半短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥消化液的脱氮研究

采用实验室规模的半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺,研究了对高氨氮、低ρ(C)/ρ(N)污泥消化液的处理能力.结果表明,在A/O反应器中,短程硝化在温度9～20℃、平均ρDO=5.4 mg/L、SRT值为30 d左右时,进水氨氮负荷0.64 kg/(m3.d)的条件下,经过29 d得以实现,通过控制游离氨ρFA>4 mg/L时,此后,从30—96 d,出水亚硝氮累积率维持在70%左右;短程硝化实现之后,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,在避光、厌氧、(30±0.2)℃、pH=7.3～7.9条件下,以污泥消化液经短程硝化处理后的出水为进水,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07、0.10kg/(m3.d),经过24d运行,氨氮和亚硝氮开始出现同步去除现象,195 d时总氮去除负荷达1.03 kg/(m3.d);待半短程硝化运行稳定和厌氧氨氧化反应成功启动后,将二者联立并运行了105 d,最终总氮去除率达到70%.

电絮凝-半短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理裂化催化剂废水

裂化催化剂生产过程中产生的高盐度、高浊度、高氨氮、低C/N比废水难以处理。构建了电絮凝-半短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺，考察了该组合工艺对实际裂化催化剂废水的处理效果以及处理稳定性。结果表明组合工艺处理裂化催化剂废水具有较好的稳定性，出水水质稳定在以下水平：浊度＜30 NTU，4NH＋-N＜10 mg·L-1，2NO--N＜3 mg·L-1，3NO--N＜40 mg·L-1，COD＜100 mg·L-1；通过进水氨氮浓度确定曝气时间的方式可以保证长期稳定的半短程硝化过程，出水24NO--N/NH＋-N比值维持在0.9～1.4之间，满足厌氧氨氧化反应器的进水要求；同时在裂化催化剂废水的高盐度胁迫下厌氧氨氧化工艺能够表现出显著的厌氧氨氧化效果。

高浓度氨氮废水自养半短程硝化试验

在SBR反应器中采用消化污泥驯化启动自养半短程硝化系统。在温度35±1℃，溶解氧浓度（DO）1．0～1．5mg／L的条件下，可实现反应器的短程硝化。试验结果表明：反应器进水NH3-N浓度为510mg／L、HRT=12h、DO=0．8～1．2mg／L、pH=7．5～8．3时，SBR反应器出水NO2^--N和NH3-N的平均浓度分别为253．7和246．9mg／L，P（NO2^--N）／p（NH3-N）为1．02，满足ANAMMOX反应器的进水要求。

微氧条件下FA、FNA和pH对半短程硝化的影响

采用微孔曝气与机械搅拌相结合的序批式反应器(SBR),研究了微氧条件(0.3~0.5 mg/L溶解氧)下游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)的质量浓度和pH对半短程硝化过程的影响。试验结果表明:在温度为(28±2)℃,进水pH值为7.8~8.3,FA的质量浓度为16~120 mg/L时均可实现稳定的半短程硝化,其中,FA的质量浓度为40 mg/L时亚硝酸盐积累率(NAR)最大,为95%.反应过程中发现,随着反应进行,FA浓度下降,FNA浓度上升,有利于抑制亚硝酸盐氧化细菌(NOB)生长,使实验过程中无需额外持续投加NaHCO 3维持恒定pH,可节约NaHCO 3约40%.反应运行94 d,氨氧化速率由40 mg/(L·h)上升到115 mg/(L·h).高通量测序发现,亚硝化单胞菌占比由32%增至39%;当FA的质量浓度高于40 mg/L时会明显降低氨氧化细菌(AOB)的增长速率,导致Nitrospira数量增多。

阶梯式降温对半短程硝化效能及菌群结构的影响

接种好氧絮状污泥于SBR反应器中,先快速启动短程硝化,然后进行半短程硝化调控并分析阶梯式降温下功能菌群落结构变化。结果表明,控制ρ(DO)为1.2~1.5 mg·L^-1、pH值为7.6~7.7、温度为(30±2)℃时,在第16天成功启动短程硝化。随后进行半短程硝化调控,使出水NO 2--N/NH 4+-N比值稳定在1.32左右。然后进一步设置阶梯式降温(28℃→25℃→20℃→15℃)的实验工况,通过提升ρ(DO)为1.4~1.5 mg·L^-1、进水pH值为7.8~7.9,使反应器在中低温下保持稳定运行,在15℃条件下NH 4^+-N去除率(NRR)均值为59.7%,NO 2--N积累率(NAR)均值达80.2%。16S rDNA高通量测序检测显示,氨氧化菌(AOB)菌属Nitrosomonas占比由接种污泥中的0.09%上升到15℃下的5.20%,菌属丰度提升了58倍左右。亚硝酸盐氧化菌(NOB)菌属Nitrospira和Nitrobacter占比分别由接种污泥的0.90%和0.98%下降到15℃下的0.33%和0.05%,AOB丰度明显增加,NOB得到有效抑制。

SBR系统中半短程硝化的调控过程及菌群结构

采用序批式活性污泥法反应器(SBR)处理人工模拟高NH4^+-N含量废水,研究半短程硝化的调控过程及微生物群落结构变化。结果表明,在NH4^+-NN的质量浓度140mg/L.低DO含量(质量浓度约1.0mg/L)和低游离氨(FA)含量(质量浓度约1.6 mg/L)条件下运行28d后,开始出现NO2^--N积累现象。提高进水NH4^+-N的质量浓度至180 mgL后,NO2^--N积累率上升至85%以上。经144d的持续调控,出水ρ(NO2^--N)ρ(NH4^+-N)保持在理论值1.32附近。在反应器运行过程中微生物群落多样性逐渐减少,而微生物群落丰富度仅在适应阶段迅速下降.主要功能菌氨氧化菌(AOB)相对丰度由接种时的0.12%上升至实现半短程硝化后的17.97%,其中,优势菌属为Nitrosomonas,而亚硝酸盐氧化菌(NOB)相对丰度最终保持在1.5%左右,说明调控方式可抑制NOB并促进AOB增殖。

高浓度氨氮消化污泥脱水液半短程硝化试验研究

采用A/O工艺考察了消化污泥脱水液半短程硝化及维持的影响因素和控制方法.结果表明,在温度9-20℃、平均DO浓度5.4 mg/L、SRT 30 d左右时,进水氨氮负荷（以N计,下同）0.64 kg/（m^3·d）的条件下启动,经过29 d实现了短程硝化,此后的65 d内,动态控制反应器游离氨FA〉4 mg/L时,70%亚硝氮累积率的短程硝化得以维持;在实现短程硝化的基础上,进而实现了半短程硝化,出水氨氮与亚硝氮浓度比维持在1∶1.32左右;当氨氮负荷降至0.19 kg/（m^3·d）时（FA〈1 mg/L）,短程遭到破坏,在不同FA下取样做FISH分析,进一步证明了高FA是维持半短程硝化的主要因素;在进水中COD为282 mg/L,C/N仅为0.85的条件下,由于实现了短程硝化,系统TN去除量约为91 mg/L.结果分析表明,消化污泥脱水液在中低温、高DO浓度、长SRT下,通过动态控制氨氮负荷和pH值等运行参数,在系统中维持适宜的FA浓度（〉4 mg/L）,可以实现并维持半短程硝化,为后续的厌氧氨氧化提供进水或回流到污水厂主流区而节省反硝化碳源.

高氨氮废水半短程硝化控制及曝气经济性运行优化

本研究进水模拟了污泥消化液、晚期垃圾渗滤液等高氨氮低碱度低碳氮比的废水,在碱度缺乏(不足以实现完全短程硝化)条件下获得了稳定的半短程硝化,并通过曝气量和污泥浓度(MLSS)双因素调控,实现了半短程硝化的高效经济运行.研究表明,进水碱度缺乏条件下短程硝化体系出水亚硝氮/氨氮浓度比值y与进水HCO^(-)_(3)∶NH^(+)_(4)物质的量的比x之间存在化学计量关系γ=x/2-x,当进水HCO-3∶NH^(+)_(4)(x)物质的量的比为1,即进水碱度/氨氮浓度(mg·L^(-1))比值为3.6时可实现半短程硝化,并通过游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)联合抑制能够实现稳态运行,亚硝酸盐积累率平均可达95%以上.实验探究了MLSS和曝气量对短程硝化反应器曝气经济性和氨氧化率的影响,通过平衡两因素作用,在保证处理效果的同时最大程度提升了反应系统的曝气经济性:当曝气量为36 L·h^(-1)和MLSS为2243 mg·L^(-1)时,反应器的曝气经济性较好,可节省约40%曝气量,且能维持较高的容积氨氮负荷(0.93 kg·m^(-3)·d^(-1)).

半短程亚硝化与厌氧氨氧化联合脱氮工艺微生物特征研究进展

半短程亚硝化-厌氧氨氧化脱氮技术具有良好的发展前景,该工艺的发展以及应用分子生物学技术对好氧氨氧化菌种群和厌氧氨氧化种群生态学的研究备受人们关注.本文综述了工艺原理和影响因子诸如温度、pH值、氧的可利用性、游离氨浓度等对氨氧化菌及厌氧氨氧化菌的影响,并介绍了应用分子生物学方法对氨氧化菌与厌氧氨氧化菌的类别及分布的研究结果,并对该工艺提出了展望.

内循环半短程亚硝化工艺运行条件与微生物群落研究

在内循环半短程亚硝化工艺中，污泥浓度为4000mg·L^-1、溶解氧小于0．2mg·L^-1、温度（15～29℃）、水力停留时间4．6h条件下，不同的回流比对系统中微生物群落有着明显的影响，回流比75％时，微生物的生物量达到最高值，出水中的亚硝态氮和氨氮的浓度比可控制在1．定量PCR和16SrRNA基因的克隆文库结果表明：在低溶解氧浓度下氨氧化菌是主要脱氮菌群，该菌群促进了半短程亚硝化反应的进行，与传统的硝化系统比较，在内循环半短程亚硝化工艺中没有检测到硝化螺旋菌（Nitrospira）和硝化杆菌（Nitrobacter），在内循环半短程亚硝化系统中浮霉菌属（Planctomycetes）的量也高于传统的脱氮系统．氨单加氧酶基因克隆文库结果表明，系统中的氨氧化菌群主要属于亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）．因此内循环半短程亚硝化工艺在经济和技术上是可行的．

三级厌氧氨氧化处理生活污水与硝酸盐废水

为进一步充分利用原水中碳源,实现生活污水与富含硝酸盐的工业废水同步脱氮,采用2个SBR和1个UASB串联,处理低C/N生活污水和硝酸盐废水,分别启动内源反硝化反应器(ED-SBR)、半短程硝化反应器(PN-SBR)和厌氧氨氧化反应器(AMX-UASB),考察各反应器处理性能,并探讨生活污水与硝酸盐废水同步脱氮的可行性.结果表明:ED-SBR在厌氧阶段能将进水中77.5%的有机物转化为内碳源,在缺氧阶段进行内源反硝化,平均出水NO_(3)^(-)-N浓度为3.4mg/L,达到90.4%的平均去除率;PN-SBR在低DO条件下(0.1~0.3mg/L)能够实现稳定的半短程硝化,亚硝酸盐积累率(NAR)达96.3%,出水NO_(2)^(-)-N/NH^(4)^(+)-N的比值为1.01,可为厌氧氨氧化提供稳定底物;AMX-UASB将进水中的NH^(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N转化为N_(2)和NO_(3)^(-)-N,出水NO_(3)^(-)-N平均为7.12mg/L.该系统平均进出水TIN分别为77.5和8.2mg/L,TIN去除率平均为89.2%.为生活污水与含高NO_(3)^(-)-N的废水同步脱氮提供了一条有效途径.