高盐条件下pH对同步短程硝化反硝化脱氮性能及微生物群落的影响

本研究采用复合序批式生物膜反应器(HSBBR)处理高盐废水,考察了进水pH对反应器性能和微生物群落结构的影响。进水pH值由7.8降至6.0和5.0以及由5.0恢复到7.8,对污染物去除效能和稳定性影响较小,COD、NH^(+)_(4)-N和总无机氮的平均去除率保持在96%、99%和91%以上。进水pH改变对NO^(-)_(2)-N积累产生明显影响,pH为7.8条件下周期内NO^(-)_(2)-N最大积累量为7.07~8.15 mg·L^(-1),明显高于pH值为6.0和5.0时的值(4.81和2.23 mg·L^(-1))。进水pH由5.0提升至7.8悬浮污泥和生物膜的微生物多样性均降低。进水pH为5.0时,反应器内相对丰度前三位的菌属为反硝化菌Defluviicoccus(14.7%~27.3%)和Candidatus_Competibacter(22.7%~26.0%)及聚磷菌Candidatus_Accumulibacter(11.8%~17.8%);pH提升至7.8时,丰度为前三位的菌属是Candidatus_Accumulibacter(7.6%~40.5%)、Candidatus_Competibacter(21.3%~26.2%)和unidentified_Spirochaetaceae(2.5%~8.7%)。进水pH从5.0升高至7.8,氨氧化菌属Nitrosomonas的相对丰度由3.3%~3.8%下降到1.2%~1.3%,反硝化菌属总丰度从43.5%~52.6%下降到24.9%~33.1%;表明低pH条件下较高丰度氨氧化菌和反硝化菌的共同作用为同步短程硝化反硝化脱氮提供了保障。

循环升流式同步短程硝化反硝化池工艺污水处理厂设计

本文对采用“格栅+循环升流式同步短程硝化反硝化池+滤布滤池+次氯酸钠消毒”工艺的污水处理厂设计进行了技术研究及经济可行性分析,证明该工艺具有较好的处理效果及较低的运行能耗,可大幅减少占地,具有较好的应用推广前景。

序批式移动床生物膜反应器内同步短程硝化反硝化的控制

在序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)内,对进水COD较低的条件下,模拟生活污水的亚硝化及脱氮性能进行了研究.结果表明,缺氧时间、进水COD、NH4+-N浓度、pH值以及溶解氧对亚硝化过程有明显影响.在进水COD为100mg·L-1,NH4+-N浓度为50mg·L-1时,调控溶解氧、pH,出水的亚硝化率可到99.7%,总氮去除率可达66.4%,表明系统中发生了同步短程硝化反硝化.

同步短程硝化反硝化工艺启动性能研究

水体氮素污染治理是当下全球环境保护重要的课题之一,氮素污染易导致水体富营养化从而破坏水生生态系统。同步短程硝化反硝化工艺作为新型且高效的废水生物脱氮工艺,得到广泛关注。为研究同步短程硝化反硝化工艺的启动运行性能,试验在室温条件下,以模拟废水为处理对象,采用逐步降低亚硝氮浓度和提高氨氮水平的方式启动同步短程硝化反硝化工艺。试验结果表明,反应器在短程反硝化阶段亚硝氮的平均去除率为92.0%,部分同步短程硝化反硝化亚硝氮的平均去除率为97%,而同步短程硝化反硝化因为游离氨抑制和污泥洗出导致氨氮去除率降低,但短程反硝化作用较好,系统出水几乎无亚硝氮和硝氮累积。

低C/N污水的同步短程硝化反硝化脱氮机理研究

采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟低C/N污水,通过优化操作模式,实现了同步短程硝化反硝化脱氮。考察了水质条件和曝气时间对短程硝化启动的影响,结果表明:利用溶解氧(DO)的一阶导数作为控制参数,精准控制曝气时间,可实现短程硝化的快速启动,并能长期保持NAR高于95%。探究了SBR的间歇曝气和分段进水次数对SSND脱氮效率的影响,结果表明:分段进水次数的增加有利于提高脱氮效率,次数为3时最优,SBR出水TN浓度为15 mg/L左右。各实验阶段污泥样本的高通量测序结果表明:氨氧化细菌Nitrosomonas相对丰度增加,亚硝酸盐氧化菌Nitrospira相对丰度减少至未检出、具有异养硝化-好氧反硝化功能的Paracoccus成为SBR内优势菌属,实验结果和微生物高通量测序结果均验证了本研究的控制方法的有效性。

HSBBR运行模式对同步短程硝化反硝化脱氮及微生物群落特征的影响

采用复合序批式生物膜反应器(HSBBR)处理高盐废水,实现了同步短程硝化反硝化脱氮。考察了运行模式对同步短程硝化反硝化系统COD去除和脱氮性能的影响,利用高通量测序技术分析了微生物群落的变化。结果表明:当反应器以缺氧/好氧交替模式运行时(缺氧/好氧时间比为2.0 h/4.5 h),NH_(3)-N、总无机氮(TIN)和COD去除率分别为95.00%、84.83%和86.72%,出水中含有NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N。以完全好氧模式运行时(缺氧/好氧时间比为0.0/6.5 h),NH3-N去除率达到100.00%,TIN和COD去除率分别为85.94%和89.46%,出水中只含有NO_(2)^(-)-N。高通量测序结果表明:在门水平上,2种模式下生物膜和悬浮污泥中的优势菌均为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);Nitrosomonas是本研究检测出的唯一氨氧化菌(AOB)属,当反应器由缺氧/好氧交替模式转换为完全好氧模式时,悬浮污泥和生物膜中Nitrosomonas的相对丰度均增加;悬浮污泥和生物膜中优势反硝化菌属相似,包括CandidatusCompetibacter、Paracoccus、Thauera和Denitratisoma,在完全好氧模式下,悬浮污泥和生物膜中CandidatusCompetibacter和Thauera的相对丰度较低,而Paracoccus和Denitratisoma的相对丰度较高。多种反硝化菌与氨氧化菌的共同作用,使反应器能够实现高效同步短程硝化反硝化脱氮。

MFC强化同步短程硝化反硝化工艺的启动

微生物燃料电池(MFC)可在阴极实现反硝化、短程反硝化和同步硝化反硝化并产生电能,但在MFC阴极实现同步短程硝化反硝化的研究尚未见到报道。为了探讨MFC阴极同步短程硝化反硝化工艺的性能,将双室曝气阴极MFC与A/O脱氮工艺结合处理人工模拟低碳氮比废水。通过静置运行15 d使得MFC阴极室亚硝态氮得以积累,氨氧化菌得以富集。随即改为连续运行后第21天成功启动同步短程硝化反硝化MFC;阴极出水氨氮浓度为0.3 mg/L,亚硝态氮浓度为15.9 mg/L,硝态氮浓度为0.6 mg/L,亚硝化率达到95%以上,阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上,COD去除率达到85%以上。结果表明,将MFC与同步短程硝化反硝化工艺结合,通过阴极室中氧气得电子获得高p H,可以强化同步短程硝化反硝化工艺,完成生物脱氮的同时回收电能,并具有减少外加碱度的优势。

DO对好氧颗粒污泥短程同步硝化反硝化脱氮的影响

以模拟城市污水为处理对象，研究了不同溶解氧下序批式活性污泥反应器（SBR）的短程同步硝化反硝化过程特征及处理效果。试验结果表明，溶解氧浓度是实现短程同步硝化反硝化的一个重要控制参数。在亚氮积累阶段，控制温度为28～32℃，pH值为7．5～7．8，当进水NH4^＋—N为30mg／L左右，COD为250mg／L左右时，亚硝酸盐氮的积累率达到96％～98％。在试验阶段，常温下控制溶解氧在0．5～1．0mg／L，可保证氨氮的去除率达到95％～97％，总氮的去除率达到82％～85％。

常温下SBBR反应器中短程同步硝化反硝化的实现

采用自主设计的序批式生物膜反应器(SBBR)处理城市污水,在常温(25～27℃),pH值7.2～7.6条件下,通过恒定低曝气量实现了稳定的短程同步硝化反硝化。试验还考察了碳氮比对SBBR系统短程同步硝化反硝化的影响。结果表明:在SBBR中处理城市污水实现短程同步硝化反硝化较为适合的碳氮质量比在5～8之间,亚硝酸盐氮积累率在85%以上,TN去除率可以达到80%以上。

SBR短程同步硝化反硝化耦合除磷的研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)中,以模拟城市污水为处理对象,考察了在稳定运行期间的典型周期里COD、TP、TN、DO、pH以及ORP的变化规律。试验表明,在SBR反应器中实现短程同步硝化反硝化耦合除磷是完全可行的,在温度为20～25℃、pH值为7.12～7.43的条件下,系统对COD的去除率达到95.6%,对TP和TN的去除率分别为88.8%和87%,实现了短程同步硝化反硝化与反硝化除磷的统一。

温度和溶解氧对短程同步硝化反硝化脱氮效果的影响

利用序批式活性污泥反应器(SBR)研究了不同温度、溶解氧(DO)条件下的短程同步硝化反硝化(SND)过程特征及处理效果.本试验最佳温度控制范围在15～25℃,当DO在0.5～1.0 mg.L-1时,氨氮(NH4+-N)去除率均在95%～98%,总氮(TN)去除率为85%～87%,化学需氧量(COD)的去除率达到90%～93%.试验结果表明:在一定的温度范围内,控制合适的DO,可以实现SND.

间歇式活性污泥反应器内短程同步硝化反硝化的研究

以絮状活性污泥为种泥,以模拟城市生活污水为处理废水,在间歇式活性污泥反应器(SBR)内进行污泥的驯化和培养,通过控制运行条件在SBR内成功实现了NO2--N的积累和短程同步硝化反硝化。实验结果表明,NO2--N积累阶段,控制温度(31±1)℃、曝气量40～45L/h、污泥泥龄9～15d,SBR内NO2--N积累率可达95%～96%。培养成熟的好氧颗粒污泥平均粒径为3～5mm,用其进行短程同步硝化反硝化实验,一个反应周期5h结束后SBR出水的COD,NH4+-N,TN去除率分别达92%,95%,85%。

一种新型短程同步硝化反硝化生物膜工艺

在对完全硝化反硝化、同时硝化反硝化(SND)、短程硝化反硝化(SHARON)和缺氧氨氧化(ANAM-MOX)生物脱氮技术的研究和开发进展进行分析后,提出了一种新型短程同步硝化反硝化生物膜工艺,并在连续曝气的条件下,对该工艺进行在线监测。结果表明:NO2-的积累率能够达到80%以上,说明系统中发生了短程同步硝化反硝化现象。

连续流短程同步硝化反硝化启动及影响因素研究

在温度为30℃时,通过控制生物倍增反应器中溶解氧为0.3～0.5 mg/L、pH值为7.5～8.5,实现了连续流短程同步硝化反硝化的启动,并研究了低温和溶解氧对连续流短程同步硝化反硝化的影响。结果表明:采用阶段降温的方法,经过42天的培养,连续流短程同步硝化反硝化在10℃稳定运行;相同溶解氧下,温度在15～22℃变化时,总氮去除率差别不大,且短程同步硝化反硝化的最佳溶解氧为0.4 mg/L。

DO对短程同步硝化反硝化除磷工艺的影响

针对碳源偏低的城市污水，采用序批式活性污泥法研究D0对短程同步硝化反硝化除磷工艺的影响，同时对短程同步硝化反硝化和反硝化除磷的机理进行探讨。试验表明：控制DO浓度可在同一个反应器内既实现短程同步硝化反硝化反应又达到反硝化除磷的效果。综合考虑COD、NHg—N、TN、TP的出水浓度达到一级A排放标准，得出最佳的D0控制范围。当D0浓度在0．5～1．0mg／LU时．COD的去除率达到93％～94％，Nil,＋一N的去除率为97％～98％，TN的去除率达到85％一96％，TP的去除率为91％～93％。

NO_2-N途径的短程硝化反硝化除磷试验研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)中,以模拟城市污水为处理对象,研究了短程硝化和以NO2--N为电子受体的反硝化除磷过程特征及处理效果.试验表明,在SBR反应器中以NO2--N作为电子受体进行反硝化除磷是完全可行的.在温度为20～25℃,曝气量为30～40 L.h-1,pH值为7.0～7.5,MLSS为3 000 mg.L-1左右的条件下,COD、NH4+-N、TN及TP的平均去除率分别达到92%、96%、89%和90%.

关于好氧反硝化菌筛选方法的研究

采用污泥驯化手段富集好氧反硝化细菌 ,将得到的驯化污泥分离纯化 ,共得到 10 5株菌。用测TN的方法对所筛菌株进行初筛 ,得到 2 5株对TN去除率达到 5 0 %以上的菌株。用氮元素轨迹跟踪测定法复筛 ,证实这 2 5株菌都可以在好氧条件下进行硝酸盐呼吸 ,其中 2 4株菌的反硝化过程为 :NO3- N→NO2- N→N2 ,研究中还发现在反硝化过程中硝酸盐和亚硝酸盐不存在明显竞争被利用的作用。同时还提出了可能实现短程同步硝化反硝化以及在反馈作用的调节下 。

A/O/ASBR同步脱氮除磷实验研究

采用人工配水,通过控制进水p H值为7.5-8.2、DO为0.4-0.7 mg/L、污泥龄9-13天等实验条件,经过两个阶段共46d的驯化培养,在厌氧/好氧/缺氧（A/O/A）SBR反应器内实现短程同步硝化反硝化与除磷过程的耦合。系统稳定运行后,对一个典型周期内水质的变化情况进行了测定和分析,系统对COD、NH＋4-N、TN、TP的去除率分别为94.8%、97.6%、89.4%、93.1%。在此基础上,探讨了不同进水p H、不同曝气量对系统运行稳定性的影响。结果表明：随着p H的改变,系统对去除氮、磷的稳定性呈现不同的变化趋势;而过高的曝气量,会造成系统内的短程硝化向全程硝化转变。

SBR反应器短程同步硝化反硝化处理垃圾渗滤液

采用序批式活性污泥法（SBR）处理垃圾渗滤液，在控制系统温度为（28±1）cc、进水pH值为7．9～8．2、MLSS为4000～4500mg／L，并保持进水COD为900～1000mg／L、NH4＋-N为480～500mg／L的条件下，考察DO对短程硝化反硝化的影响。结果表明，在80～120L／h的曝气量下能快速实现稳定的短程同步硝化反硝化，对NH4^＋-N的平均去除率可达92．5％，NO2-—N的平均积累率为89．3％；系统的最佳曝气量为120I／h，此时对氨氮的去除率为96．9％，亚硝酸盐积累率为97．2％，好氧段对总氮的去除率为74．7％。

短程同步硝化反硝化过程的脱氮与N2O释放特性

采用气升环流生物反应器建立全程同步硝化反硝化(SND)体系,在此基础上,通过提高进水pH值从而增加反应器中的游离氨(FA)浓度,可以实现全程SND向短程SND的转变.以全程SND过程为参照,分析了短程SND过程的脱氮及N2O释放特性.结果表明,短程SND过程的总氮平均去除率及SND平均效率分别为71.9%和80.9%,比全程SND过程分别提高了18.0和16.8个百分点,短程SND过程的平均总氮去除速率为0.11 mg.(L.min)-1,是全程SND过程的1.4倍.虽然短程SND较全程SND具有更高的脱氮效率,但该过程的N2O平均转化率为57.1%,N2O平均累积释放量约为全程SND过程的5倍.研究还发现,N2O的释放量急剧上升与体系中NO2--N的积累浓度升高密切相关.