,总氮和总磷的去除率为58％和79％.第Ⅱ阶段进水为工业废水和生活污水混合的处理效果最好,出水COD和氨氮浓度分别为（63＆#177;12）mg/L和（0.75＆#177;0.28）mg/L.出水总氮主要为硝酸氮,亚硝酸氮的浓度很低（小于0.1mg/L）,表明硝化作用进行得较为完全.进水中有机物的分子量主要分布在小于1 kDa（70.9％）和大于100kDa（10.4％）.出水中大于10kDa的有机物所占比例减小,分子量主要分布在小于1 kDa（56.6％）和1～5kDa（26.2％）,表明A/O生物膜反应器对大分子有机物的降解较好.454高通量测序结果表明：生物膜中变形菌门菌群所占比例最大（60.0％）,其次是浮霉菌门（16.9％）和拟杆菌门（9.8％）.在属的水平检测到氨氧化菌（AOB）Nitrosomonas和亚硝酸盐氧化菌（NOB） Nitrospiraceae Nitrospira以及反硝化菌Azospira和Thermomonas.NOB的比例较高,这与反应器较好的硝化作用相一致.

缺氧－好氧生物膜法脱氮技术的研究

为了防止氮污染对水体造成的危害，我国对氨氮排放实行严格的控制。采用缺氧－好氧淹没式生物膜脱氮方法研究其处理效果与工艺参数，并着重研究氮负荷和碳源对硝化、反硝化的影响；微生物在膜上的分布特性及其对底质变化的影响。研究结果表明：缺氧段（Ａ段）停留时间为７．３ｈ，好氧段（Ｏ段）为１５．７ｈ好氧段容积负荷：ＣＯＤ０．３６ｋｇ／ｍ３·ｄ，ＮＨ３－Ｎ０．３５ｋｇ／ｍ３·ｄ；缺氧段硝态氮负荷０．６５ｋｇ／ｍ３·ｄ，ＣＯＤ负荷１．７ｋｇ／ｍ３·ｄ。这一水处理技术工艺稳定，ＮＨ３－Ｎ与ＮＯｘ－Ｎ的去除率均在９０％以上，而且生物活性强，分布较均匀，是目前控制氮污染的有效方法。

焦化废水中几种含氮杂环有机物在A_1-A_2-O系统中的降解特性研究

在对焦化废水中有机物在A1 A2 O生物膜系统中降解转化规律进行分析的基础上 ,选取焦化废水中 6种主要的含氮杂环化合物 :吡啶、吲哚、喹啉、异喹啉、2 甲基喹啉、8 羟基喹啉 ,与苯酚共同配制成溶液 ,在A1 A2 O生物膜系统中运行 ,结果表明上述几种含氮杂环有机物在A1 A2 O系统中都可得到较完全的去除 .它们在厌氧段的降解速率从大到小依次为 :吲哚>2 甲基喹啉 >8 羟基喹啉 >异喹啉 >喹啉 >吡啶 .在厌氧条件下 ,吲哚和喹啉存在拮抗作用 ,而吡啶对喹啉有协同作用 ;

淹没式生物膜法污水处理厂的设计及运行

采用淹没式生物膜工艺的广东省番禺市祈福新村生活污水处理厂 ,自 1998年 5月投产以来运行性能良好 ,在正常条件下出水水质BOD5为 0 .7～ 1.5mg/L(平均 1.1mg/L) ,CODCr为8～ 2 0mg/L(平均 13.6mg/L) ,TSS为 19～ 30mg/L(平均 2 5mg/L) ,NH3-N为 0 .17～ 0 .2 5mg/L(平均 0 .2mg/L) ,TP为 0 .7～ 1.4mg/L(平均 1.1mg/L)。由于在填料上附着生物膜的食物链长 ,致使曝气池出水SS <30mg/L ,在二沉池中几乎没有污泥沉淀 ,因而自投产至今 1年多 。

改性聚丙烯填料水处理性能试验研究

采用化学氧化-铁离子覆盖技术对普通聚丙烯填料进行改性,并对改性前后的填料进行生物亲水性、表面特性、临界表面张力以及模拟污水的生物挂膜等特性研究。结果发现,改性填料的亲水性和表面粗糙度大大提高,临界表面张力变大,表面电性为正,在生物膜法水处理中,其挂膜速度提高了46.7%,终期氨氮去除率提高了8.84%。可见改性填料与普通填料相比,其水处理性能较好。

利用微型动物减少污泥产量的工艺探讨

在适宜的条件下,活性污泥系统中可以生长出大量的原生动物和后生动物等微型动物,这些微型动物在活性污泥中起着捕食者的作用,它们可以通过捕食,将污泥转化为能量、H2O和CO2,从而使污泥量减少。蚯蚓生物滤池工艺、两段式生物反应器工艺和淹没式生物膜工艺是目前国内外常见的3种利用微型动物减少污泥产量的工艺,本研究介绍了这3种工艺的污泥减量效果,并分析了各自的优缺点。

PVC弹性填料生物膜法处理含H_2S气体

采用 PVC弹性填料进行好氧生物膜法气体脱硫研究 ,结果表明 :微生物挂膜速度快 ,驯化时间短 ,抗冲击负荷能力较强。在空速 1 0 0～ 2 0 0 h- 1、喷淋水量 1 0 0 0～ 1 50 0 L/( m3· h)、进气 H2 S质量浓度 <1 2 0 0 mg/m3时 ,H2 S去除率达 90 %以上。

多段进水A/O生物膜工艺运行性能的研究

为提高多段进水A/O生物膜工艺的脱氮效率,按照进入各缺氧池的COD量与硝态氮量的比值相同,且等于一最优比值的原则进行流量分配,按照容积负荷相等的原则设计各反应单元,对多段进水A/O生物膜工艺的流量分配和反应单元容积分配同时进行优化,并采用三段进水A/O生物膜反应器试验了等流量分配模式下运行和优化模式下运行的出水水质的差异.试验结果表明,当多段进水A/O生物膜工艺在两种模式下采用相同参数运行时,优化模式下总氮(TN)去除率明显高于等流量模式,其分别为88.8%和80.3%.优化模式与等流量分配模式对COD和总凯氏氮的去除率差别不大(均可达到97%和98%以上).采用该优化设计方法可以显著提高该工艺的TN去除效率.

工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向

综述了工业废水电化学处理技术的进展和应用。介绍了电化学氧化、电化学还原、电絮凝、电气浮、电渗析等方法。阐述了电化学氧化技术目前没有工业化的主要原因是低的电流效率、高能耗和大的操作费用,如何提高传质特性、电流效率、开发用于废水处理的高效电解槽是亟待解决的问题。特别指出了未来工业废水电化学处理技术的发展方向是生物难降解废水处理用的阳极材料、电化学反应器、电化学组合技术、生物膜电化学反应器工艺。