ANAMMOX富集与优化停曝比对MBR-SNAD工艺的影响

采用膜生物反应器(MBR)研究了厌氧氨氧化细菌在富集过程中的活性变化,在启动全程自养脱氮(CANON)工艺中以恒定曝气量,通过优化停曝比实现氨氧化细菌(AerAOB)和厌氧氨氧化细菌(An AOB)协同脱氮并且有效抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性,然后添加有机物(乙酸钠)逐步启动同步亚硝化-厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SNAD)工艺.结果表明,在厌氧氨氧化细菌富集过程中,通过不断缩短水力停留时间(HRT)提高进水氮负荷的方式强化厌氧氨氧化细菌活性,其平均活性由0.603mgN/(h·gVSS)提高到了8.1mgN/(h·gVSS);当恒定曝气量为50mL/min,停曝比为4:10(min:min)时,AerAOB和An AOB对氨氮的去除量分别占总氨氮去除量的58.8%和41.2%, NOB氧化亚硝态氮的量占总硝态氮生成量的15.3%,成功抑制了NOB的活性;当C/N比为0.5,调整停曝比为4:15后,反硝化过程氮去除量占总氮去除率的20.9%,厌氧氨氧化过程氮去除量占总氮去除率的79.1%,实现了Aer AOB、An AOB和反硝化细菌(DNB)协同脱氮的目的.

不同停曝比对连续流亚硝化颗粒污泥运行的影响

在(25~28℃)下,接种成熟亚硝化颗粒污泥于连续流反应器,为避免通过蠕动泵的污泥回流所造成的颗粒污泥破碎,采用内置沉淀区进行内回流,调整停曝比为1∶1、2∶1和1∶2,研究不同停曝比对连续流亚硝化颗粒污泥系统稳定性的影响.结果表明,控制停曝比为1∶1和2∶1,亚硝化性能良好,阶段末期亚硝酸盐积累率分别为85.2%和94.5%,控制停曝比为1∶2,亚硝化性能逐渐恶化,阶段末期氨氧化率和亚硝酸盐积累率下降至64.1%和58.7%.批次试验表明,间歇曝气相对连续曝气可在一定程度上较好地抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的相对活性,停曝时间越长,对NOB的活性抑制越好,但由于停曝时间过长也将导致氨氧化率降低,故在亚硝化工艺中,可采用1∶1停曝比并协同其他控制条件的方式来实现连续流亚硝化工艺的长期稳定运行.污泥性能分析表明,在停曝比为1∶1~1∶2范围内,停曝时间越长,颗粒污泥结构越稳定,停曝时间越短,反应器内选择压较小,致使污泥沉降性能变差,部分亚硝化颗粒污泥解体,此外,胞外聚合物(EPS)化学分析及三维荧光光谱分析显示,停曝比为2∶1条件下,蛋白(PN)含量较高且蛋白/多糖(PN/PS)值也较高.

曝停时间比对间歇曝气SBR短程硝化的影响

常温条件下（20--25℃）,以生活污水为研究对象,采用间歇曝气序批式反应器1#、2#、3#,研究了不同曝停时间比（3：1、3：2、3：3）对亚硝酸盐氮积累、亚硝化稳定性、污染物去除效果及污泥沉降性能的影响.结果表明,在一定范围内,单元停曝时间所占比例越大,即曝停时间比越小越有利于亚硝酸盐氮的积累,启动速度越快,三者分别经35,30,29d 实现了亚硝化的启动；稳定运行阶段,三者的氨氮容积去除负荷分别为0.57,0.48,0.40d-1,曝停时间比越小,则氨氮去除负荷越小,COD去除效果没有明显区别；1#运行至第82d时,亚硝化率呈现逐渐下降的趋势,2#、3#仍能稳定运行,因此曝停时间比越小,越有利于抑制NOB的增殖,维持亚硝化的稳定,且污泥沉降性能越好,越有利于抑制丝状菌污泥膨胀.

DO和曝停比对单级自养脱氮工艺影响试验研究

为提高SBBR单级自养脱氮系统脱氮性能并考察DO和曝/停比对SBBR单级自养脱氮系统的影响,采用4组对比试验进行研究.结果表明,连续和间歇2种曝气方式均可实现单级自养脱氮,在进水氨氮浓度为160 mg/L左右,温度30℃±2℃,pH值7.8-8.2,HRT为2 d,DO为0.8-1.0 mg/L的条件下,连续曝气系统的氨氮转化率和总氮去除率分别达到80%和70%.DO为（曝气）2.0-2.5 mg·L^-1/（停曝）0.2-0.4 mg·L^-1,曝/停比为2 h∶2 h的系统则达到90%和80%以上.SBBR单级自养脱氮系统的DO应随其曝/停比进行调节,同时还可能与反应器内生物量及微生物在活性污泥和生物膜中的分布情况有关.本研究还探讨了SBBR单级自养脱氮的机理.

基于部分硝化的不同曝停频率下脱氮性能的比较

为研究相同曝停比且不同曝停频率下系统脱氮性能及氮素的变化,在室温下(18~20℃),接种实验室培养成熟的亚硝化絮状污泥于序批式反应器(SBR)中,用时控开关控制周期内曝气/停曝时间为:2min∶2min,4min∶4min,10min∶10min,30min∶30min,120min∶120min,对反应器的情况进行研究.结果表明,不同曝停频率下的污泥系统均可以保持良好的亚硝化性能,系统的平均亚硝化率、平均氨氧化率分别为89.7%,87.1%.在曝气∶停曝时间为2min∶2min时,总氮去除率稳定至88.4%.随着周期内曝气/停曝时间的增加(曝停频率的减少),总氮去除率出现下降的趋势,在曝气/停曝时间为120min∶120min时,总氮去除率下降至56.2%.由于较大曝停频率(曝气/停曝时间为2min∶2min)可以使曝气阶段生成的亚硝酸盐在下一个停曝阶段及时被反硝化细菌利用,提高了系统总氮去除率,故曝停频率和总氮去除率呈正相关.烧杯实验表明,在曝气/停曝时间为2min∶2min时,单位VSS氨利用速率为10.387mg/(g·h),故曝停频率较大的运行方式可以筛选出氨利用速率较快的氨氮氧化菌(AOB),并且单位VSS硝酸盐生成速率最大仅为0.42mg/(g·h),故可以减少污泥系统中相对亚硝酸盐氧化菌(NOB)数量.

主流条件下间歇曝气抑制NOB与微生物动态响应

在主流条件下,采用不同的接种泥源和间歇曝气过程的停曝比,分析了实现稳定亚硝化过程的关键条件和硝化过程抑制机理.结果表明,仅依靠低溶解氧(DO)和间歇曝气,亚硝化体系难以获得NO_(2)-N的积累.当耦合厌氧氨氧化工艺后,在保证同等氨氮转化的环境下,出水NO_(3)-N浓度由41.64mg/L降至11.54mg/L,硝化过程获得显著抑制.定量分析结果表明,NOB在低DO耦合间歇曝气环境中适应性较强,运行15d后最大NOB拷贝数增加2.9倍,而在含有厌氧氨氧化菌的混合系统中,最大NOB拷贝数仅增加1.4倍.微生物群落结构变化结果表明,在低DO耦合间歇曝气环境中,接种混合污泥系统中的NOB,其丰度上升速度较硝化污泥系统中的快.因此,本研究揭示强化NO_(2)-N在好氧阶段的利用,降低NO_(2)-N暴露浓度是间歇曝气过程中抑制NOB的关键条件.

曝停比对两级SBBR处理猪场废水厌氧消化液的影响

采用两级串联序批式生物膜法(SBBR)处理猪场废水厌氧消化液,设置运行模式a、b和c,其曝停比分别为1.5 h∶0.5 h(1级反应器)—2 h∶1 h(2级反应器)、1 h∶1 h—1.5 h∶0.5 h和1 h∶1 h—2 h∶1 h,总曝气时间分别为9.5、9.5和8.0 h,考察不同模式对废水处理效果和同步硝化反硝化等氮素转化情况的影响。结果表明,在温度为24～27℃、曝气阶段ρ(DO)控制在2.5～3.0 mg.L-1、进水ρ(COD)和ρ(NH3-N)分别为700～800和90～100mg.L-1条件下,各反应器均具有一定的脱氮能力,其中模式a效果最好,TN和NH3-N去除率分别为58.5%和68.2%。说明在两级串联SBBR反应器中,高曝停比—低曝停比的串联方式更有利于猪场废水厌氧消化液污染物的去除。通过调节每级曝气时间可将反应控制在同步硝化反硝化阶段,适当延长1级反应的曝气时间以及在2级反应初期设置1 h厌氧阶段可明显提高废水处理效果。

氧化沟间歇曝气脱氮效果及控制策略的中试研究

对前置厌氧选择区的中试氧化沟系统,采用连续流间歇曝气方式进行生物脱氮的研究。试验研究表明,不同曝气-停曝时间下出水TN范围不同,其主要与曝气/停曝(时间)比有关;曝气时间过长可能导致细胞内碳源消耗过量而使反硝化因缺乏电子供体受影响,停曝阶段持续过长又可能使NH4+-N积累过多而超标。曝气1.5 h,停曝2 h时,出水TN和NH4+-N较好地满足一级B排放标准,该模式辅助适当的曝气控制策略可保证出水水质和节省能耗。为了研究氧化沟间歇曝气控制策略,进行了连续曝气的试验研究,结果表明,ORP与NH4+-N/NO3--N的对数有较好的线性相关性,相关系数为0.987。利用以上关系,结合NH4+-N在线传感器,提出了间歇曝气的控制流程。

不同曝气策略对SBBR处理模拟水产养殖废水净化效率的影响

为研究不同曝气策略对序批式生物膜反应器(SBBR)净化模拟的罗非鱼工厂化养殖废水的影响,实验设计构建了5个形态结构相同的SBBR反应器,探究在两个既定溶解氧(DO)水平下(即曝气段DO=2或3 mg/L)不同曝停比(1h/5h、2h/4h、3h/3h、4h/2h、5h/1h)对其净化效率的影响。研究结果显示:不同曝停比工况下氮素去除途径主要为同步硝化反硝化。总氨氮的去除率随曝停比的增大呈升高趋势。在曝气段DO=2 mg/L工况下,总无机磷氮的去除率随曝停比的增加呈升高趋势,硝化过程是影响氮素去除的主要因素。而在曝气段DO=3 mg/L工况下,总无机磷氮的去除率随曝停比的增加呈先升高后降低的趋势,在曝停比为4/2时达到最高。实验工况下不同溶解氧水平对COD的去除无显著影响,但是不同曝停比对COD的去除却有显著影响。在曝气段DO=2 mg/L工况下,出水磷浓度随曝停比的增加呈先积累后去除趋势,且磷素的去除率随曝停比的增加而增加。而在曝气段DO=3 mg/L工况下,磷素去除率均为正值,且随曝停比的增加先升高后降低,在曝停比为4/2时达到最高。

脉冲曝气在小城镇生活污水处理中的试验研究

本试验以折流板厌氧-好氧一体化反应器为研究对象,探讨脉冲曝气工艺对比连续曝气工艺的优越性,并寻求该工艺的适宜脉冲曝气时间,实现稳定运行并节能的目的。在选定的适宜脉冲曝气条件下,出水CODCr为34～41mg/L,BOD5为6～9mg/L,SS为30～40mg/L,出水水质优于国家农灌水水质标准,整体能耗降低20%左右。实验表明,脉冲曝气工艺是一种高效节能的污水处理技术,适宜在我国小城镇和生态村建设中采用。

不同曝气条件对膜生物反应器工艺脱氮性能的影响

为了改善膜生物反应器(MBR)的脱氮效果,考察了不同溶解氧浓度(DO)、曝气/停曝时间对MBR工艺实现短程硝化反硝化生物脱氮的可能性以及对膜污染的影响。第一阶段采用5min/1min的间歇曝气模式,改变DO,在2、3mg·L-1时出现了亚硝酸盐氮的积累,相应的总氮的去除率较1、4mg·L-1时高,但最高值仅接近40%。第二阶段DO控制在2mg·L-1左右,改变曝气/停曝时间,在10min/5min时,亚硝酸盐氮积累率最高,总氮去除率也最高,接近70%;同时发现亚硝酸盐氮的浓度过高(在6mg·L-1左右)会降低脱氮效果。说明改变DO与曝气/停曝时间均可实现短程硝化反硝化脱氮,但后者效果更为显著。另外,DO过低(1mg·L-1)、过高(4mg·L-1)时,膜污染均恶化;曝气率越低,停曝的时间越长,膜污染越严重。

高频间歇梯度曝气启动短程硝化反硝化除磷颗粒污泥

反硝化除磷与厌氧氨氧化耦合可进一步降低脱氮除磷所需的碳源,而稳定获取NO_(2)^(-)-N是两工艺独立、联合运行的关键.因此,以低C/N生活污水为研究对象,接种絮状污泥及少量长期贮存的好氧颗粒污泥,采用两段梯度曝气,并控制停曝时间(3min:3min),即以高频间歇梯度曝气模式,经60d的富集培养,将其诱导成具有短程硝化反硝化除磷功能的颗粒污泥,并分析了此过程中系统脱氮除磷性能变化.结果表明,稳定时期内,颗粒污泥平均粒径达841μm,SVI为31.23ml/g,颗粒结构致密,沉降性能良好.出水NO_(3)^(-)-N小于0.1mg/L,TP<0.7mg/L,NO_(2)^(-)-N>15mg/L,实现了P的高效去除和NO_(3)^(-)-N的积累,并可为后续耦合Anammox提供稳定NO_(2)^(-)-N基质.批次实验结果表明,颗粒中可利用NO_(2)^(-)-N为电子受体的DPAOs占达57.63%,其富集提高了系统除磷能力.高频梯度间歇曝气可实现AOB与DPAOs的高度耦合,但仅以间歇曝气难以实现NOB的抑制,后通过在"氨谷点"前段,加入梯度曝气优化实际限氧曝气点,可强化对NOB的抑制,从而实现良好的亚硝酸盐积累.

曝气混合代替搅拌器在处理农村生活污水中的应用探究

实验改进了一种新的简易反应器,该反应器的主要特点是没有搅拌器,通过曝气来混合活性污泥和污水。通过连续曝气和间歇曝气对生活污水的处理结果进行对比分析,从而探究不需要搅拌装置处理生活污水的可行性,以及确定本反应器的最佳曝气/停曝组合,并将节约的电能量化到经济数字上,以便为本装置的推广,尤其是在广大农村地区的使用提供可靠的理论依据。

溶解氧及曝停比对单级自养脱氮系统微生物群落结构的影响

为研究溶解氧及曝停比对单级自养脱氮系统微生物群落结构的影响,从不同溶解氧水平及曝停比条件下的SBBR单级自养脱氮反应器中采集活性污泥及生物膜样品,进行PCR-DGGE及条带统计分析.结果表明,经过1.5a稳定运行,该系统内微生物群落结构与接种污泥相比已变得简单且较稳定.曝停比为2h∶2h的条件下,中高低3种溶解氧水平中,生物膜微生物群落丰富度值均高于活性污泥.DO在(曝气)2.0mg/L(停曝)0.4mg/L时系统运行效能最佳,微生物群落丰富度值最高,生物膜和活性污泥样品中条带数分别约为14条和10条,微生物的多样性及相互协同代谢过程是维持单级自养脱氮系统具有较高运行效能的一个关键因素.此外,曝停比对单级自养脱氮系统微生物群落结构有较大影响.3h∶5h的较长曝停周期下,活性污泥与生物膜微生物组成接近,相似性为100%,各类细菌虽在活性污泥与生物膜中均能生存但活性较低,系统运行效能差.

高频曝停下停曝时间对亚硝化颗粒污泥性能的影响

间歇曝气中停曝时间对于NOB的抑制是积累亚硝酸盐的关键,为探究曝气频次相同、停曝时间组合不同亚硝化颗粒污泥的稳定运行,在25~28℃,接种好氧颗粒污泥于SBR(R0)反应器中,通过间歇曝气与DO限制驯化为亚硝化颗粒污泥,采用3组规格相同的SBR反应器(R1、R2和R3)分析停曝时间组合(3 min∶3 min、4 min∶2 min和2 min∶4 min)对亚硝化颗粒污泥性能的影响.实验表明,R1、R2亚硝酸盐积累率较高,平均亚硝酸盐积累率分别为89%和95%,R3亚硝化性能较差,运行周期末期亚硝酸盐积累率仅为57%.结果表明,在停曝时间为2~4 min下,停曝时间越长,越有利于颗粒污泥结构的稳定,同时可保持良好的亚硝化性能;停曝时间小于2 min时,厌氧好氧交替的环境不能完全实现,致使其运行效果倾向于连续曝气,失去了间歇曝气的环境优势,NOB菌得不到抑制,颗粒污泥呈现解体的趋势,导致亚硝化性能恶化;此外,较长曝气时间会有助于不规则形状颗粒的发展,停曝时间越长,PN/PS值越高,有利于颗粒表面疏水性的增强,污泥沉降性能越好.

停曝时间比对亚硝化颗粒污泥形成的影响

室温下(22~28℃),采用R1、R2、R3三组相同的SBR反应器接种MLSS、SVI值分别为3 500 mg·L-1、162 m L·g-1的具有良好亚硝化性能的絮状活性污泥,研究了不同停曝时间比(1∶2、1∶1、2∶1)对亚硝化颗粒污泥形成的影响.实验表明,R1、R2和R3分别于103、82、64 d实现了亚硝化污泥的颗粒化,运转至85 d时,亚硝化率分别可达86%、98%、96%,R1、R2和R3的SVI值降低至89、75、58 m L·g-1,MLSS增加至2 314、2 781、2 946 mg·L-1.结果表明,在停曝时间比为1∶2~2∶1的范围内,停曝时间比越大,越有利于污泥颗粒化;停曝时间比为1∶2时,由于无法抑制NOB,反应器中污泥亚硝化性能下降,且污泥的沉降性能先变好后变差,在停曝时间比为1∶1~2∶1范围内,停曝时间比越大,污泥的沉降性越好,同时可以保持系统良好的亚硝化性能.另外,停曝时间比越大,微生物分泌的PN、PS越多,且在亚硝化颗粒形成阶段,厌氧末的PN小于好氧末PN,亚硝化颗粒成熟阶段厌氧末的PN大于好氧末PN,而在运行期间,厌氧末的PS一直大于好氧末PS.

NBIAS系统去除氮磷效果的试验分析

通过单因素和双因素正交试验对无回流间歇曝气系统(NBIAS)的工况与污水中有机物(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)去除率之间的关系进行了研究,试验表明,以生活污水为原水,在曝气 停曝周期T=6.0h、缺氧时间为1.5h、厌氧时间为1.5h、沉淀排水时间为0.5h的条件下,曝气比和泥龄均高度显著地影响TP的去除,但曝气比的影响是泥龄影响的600倍。

曝停比对低温单级自养脱氮系统效能影响研究

针对现有单级自养脱氮技术普遍需要中高温(25～35℃)运行条件、处理成本高的突出问题,以高浓度氨氮(≥2 000 mg/L)废水为研究对象,考察曝停比对低温(15℃)单级自养脱氮系统脱氮效能的影响。结果表明,曝停比对系统的脱氮效能有影响,在15℃、DO为2. 5 mg/L条件下,反应器曝停比分别为2 h∶2 h、4 h∶4 h、6 h∶6 h、12 h∶12 h时,系统出水TN浓度分别为267. 5、238. 0、275. 1、367. 6 mg/L,去除率分别为86. 6%、88. 1%、86. 2%和81. 6%;曝停比为4 h∶4 h时,系统对TN的去除率较高。反应器停曝时间越长,反应器内液相DO、ORP值越低,液相DO、ORP水平影响自养脱氮系统微环境区域分布比例。

十堰观音污水处理厂IBR一体化生池设计与应用

本文介绍了湖北十堰观音污水处理厂的设计及施工，阐述了该污水厂核心的IBR工艺特点。IBR生化反应沉淀池同时进行好氧、缺氧、厌氧三种方式的生物处理，还集成了的沉淀等功能。通过两级射流，有效的提高了曝气效率和氧的利用率，从而降低了运行成本。文中较为全面的诠释了IBR一体化生化处理池的设计思路及工作原理。

不同曝气密度对CANON工艺启动的影响

在室温(25℃)下采用3组反应器R1、R2、R3,接种成熟厌氧氨氧化颗粒污泥,在总曝气量一定,曝停比为1的条件下,研究了不同曝气密度(3、6、12)对CANON工艺启动的影响.结果表明,R1、R2、R3分别经过32、29、23 d实现了CANON工艺成功的启动,较大的曝气密度有利于CANON工艺的启动; R1、R2、R3在周期实验中p H分别下降了0. 4、0. 55、1. 06,即在总曝气量一定的情况下,R3因其较大的曝气密度和合适的时间间隔,更有利于抑制NOB活性,使得系统对DO的利用率更高,提高了系统的脱氮性能;通过脱氮路径分析可得,系统中存在着ANA和SNA两种脱氮路径,SNA所占比重分别为19. 3%、24. 5%、33. 6%,随着曝气密度的提高,SNA贡献逐渐增大.