藻-菌颗粒污泥处理低C/N生活污水的研究

在光暗交替、零曝气条件下建立两组不同进水C/N(chemical oxygen demand,COD/total nitrogen,TN)(R_(1):10.0,R 2:5.6)的序批式反应器并运行了70 d,研究微藻-细菌颗粒污泥(microalgal-bacterial granular sludge,MBGS)在低C/N进水条件下的污染物去除效果、颗粒组成及稳定性的变化。研究发现,R^(1)组颗粒形态稳定,结构紧密,而R^(2)组颗粒形态出现差异化,结构略松散。R^(2)的COD去除率无显著变化,并且有更好的NH_(4)^(+)-N去除效果(94.68±7.24)%,但其PO_(4)^(3-)-P的去除效果不佳(50.69±13.64)%。通过元素分析进一步发现低C/N条件使MBGS中细菌的比例增加36%,并证明低C/N生活污水中的COD和PO_(4)^(3-)-P主要依靠MBGS的同化作用去除,NH_(4)^(+)-N主要被细菌的硝化作用转化。此外,低C/N组中蛋白质含量显著增加,并分泌更多的松散结合EPS(loosely bound EPS,LB-EPS)来提高颗粒稳定性。

MABR-AO耦合工艺处理乡镇低C/N比生活污水效果研究

本研究针对村镇生活污水低碳氮比导致碳源不足、硝化-反硝化工艺动能不足、脱氮难度高导致脱氮效果不理想的问题,通过设计搭建膜曝气生物反应器(MABR)与传统AO工艺的耦合工艺系统,对村镇进水条件下的挂膜启动,处理低碳氮比(COD/TN为4、3、2、1、0.5)污水,并对两种活性污泥的生物多样性检测分析。结果表明,MABR挂膜周期约30天,系统达到较为稳定的污染物去除效果;在低碳氮比进水条件下,MABR-AO耦合工艺比AO工艺有更好的脱氮能力,总氮(TN)平均去除率相比AO工艺提高17.9%;MABR生物膜中OUTs更高,且脱氮类微生物占比高于AO工艺活性污泥,是脱氮能力更强的主要原因。该工艺运维简单,低碳氮比条件下总氮去除能力较强。

不同调理剂对尾菜低C/N堆肥腐殖化效果的影响

针对尾菜碳氮比(C/N)低自身无法堆肥,现有好氧堆肥工艺下尾菜堆肥需要大量调理剂,不同调理剂组分对尾菜堆肥过程的腐殖化进程影响差异不清的问题,本研究以番茄藤蔓尾菜为主要原料,选用小麦秸秆、椰糠和蘑菇渣三种不同的调理剂进行好氧堆肥,明确不同调理剂添加情况下,尾菜低碳氮比(C/N=14)好氧堆肥过程中腐殖质的产生与变化趋势。采用温度、pH、电导率(EC)和发芽指数(GI)进行堆肥腐熟度评判,通过腐殖质组分的变化,明确不同调理剂添加情况下的尾菜堆肥腐殖化效果及变化规律。结果表明,相较于尾菜无法自身堆肥完成腐殖化,添加不同调理剂均能使尾菜发生腐殖化,且不同处理腐殖化程度相似,堆肥结束腐殖质含量均在28%左右,但不同处理堆肥产物的胡敏酸含量差异较大,蘑菇渣处理(T3)含量最高达到11.9%,添加椰糠处理(T2)最少仅为4.8%;对不同处理堆肥产物红外光谱分析表明,相较于其他两个处理,添加椰糠处理的芳香族伸缩振动改变量最少,腐殖化程度较低。堆肥结果表明,小麦秸秆、椰糠和蘑菇渣三种调理剂均能使尾菜在低C/N条件下进行好氧堆肥,温度、pH、EC和GI值都能达到相关有机肥标准。添加小麦秸秆更易促进腐植酸产生,促进腐殖质的形成;添加椰糠处理,腐殖化效果较差。

序批式MPR反应器处理低C/N城市污水运行方式优化研究

微压内循环生物反应器(Micro-Pressure Inner-Loop Bioreactor,MPR)是一种新型的污水处理工艺,在处理低C/N城市污水方面具有潜在优势。本实验考察了不同曝气量和进水方式下序批式MPR反应器对模拟城市污水处理效果,分析了污染物去除过程和污泥特性。研究结果表明,一次进方式下,在进水TN和TP浓度分别为79.52、4.1mg/L,进水C/N约为3.9的进水条件下,曝气量为7.5 L/h时,反应器TN和TP去除率分别达到70.26%和97.76%;采用二次进水方式后出水TN降至13.95 mg/L,TN的去除率提高至81.71%;两种进水方式下,反应器对COD和TP平均去除率保持在88.67%和95.03%。典型周期内污染物历时表明,和一次进水方式相比,分次进水优化了碳源分配,使更多碳源用于反硝化,系统内酸碱环境较一次进水更稳定,活性污泥浓度MLSS和污泥SOUR高于一次进水。

低C/N比污水脱氮除磷技术应用研究进展

人类的生存依赖水资源,工业的快速进步发展对水体产生负面影响,氮、磷过度排放使得水体持续恶化,随之而来的水污染成为不可小觑的重大环境问题,干扰人类正常生命活动,毁坏生态平衡,是国民经济绿色长远发展停滞的根源。现已通过多种技术对水环境进行改善修复,其中低C/N比污水脱氮除磷是解决环境问题的重要方法和研究热点。以传统工艺和新型工艺为切入点,以应用型和改进型为分类方法,对现今低C/N比污水脱氮除磷处理工艺进行总结,旨在为低C/N比污水脱氮除磷技术的发展提供新参考和新思路。

活性污泥-悬浮生物膜系统处理低C/N污水深度脱氮性能

通过农业废弃物玉米芯悬浮生长生物膜的载体,构建了活性污泥-悬浮生物膜混合系统,以SBR工艺运行方式对低浓度低C/N污水的深度脱氮性能进行了研究.探究了挂膜启动阶段系统脱氮效果;在工艺稳定运行后,考察了温度、HRT、DO、进水C/N、进水pH等参数对工艺脱氮性能的影响.经过24 d挂膜后,结合污染物去除情况及镜检显示生物膜挂膜成功.运行结果表明,以预处理后的生活污水作为模拟原水,控制反应温度为26—30℃,HRT=8 h,COD/TN为(4.0±0.1),DO=(2.2±0.1)mg·L^(-1),进水pH=(8.0±0.1)的条件下,系统达到最佳运行条件,COD、NH_(4)^(+)-N、TN平均去除率分别为70.2%、94.8%和80.8%,平均出水COD、NH_(4)^(+)-N、TN浓度分别为14.89 mg·L^(-1)、0.57 mg·L^(-1)和2.40 mg·L^(-1).好氧阶段DO浓度对TN去除率有一定的影响,当好氧阶段DO浓度为(2.2±0.1)mg·L^(-1)时,TN去除率达到峰值84.38%.结果表明,活性污泥-悬浮生物膜混合系统处理低浓度低C/N污水具有优良性能,为低浓度低C/N污水的深度脱氮及玉米芯的资源化利用提供新的思路.

混合营养脱氮在低C/N工业废水处理中的研究进展

富氮工业废水中难降解的氮杂环化合物加剧了碳氮比失衡,抑制了生物脱氮工艺中硝化反硝化过程,因而探究新型处理工艺是高效处理低C/N工业废水的必由之路。混合营养脱氮技术结合异养脱氮和自养脱氮的代谢路径,优化低C/N工业废水脱氮性能,进而实现低C/N工业废水处理提质增效。本文综述了混合营养脱氮工艺中铁介导生物脱氮、硫介导生物脱氮和菌藻共生脱氮工艺的作用机理、研究进展与影响因素,阐述了三种工艺特点及不同类型低C/N工业废水的适用性,并就三种混合营养脱氮工艺中存在的问题并结合当前研究方向,从优化电子供受体和代谢路径的角度提出增大电子容量、提高电子转移速率,结合电化学体系与Fe-S耦合增强协同代谢从而提升污染物代谢性能的建议。

多点进水AAO-A+MBR工艺在低C/N污水处理厂的工程应用

海宁丁桥污水处理厂四期工程处理规模为5×10^(4)m^(3)/d,进水中工业废水占比高达50%,进水C/N较低。根据现有用地、进水指标及工艺运行情况,新建初沉发酵池+多点进水AAO-A+MBR工艺系统,采用多点进水耦合乙酸钠投加的多碳源分配脱氮保障方法,同时采用了将曝气池溶解氧控制在较低水平的策略。投入运行一年多,在进水COD_(Cr)、氨氮、TP、TN、SS平均质量浓度分别为254.0、29.30、3.09、31.60、126.3 mg/L的情况下,出水COD_(Cr)、氨氮、TP、TN、SS平均质量浓度分别为26.2、0.31、0.23、7.72、5.1 mg/L,出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级A标准,单位直接运行成本为0.5330元/m^(3),具有良好的环境效益和经济效益。

前置和后置反硝化处理低C/N印花废水对比研究

低C/N印花废水实际处理主要包括前置和后置反硝化工艺,处理过程中需要补充外加碳源作为反硝化碳源从而增加了运行成本。分别采用前置和后置反硝化工艺对低C/N印花废水进行脱氮研究,并对比2种工艺的脱氮效果及运行成本。结果表明,对于低C/N的数码印花废水,当ρ(TN)低于300 mg/L时,采用前置反硝化工艺去除效果更好、更经济,NH_(3)-N和TN去除率分别为97.5%和96%,处理费用为5.368元/t,比后置反硝化工艺节约0.199元/t;当ρ(TN)高于300 mg/L时,采用后置反硝化工艺去除效果更好、更经济,NH_(3)-N和TN去除率分别大于97.5%和92%,处理费为5.871元/t,比前置反硝化工艺节约0.301元/t。

低C/N污水培养好氧颗粒污泥研究进展

【目的】为解决低C/N污水难以培养好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge,AGS)的问题,对AGS的形成机理、影响因素等方面进行研究分析。【方法】综述了AGS形成的4种学说和影响AGS形成以及处理效果的6种因素,分析了AGS国内外工程应用情况,总结了AGS培养过程中的相关问题。【结果】低C/N污水培养AGS的过程中会受到原水基质浓度低、氮磷负荷难以协调的问题,还会受到溶解氧、曝气模式、剪切力、污泥龄、温度和周期设置的影响,颗粒化困难。后续可通过更改培养参数和运行策略满足生产需求。【结论】低C/N污水水质成分复杂,往往包含部分工业尾水,须规范行业制度,为AGS技术提供良好环境。低C/N污水培养AGS要求各类学科紧密配合,系统性整合产业链。通过工艺协调进水负荷,满足生产需求。此外还能通过采用协同处理的模式,引入工业废液改善水质,降低培养难度。

进水COD浓度及C/N值对脱氮效果的影响

进水COD浓度及C/N值是影响系统反硝化效果的两个重要参数,为此研究了不同进水COD浓度在不同C/N值条件下的脱氮效果。结果表明:进水COD为150mg/L和200mg/L左右时,脱氮率随C/N值的增加而增加,而进水COD为100mg/L左右时,系统的脱氮率随时间增加而降低;进水COD浓度<200mg/L时,反应条件相同、C/N值相同而进水COD浓度不同,系统的脱氮率也不相同,进水COD浓度高,则脱氮率也高;当进水有机碳源浓度较低时,需要以进水COD浓度及C/N值共同来表示系统的脱氮能力。

同步硝化反硝化SBBR处理低C/N比生活污水的启动与稳定运行

以低C/N比实际生活污水为处理对象,聚氨酯海绵填料为生物载体(填料填充率25%),采用逐步提高氮负荷的方式,在较短的时间内(98 d)成功启动了同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND)的序批式生物膜反应器(sequencing batch biofilm reactor,SBBR)。实时定量PCR(real-time qualitative polymerase chain reaction,real-time q PCR)结果表明系统内硝化菌得到富集。在稳定运行期间,系统对有机物及氮的去除效果良好,平均出水COD、4NH-N+、TN分别为38.28 mg·L-1、1.23 mg·L-1、8.23 mg·L-1。微生物将大部分碳源以聚羟基脂肪酸酯(poly-β-hydroxyalkanoate,PHA)的形式储存至体内,系统内3NO-N-的去除主要通过内源反硝化作用,且反硝化过程基本无2NO-N-积累,平均SND率为70.57%,TN去除率高达82.95%。由于硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同时进行,反硝化过程产生的碱度可补充硝化过程消耗的碱度,维持系统内p H的相对稳定。此外,可以通过DO和p H的变化判断SND的进行状态,有效地控制反应时间,节省动力消耗。

后置缺氧UCT分段进水工艺处理低C/N城市污水

为处理低碳源生活污水,以内碳源反硝化途径为出发点,开发了后置缺氧UCT分段进水工艺.该工艺仅在UCT分段进水最后一好氧段末端增加了后置缺氧环节,以强化微生物内碳源储存能力.在低C/N水平(平均进水C/N=3.1±1.5)的生活污水条件下,后置缺氧UCT分段进水工艺实现了平均75.3%的TN去除率,运行61d后同步硝化反硝化去除的氮量高达31.5%;运行40d后污泥内碳源储存水平比原工艺污泥提高12.2%,9小时比内源反硝化速率由零提高至5.56mg N/(g VSS?d),系统可通过好氧段同步硝化内源反硝化(SNED)提高TN去除率.污泥沉降性能有明显改善:SVI值由350m L/g降至97m L/g,而原UCT分段进水工艺污泥仍然膨胀.该工艺仅在原工艺基础上增加了一后置缺氧段,无需外加碳源和额外硝化液回流设施,有利于水厂升级改造.

多级MBBR与A^2O工艺处理低C/N生活污水对比分析

结合包头市某污水厂A^2/O工艺的运行情况,对比分析多级MBBR与A^2/O工艺对低碳氮比生活污水的处理效果及污泥减量化的性能。试验结果表明:多级MBBR工艺处理低碳氮比生活污水时,出水COD、总氮和氨氮平均值分别为23.1、10.2、2.07 mg/L均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,其平均去除率分别为90.7%、85.2%、96.7%;各项指标均优于A^2/O工艺,特别是TN能够稳定达标,解决了低碳氮比污水TN难以达标的问题。但是多级MBBR工艺除磷效果不佳,需要额外投加药剂化学除磷。多级MBBR工艺同时表明:反应器的污泥产率为0.12,约为A^2/O工艺的1/4~1/5,污泥减量效果显著。同时多级MBBR工艺为A^2/O工艺提标改造提供新的思路。

反应沉淀一体式矩形环流装置处理低C/N值污水

反应沉淀一体式矩形环流生物反应器（RPIR）具有污泥自动回流功能，有利于硝化茵及反硝化菌的截留和富集，且能够充分利用碳源。在常温下采用该工艺处理低C／N值城市污水，当进水COD为212～538mg／L、C／N为2．6～10．8（平均为5．4）并控制反应区混合液的DO为1．0mg／L左右时，就投加悬浮填料和不投加悬浮填料两种情况下的除污效果进行了对比。在HRT为4h、MLSS为10000mg／L左右的条件下，当不投加悬浮填料时，反应器对COD、NH3-N和TN的平均去除率分别为84．8％、67．6％和42．3％，而投加悬浮填料以后，对这三者的平均去除率分别提高到89．9％、79．3％和63．8％，脱氮容量也从0．09提高到0．13，说明投加悬浮填料能够强化脱氮效率。

低C/N比水产养殖废水生物脱氮实验研究

随着短程硝化-反硝化理论研究的发展,在低C/N比条件下,实现污水的生物脱氮处理已成为可能。为此,设计了水产养殖用水的三级生物膜短程硝化-反硝化处理工艺,并对该工艺在去除模拟水产养殖废水主要污染物的作用进行了初步研究。研究结果表明,在进水pH值7.5~8.5,温度为28~32℃,溶解氧为0.5~1 mg/L,游离氨浓度为5~10 mg/L的条件下,模拟废水的COD、NH4＋-N和TN的平均去除率分别达到94.4%、91.6%和70.1%;并且低C/N比对出水氨氮NH4＋-N的去除率影响不大,NO2--N的平均浓度控制在5.2 mg/L以下,低于鱼类的耐受浓度。表明该短程硝化-反硝化工艺设计,可用于低C/N比水产养殖废水主要污染物的生物处理,尤其是可消除NO2--N对水产养殖的潜在威胁,基本达到养鱼回用标准。

部分短程硝化SBR实现低C/N比生活污水碳源的充分利用

为实现低C/N比生活污水中碳源的充分利用,以部分短程硝化SBR为研究对象,通过减少进水输入碳源的量和增加反硝化利用碳源的量两方面来提高碳源利用率(反硝化利用碳源的量与总进水碳源的量的比值),分别考察了进水量、排水比、曝气时间、沉淀时间、曝气后搅拌时间对碳源利用率的影响。结果表明,排水比由50%变为35%,碳源利用率由15.1%提高到24.8%;曝气时间由2 h增加到2.25 h,碳源利用率由24.8%提高到27.5%;曝气后增加1.5 h的搅拌过程,碳源利用率又提高了3.8%,此时出水的亚硝态氮积累率(NAR)为94.8%,2 4NO-N/NH-N-+为1.7,表明了系统稳定的短程硝化效果,且能为同步厌氧氨氧化-反硝化(SAD)工艺提供更适宜的进水。通过调节以上运行参数,部分短程硝化SBR对于低C/N比生活污水的碳源利用率得以提升,节省了后期曝气去除有机物的能耗,进而削弱好氧异养菌的生长,有效避免好氧异养菌过度增殖对氨氧化菌(AOB)的冲击,维持系统稳定的短程硝化效果。

C/N比调控污泥厌氧发酵产酸的数学模型研究

采用改进粒子群算法对ADM1模型中的关键参数进行了估计,经敏感性分析,确定了Monod最大比吸收速率、半饱和值、产物对底物的产率等3种参数对产酸速率具有较大影响.应用修正后的动力学参数对ADM1模型在不同C/N比调控下污泥厌氧发酵产酸结果进行了模拟.结果表明,模拟产酸数据和实测数据误差较小,说明修正后的ADM1模型能够很好地描述污泥厌氧发酵中C/N比条件对产酸的影响.

倒置A^2/O—MBR工艺处理低C/N生活污水脱氮性能研究

合肥塘西河再生水厂采用倒置A2/O(缺氧/厌氧/好氧—预缺氧)—MBR工艺处理低C/N城市生活污水。研究了投加碳源前后各生化反应池中有机物及氮元素的变化规律,结果表明未投加外碳源时TN的去除率为52.3%,脱氮效果不理想。通过比较乙酸钠、甲醇和乙酸三种不同外加碳源的脱氮效果,可知乙酸钠反硝化速率最高,效果最好。当乙酸钠作外碳源,投加量为50mgCOD/L时,TN的去除率明显提高,达到74.5%。此外,还分析了投加外碳源后整个工艺系统内COD、TN物质流动情况,结果表明,缺氧池和厌氧池是COD去除的主要单元体,好氧池对COD的去除贡献增强,体系中的TN去除总量在投加外碳源后有了明显的增加,较未投加外碳源时增加了26.5%。

移动床生物反应器处理低C/N比生活污水试验研究

通过移动床生物膜反应器处理低C/N比生活污水的试验研究,探讨了填料填充率、曝气量和水力停留时间对处理效果的影响,确定出了适合反应器的填充率为53%,最佳曝气量为0.07L/h,最佳水力停留时间为8h。在该实验条件下,COD平均去除率在85%左右,TN去除率最高为62%,平均生物浓度2.63mg/L,生物膜活性强,结果表明反应器对低C/N比生活污水有较好的处理效果。