强化生物脱氮分步进水型序批式反应器

介绍了分步进水型序批式反应器(SFSBR)工艺的运行方式、工艺特点、关键参数和研究进展,并分析了该工艺的应用前景。与传统SBR工艺相比,SFSBR反应阶段包含多个缺氧/厌氧—好氧子循环,并在各缺氧阶段始端进水,使进水中的有机物作为反硝化细菌碳源转化前一好氧阶段产生的硝态氮,提高了反硝化碳源补给率,强化了整个系统的生物脱氮能力。SFSBR工艺不仅适用于新建污水处理厂,而且适用于传统SBR工艺的改造和功能扩展,在实际工程中的推广应用可操作性强。

分段进水强化城市生活污水脱氮除磷效果研究

采用序批式活性污泥反应器,分别在厌氧-好氧、厌氧-缺氧-好氧运行方式下,研究了分段进水强化城市生活污水同步脱氮除磷的效果。结果表明,水总体积的30%进入厌氧段即可满足磷酸盐的去除对碳源的要求;SBR以厌氧-缺氧-好氧方式运行时,缺氧段NO3--N的质量浓度为20 mg·L-1时,可完全去除磷酸盐,并且随着二次分配的碳源增加,反硝化脱氮的效果明显提高,出水时硝酸盐氮含量大幅减少,获得了同步脱氮除磷的效果。

原液补碳模式对猪场厌氧消化液SFSBR处理特性的影响

针对猪场粪尿厌氧消化液在后续生物处理过程中碳源,碱度的严重失衡问题,采用“缺氧(A1)+曝气(O1)+缺氧(A2)+曝气(O2)”的分步进水序批式反应器(SFSBR)处理,以实现碳源,碱度的体系内自平衡利用.通过改变A1,A2段的补碳量(采用定量的猪场粪尿原液,分别以1:1,1:3和3:1的体积比在反应器每个周期的A1,A2阶段启动时补碳,分别简称工况Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ),研究原液补碳模式对处理过程脱氮除磷特性的影响.结果表明,3种补碳模式均实现了短程硝化反硝化脱氮,反应器内pH值均稳定在8.5左右,NH4+-N去除率均达到95%以上.原液补碳直接影响反硝化过程,工况Ⅰ,Ⅱ条件下A2段反硝化速率分别为2.19和2.15mg/(g·h),均约为工况IIIA2段的1.6倍.不同工况下原液补碳对A段释磷和O段吸磷有显著差异,工况Ⅰ和Ⅲ条件下SFSBR除磷效果更佳,出水TP浓度分别为7.9和6.4mg/L,去除率分别达到84.4%和87.3%,相较于工况II分别提高了9.5%和12.4%.综合考虑脱氮除磷,有机物降解以及碳源/碱度自平衡控制,工况I为最佳补碳模式,系统出水COD,NH4+-N和TP浓度分别为360,10.6和7.9mg/L,相应的去除率分别为74.9%,98.6%和84.4%.研究表明,采用A1/A2段原液添加比为1:1的补碳模式(即工况I)能在碳源/碱度自平衡的基础上实现猪场粪尿厌氧消化液的高效脱氮除磷.

不同COD/N对主流同步短程硝化反硝化的影响

为了解决农村生活污水生物脱氮过程中碳源不足的问题,利用混合悬浮污泥和生物膜的多循环序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)建立了同步短程硝化反硝化工艺,并详细分析了COD/N比例对该工艺的影响。当COD/N比例为4∶1时,总氮去除率和亚硝化率分别达到85.0%和95.6%;当COD/N比例为2∶1时,总氮去除率和亚硝化率分别为76.1%和83.8%;当COD/N比例降至1∶1时,总氮去除率降至31.0%,而亚硝化率仅1.2%,说明COD/N比例对同步短程硝化反硝化影响明显。当碳源充足时,NO^(-)_(2)-N可在缺氧段被全部去除,导致亚硝酸氮氧化菌(Nitrite Oxidizing Bacteria,NOB)的可利用底物(NO-2-N)远远低于氨氧化菌(Ammonium Oxidizing Bacteria,AOB)的可利用底物(NH^(+)_(4)-N),且生物膜内缺氧反硝化菌也能在好氧段进行反硝化,进一步减少了NOB的可利用底物。加上短污泥龄控制,悬浮NOB被持续冲刷排出。因此,多循环SBR内NOB抑制的核心点是高COD/N情况下反硝化菌与NOB竞争NO-2-N,通过强化反硝化抑制NOB的策略可在工程应用中予以借鉴。

SBBR同步硝化反硝化处理生活污水的影响因素

序批式生物膜反应器SBBR采用塑料鲍尔环填料,在有氧情况下用于处理实际生活污水.该反应器能很好地创造缺氧微环境,载体生物膜具有吸附储碳能力,出现了良好的同步硝化和反硝化现象.反应器中溶解氧浓度在较大的范围内（0.8～4.0 mg·L^-1）能有效地实现同步硝化和反硝化.当溶解氧浓度大于4.0 mg·L^-1后,TN容积去除率大幅下降,出水TN大幅上升.增加载体生物膜厚度有利于同步硝化和反硝化.进水浓度基本不影响脱氮的效率,但出水TN随进水浓度增加而升高,建议原水浓度高时可增加后续脱氮处理或减少进水量来满足出水要求.优化运行方法和参数后,SBBR连续运行的TN去除率可稳定在74%～82%.

丝状菌污泥膨胀的工艺控制策略

针对药剂法抑制丝状菌污泥膨胀成本高且停止投加后容易复发,通过调节工艺参数,考察了工艺法抑制丝状菌污泥膨胀的可行性.试验采用SBR反应器,系统地研究了有机负荷、溶解氧和进水方式等常见运行参数对丝状菌污泥膨胀的抑制效果.结果表明,增加有机负荷(>0.40 kgCOD/(kgMLSS.d))难以抑制丝状菌污泥膨胀,且好氧时间和曝气量设置不当还容易引发黏性膨胀;单独提高ρDO(4～6 mg/L)对抑制丝状菌膨胀效果并不明显,并且过度曝气还会对除磷产生负面影响;脉冲进水方式虽然可以强化贮存选择作用,但是对丝状菌膨胀抑制并无明显效果;增设前置缺(厌)氧段是抑制丝状菌污泥膨胀的有效手段.

进水模式对SBBR性能及氮形态转化的影响

通过对4种不同进水模式下序批式生物膜反应器(SBBR)的性能、微生物群落结构以及氮形态转化的差异分析,比较不同进水模式对SBBR性能和氮形态转化的影响及其产生的机制.结果表明,分散式进水模式表现出比一次性进水更好的脱氮效率和更高的抗冲击负荷能力,在达到相同的处理效率的前提下,分散式进水模式M4的COD和氨氮负荷最高可达2 540和540 mg.(L.d)-1,而一次性进水模式M1仅能分别达到2 000和420 mg.(L.d)-1;分散进水模式能降低一次性进水所带来的冲击性负荷,将负荷均化分散到周期内的各个时段,同时也减少了进水对微生物的稀释作用,使得单位体积内有效微生物的数量相对充足,从而提高反应器的负荷能力.在分散进水模式下,从M4与M2、M3的对比来看,分散模式的进水规律越接近运行模式的循环规律,反应器的氮素转化效率就越高,残留的氮素总量也就越低.

SBMBBR强化有机高负荷城镇废水脱氮除磷探究

为探究进水COD负荷对新型序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)生物脱氮除磷性能的影响,构建了SBMBBR和传统序批式活性污泥法反应器(SBR),并通过控制进水COD探究进水负荷(1.0~4.0 kg/(m^3·d))对SBMBBR和SBR的影响。结果表明,在低进水负荷(1.0、2.0 kg/(m^3·d))下,SBMBBR和SBR均具有良好的COD、NH4+-N及正磷酸盐(OP)的去除效率;而进水负荷升高至4.0 kg/(m^3·d)时,SBMBBR的COD、NH4^+-N、TN及OP的去除效率分别为91.3%、90.5%、64.6%,显著高于SBR。典型周期探究发现,在高负荷影响下,SBMBBR具有较高的OP释放量,厌氧末期OP为21.3 mg/L,聚羟基脂肪酸酯(PHA)的最大合成量为0.99 mg/g,而糖原质的降解量仅为0.24 mg/g。

采用ASBR快速培养颗粒污泥及其菌群分析

厌氧序批式反应器(ASBR)因投资小、操作简单和运行灵活而倍受关注,但在ASBR中较难形成颗粒污泥,影响了该技术的推广应用。以葡萄糖为基质,探究在ASBR内快速培养颗粒污泥的方法,并对颗粒污泥的菌群结构进行了分析。结果表明,延长进水时间能够减少进水初期挥发酸(VFA)的积累,降低乙酸浓度,一个周期中乙酸的峰值浓度从93 mg/L下降到54 mg/L,促进了甲烷丝菌的增殖,有利于形成颗粒污泥;在进水中添加适量的Ca^(2+),大大促进了EPS的产生,其中蛋白质和多糖的含量均提高了3倍之多,这对加快污泥的颗粒化进程起到了重要作用。反应器运行80 d后以丝状菌为主的颗粒污泥形成,而后采用按梯度逐步提高进水COD负荷的方式继续培养,反应器运行150 d后以球状菌为主的颗粒污泥培养成熟,污泥粒径为0. 5～4. 0 mm,沉速为15. 0～38. 5 m/h。反应器中MLSS为7. 8 g/L,对COD的去除率达到97%～99%。