部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺影响因素及控制策略

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺是一种可节约能源、并可持续发展的自养脱氮工艺.该工艺易受温度、DO、pH、FA、FNA、无机碳源、有机物、盐度等因素影响,谨慎控制影响因素对于工艺的稳定至关重要.基于对工艺稳定运行的维持,总结了部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺现存的问题及对应的控制策略,包括控制污泥生物质类型、污泥龄、曝气方式、添加药剂等,用于功能菌的筛选;并对目前研究中存在的问题和发展趋势进行了论述.

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺联合形式、应用及脱氮效能评析

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺与传统生物脱氮工艺相比具有一定优势,但该联合工艺是否一定优于传统生物脱氮工艺尚需论证。本文介绍了部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺的组合形式、特点和处理实际废水的研究进展,从脱氮速率、能耗及碳源的角度将部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺与传统生物脱氮工艺进行对比分析。指出部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺具有不需要额外投加有机碳源的优点;部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺虽然在曝气方面可以节省能耗,但是其中温反应需要一定的热能消耗,综合分析其处理能耗高于传统生物脱氮工艺;同时该联合工艺的整体脱氮速率与传统生物脱氮工艺相比差别不大。据此提出在选择生物脱氮工艺时需要考虑废水的碳氮比,碳氮比高时可以采用传统生物脱氮工艺,碳氮比低时可以考虑使用部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺。

限氧连续曝气快速启动亚硝化-厌氧氨氧化工艺

实验探究了厌氧氨氧化在连续流生物膜反应器中的启动过程。结果表明,接种某污水处理厂好氧池普通混合污泥,在温度(32.0±1)℃、pH为7.2～8、完全自养条件下,通过连续曝气将溶解氧(DO)的质量浓度维持在1.5～2mg/L,经过约25 d驯化,实现了适合厌氧氨氧化的部分亚硝化。逐步将进水NH_4^+-N的质量浓度提高至500 mg/L,DO的质量浓度控制在2 mg/L左右,仍采用连续曝气,经过约40 d的驯化培养后,成功实现了氧化氨氧化细菌的富集,TN去除率可达40%以上。在反应器运行125 d后,进水TN的质量浓度为125 mg/L条件下,DO的质量浓度控制在1 mg/L左右,TN去除率可稳定在70%以上,最高可达84%,此时,进水体积流量为0.75 L/h,TN最高去除负荷为1.89 g/(L·d)。

亚硝化-厌氧氨氧化工艺的启动及微生物种群演替规律研究

在SBR反应器中接种普通活性污泥,在温度为22~26℃,pH值为7.8~8.0,DO值低于0.1 mg/L,进水氨氮质量浓度为400 mg/L的条件下,历时21 d,亚氮积累率稳定在95%以上,表明亚硝化工艺启动成功;在厌氧氨氧化工艺启动阶段,将反应时间调整为曝气7 h,厌氧搅拌16 h,历时35 d,总氮去除率达到70%以上,表明亚硝化-厌氧氨氧化工艺启动成功.在反应器的不同阶段,变形菌门的相对丰度从83.64%降低至10.09%,浮霉菌门的相对丰度则从1.63%增加到8.1%.

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺在城镇水污染控制领域的研究与应用

部分亚硝化-厌氧氨氧化(Partial Nitritation-Anaerobic Ammonium Oxidation)工艺是迄今为止已知的最具革命性的生物脱氮新工艺,特别是在处理低C/N高氨氮废水方面有着不可替代的巨大优越性,因此具有非常广阔的发展前景。介绍了部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺的脱氮机理和控制条件,并综述了近年来该工艺的国内外研究现状。

CRI系统亚硝化-厌氧氨氧化的启动调控及性能

为增强人工快速渗滤(CRI)系统对污水中氮素污染物的去除效果,作者分别构建了单级亚硝化CRI反应器(N-CRI)和厌氧氨氧化CRI反应器(A-CRI),探讨了其有效启动调控策略及耦合脱氮性能。结果表明,饥饿14 d后提高进水中NaCl质量浓度至4 g/L,可实现N-CRI反应器亚硝化的高效启动,NO_(2)^(-)-N积累率均值达到98.1%。通过逐步提高水力负荷至1.0 m/d的方式运行45 d后,A-CRI反应器可成功启动厌氧氨氧化,耦合后的N/A-CRI系统对污水中NH_(4)^(+)-N、TN的去除率均值分别达到98.5%、93.1%。菌群结构分析发现,N-CRI反应器内的主要氨氧化菌(AOB)类型为Nitrosomonas和Nitrosospira,主要亚硝酸盐氧化菌(NOB)类型为Nitrospira,饥饿协同NaCl调控可使NOB活性受抑而阻碍其进一步氧化NO_(2)^(-)-N;A-CRI反应器内的主要厌氧氨氧化菌(AAOB)类型为Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia,其相对丰度的大幅增长为NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N的同步高效去除创造了条件,为CRI系统脱氮性能的增强提供了一条新途径。

共包埋亚硝化-厌氧氨氧化-反硝化菌固定化处理氨氮废水的研究

提供了一种通过亚硝化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌的共固定化来获得同时短程硝化、厌氧氨氧化(anammox)和反硝化生物脱除氨氮的有效方法。通过批式实验确定了最佳溶解氧质量浓度(DO)为1.2 mg/L,短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化生物量比例为1∶2∶1。在连续运行实验中,总氮(TN)负荷为1.5 g N/(L·d),TN最大去除负荷分别为1.44 g N/(L·d),COD去除率升高。扫描电子显微镜(SEM)显示,培养100 d后,微生物数量大幅增加。结果表明:共固定亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化微生物处理氨氮废水是一条有效的方法,可以大大截留脱氮微生物,载菌凝胶体形成外部好氧和内部厌氧微环境,为短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化过程提供反应空间。

一体式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺研究进展

短程反硝化具有稳定的亚硝态氮积累能力,这为厌氧氨氧化的应用带来曙光。相对于分段式短程反硝化-厌氧氨氧化(PD-A),一体式PD-A布局更紧凑、操作更方便。首先介绍了短程反硝化与厌氧氨氧化的脱氮机理;接着从悬浮污泥、生物膜、颗粒污泥、细胞固定系统下阐述一体式PD-A的启动方式和工艺形式,发现一体式PD-A中的空间结构不仅利于功能菌的保留还有利于衍生工艺的开发;随后从碳源、进水基质、pH等方面总结PD-A的影响因素,并介绍强化PD-A的方法;最后概括PD-A及其衍生工艺的应用进展、并探讨发展方向,发现一体式PD-A在城市污水脱氮处理以及资源化利用方面具有广阔的前景,符合我国“双碳”目标发展要求。

一段式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺处理电厂循环冷却水与城市污水的可行性研究

厌氧氨氧化反应由于其自养脱氮的特性,自被发现之日起就备受关注。作为一种能稳定为厌氧氨氧化反应提供亚硝态氮的技术,短程反硝化技术将硝酸盐仅还原为亚硝态氮,已经被认为是目前最节能的硝酸盐废水脱氮技术。针对一段式短程反硝化-厌氧氨氧化工艺实现电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的可行性进行探究。在pH=9的条件下,经过26 d的驯化,成功启动在低pH下能稳定实现高亚硝积累的短程反硝化反应器。加入厌氧氨氧化污泥后,迅速启动一段式短程反硝化-厌氧氨氧化反应器。短程反硝化过程能利用的有机物主要来源于城市污水。因此,预计通过控制化学强化初沉的可以控制预处理过程有机物的去除量,从而控制进水的碳氮比实现稳定脱氮。采用短程反硝化-厌氧氨氧化技术可以在低物质输入,低能源消耗,低碳排放,低剩余污泥产生的前提下实现电厂循环冷却水浓水与城市污水的同步脱氮,是一种经济且环境友好的处理技术。

城市污水中部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺NOB抑制策略的研究进展

城市污水具有低温低氨氮(NH4+-N)的特点,不利于亚硝酸盐氧化菌(NOB)的长期稳定抑制,而NOB的过度增殖会导致出水硝氮(NO3--N)指标升高,对其他功能微生物产生竞争性抑制作用,进而降低部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN/A)系统的脱氮性能和稳定性。以氨氧化菌(AOB)、NOB、厌氧氨氧化菌(AnAOB)等功能微生物动力学参数、生长特性为基础,探讨了主流条件下的城市污水处理系统中优势功能微生物的变迁。综述了当前普遍采用的低溶氧(DO)限制、好氧-缺氧交替、生物强化、投加抑制剂、泥龄(SRT)筛选、低亚氮等NOB抑制策略,并总结了单一抑制策略无法长期、稳定抑制NOB活性,需进一步考察多重策略的联合作用。继而,从性能和工艺复杂程度,对目前普遍采用的实现多重策略联合调控的反应系统进行了探讨。提出采用活性污泥模型(ASM)与实验相结合的方法,为助力主流PN/A工艺运行调控提供了新思路,并指出深化基础理论的研究,开发新型的组合工艺强化NOB的抑制及脱氮性能稳定也是可行的发展方向。

硫化物对厌氧氨氧化耦合自养脱硫反硝化工艺脱氮除硫效能的影响

以成熟Anammox颗粒污泥与产甲烷颗粒污泥作为接种物实现了硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化(SADA)工艺快速启动,探究了不同硫化物负荷对SADA工艺脱氮效能的影响及其脱硫机理.结果表明:较高硫化物负荷(>1.50g S/(L·d))对耦合系统中An AOB无显著抑制作用,相应的系统脱氮效率连续运行1.5个月后趋于稳定.当将硫化物浓度降为零,耦合系统的总氮去除率(TNRE)仍能达到88.1%,相应的化学计量比R_(s)(1.23±0.13)与R_(p)(0.33±0.08)亦与Anammox理论值近似,表明解除高硫化物负荷胁迫条件后SADA系统中Anammox颗粒污泥仍能实现生物脱氮过程.当解除高硫化物负荷胁迫1.5个月后,在较低硫化物负荷条件下(0.30g S/(L·d))恢复硫化物胁迫,耦合系统出水NO_(3)^(-)降低,相应的R_(p)降至0.21,表明SADA系统仍能较好地实现同步脱氮除硫,兼具硫自养反硝化和厌氧氨氧化的双重功效.系统存在的产甲烷颗粒污泥降低硫化物对An AOB抑制,缩短了SADA工艺启动时间,且能在重新引入硫化物后快速激活脱硫反硝化过程.通过颗粒污泥形态分析和高通量测序菌群解析可知:不同硫化物胁迫条件下,SADA系统中仍能实现An AOB(如Candidatus Kuenenia,16.9%)和硫氧化菌(如Thiobacillus,31.6%)的共存富集,且能实现高硫化物负荷条件下较高的TNRE(>60%)和硫单质产率(95.2%).

亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理煤气化废水的研究

为了实现煤气化废水的经济有效脱氮,分别研究了单独亚硝化及其与厌氧氨氧化组合工艺对实验室模拟废水和实际煤气化废水的脱氮性能,分析了废水中苯酚对亚硝化反应器运行的影响及其自身转化。结果表明:质量浓度为7~50 mg/L的苯酚对亚硝化系统首先产生抑制,但随着运行时间延长,系统性能逐渐恢复。在处理实际煤气化废水时,逐渐增加进水中煤气化废水的比例,废水中毒性物质对亚硝化过程的影响能够被克服,亚硝化反应器可以实现稳定运行。在亚硝化反应器中,亚硝态氮积累率达90%左右,COD去除率达98%,反硝化脱氮对总氮的去除率达到60%左右;组合工艺中亚硝化反应器和厌氧氨氧化反应器均能够稳定运行,厌氧氨氧化脱氮率维持在70%左右;实际煤气化废水亚硝化-厌氧氨氧化全程氮去除率平均达到86%。

厌氧氨氧化工艺在主流污水处理中的应用及其调控研究进展

厌氧氨氧化工艺(Anammox)具有低能耗、低产泥量、高脱氮性能等特点,在处理垃圾渗滤液、污泥消化液等领域的应用与研究得到了广泛重视。尽管如此,受制于氨氮浓度低、有机物与水量波动大、低温等问题,影响了其在城市污水主流工艺的应用。本文在介绍厌氧氨氧化工艺的基础上,总结了以厌氧氨氧化为基础的组合工艺处理城市污水案例,分析了当前厌氧氨氧化工艺应用于城市污水处理的限制性因素以及新型调控手段与策略。进一步展望了厌氧氨氧化应用于城市污水主流工艺的发展方向,以期为厌氧氨氧化应用到主流污水提供理思路。

短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

厌氧氨氧化(Anammox)作为当前高效与节能的脱氮工艺成为污水处理领域研究的热点,具有广阔的工程应用前景。分析了短程反硝化-Anammox耦合工艺(PD/A)原理,对PD/A工艺的控制因素,如接种污泥、碳源类型、ρ(COD)/ρ(NO_(3)^(-)-N)、污泥形态、pH值和反硝化时间等,进行了深入分析并指出了适宜的运行条件,解析了PD/A工艺在废水处理中的应用,以期为助推PD/A工艺工程应用提供参考。

SBR亚硝化-厌氧氨氧化处理垃圾渗滤液工程实例

本文介绍了一套垃圾渗滤液SBR亚硝化-厌氧氨氧化系统稳定运行2个月的效果,并对SBR亚硝化反应器与厌氧氨氧化反应器的运行状态进行了分析。通过投加高效亚硝化悬浮填料,SBR亚硝化反应器能维持稳定的亚硝化,平均NAR为89.4%。厌氧氨氧化反应器能够高效地去除垃圾渗滤液的氨氮与总氮污染物,平均总氮去除负荷可达0.6kg/(m^(3)·d),平均总氮去除率为78%。本套厌氧氨氧化系统吨水处理成本仅为21.8元,对比原有生化处理系统降低了56.3%的能耗、节约了72.2%的处理费用。本技术的工程化应用可有效解决国内老龄垃圾填埋场渗滤液脱氮难脱氮费用高的难题,加速填埋场渗滤液从膜法处理转变为非膜法新型生物技术处理。

短程反硝化厌氧氨氧化与反硝化除磷技术研究进展

综述了短程反硝化厌氧氨氧化技术与反硝化除磷技术的作用机理及应用进展,总结了功能微生物的富集策略及其特性,并分析了两者耦合技术的研究进展,最后对未来的发展趋势和研究方向进行了展望,以期为短程反硝化厌氧氨氧化、反硝化除磷技术及两者耦合工艺的研究和改进提供参考。

亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺处理高含氮废水的研究

采用实验室规模的亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺，研究其对高含氮、低C／N废水的处理能力结果表明，亚硝化反噍器的水力停留时间控制在1．0d时，亚硝化活性比较稳定，进水氨氮浓度对其影响不大．进水氨氮浓度在400～600mg／L时，出水亚硝酸氮浓度都在260～280mg／L，可以通过控制进水氨氮浓度调节出水亚硝酸氮／氨氮的比率．亚硝化反心器出水的亚硝酸氮／氨氮的比率对厌氧氨氧化脱氮率有重要的作用。当进水氨氮浓度为480mg／L时，出水中亚硝酸氮／氨氮的比率为1．2左右，进入厌氧氨氧化反应器的氮物质去除率达到84％。

部分亚硝化-厌氧氨氧化耦合工艺处理污泥脱水液

在缺氧滤床+好氧悬浮填料生物膜工艺中实现部分亚硝化,然后进行厌氧氨氧化(ANAMMOX),考察其对高含氮、低C/N污泥脱水液的处理能力.结果表明,亚硝化反应器在15～29℃、DO6～9mg/L条件下,通过综合调控进水氨氮负荷(ALR)、进水碱度/氨氮、水力停留时间(HRT)等运行参数,可以调节出水(NO2--N)/(NH4+-N)的比率,能够较好地实现部分亚硝化反应以完成厌氧氨氧化.当进水ALR为1.16kg/(m3·d),进水碱度/氨氮为5.1时,出水(NO2--N)/(NH4+-N)在1.2左右,(NO2--N)/(NOx--N)大于90%,进入ANAMMOX反应器的氮物质去除率达到83.8%.

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺处理高氨氮废水研究进展

介绍了部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺相比传统方法的优点,如低能耗、无需外加有机碳源、污泥产量低等,是近年来开发出的经济、节能的生物脱氮工艺,适用于低碳氮比废水的处理。归纳了各国学者对该工艺的反应机理的大量的研究,指出目前研究重点已经转向该工艺的实际应用。叙述了联合工艺的影响因素,总结了联合工艺处理实际废水时所采用的共性措施,并指出了目前存在的问题,认为今后应加强对实际废水中有机物、盐度、有害物质(如重金属离子等)影响厌氧氨氧化工艺体系的研究,针对具体水质加强与细化相互关联、相互作用参数的研究,加强不同类型反应器的结构、参数对厌氧氨氧化效率的研究,优化现有反应器。