厌氧氨氧化在低氨氮浓度下的应用研究

厌氧氨氧化是一种新型生物脱氮工艺,多见于高浓度氨氮废水的处理,成为生物脱氮领域研究的热点。但是近年来发现厌氧氨氧化同样适用于低氨氮浓度的废水处理,对城市污水的深度处理具有一定的指导意义。

电化学间接氧化法用于低浓度氨氮废水处理的研究

在氯离子存在条件下，采用电化学间接氧化法对低氨氮的废水进行了实验研究。考察了硝酸盐氮、有机氮和总有机碳（TOC）等其他污染物对氨氮去除效果的影响。结果表明，硝酸盐氮的存在对氨氮的去除影响较小，氨氮去除速率后在0．194～0．269mg·L^-1·min^-1，氨氮的去除反应符合准零级动力学；有机氮的存在会降低氨氮的去除效率，当有机氮浓度大于5mg·L^-1时，氨氮的去除效率从61．1％降低到10％以下；初始TOC浓度的变化对氨氮去除的影响较小，电解90min后氨氮的去除效率都在55％以上。实际废水的电解实验证实，该方法可使出水氨氮优于国家标准（GBl8918—2002）规定的一级A排放标准，表明该方法在低浓度氨氮废水的深度处理上有较好的应用前景。

生物膜反应器中低氨氮浓度废水的亚硝化

在连续流生物膜反应器中通过控制DO、pH和HRT,对低氨氮浓度废水进行了亚硝化的实验研究。结果表明,在进水氨氮浓度为35～45 mg/L,温度为34℃的情况下,当DO=1.4～1.5 mg/L,pH=8.3,HRT=6 h时,氨氮的去除率与亚硝态氮的积累率均可达到80%左右,实现了较好的氨氮降解及稳定的亚硝态氮的积累。

碱度对低氨氮部分亚硝化的影响与机理分析

为了探讨进水碱度对低氨氮废水部分亚硝化过程的影响与机理,在控制碱度的条件下启动并运行SBR部分亚硝化反应器。结果表明,控制碱度/NH4^+-N为3.67~4.05可成功实现低氨氮废水部分亚硝化反应器的启动和稳定运行,亚硝酸盐累积率>90%。将稳定运行的SBR部分亚硝化反应器与厌氧氨氧化反应器串联运行,系统TN去除率为37.3%~84.3%。周期试验显示,当碱度值>70 mg/L时,SBR部分亚硝化反应器NH4^+-N转化速率介于2.81~5.67 mg/(L·h),当碱度减小至70 mg/L,NH4^+-N转化速率明显下降,当碱度<60 mg/L时,亚硝化反应停止。机理分析表明,以HCO3-盐为碱度物质时,碱度值<70 mg/L可导致系统无机碳源匮乏,这是影响NH4^+-N转化速率和控制亚硝化反应进程的主要原因。

常温下低氨氮污水的短程硝化启动研究

在常温(15～28℃)及限氧(DO=0.10～1.0 mg/L)条件下,以处理城市污水的A/O除磷工艺出水为原水,采用中试规模的推流式反应器,通过接种硝化污泥,分别采取序批式及连续流方式启动短程硝化。当以序批式运行时,采取控制好氧曝气时间的策略,经过20个周期(20 d)的运行,氨氧化率达70%,亚硝化率超过80%,去除负荷为0.08 kgNH4+-N/(m3.d),初步实现了短程硝化的启动。而延时曝气及较高的污泥负荷会导致短程硝化的不稳定甚至逐步恶化直至崩溃。当以连续流启动时,单靠调控DO浓度、曝气方式、HRT及SRT等难以实现亚硝酸盐氧化菌(NOB)的淘汰。同时,有机负荷的骤增会引发污泥微膨胀,但在降低有机负荷后微膨胀现象逐渐消失,且污泥的硝化性能没有受到影响。

水解-BCMBBR-混凝沉淀组合工艺处理低浓度污水的中试研究

采用水解-生物陶粒移动床(BCMBBR)-混凝沉淀组合工艺处理南方低浓度、低碳高氨氮生活污水(COD 110～140 mg/L、C/N 4～5),开展中试研究。结果表明,BCMBBR 20 d成功挂膜,快速启动;在水温25～29℃,HRT 8 h,气水比5∶1,混合液回流比150%,无混凝沉淀下运行,COD、SS和NH4+-N的平均去除率均在81%以上,TN平均去除率大于47%,而TP去除率较低;后接PAC+PAM强化混凝沉淀后运行,有效提高了TP去除率,出水TP在0.5 mg/L以下,稳定达到(GB18918-2002)一级A标准。曝气强度不同相应BCMBBR中的微生物相(微生物种类和数量)也不同,可根据微生物相来指导曝气强度的调节,实现BCMBBR的高效运行。该组合工艺处理废水运行的直接成本为0.24元/m3,是一种适合南方低浓度、低碳高氨氮生活污水的经济高效处理工艺。

AO+MBR在电解锰废水处理中的应用研究

在实际工程应用中,采用AO+MBR工艺可将电解锰生产废水中的氨氮浓度处理至≤10mg/L,前置AO生化工艺保证了氨氮及总氮的去除效果,后置MBR工艺可保证低碳源情况下系统的污泥浓度,使世代周期长的硝化菌能在好氧池内富集,保证了系统良好的硝化反硝化效果。

低基质颗粒污泥反应器中亚硝化的实现过程及其污泥变化特征

在CSTR反应器中接种硝化颗粒污泥处理低氨氮浓度废水,研究其亚硝化的实现过程,并基于对颗粒污泥理化性质、功能菌群的空间分布规律及活性的分析,系统阐述了影响亚硝化稳定的关键因素.结果表明,通过协同调控进水氨氮负荷(NLR)和溶解氧(DO)水平等参数,亚硝化成功实现并可维持稳定,亚硝积累率达80%以上.所得亚硝化颗粒污泥为棕黄色,呈现出光滑、饱满的椭球形或球形,颗粒表面微生物以球菌为主;颗粒平均粒径1.3 mm,平均沉降速率为71.3 m·h^-1.批次试验显示,颗粒污泥(粒径>0.8 mm)中存在明显的成层分布结构,氨氧化细菌(AOB)主要占据颗粒表层空间,而亚硝酸盐氧化细菌(NOB)主要分布在颗粒内部;絮体或小粒径污泥(粒径<0.8 mm)与颗粒污泥(粒径>0.8 mm)呈现出不同的微生物空间分布特征.在颗粒污泥反应器中,良好的硝化菌群分层结构、较高的出水氨氮浓度(15~33 mg·L^-1)或较低的DO/NH+4-N(0.08~0.15)是亚硝化实现过程中的关键影响因素.

超声波对镉冲击下的短程硝化污泥特性影响

本文旨在探讨超声波对短程硝化性能及镉(Cd)抑制下污泥特性的影响。通过6个SBR装置实验,发现超声辐照能显著降低出水氨氮浓度,提升氨氮去除率。在特定声能密度下,污泥TB-EPS蛋白质含量增加,AOB脱氮速率提升,而NOB活性降低。添加重金属镉后,SAOR(氨氧化)与SNOR(亚硝酸盐氧化)速率均受抑制。随着声能密度增加,AOB活性增强,NOB活性减弱。本研究揭示了超声辐照对污泥处理中硝化过程的调控作用,并发现其在重金属镉抑制下对硝化细菌活性具有选择性影响,有助于优化短程硝化工艺。