好氧/缺氧循环SBR工艺的脱氮研究

当原水碱度不足时,针对SBR工艺,采用好氧/缺氧循环的运行方式进行脱氮性能及其过程控制的研究。结果表明,通过在线监测pH值的变化可以判断硝化反应过程中碱度是否充足、氨氮是否全部被氧化,相应的控制策略为:如果好氧/缺氧的循环次数超过2次,那么第一次硝化反应以pH值下降0.40.5来控制好氧时间,中间的每一次硝化反应以pH值下降0.81.0来控制好氧时间,最后一次硝化过程根据DO与pH值变化曲线上的跃升点控制反应时间;每次的缺氧反硝化都根据ORP与pH值曲线上拐点的出现来控制缺氧时间。与传统运行方式相比,采用好氧/缺氧循环运行方式及上述控制策略可使脱氮效率得到明显提高。

好氧/缺氧消化降解污泥特征分析

为考察好氧/缺氧消化过程中污泥降解的特征,利用2个反应器进行对比试验,研究好氧/缺氧和好氧消化2个过程中VS的去除,pH和碱度变化,消化上清液中COD和氮元素变化等情况。试验结果表明:好氧/缺氧消化能够满足污泥稳定的要求,在常温条件下,消化16 d VS去除率即可达到38.2%,同时比好氧消化节约曝气能耗。好氧/缺氧消化对污泥中总氮的去除率高于传统的好氧消化,达到了36.4%,而且能够降低消化污泥上清液中的氨氮和硝态氮浓度。

交替好氧/缺氧短程生物脱氮工艺抗冲击负荷能力

采用序批式间歇活性污泥反应器(SBR)研究了进水有机物和氨氮负荷对交替好氧/缺氧短程硝化反硝化生物脱氮工艺的影响。研究结果认为:进水中不同COD和氨氮质量浓度均没有对交替好氧/缺氧短程硝化反硝化生物脱氮工艺中的实时控制参数和处理效果产生影响,系统运行稳定,仅是由于进水COD和氨氮质量浓度的大幅度变化将会导致各自的好氧曝气所需时间有所差异;进水氨氮质量浓度越高,所需硝化时间越长。但经过实时控制以后,无论进水氨氮质量浓度如何变化,硝化和反硝化作用都是很完全的;反应器最终出水中基本检测不到氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度。因此,可以得出交替好氧/缺氧短程硝化反硝化生物脱氮工艺抗冲击负荷能力强,当采用实时控制策略控制脱氮过程时,系统运行稳定。

好氧/缺氧循环SBR工艺处理屠宰废水的脱氮研究

采用好氧/缺氧循环SBR工艺对屠宰加工废水进行处理,通过增加循环次数、调整运行工况实现了废水氨氮指标的稳定达标排放,为进一步提高传统SBR处理工艺的脱氮效率提供了一种有效方法。在进水平均氨氮为109 mg/L时,最终出水氨氮低于10 mg/L,平均去除率为97%,COD平均去除率为90%,均达到广东省《水污染排放限值》(DB 44/26—2001)第二时间段一级标准。

好氧/缺氧交替间歇饥饿CANON工艺处理生活污水

为探究CANON工艺处理实际生活污水的稳定性,采用SBR反应器,接种实验室稳定运行的CANON污泥,以实际生活污水为进水。实际生活污水水质复杂、含有有机碳源、氨氮含量低,带来NOB和异养菌(如反硝化菌)大量繁殖的问题,针对这一情况需要改善工艺运行参数,采用水力筛分好氧/缺氧交替间歇饥饿方式运行反应器。在连续动态实验中,反应器以3 d饥饿和3 d恢复为一个周期运行,在间歇饥饿期间,R1和R2排出的絮状污泥分别采用1∶1和2∶1两种曝停比进行好氧/缺氧交替间歇饥饿,第50天时,两个反应器的自养脱氮贡献率均超过80%,而反硝化途径的贡献率小于1%。采用水力筛分好氧/缺氧交替强化间歇饥饿的方式,有效地抑制了系统中的NOB及反硝化菌。最终氨氮去除率分别稳定在87.78%和94.14%,总氮去除率则分别达到75.59%和82.07%,实现了CANON工艺处理低氨氮生活污水的稳定运行。生活污水培养的CANON污泥颜色较深,第50天时,R1和R2反应器的体积平均粒径分别达673和659μm,EPS质量分数受总氮质量浓度和有机碳源等多个因素影响,保持缓慢增长的趋势。

好氧/缺氧生物阴极型微生物燃料电池组合工艺处理含氮废水的研究

考察了好氧/缺氧生物阴极型微生物燃料电池(MFCs)组合工艺对模拟氨氮废水的处理情况,该组合工艺由好氧MFC(O-MFC)和缺氧反硝化MFC(A-MFC)组成。结果表明:连续运行时,O-MFC和A-MFC的输出功率分别为14.2 W/m3和8.8 W/m3,对COD、氨氮和TN的去除率分别为98.8%、97.4%和97.3%。随着氨氮浓度的增加,A-MFC的功率密度增大,O-MFC的功率密度下降。当氨氮浓度为100 mg·L-1时。

厌氧/好氧/缺氧SBBR工艺脱氮效果及N2O的释放特征

为了研究厌氧/好氧/缺氧(A/O/A) SBBR处理低碳氮比污水的脱氮效果和N2O的释放特征,通过控制溶解氧浓度和曝气时间使系统在好氧阶段实现了亚硝酸盐型同步硝化反硝化,延长缺氧反应时间促进内源反硝化反应,在后置缺氧段无外加碳源条件下达到高效脱氮的效果。研究了亚硝酸盐型同步硝化反硝化和内源反硝化反应过程中均有温室气体N2O的释放现象发生,研究了A/O/A SBBR在处理含氮废水时各反应阶段中N2O的释放特征及释放原因。结果表明,在工艺稳定运行期间,A/O/A SBBR总氮去除率高达(95. 97±2. 85)%。好氧阶段短程硝化和后置缺氧段中,内源反硝化作用可降低系统的氧气需求量、节省碳源及减少污泥产量。在好氧运行阶段去除总氮占总去除氮量的(57. 62±4. 43)%,污水中氮主要通过亚硝酸盐型同步硝化反硝化作用去除;(39. 00±4. 07)%总氮在缺氧运行阶段去除,此阶段氮主要通过内源反硝化作用去除。其中,(15. 47±2. 65)%的总氮以N2O的形式释放,A/O/A SBBR脱氮过程中亚硝酸盐的累积和内源反硝化可刺激较多的N2O产生,而较多的N2O可作为能源进行回收利用。研究表明,A/O/A SBBR工艺在处理低碳氮比污水时具有克服传统工艺中反硝化碳源不足这一难题的潜力。

新型好氧/缺氧/好氧/延长闲置序批式反应器除磷性能

近年来,厌氧/好氧生物除磷技术得到学者的普遍关注,然而该工艺存在对碳源的依赖程度高、脱氮效率低等弊端。报道1种新型除磷工艺,即好氧/缺氧/好氧/延长闲置序批式运行反应器,同时还研究初始pH值对该新型运行工艺除磷性能的影响。结果表明,初始pH值为8时,该工艺具有最佳除磷性能,且除磷量为(4.01±0.15)mg/g[以单位质量挥发性悬浮固体(VSS)中的含磷量计];进一步研究其机制表明,当pH值为8.0时,该运行工艺中聚磷菌(PAO)对聚磷的依赖程度较高,典型周期内游离亚硝酸的积累量少是该工艺展现出较好除磷效果的原因。

好氧-缺氧序批式反应器去除布洛芬和非诺洛芬的效能研究

布洛芬和非诺洛芬由于其难降解及生物富集性,对水生生态系统和人类健康具有潜在的生态毒性和生物累积风险。探究好氧/缺氧悬浮序批式反应器(O/ASSBR)去除制药废水中化学需氧量(COD)、总氮(TN)及新型污染物布洛芬(IBU)和非诺洛芬(FENO)的效能。结果表明,在O/ASSBR水力停留时间(HRT)为24 h、好氧阶段和缺氧阶段溶解氧分别为2.0和0.4 mg/L,COD有机负荷为1.2~10 kg/m^(3)·d、氨氮(NH_(4)^(+)-N)负荷为4.3~6.3 g/m^(3)·d、IBU负荷为1.71~5.1 mg/m^(3)·d、FENO负荷为0.39~2.1 mg/m^(3)·d的运行条件下,废水中COD、NH_(4)^(+)-N、TN、IBU、FENO的去除率分别为87.74%~89.36%、76.52%~96.75%、69.92%~93.94%、90.01%和91.57%。对反应器中活性污泥生物群落分析表明:系统中主要是革兰氏阳性菌,其中假蕈状芽孢杆菌(Bacillus pseudomycoides)、赤红球菌(Rhodococcus rubber)和地中海弧菌(Vibrio mediterranei)3株菌株对IBU和FENO具有较高的抗性。上述研究表明,O/ASSBR生物系统中存在的功能微生物可以有效降解IBU和FENO等新兴有机污染物,因此O/ASSBR工艺在处理制药废水方面有很好的应用潜力。

超声波促进好氧/缺氧污泥消化过程中水解酶活性变化研究

为评价超声波促进污泥好氧/缺氧消化的作用,采用频率28 kHz,声能密度为0.15 kW.L-1和超声时间10 min的超声参数与好氧/缺氧消化衔接,研究了污泥的SS、VSS及水解酶活性(淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、蛋白酶、磷酸酶)在消化过程中的变化趋势,同时以未经超声处理的消化污泥作为对照.结果表明,经过超声波-好氧/缺氧消化13 d,VSS去除率为44.3%,高出对照污泥14.9%.污泥中水解酶活性随消化天数增加呈先增加后减少的变化趋势,其中超声污泥的淀粉酶和葡萄糖苷酶活性在第5 d达到峰值,此时VSS淀粉酶活性为0.104μmol.g-1,葡萄糖苷酶活性为0.637μmol.g-1.超声污泥中胞内蛋白酶和胞外蛋白酶在第7 d达到峰值,胞内蛋白酶活性为23.68μmol.g-1,远远大于胞外蛋白酶,在污泥消化过程中起主导作用.超声污泥中酸性磷酸酶活性高于对照污泥,而碱性磷酸酶对环境改变较为敏感,超声波预处理改变污泥内部性质,导致碱性磷酸酶活性减少.

碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,分别以丙酸钠、乙酸钠/丙酸钠(1∶2碳/碳)、乙酸钠和葡萄糖为外加碳源,建立同步脱氮除磷的静置/好氧/缺氧序批式反应器(SOA-SBR)。通过比较长期运行过程中各反应器的脱氮除磷效果,考察不同碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响,并通过分析典型周期内氮、磷元素及微生物体内储能物质的变化,探究其影响机理。结果表明,丙酸钠为碳源时SBR能获得96%的最佳除磷效果以及78.3%的总氮去除率;乙酸钠为单一碳源时可取得92.3%的除磷率和93.7%的总氮去除率;而混合碳源对于氮、磷的去除能力介于丙酸钠和乙酸钠之间;葡萄糖为单一碳源时系统对于磷和总氮的去除率仅26%和36.7%。丙酸钠和乙酸钠均能取得良好的同步脱氮除磷效果,但乙酸钠对总氮去除能力更佳。通过分析典型周期中内聚物含量变化表明,微生物体内聚羟基脂肪酸酯(PHA)和糖原质含量的变化与系统反硝化能力和溶解性正磷酸盐(SOP)去除效果呈正相关性。

超声波预处理对污泥好氧/缺氧消化的效果

为评价超声波预处理对城市污泥好氧/缺氧消化效果的影响,将超声波-好氧/缺氧消化工艺与传统的好氧/缺氧消化工艺进行了对比研究。结果表明,经25 d消化处理,引进超声波后的好氧/缺氧消化效果显著提高,污泥的VSS去除率达到51.98%,高于传统好氧/缺氧消化的42.98%。2种工艺消化的污泥TCOD以及污泥上清液中的SCOD、TP和NH3-N的变化趋势相似;而经超声波-好氧/缺氧消化的污泥上清液中硝态氮和亚硝态氮浓度较传统好氧/缺氧的高,说明经超声波处理后的污泥中的硝化细菌的活性增强,硝化反应加快。

超声波促进好氧/缺氧污泥消化过程中细菌群落结构分析

应用基于16S rDNA的PCR-DGGE对超声波-好氧/缺氧污泥消化过程中微生物种群的多样性进行研究.通过SDS细胞裂解法提取不同时期污泥中的基因组DNA,采用通用引物进行V3区域PCR扩增,长约190 bp的PCR产物经DGGE分离后,获得污泥微生物群落的DNA特征指纹图谱,对条带进行切胶测序,使用序列数据进行同源性分析并建立系统发育树.DGGE图谱表明,在反应器运行的不同时期,微生物群落结构发生动态演替.5、10、15、20、25 d微生物相似性与0 d相比分别为61.2%、48.2%、46.4%、42.6%、41.7%,总细菌Shannon指数经历了一个从逐渐减少到趋于稳定的过程,这表明超声波改变污泥内部性质,导致微生物多样性的降低.UPGMA聚类分析将DGGE图谱区分为三大族群并对应于不同运行时期.测序结果表明,超声波-好氧/缺氧污泥消化中微生物群落主要为Firmicute、Genuscitrobacter、Bacilli、α-Proteobacteria、β-Proteobacteria.

进水氨氮浓度对好氧/缺氧/延长闲置SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,考察了不同进水氨氮浓度(20,40和60 mg/L)条件下好氧/缺氧/延长闲置SBR的脱氮除磷效果,并通过分析典型周期内氮磷元素及微生物体内各储能物质的变化,探究了进水氨氮浓度对好氧/缺氧/延长闲置SBR脱氮除磷性能的影响机理。结果表明,进水氨氮浓度为20,40和60 mg/L时,系统总磷(TP)去除率分别为96.6%、90.1%和81.8%,总氮去除率分别为93.1%、74.9%和60.0%。研究表明,进水氨氮浓度可影响好氧释磷与吸磷、聚羟基脂肪酸酯(PHAs)合成、缺氧反硝化以及闲置段释磷。进水氨氮浓度越高,用于微生物生长的碳源越多,PHAs的合成量越少,则好氧段吸磷减少;较高的进水氨氮浓度使缺氧段反硝化不彻底,较多的硝态氮将抑制下一周期好氧段释磷,系统脱氮除磷性能减弱。

交替好氧/缺氧短程硝化反硝化工艺处理低C/N城市污水

采用好氧/缺氧交替运行模式处理低C/N城市污水,考察了低温环境下启动短程硝化反硝化的可行性,重点研究了好氧池区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ溶解氧分布对短程硝化反硝化脱氮效果的影响。结果表明,采用好氧/缺氧交替运行模式,对好氧池溶解氧进行分区优化后,在低温环境下启动短程硝化反硝化具有可行性。在所采用的7种工况中,较为优化的工况是区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ,溶解氧分别为0.8~1.2、<0.5、1.2~1.8 mg·L-1,该工况下亚硝态氮累积率稳定在78%以上,出水总氮去除率在73%左右。相比短程硝化反硝化启动前,去除率提高了19.4%,氨氮浓度低于0.60 mg·L-1,出水氮素指标显著优于GB 18918-2002一级A排放标准,出水COD去除率为86.9%~94.9%,出水总磷浓度低于0.15 mg·L-1,可控性仍然较强。对于已启动短程硝化反硝化的A/O工艺处理低C/N城市污水,全年可节约碳源投加资金97×104元左右,节约电费42×104元左右,有效实现了成本与水质的双赢。以上结果可为短程硝化反硝化工艺的工程推广提供参考。

污水处理厂剩余污泥好氧／缺氧消化的效能

为考察剩余污泥好氧／缺氧消化的效能，通过好氧／缺氧消化与传统好氧消化的对比实验，详细研究了好氧／缺氧消化对有机物的去除、pH和碱度变化、氮元素转化规律等方面，试验结果表明：污泥好氧／缺氧消化有较好的VS去除效果，试验条件下的VS去除率与传统好氧消化接近。好氧／缺氧消化对污泥中总氮的去除率达到38．4％，高于传统的好氧消化，并且在维持pH和碱度的平衡提高擂泥脱水性能等方面优于传统的好氧消化。但交替的好氧／缺氧环境使病原菌的去除有所下降。

不同好氧/缺氧时长联合分区排泥优化生活污水短程硝化反硝化除磷颗粒系统运行

采用生活污水接种人工配水下成熟短程硝化反硝化除磷颗粒,通过不同好氧/缺氧时长联合分区排泥优化调控短程硝化反硝化除磷系统运行.结果表明,调控好氧/缺氧时长联合分区排泥可实现系统的稳定运行.后期稳定期出水COD浓度在50 mg·L^(-1)以下,出水TN浓度低于15 mg·L^(-1),TN去除率达83%左右并保持平稳,出水P浓度均在0.5 mg·L^(-1)以下,平均去除率为93.72%.同时,分区排泥(70%顶部污泥和30%底部污泥)可作为筛选微生物的途径,维持了良好的亚硝化和除磷性能,使粒径分布更为集中,并保证氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)和反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms,DPAOs)的生长优势.缺氧时长的增加提高了缺氧异养菌的生长速率,使得缺氧异养菌分泌出更多的EPS,确保了颗粒污泥性状的改善和后续维持稳定.

生物膜法A^2/O^2焦化废水处理系统缺氧反应器工艺特性

以焦化厂废水处理系统气浮设备出水为试验废水水源,在中试规模上研究了生物膜法A2/O2(厌氧/缺氧/好氧/好氧)系统中缺氧反应器的工艺特性和效果。缺氧反应器为以陶粒作填料的上流式滤池。研究结果表明,缺氧反硝化对去除焦化废水中COD有重要作用。反硝化菌可利用一些好氧微生物和厌氧微生物都难以降解的焦化废水中的有机物作碳源,反硝化反应器可去除进水中40%的COD。缺氧反硝化反应器进水碳氮质量比在5以上就可基本满足焦化废水反硝化对碳源的需求。稳定运行状况下的NO3--N容积负荷不大于0.24 kg/(m3.d)。缺氧反应器的水力停留时间不小于24 h。系统进水COD、NH3-N的质量浓度分别在1 000～2 200、200～400 mg/L范围内,对系统进水不进行稀释的条件下,水解酸化反应器HRT为20 h,缺氧反应器HRT为24 h,一级好氧反应器和二级好氧反应器HRT均为48 h,二级好氧反应器硝化液回流比为3时,生物膜法A2/O2系统处理出水的COD和NH3-N可以同时达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。

改良厌氧/缺氧/好氧脱氮除磷工艺处理城镇污水

山东省东明县污水处理厂采用改良厌氧/缺氧/好氧脱氮除磷工艺处理城镇污水,运行结果表明:在平均进水COD为320 mg/L、BOD5为154 mg/L、SS为142 mg/L、NH3-N为32 mg/L、TP为2.8 mg/L的条件下,其去除率分别为85%、88%、86%、90%、72%,出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准。

厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器组合工艺处理垃圾渗滤液中操作参数对降解特性的影响

采用厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器组合工艺(A/A/O-MBR),用苯酚和氨氮预驯化污泥,以实际垃圾渗滤液为处理对象,考察了水力停留时间与进水浓度负荷对COD及氨氮的降解特性的影响。结果表明,与单纯O-MBR工艺相比,组合工艺不仅能减少约2/3~3/4的曝气费用,而且能使COD与氨氮的去除率分别达到80%和60%左右。