一体化脱氮除磷反应器研究进展

叙述了一体化脱氮除磷反应器现状及新进展,对目前一体化脱氮除磷反应器存在的问题进行了分析。认为基于MBR反应器构型、高效脱氮除磷菌种应用及计算流体力学(CFD)优化设计的一体化脱氮除磷反应器是未来研究与开发应用的一个热点方向。一体化高效脱氮除磷反应器的创新发展与应用将为点源水污染控制、水源水质保护和污水资源化提供一种具有广阔应用前景关键实用技术,产生出良好环境效益及可观经济效益。

一体化CIBR反应器的低温脱氮除磷中试

开发了一种新型一体化反应器———CIBR,通过维持厌氧、缺氧和好氧的交替运行,实现了单池连续流同步脱氮除磷。在低温(平均水温为12.24℃)状态下设定了6种工况进行脱氮除磷的中试,结果表明,在曝气为2 h、搅拌为2 h、静沉为2 h的工况下CIBR出水COD、NH3-N、TN和TP的平均值分别为29.46、2.86、11.24和0.94 mg/L,满足GB 18918—2002的一级B标准,但当进水TP持续较高(≥4 mg/L)时,需辅助物化处理或后处理方可实现TP的达标排放。综合有机物降解、脱氮除磷及能耗,确定工况2(曝气:2 h,搅拌:1 h,静沉:1 h)为最佳工况。

新型一体化生物反应器的同步脱氮除磷影响因素研究

为了提高对污水的处理效能,设计了一种新型一体化生物反应器并采用其处理生活污水,研究了DO和HRT对同步脱氮除磷效果的影响,并探讨了其实现机理。试验结果表明:在进水COD为290～510mg/L、MLSS为2500mg/L、污泥龄为15d以及好氧区和缺氧区的溶解氧分别为2mg/L和0.2mg/L时,系统的脱氮除磷效果较好,对TN、TP的去除率分别可达80%和90%,DO过高或过低都会影响同步脱氮除磷的效果。控制DO为最优值,并保持其他操作条件相同,当HRT为12h时对总氮和总磷的去除率均在80%以上,随着HRT的延长,同步脱氮除磷效果反而下降。该一体化反应器集厌氧、缺氧和好氧区为一体,在一定的运行条件下能够实现同步脱氮除磷,是处理生活污水的有效方法。

一体化膜生物反应器的强化脱氮除磷试验研究

采用一体化膜生物反应器(IMBR)处理沌口经济开发区的生活污水,考察了在四种不同的工况下生物单元对各污染指标的去除效果,并确定了最优工况:曝气2h—搅拌2h。在此基础上重点分析了IMBR系统强化脱氮除磷的效果。结果表明,在最优工况条件下,IMBR对主要污染物的去除效果较好,出水COD、TN、NH4+-N、TP基本上达到了GB 18918—2002标准的一级A标准;膜对出水水质的稳定起到了重要的保证作用,特别是在温度较低时,膜的强化作用更加明显。

序批式一体化膜生物反应器的脱氮除磷效果

采用序批式一体化膜生物反应器(SBSMBR)处理模拟生活污水,考察了其脱氮除磷效果。该工艺通过合理控制单个反应器的曝气时间和曝气量来构建交替式厌氧/好氧环境,试验中反应器内混合液的污泥沉降性能始终保持良好,平板膜没有进行化学清洗,未产生不可逆的膜污染;不同工况下系统对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别达到96.39%、97.79%、89.30%和43.79%,且系统的抗冲击负荷能力强。

一体化A/O生物膜反应器脱氮特性研究

根据传统好氧硝化和缺氧反硝化生物脱氮的工艺原理,设计并制作了一体化 A/O生物膜反应器,并就其对模拟生活污水的脱碳、脱氮处理效果进行了试验。结果表明,该一体化反应器在水力停留时间 HRT=24h时,COD的去除率达到 97%以上,硝化率和 TN的去除率分别达到92%和82%。出水NO3-N和NO2-N浓度保持在7.4mg/L和0.2mg/L左右。对各区污泥进行的硝化活性试验结果表明,该一体化反应器的缺氧区内存活有一定数量的具有硝化活性的细菌。

基于竖流式一体化反应器实现自养生物脱氮研究

为了更好地实现亚硝化和厌氧氨氧化工艺联合,根据亚硝化和厌氧氨氧化微生物的生长特性设计了一种新型的自养生物脱氮反应器.通过接种亚硝化和厌氧氨氧化微生物,研究了实现该反应器自养生物脱氮的可行性和运行特性.实验结果表明,该单一反应器能够实现亚硝化与厌氧氨氧化菌的分区培养.经过104d的运行,反应器脱氮效能从0.25kg/(m3·d)上升到1.46kg/(m3·d).利用亚硝化曝气尾气和厌氧区产生的氮气实现了亚硝化液的气升回流,进气量(X)与回流量(Y)呈现出Y=2.8X-37.1的线性关系.回流比由最初的4上升到14,未对厌氧区环境产生影响,厌氧区ORP始终保持在-500mV左右.同时回流液稀释了进水氨氮浓度,缓和了基质对厌氧氨氧化菌的影响.

六箱一体式反应器水力流态及其脱氮除磷性能

采用有效容积为312L的模型对六箱一体式活性污泥反应器的流态特征及其脱氮除磷性能进行了试验研究。结果表明,周期性交替进水方式增强了反应器系统流态的完全混合性,在工艺上表现为通过反向进水完成混合液以及部分污泥回流。反应器具有良好的去除氮磷的性能,对NH3-N、COD、TN、TP的平均去除率分别为89%、75%、74%、90%,出水水质达到GB18918-2002中的一级标准。

一体式膜生物反应器的脱氮除磷效能研究

采用一体式膜生物反应器处理城市生活污水,考察了不同溶解氧浓度下的脱氮除磷效果。结果表明,在低溶解氧条件下,膜生物反应器在有效去除有机物的同时还取得了较好的脱氮除磷效果。当控制反应器内溶解氧为0.5mg/L左右时,进水COD为342～2500mg/L,出水COD平均为31.71mg/L,对COD的去除率可达95%以上;进水TP为4.08～31.45mg/L,出水TP<0.5mg/L,平均去除率为96%;进水TN为30.55～91.34mg/L,对TN的平均去除率>70%。当溶解氧>2mg/L时,进水COD为161.3～453.4mg/L,出水COD为8.32～21.9mg/L,去除率最高可达99.08%;进水TN为22.52～57.9mg/L,出水TN为16.31～24.49mg/L,对TN的去除率大多为30%～40%;进水TP平均为4.48mg/L,出水TP大部分在1.0mg/L以上,去除率为48.07%～93.22%。

一体化A/O移动床生物膜反应器中DO、TN分布及脱氮效果研究

采用一体化A/O移动床生物膜法工艺,以模拟生活污水研究了该工艺的除碳脱氮效果,并对一体化移动床生物膜反应器的好氧区和缺氧区各纵向断面的COD、DO、NH3-N、TN、NO3--N和NO2--N进行了检测,通过对缺氧区各断面的DO和TN浓度分布情况,分析了脱氮的产生过程。试验结果表明：在水力停留时间HRT=12 h,好氧区DO保持5 mg/L左右,COD进水浓度处于250-400 mg/L时,COD的去除率均在90%以上,且出水COD均在40 mg/L以下;TN进水浓度为20-50 mg/L时,NH3-N去除率高于90%,其出水浓度可达到5 mg/L以下,脱氮效率也较高,TN去除率可达到65%-85%。COD和NH3-N的浓度分布状况表明该一体化A/O移动床生物膜反应器的流态趋于全混式。

一体化OCO反应器对炼油废水生物脱氮的研究

针对炼油废水氨氮和总氮超标的特点,采用一体化OCO反应器对炼油废水进行生物脱氮试验,对一体化OCO反应器的设计进行了分析,并考察了溶解氧、水力停留时间、有机负荷、BOD5与总氮质量比等因素对一体化OCO反应器生物脱氮的影响。设计的一体化OCO反应器的厌氧区、缺氧区、好氧区容积比为2∶1∶1.3,进入生化系统的炼油废水在氨氮的质量浓度不大于45 mg/L、BOD5的质量浓度不大于200 mg/L、CODCr的质量浓度不大于500 mg/L、硫化物的质量浓度不大于15 mg/L和挥发酚的质量浓度不大于10 mg/L,以及一体化反应器的好氧区溶解氧的质量浓度控制为4.0～4.5 mg/L、水力停留时间控制为18～20 h、CODCr有机负荷控制为0.68～0.88 kg/(m3.d)、BOD5与总氮质量比控制为3.0～4.0的条件下,氨氮和总氮的去除率分别可以达到75%和60%,处理出水的氨氮和总氮的质量浓度分别低于10和20 mg/L。研究表明,一体化OCO反应器用于炼油废水的生物脱氮效果良好,可以作为炼油废水处理的一项新工艺。

一体化生物膜脱氮反应器介绍

根据传统好氧硝化和缺氧反硝化生物脱氮的工艺原理,开发了一体化生物膜反应器,用于生活污水的脱碳和脱氮处理。反应器分为好氧区、缓冲区和缺氧区,分别设置了不同密度的弹性纤维填料。反应器对CODCr和TN的去除率分别达96%和80%。

新型一体化反应器的启动及其脱氮性能初试

提出一种新型的一体化生物膜反应器用于生活污水脱氮的处理,考察了反应器启动阶段出水的变化.生物膜驯化成熟后,考察了系统对总氮的去除效果,结果表明在水力停留时间为24 h,进水总氮37.69 mg/L时,反应器总氮去除率达到85%.此状态下,对反应器单个运行周期的脱氮特性进行了考察,结果表明连续出水水质稳定,氨氮去除率达到98%,出水氨氮基本维持在1 mg/L以下.

一体化厌氧氨氧化-反硝化固定微生物反应器协同脱氮研究

采用厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺的厌氧上流式固定化微生物反应器处理含有机物的高浓度含氮废水,考察ANAMMOX与反硝化协同脱氮效果。试验结果显示:在一定范围内,NH4+-N和NO2--N进水负荷不会对ANAMMOX与反硝化协同脱氮造成明显影响,当进水负荷为301～800mg/L时,系统对NH4+-N、NO2--N和TN的去除率分别达到93.3%、98.6%和90.3%的较高水平;当COD浓度为800～850mg/L时,COD对ANAMMOX与反硝化协同脱氮基本不影响,并可实现95.7%的COD去除率。同时,NO3--N浓度、N2产量、pH值和生物相存在的特征性变化,也表明ANAMMOX与反硝化协同作用良好。

强化膜生物反应器脱氮除磷性能对比试验研究

对序批式运行方式强化膜生物反应器脱氮除磷效果进行了研究.在试验过程中逐渐降低进水COD TN值,提高总氮负荷,比较序批式膜生物反应器和传统膜生物反应器的脱氮除磷性能与膜污染状况.试验结果表明,进水COD TN降至3 8～8 3,总氮负荷提高至0 22kg·m-3·d-1时,传统膜生物反应器无法脱氮,而序批式膜生物反应器通过改变周期、提高交换比等方式,TN和氨氮去除率分别保持在67 6%和93 1%.序批式的运行方式还可以减轻膜污染.

复合生物反应器低溶解氧同步脱氮除磷

利用复合生物反应器(HBR)中同时存在的活性污泥和悬浮生物膜混合生物体系,进行了同步脱氮除磷的试验研究.结果表明,溶解氧浓度和进水COD/TN对系统脱氮除磷效果有重要影响.当曝气量(Qair)控制在0.07 m3/h时,系统的同步脱氮除磷效果较好,最大释磷率(释磷结束时溶液中PO43--P浓度与初始PO43--P浓度百分比)为249%,TN平均去除率为80.0%,PO43--P去除率为92.2%.曝气量升高或降低,TN、PO43--P去除率均降低.随着COD/TN的升高,系统TN、PO43--P去除率也逐渐升高,COD/TN从3.2升高至10.5,系统TN平均去除率从70.3%升高至84.9%,PO43--P平均去除率从82.2%高至96.0%.整个试验过程中污泥体积指数(SVI)均小于90 mL/g,污泥的沉降性能良好.实验采用复合反应器进水后未经过传统脱氮、除磷理论认为所必须的缺氧、厌氧段而直接曝气,仍然取得较高的TN、PO43--P去除率.

复合淹没式膜生物反应器脱氮除磷效能研究

介绍了膜生物反应器系统对氮、磷的去除效能及影响脱氮除磷效果的主要因素。试验结果表明 ,控制好膜生物反应器系统的运行条件 ,可以在去除有机物的同时脱氮除磷。

螺旋升流式反应器脱氮除磷效果及其特性的研究

利用螺旋升流式反应器 (SpiralUp FlowReactor,SUFR)系统进行了生物脱氮除磷的试验研究 ,该系统连续稳定运行两个月的结果表明 ,对TN、TP和COD的去除率分别达 86 %、96 %和 94 %以上 .对SUFR系统的反应特性进行了分析 :(1)螺旋流动特征使本反应器的形式接近于活塞流反应器 ,有利于在空间上形成有机物的浓度梯度分布 ;(2 )SUFR系统表现出了较好的有机底物和氧气的传质特性 ;(3)SUFR系统中的微生物种群具有多样化 ,所形成的微生物生态系统更稳定 。

序批式膜生物反应器同时脱氮除磷的比较研究

对比了厌氧-好氧(AO)及厌氧-缺氧-好氧(A2O)2种运行模式序批式膜生物反应器(SBMBR)对模拟生活污水同时脱氮除磷的性能.结果表明,2种运行模式的SBMBR对有机物及氨氮的去除率分别可保持在90%和95%以上.A2O MBR具有更强的释磷能力,其SPRR30(前30min比释磷速率)比AO MBR高出47.5%;但SPUR30(前30min比吸磷速率)却比AO MBR低,这是导致前者膜出水中TP值较后者高的原因之一.2个系统内污泥均有反硝化除磷能力,A2O MBR中DPAO(反硝化聚磷菌)的比例比AO MBR提高了57%;硝酸盐为电子受体时单位电子转移所吸收的磷,前者比后者高30%.这2个因素双重作用的结果导致了A2O MBR反硝化除磷能力的提高.A2O MBR系统曝气时间减半并没有加重膜污染,反而该系统的膜污染相对较轻.膜对有机物有较好的过滤截留作用,污泥沉降性能对SBMBR出水水质影响很小.

序批式膜生物反应器脱氮除磷性能研究

采用平行试验的方式对比序批式膜生物反应器与传统膜生物反应器在不同进水碳氮比条件下对污染物质的去除效果.试验结果表明,序批式膜生物反应器强化了传统膜生物反应器的脱氮除磷性能.进水碳氮比在(7.8～32.2)∶1范围内,序批式膜生物反应器TP平均去除率为93.9%,TN平均去除率由传统膜生物反应器的31.8%提高至87.4%,且保持稳定,无需外加碳源.序批式膜生物反应器混合液EPS含量高于传统膜生物反应器.