生物脱氮新技术在垃圾渗滤液工程化处理中的应用

针对渗滤液中高浓度氨氮的处理问题,采用厌氧折流板反应器(ABR)和复合生物膜(HBR)组合工艺对广州市大田山垃圾渗滤液生物处理系统进行改造.具体分析了工程改造后厌氧折流板反应器和复合生物膜反应器的氨氮处理效果及其微生物的状况.现场采用ABR-HBR组合生物脱氮工艺,通过合理控制HBR的溶解氧浓度,并将HBR出水以大比例回流到ABR,以促进部分硝化和厌氧氨氧化过程的发生.结果表明,在进水氨氮浓度高达336.24～685.09mg/L的条件下,启动60d后,ABR反应器成功地培养了厌氧颗粒污泥和厌氧氨氧化细菌,其平均氨氮去除率为34.9%.ABR反应器稳定运行30d后,HBR反应器中氨氧化细菌的数量(MPN)高达6.4×107个/mL,其平均氨氮去除率为95.1%.经组合工艺整体处理后,系统出水氨氮浓度稳定在25mg/L以下,总氮的去除率也高达80%以上.

基于硝化反硝化的膜生物反应器烟气脱硝研究

氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾污染、臭氧层破坏和城市灰霾天气等一系列环境问题的重要根源.文章结合课题组研究结果,介绍了空气介质下膜生物反应器烟气脱硝的性能、微生物群落、硝化反硝化烟气脱硝作用,建立了膜生物反应器传质与硝化反硝化耦合作用动力学模型;基于硝化反硝化的复合催化膜生物反应器处理模拟烟气的性能和含氧量的影响,为建立基于硝化反硝化的膜生物反应器烟气脱硝的污染控制策略提供科学依据,具有潜在的应用价值.

复合式生物膜反应器中生物膜的特性

传统的活性污泥工艺中加入废弃轮胎颗粒作为生物膜载体形成的复合式生物膜反应器 ,在颗粒浓度为 40 g/ L时 ,稳定运行条件下在轮胎颗粒表面可形成约 50 mg/ g的生物膜量 ,即在传统曝气池的 2 0 0 0～ 30 0 0 mg/ L悬浮生长污泥的基础上 ,可增加 2 0 0 0mg/ L的附着生物膜量。此时生物膜的厚度为 2 55μm,其活性以比耗氧速率 (SOUR)表示为 40～ 70 mg/ g·

复合式生物膜反应器中生物膜量、厚度及活性

传统的活性污泥工艺中加入废弃轮胎颗粒作为生物膜载体形成复合式生物膜反应器 ,在颗粒浓度为40g/L时 ,稳定运行条件下在轮胎颗粒表面可形成约50mg/ g 的生物膜量 ,即在传统曝气池的2000～3000mg/L悬浮生长污泥的基础上 ,可增加2000mg/L的附着生物膜量。此时生物膜的厚度为255μm ,其活性以比基质耗氧速率 (SOUR)表示为40～70mgO2/g·h。

复合式生物膜反应器处理苯胺废水

本研究利用新型的复合式好氧生物膜反应器处理苯胺废水,研究结果表明,对于高浓度的苯胺废水。当反应器在HRT为15.87h和容积负荷为1.31～1.95kgCOD/m3.d下稳定运行时,COD、苯胺、色度、NH3-N平均去除率分别为61.60%、59.46%、80%和55.38%。出水浓度低,为苯胺废水的后续处理创造了良好的条件。

泥膜共生复合式生物反应器的低温启动

为寻求低温条件下活性污泥-生物膜(泥膜)共生复合式生物反应器的快速启动,试验采用接种耐冷菌群间歇驯化的方法,对启动期耐冷活性污泥的特性、耐冷活性污泥的挂膜过程和处理反应器的净化效能进行了研究。综合泥膜共生反应器净化效能和活性污泥-生物膜特性等研究结果表明,在冬季低温条件下仅20d就完成反应器的启动,启动后140d的连续运行表明反应器对CODCr、BOD5、TOC、和氨氮的去除率分别为85%、83%、72%和83%。这样的启动方式具有启动快、挂膜迅速、处理效果稳定等优点。

生活垃圾渗滤液处理中试研究

开发了一种适于处理高浓度垃圾渗滤液的工艺。试验表明 ,采用复合厌氧反应器和A/O淹没式生物膜曝气池及碱化吹脱塔技术可以有效地去除渗滤液中的COD、BOD和氨氮。该成果已用于深圳下坪垃圾卫生填埋场的设计。

生物膜反应器脱氮性能及其硝化细菌的研究

采用模拟含氮废水对自行设计制作的A/O生物膜反应器进行脱氮性能研究。研究结果表明：在水温为20～23℃、水力停留时间为18h、进水总氮质量浓度为61～78m g/L、曝气量为25L/min、进水COD分别为110～165m g/L和205～272m g/L的条件下,废水的COD去除率均在90%以上,硝化率分别为98%和95%,总氮去除率分别为50%和78%。采用荧光原位杂交技术对反应器各区域中的硝化细菌进行了检测。结果表明,反应器中的硝化菌主要为亚硝化螺菌属和硝化螺菌属,有少量亚硝化单胞菌属和硝化杆菌属存在。亚硝化菌和硝化菌在好氧区数量相对较多,在缺氧区数量相对较少。

复合生物反应器处理化学合成类制药废水研究

采用复合式生物膜反应器对化学合成类制药废水进行处理研究,试验内容包括反应系统的启动、运行及不同影响因素下的运行试验。结果表明,反应系统从启动到正式运行,COD去除率达到50%以上。在正式运行过程中,曝气量为0.36～0.52m3/h,溶解氧的质量浓度为5mg/L时,当进水COD的质量浓度为200～500mg/L时,最佳水力停留时间为6h,出水COD质量浓度可降低到180mg/L以下;当进水COD质量浓度为500～1700mg/L时,最佳水力停留时间为8h,COD去除率达到46%～72%。复合式生物膜反应器处理低浓度化学合成类制药废水时,出水水质可达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904—2008)的排放要求。

炭管膜曝气生物膜反应器亚硝化的启动试验研究

利用包裹无纺布的多微孔炭管为膜组件的膜曝气生物膜反应器，对不含有机碳的氨氮废水进行了亚硝化启动试验的研究．结果表明，在进水NH4^＋-N浓度为200mg／L，温度为（34±1）℃，pH值为7．5-8．3，HRT为8h的条件下，通过逐步降低炭管内腔气压进而降低供氧量的方法，反应器连续运行83d，实现了稳定的亚硝化．荧光原位杂交（FISH）分析表明，硝化细菌主要集中在靠近曝气膜，生物膜界面区域，其中亚硝酸菌占优势地位，而靠近生物膜/液体界面区域硝化细菌数量较少．

组合生物膜反应器运行稳定性及微生物群落的研究

本研究在移动床生物膜反应器(MBBR)独立稳定运行之后,加入折叠曝气生物膜反应器(WFBR),考察了WFBR的加入对COD和NH4+-N去除的影响以及组合生物膜反应器长期运行稳定性和微生物群落变化。结果显示,WFBR加入后COD和NH4+-N去除效率明显提高,但MBBR中微生物群落的丰富度和多样性有所下降,MBBR中最主要微生物由蓝藻门变为变形菌门。组合生物膜反应器运行过程中,COD和NH4+-N去除率分别稳定在90%和99%以上;一个周期内的连续观察证实了WFBR良好的增氧功能;系统中最主要的微生物为α-变形菌纲细菌。

污水生物脱氮除磷新工艺研究进展

近年来,生物脱氮除磷工艺取得了长足发展,出现了很多不同的处理工艺。这些新工艺在形式和流程上都优于传统工艺。文章在总结传统脱氮除磷工艺的基础上,介绍了近几年开发出的污水生物脱氮除磷新技术。随着生物脱氮除磷技术研究的进一步深入,高效、节能的生物膜与活性污泥组合的复合生物膜新工艺的将会成为脱氮除磷工艺的重要发展方向。

有机物浓度对复合反应器生化降解特性的影响

本试验在连续运行的条件下,考察了C/N对连续运行的复合生物反应系统有机物、氨氮去除效果的影响,结果表明,复合生物反应器在试验运行条件下,对COD,NH3-N的去除率都在90%以上,其中的生物膜对去除效果起主要作用。但C/N在30左右时,系统会发生污泥膨胀,且随着C/N的增加,污泥膨胀发生的更加频繁。

复合反应器中高浓度有机废水对硝化作用的影响

选用悬浮球形填料作为复合生物反应器的填料,研究有机物去除和硝化作用。研究显示,将进水COD质量浓度从400 mg/L逐渐增加到2 000 mg/L,进水NH3-N质量浓度维持在30 mg/L^45 mg/L运行20天,随着COD质量浓度的逐渐增高,NH3-N的去除率从82%左右降低到-25.9%,硝化反应能力呈逐渐减小的总体趋势。

复合生物反应器处理制药废水的启动研究

进行了复合式生物反应器处理化学合成类制药废水的启动试验,结果表明系统启动时间较短,具有良好的抗冲击负荷能力。当进水质量浓度COD为810mg/L～1210mg/L,NH3-N为31mg/L～82mg/L,SS为310mg/L～572mg/L时,其去除率最高分别达到70%、50%和85%以上,系统运行呈现出了良好的稳定性。

生物膜复合系统脱氮除磷的特征及微生物群落结构分析

试验研究了序批式生物膜复合系统在不同有机负荷下氮磷等营养物质的去除特性.结果表明,复合系统在COD负荷为0.35kg.kg-1.d-1(以MLSS计)时能够很好解决脱氮除磷的泥龄矛盾,TP、TN、NH4+-N去除率分别能达到96%、89%和96%,高于对照组的SBR工艺.复合系统中,悬浮污泥对硝化起主要作用,悬浮态污泥和生物膜的硝化平均贡献比为1.66;附着态生物膜对反硝化和除磷起主要作用,生物膜和悬浮态污泥的反硝化贡献比为2.19,释磷贡献比为3.5,摄磷贡献比为3.76.利用PCR-DGGE技术发现,复合系统中存在丰富的脱氮功能菌和除磷功能菌,且悬浮态与附着态微生物的相似性仅为73%,区别较大,说明两者存在一定的分工协作,与反应器的处理特性相一致.

污泥接种量对复合生物膜反应器启动的影响

为实现复合生物膜反应器的快速启动,采用4种污泥接种量,分别在4个反应器中进行平行试验。结果表明,污泥接种量最大的反应器和采用快速排泥法反应器的启动时间并非最短,而最佳接种量的反应器仅12 d就可成功启动,与其他三个反应器相比,其生物膜的微生物活性最好,对COD、NH3-N的去除效果最佳,去除率分别为93%和100%,生物膜的生物量为1.2 g/L,生物膜平均厚度和微生物活性分别稳定在约290μm和58 mgO2/(gMLSS.h)。因此,在启动复合生物膜反应器时,控制合理的污泥接种量,可以在悬浮污泥微生物和生物膜微生物之间形成有效的竞争关系,有助于形成良好的生物膜结构和加快启动过程。

复合生物膜系统的营养物去除效应及生物膜特征

为明确复合生物膜系统(HBR)中悬浮污泥和生物膜对脱氮除磷的贡献,对比研究了序批式活性污泥系统(SBR)和HBR对营养物的去除特性。在0.8 kgCOD/(m3.d)的负荷下,HBR具有较好的脱氮除磷效果,对NH3-N、TN和TP的去除率分别可达96%、92%和94%,高于对照的SBR工艺。在HBR系统中,悬浮污泥主要起到硝化作用,生物膜主要起到反硝化和除磷作用。生物膜主要由胞外聚合物(EPS)、细胞簇丛、孔洞和通道组成。生物膜生长状态良好,丝状菌结构支架较明显,大量的球菌、杆菌穿插其中,密集地粘附于填料之上。FISH检测结果表明,生物膜上存在大量的氨氧化菌和聚磷菌,两者分别占总菌数量的9.4%和13.7%,提高了HBR对营养物的去除效果。

厌氧折流板反应器与膜曝气生物膜反应器耦合作用的试验研究

利用膜曝气生物膜外层的厌氧状态与厌氧折流板反应器内部环境相融合的特性,分别启动驯化厌氧折流板反应器和膜曝气生物膜反应器,将驯化好的膜组件置入运行稳定的厌氧隔室内构成耦合反应器.当进水COD和NH+4-N浓度分别为1 600mg/L和80 mg/L时,膜组件置入后反应器出水中的COD和VFA含量分别降低了59.5%和68.1%,对含氮污染物的去除率达到83.5%.当进水有机负荷提高50%时,耦合反应器出水COD浓度仍处于60 mg/L以下,具有良好的抗有机负荷冲击能力.因为流入液体中有机底物的减少和硝态氮的增加,使得3号隔室的沼气产量和甲烷含量均明显减少,但是取而代之的是更为稳定和优良的出水水质.此工艺实现了单一反应器处理中高浓度有机含氮废水的同时去碳脱氮功效.

水平流生物膜反应器处理村镇污水的运行特性

分别采用聚乙烯平板和无纺布负载平板作为水平流生物膜反应器(HFBR)的载体,考察了不同载体对HFBR除污效果的影响。中试结果表明,采用聚乙烯平板和无纺布负载平板作为HFBR的载体时对COD和氨氮均有较好的去除效果。但聚乙烯平板上的生物量相对较低,与无纺布负载平板相比,处理同样污水所需的载体平板数较多。当进水COD为150 mg/L、氨氮为22mg/L时,以无纺布负载平板作为生物膜载体的HFBR对COD和氨氮的去除率分别为85.0%和99.5%。通过测定污染物浓度的沿程变化及对主要功能微生物的荧光原位杂交分析可知,污染物的浓度随着流程而逐层下降,主要功能菌群所占比例随着对应基质浓度的改变而相应变化。