厌氧及二级交互间歇曝气脱氮新工艺

为了有效地处理废水中的有机物和氮,开发了一种新型高效一体化的厌氧及二级交互间歇曝气生化脱氮新工艺 CHBNR(Cui HongBiologicalNutrientsRemovalProcess).该工艺有好氧、缺氧、厌氧区三部分所组成,能够有效地处理有机营养成分.试验记录表明从开发到试运行,CODcr和BOD5的去除率始终保持在92%以上,T N去除率在不同的BOD5/TKN的比值下有所不同.即BOD5/TKN在3.6～7.8时,T N去除率在87%～89%之间;BOD5/TKN在2.1左右时,T N去除率在65%左右.随BOD5/TKN的降低T N去除率有降低的趋势.该工艺具有非常良好的有机物及氮的去除效果,同时还有非常良好的污泥沉淀性和较高的悬浮物SS去除能力.

厌氧及二级交互间歇曝气工艺处理生活污水方案设计及运行

吉林省红石林业局生活污水处理厂设计规模为658m3/d,采用厌氧及二级交互间歇曝气工艺.自2002年3月投产以来运行性能良好,出水水质CODcr为20～30mg/L,BOD5为10～13mg/L,SS为5～12mg/L,T N为6～12,T P为0.27～1.2mg/l.实践证明,厌氧及二级交互间歇曝气工艺是一种高效的污水处理技术.

厌氧及二级交互间歇曝气除磷新工艺

在对生物除磷机理进行深入研究的基础上,开发了一种新型高效一体化的厌氧及二级交互间歇曝气除磷新工艺 CHBNR(Cui.HongBiologicalNutrientsRemovalProcess).该工艺是在单一反应器内造成厌氧、缺氧、好氧的空间和时间的变化,利用兼性微生物的特性同时去除有机物、氮、磷.有机物的去除率达到92%以上,磷的去除率达到84%,是一种高效的除磷工艺.

间歇曝气对部分硝化-厌氧氨氧化处理氨氮废水的影响

采用间歇曝气在MBBR反应器中成功实现一段式部分硝化耦合厌氧氨氧化(PN/A)过程.结果表明,在实验温度为35℃,进水氨氮浓度为150.00mg/L,进水氮负荷为0.24kg/(m^(3)·d),DO浓度为(1.41±0.24)mg/L条件下,反应器总氮去除效率达到83.74%.生物膜中厌氧氨氧化菌(AnAOB)和氨氧化菌(AOB)最大活性分别为3792.00,5166.00mg/(m^(2)·d),而亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性未检出.高通量结果显示,生物膜中AnAOB主要为Candidatus Brocadia,相对丰度为1.33%;AOB主要为Nitrosomonas,相对丰度为0.17%;NOB主要为Nitrospira,相对丰度为0.003%.在中等氨氮浓度条件下MBBR反应器中可以实现高效PN/A过程,采用在间歇曝气模式下提高DO浓度的方式是提升系统脱氮性能的有效途径.

间歇曝气对化肥废水的短程硝化性能影响

为提高化肥废水的脱氮效率,试验采用间歇曝气SBR(IASBR)和连续曝气SBR(CASBR)控制模式,考察常温条件下(16~26℃)化肥废水的短程硝化脱氮特性.稳定运行阶段COD去除率均达90%以上,IASBR和CASBR平均氨氮去除率分别为93.8%和87.2%,亚硝酸盐累积率分别为72.6%和65.6%.短程硝化动力学分析显示,IASBR和CASBR的NH_4^+-N和NO_2·--N最大比硝化速率之比分别达到了830:1和16:1.通过研究间歇曝气不同厌氧时间条件下的短程硝化效果,试验发现厌/好氧时间为20/40min时,短程硝化能力最强.间歇曝气的厌氧阶段能够强化AOB的活性表达,从而提高化肥废水的氨氮去除率和短程硝化性能.另外,系统中游离氨浓度(1.3~7.5mg/L)也是快速实现短程硝化的关键参数.

ABR耦合间歇曝气MBR工艺处理生活污水研究

为降低膜生物反应器(MBR)运行能耗和延缓膜污染,以厌氧折流板反应器(ABR)-MBR工艺处理生活污水为例,采用间歇曝气和添加颗粒填料两种方式对工艺脱氮除磷运行条件和膜污染问题进行研究.结果表明,增大间歇曝气时间有利于提高氮磷的去除效果,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为91%、95%、84%和92%(工况4),而添加颗粒填料对氮磷的去除没有显著影响.双重好氧-缺氧交替环境强化了工艺对磷的去除.添加颗粒填料比间歇曝气更能有效延缓膜污染,同时改变了膜污染的形成过程,膜内部污染物含量显著增多,与泥饼层相比,多糖成为了膜污染的主要因素,不会对膜组件本身构成危害,增强了MBR反应器的实际应用性能.

二级厌氧生物滤池处理大豆加工废水

利用二级厌氧生物滤池结合曝气生物滤池工艺处理大豆加工废水,运行表明,经炉渣过滤、混凝过滤、二级厌氧生物滤池、曝气生物滤池、深度过滤后,废水COD质量浓度由4×104 mg/L下降到118 mg/L左右,达到了二级排放标准的要求。同时能回收部分产物作饲料。

间歇曝气实现厌氧氨氧化快速启动的研究

以普通活性污泥为接种污泥,以鲍尔环为生物膜载体,控制温度为30℃,在连续流模式下运行,经过40 d的运行后培养出高效的硝化生物膜。再通过46 d的间歇曝气成功实现了SNAD(simultaneous partial nitrification,Anammox and denitrification)反应器的启动,总氮去除率稳定在90%以上。第85天,反应器通过厌氧氨氧化对TN的容积去除负荷达到了0.537 kg N/(m^3·d)。批式试验结果表明,通过间歇曝气运行,生物膜的厌氧氨氧化活性得到极大的提升,由0.012kg N/(kg VSS·d)增加至0.221 kg N/(kg VSS·d)。第87天开始以连续流模式启动厌氧氨氧化反应器。启动初期反应器的容积去除负荷远低于第85天的效果。经过约30 d的适应期,去除负荷开始稳步提升,在第123天再次达到了0.5 kg N/(m^3·d),成功实现了Anammox反应器的快速启动。并且在第175天,反应器的总氮去除负荷达到了1.53 kg N/(m^3·d)。

厌氧时间对间歇进水-间歇曝气的好氧颗粒污泥系统影响

为启动生活污水AGS工艺,实验以间歇进水-间歇曝气方式运行,降低硝氮浓度,减轻对PAO的抑制,利用除磷中产生的磷酸盐沉淀和正电微粒促进颗粒化实现.接种污水厂污泥于SBR反应器R1、R2、R3和R4中,在总厌氧时间为30、60、90和120 min时,研究厌氧时间对生活污水AGS系统的影响.实验表明,R1、R2、R3和R4历时56、48、39和35 d启动成功;运行105 d,平均粒径达750、764、791和650μm.运行期间,R1和R2在43 d和47 d除磷恶化,延长厌氧时间至90 min后恢复;R3处理效果良好;R4在63~77 d颗粒解体,处理效果下降,DPAO富集程度降低.运行后期,R1、R2、R3和R4出水水质均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准.结果表明,长厌氧时间运行能实现快速颗粒化,但长期运行时颗粒易解体.较长的厌氧时间能减轻硝氮对PAO释磷的抑制,有助于富集DPAO,能获得良好的脱氮除磷效果.

一体式PN/A工艺处理污泥热水解厌氧消化液性能研究及微生物解析

污泥热水解厌氧消化液是一种典型的高氨氮、高COD且含有抑制性难降解有机物的废水.本研究采用一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺处理污泥热水解厌氧消化液,通过曝气模式优化调控实现了脱氮性能提升,并研究了长期稳定运行的可行性.结果表明,污泥热水解厌氧消化液对氨氧化菌(AOB)与厌氧氨氧化菌(AnAOB)活性均有抑制,且对AnAOB抑制更明显.调整间歇曝气模式且控制DO<0.5mg·L^(-1),可实现80.6%±3.1%总氮去除率,总氮负荷达到(0.069±0.028)kg·m^(-3)·d^(-1),但长期稳定运行有待优化.AOB的优势菌属为Nitrosomonas属,其相对丰度因污泥热水解厌氧消化液的引入先降低,后随曝气模式调整适应后恢复;AnAOB的优势菌属为Ca.Brocadia,其相对丰度随热水解消化液的持续引入而持续降低,对长期稳定运行提出挑战;反硝化菌(DNB)的优势菌属为Thauera,其相对丰度略升高,反硝化脱氮贡献增强.KEGG功能预测表明膜转运及信号传导通路丰度持续降低,影响群落菌属间膜运输途径的物质信息交流,可能是污泥热水解厌氧消化液抑制作用发生的机制.

改良型氧化沟间歇组合曝气生产性试验研究

重庆市某区县城市污水处理厂采用恒定曝气方式运行,能耗和药耗偏高,且出水TN、TP浓度存在超标风险,为此根据进水水质、水量变化特征以及曝气系统的特点,提出了时间与空间上的间歇组合曝气运行方式。分别考察了间歇曝气氧化沟不同位置曝气机组合形成的3种模式的运行效果。结果表明,模式2为最优间歇组合曝气方式,与恒定曝气相比,全天平均DO浓度下降0.47 mg/L,对TN的去除率提高了20.1%,出水TN为10.36 mg/L,生物除磷率也相对恒定曝气提高了8.4%,相应的化学除磷剂投量从23.5 mg/L降低到14.5 mg/L,药耗下降了38.3%,电耗相比下降了12.2%。间歇组合曝气解决了运行中存在的问题,达到降低能耗、药耗和提高出水水质的双重效果。

基于溶解氧和缺氧时长调控的间歇曝气策略对短程硝化脱氮工艺的影响

短程硝化的实现可推动能源节约型脱氮工艺的应用。通过阐述间歇曝气策略实现短程硝化的机理,分析了应用间歇曝气策略实例中的运行参数,总结了DO协同缺氧时长分别在单独短程硝化工艺、短程硝化-反硝化(PN/D)工艺以及短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺中的影响效果,如对功能菌活性和系统脱氮效率的影响;提出了以功能菌种、污泥存在形式等影响途径作为依据,基于DO协同缺氧时长的调控策略,并对各脱氮工艺中的运行参数进行优化,以期为各工艺系统实现最佳运行效果提供参考。

水煤浆加压气化污水IMC处理技术应用

针对水煤浆加压气化污水氨氮浓度高、COD浓度低、可生化较低的特点,采用"限制曝气"和"生物选择"技术,将厌氧氨氧化、短程硝化-反硝化、同时硝化-反硝化等生物脱氮原理有机结合,在试验的基础上应用于实际工程中,并通过实际工程的运行数据对设计逐步完善,形成了以"间歇多重内循环生物反应池"为核心处理单元的IMC工艺技术。实际应用显示,IMC工艺技术流程简单,生化反应推动力大、效率高、运转方式灵活、脱氮效果好、防止污泥膨胀、更耐冲击负荷,并大幅降低了工程投资和运行成本。

间歇恒定/梯度曝气对SNAD工艺启动的影响

本实验在室温(20℃±3℃)下用2组反应器R1和R2接种厌氧氨氧化污泥,分别采用间歇恒定曝气和间歇梯度曝气方式启动SNAD工艺,研究了两种不同间歇曝气方式对SNAD工艺启动的影响.结果表明,启动过程中,R2在各阶段恢复稳定所需的时间更短,SNAD的实际启动速度更快;启动成功后R1和R2的特征值Δρ(TN)/Δρ(NO3--N)分别达到6. 46和10. 34,R2的NOB抑制效果更好;通过周期监测,发现R2的周期DO波动稳定,R1的周期DO整体逐渐提高、周期末达到0. 5 mg·L-1以上,分析认为R2中稳定的低DO环境促进了NOB抑制;启动成功后R1和R2反应器内PN/PS值分别达到2. 745和2. 823,颗粒粒径分别达到365. 8μm和402. 1μm,R2的颗粒稳定性和沉降性更强,粒径增长更快.

A/DAT-IAT工艺除磷影响因素的试验研究

针对DAT-IAT工艺在除磷方面存在的局限性,采用在工艺前端设置厌氧反应器的措施来强化DAT-IAT工艺的除磷功能。首次采用该工艺处理含磷废水,考察了回流比、运行周期、pH值、进水COD浓度和温度等因素对磷去除效果的影响,确定了适宜的反应条件。

韩国龙仁粪便及畜产废水处理系统的设计和运行

粪便及畜产废水具有氮、磷和悬浮物等污染物浓度高,负荷变化大,处理过程有大量臭气产生的特点,因此难于处理。韩国龙仁粪便及畜产废水处理系统,采用厌氧-间歇曝气方式的腐殖活性污泥处理工艺,可有效去除粪便及畜产废水中的高浓度有机物、TN、TP和悬浮物,运行过程和剩余污泥中几乎不产生恶臭气体,系统运行方式灵活,具有较强的抗冲击负荷能力,处理效果稳定可靠。该处理系统对我国同类废水的处理具有一定的借鉴意义。

新型厌氧反应器启动运行试验

自行设计了一种新型厌氧反应器,并以模拟高浓度废水为基质,对其进行启动试验研究,考察在负压控制和间歇曝气条件下新型厌氧反应器的运行效果。结果表明:启动阶段COD去除率较高,平均去除率为70%,出水pH和SS稳定,反应器内无浮渣出现。同时,负压条件下反应器内所产沼气可优先分离,产气量及上升速度明显高于正压条件;另外,对反应器沉淀区污泥进行间歇曝气可加速污泥中微气泡的分离。

部分亚硝化-厌氧氨氧化协同反硝化处理生活污水脱氮除碳

采用SBR-ASBR组合工艺处理实际生活污水,SBR中考察缺氧/好氧时间比及温度对部分亚硝化(partial nitritation,PN)的作用,ASBR中研究COD/NO_(2)^(-)-N(C/N)对厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)协同反硝化脱氮除碳的影响.(1)控制温度为25℃,在缺氧/好氧时间比为30 min∶30 min,单周期交替3次时,NO_(2)^(-)-N积累率(NiAR)于第22 d为98.06%,比亚硝态氮产生速率(SNiPR,以N/VSS计)为0.28 g·(g·d)^(-1),同步硝化反硝化去除的TN和COD分别为12.29mg·L^(-1)和110.36 mg·L^(-1).(2)在缺氧/好氧时间比为30 min∶30 min下,温度为15℃时,丝状菌大量繁殖,污泥活性和沉降性变差;温度为30℃时,NH_(4)^(+)-N转化为NO_(2)^(-)-N比例为86.83%,造成出水NH_(4)^(+)-N浓度过低,不能为厌氧氨氧化提供合适基质浓度;温度为25℃时,出水NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N浓度分别为31.58 mg·L^(-1)和35.04 mg·L^(-1),匹配厌氧氨氧化基质比.(3)组合工艺脱氮性能良好,出水TN、NH_(4)^(+)-N和COD浓度分别稳定在13.13、4.83和69.96 mg·L^(-1),去除率分别为83.10%、93.64%和75.11%.调节ASBR进水C/N为2.5、2.0和1.5时,C/N为2.0时厌氧氨氧化协同反硝化脱氮除碳性能最佳,出水NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N和COD分别为0.09、0.25、1.04和32.73 mg·L^(-1).

一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理中低浓度模拟氨氮废水

采用序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)研究了一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理中低浓度氨氮废水的运行稳定性。结果表明,在温度为35℃、进水氨氮浓度为200 mg·L^(-1)、溶解氧为0.2~0.4 mg·L^(-1)条件下,一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化反应器去除负荷(以TN计)可达到0.24 kg·(m^(3)·d)^(-1),平均去除率为75.84%,成功实现了一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化的稳定运行。污泥中氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)和厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonia oxidation,Anammox)活性(以NH4+-N计)分别稳定在877.24 mg·(g·d)^(-1)和127.61 mg·(g·d)^(-1),(以NO^(2-)-N计)下降至18.54 mg·(g·d)^(-1),NOB被成功抑制,AOB与Anammox菌之间形成良好的协同作用,保证了稳定的脱氮效果。FISH结果表明,污泥中的优势菌为AOB和Anammox菌,从微生物角度佐证了一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化反应器维持较好脱氮效果的长期运行稳定性。一段式部分亚硝化厌氧氨氧化工艺的稳定运行可为厌氧氨氧化技术处理中低浓度氨氮废水提供参考。

主流厌氧氨氧化工艺的运行优化及其微生物的群落变迁

通过高氨氮污水驯化成熟的CANON生物膜反应器处理低氨氮污水,试验分为3个阶段:(1)连续曝气无机配水阶段(0~59 d),曝气量30 m L·min-1,调整氨氮浓度为80 mg·L^(-1),厌氧氨氧化脱氮效率较低,第56 d时,TN去除负荷仅为0. 13kg·(m^3·d)^(-1).(2)连续曝气生活污水阶段(60~110 d),有机碳源的进入使得CANON反应器在79 d时TN去除负荷提升至0. 22 kg·(m^3·d)^(-1).(3)由于DO浓度较低,其氨氮去除率仅为75%,为进一步提高氨氮和TN的去除效果,第110 d时,进入间歇曝气生活污水阶段(110~160 d),提高曝气量为50 m L·min-1,曝气30 min,停曝30 min,第131 d时,氨氮去除率提高至86. 34%,TN去除率和去除负荷分别达到85. 87%和0. 30 kg·(m^3·d)^(-1),这说明间歇曝气策略可以提升CANON反应器的脱氮性能.同时在试验开始前(0d)、连续曝气无机配水阶段(56 d)和间歇曝气生活污水阶段(152 d)时分别取样进行了高通量测序,分析不同阶段的微生物群落变化,结果表明:(1)Candidatus Brocadia相比Candidatus Kuenenia在低氨氮无机配水和生活污水阶段中受影响较小;(2)Nitrosomonas和Nitrospira分别为AOB和NOB的优势菌种,生活污水阶段对Nitrosomonas影响较大,对Nitrospira影响较小;(3)反硝化菌属始终存在CANON反应器中,其中假单胞菌属(Pseudomonas)、副球菌属(Paracoccus)适应性最强,但各阶段相对丰度均不超过0. 5%.