序批式生物膜反应器强化苯胺废水脱氮的特性及机理研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR)处理600 mg/L的苯胺废水,并与序批式活性污泥反应器(SBR)进行对比。结果表明:两组反应器对苯胺均能达到100%的去除效果,但SBBR的总氮去除效率更高。SBBR的硝化以异养硝化为主,同时也存在一定程度的自养硝化;反硝化过程是外加碳源缺氧反硝化。高通量测序结果表明,SBBR的活性污泥和生物膜能更好地兼容苯胺降解菌群和脱氮功能菌群的生长和发育,从而保证苯胺废水的脱氮。

海水养殖废水序批式生物膜反应器构建及其脱氮性能与微生物群落结构解析

【目的】评估不同盐度条件下序批式反应器(SBR)和序批式生物膜反应器(SBBR)的氨氮去除效果及其表面生物膜特性,探究高盐条件下能实现高效去除氨氮的微生物菌群结构,为海水养殖过程中微生物高效硝化技术的开发与应用提供参考依据。【方法】SBR和SBBR接种相同的活性污泥后,模拟海水养殖废水处理,并在未加盐的条件下首次启动,保持15 d的稳定运行后将反应器内的盐度逐渐增加到1.0%、2.0%、3.0%和4.0%,然后通过扫描电子显微镜—能谱分析、N-(1-萘基)-乙二胺光度法、纳氏试剂光度法和宏基因组测序分析对每个盐度阶段不同反应器的硝化性能、微生物群落结构及代谢基因丰度变化进行评价。【结果】SBR硝化性能受盐度的影响较明显,在高盐(3.0%和4.0%)条件下的氨氮去除率仅为43.18%和37.97%;盐度变化对SBBR的硝化功能无明显影响,在4.0%的高盐条件下仍能实现高效硝化(氨氮去除率在98.00%以上)。相对于SBR,SBBR中微生物群落的物种丰度及多样性更高、群落结构相对更稳定,尤其是冰冷杆菌属(Gelidibacter)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)的相对丰度不受盐度变化的影响;副球菌属(Paracoccus)、陶厄氏菌属(Thauera)及假单胞菌属(Pseudomonas)等反硝化细菌在SBBR中也具有较高的相对丰度。相对于SBR,反硝化关键基因norB和nosZ在SBBR中的丰度更高,且具有更强的协同效应。【结论】以海绵生物膜填料为载体的SBBR能在高盐条件下实现短期启动硝化脱氮及维持微生物群落结构稳定性,促使SBBR存在多种脱氮途径,同时表现出更强的脱氮基因协同效果。SBBR的脱氮效果较传统活性污泥法有明显提升,为高盐条件下海水养殖废水脱氮处理提供了有效的解决方案。

序批式膜反应器同步硝化和反硝化的特性

为提高污水生物脱氮处理的效率和减少外加碳源,研究了序批式膜反应器(SBBR)在有氧情况下处理生活污水中同步硝化和反硝化的特性.试验表明,原水TN为80～110mg/L和溶解氧浓度为0.8～4.0mg/L情况下,出水TN小于15mg/L,NH3-N去除率达100%,TN去除率54%～77%,NH3-N容积负荷率为47～94mg/(L(d),TN容积负荷率为56～113mg/(L(d).TN的变化规律为在NH3-N降到零或最小之前,TN持续降低之后,TN有短时的上升后再缓慢降低.在较大的溶解氧浓度范围内,SBBR具有同步硝化和反硝化的能力,建议将NH3-N降解到零或最小值的时刻,作为同步硝化和反硝化的结束点.

氯化铁对序批式生物膜反应器中磷去除的影响

为使废水中磷达到更好的去除效果,生物法与化学法结合(即BC法)是目前除磷的发展趋势,但絮凝剂对系统中微生物的影响研究仍较少。氯化铁是除磷过程中常用的絮凝剂,本试验主要研究了其对SBBR反应器中除磷效果的影响。结果表明,当进水TP质量浓度为2.34～7.13mg·L-1,每星期向反应器中投加一次氯化铁(投加质量浓度为3mgFeCl3·(L废水)-1时,反应器对TP的去除率在86.5%以上,出水质量浓度稳定在0.5mg·L-1以下,达到国家排放标准的一级A标准(GB18918-2002);过量的氯化铁则因抑制生物膜中微生物活性,不利于磷的去除。

利用序批式生物膜反应器启动厌氧氨氧化研究

研究了在缺氧条件下利用序批式生物膜反应器(SBBR)快速启动厌氧氨氧化过程,并考察了该过程中反应器的脱氮效率、厌氧氨氧化现象、生物膜性质及微生物群落的变化.从第60d开始出现ANAMMOX现象,经过100多天的启动,最高总氮负荷达0.67kg-N/m3 d,总氮去除率达到87.3%.生物膜厚度和污泥颜色、形态发生明显变化,厌氧氨氧化菌的相对含量达到40%以上,成为反应器的优势菌种.本研究表明SBBR是一种高效启动厌氧氨氧化的生物反应器.

序批式膜生物反应器同时脱氮除磷的比较研究

对比了厌氧-好氧(AO)及厌氧-缺氧-好氧(A2O)2种运行模式序批式膜生物反应器(SBMBR)对模拟生活污水同时脱氮除磷的性能.结果表明,2种运行模式的SBMBR对有机物及氨氮的去除率分别可保持在90%和95%以上.A2O MBR具有更强的释磷能力,其SPRR30(前30min比释磷速率)比AO MBR高出47.5%;但SPUR30(前30min比吸磷速率)却比AO MBR低,这是导致前者膜出水中TP值较后者高的原因之一.2个系统内污泥均有反硝化除磷能力,A2O MBR中DPAO(反硝化聚磷菌)的比例比AO MBR提高了57%;硝酸盐为电子受体时单位电子转移所吸收的磷,前者比后者高30%.这2个因素双重作用的结果导致了A2O MBR反硝化除磷能力的提高.A2O MBR系统曝气时间减半并没有加重膜污染,反而该系统的膜污染相对较轻.膜对有机物有较好的过滤截留作用,污泥沉降性能对SBMBR出水水质影响很小.

序批式膜生物反应器脱氮除磷性能研究

采用平行试验的方式对比序批式膜生物反应器与传统膜生物反应器在不同进水碳氮比条件下对污染物质的去除效果.试验结果表明,序批式膜生物反应器强化了传统膜生物反应器的脱氮除磷性能.进水碳氮比在(7.8～32.2)∶1范围内,序批式膜生物反应器TP平均去除率为93.9%,TN平均去除率由传统膜生物反应器的31.8%提高至87.4%,且保持稳定,无需外加碳源.序批式膜生物反应器混合液EPS含量高于传统膜生物反应器.

序批式生物膜反应器处理屠宰废水

屠宰废水首先经过栅网去除粗大颗粒状悬浮物并静沉除油 ,然后经序批式生物膜反应器 (SBBR)处理进一步去除有机物 ,最后过滤去除色度和微细悬浮固体。结果表明 ,各污染指标的去除率CODCr为 97% ,BOD5 为 99% ,TKN为 92 % ,油脂为 82 % ,最后出水水质满足国家二级排放标准。

序批式膜生物反应器中反硝化聚磷菌的富集

采用序批式膜生物反应器(SBMBR)对以硝酸盐作为电子受体的反硝化聚磷菌的富集进行了研究.结果表明,经过厌氧-好氧和厌氧-缺氧-好氧2个阶段的富集,反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的比例从19.4%上升到69.6%,每周期缺氧段投加硝酸盐氮120mg时,SBMBR系统运行最为稳定.稳定运行的SBMBR反硝化强化除磷体系具有良好的强化除磷和反硝化脱氮性能,缺氧段脱氮和除磷效率分别达到100%和84%,膜出水总磷浓度平均低于0.5mg/L,系统除磷率达到96.1%.此外,氨氮去除率保持在92.2%,氨氮被去除的同时并没有发现亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的明显积累.

菌藻共生序批式生物膜反应器处理猪场沼液

采用活性污泥、光合细菌和小球藻组成的菌藻共生序批式生物膜反应器(SBBR)对猪场沼液进行了净化处理,研究了HRT和光照度等因素对污染物去除效果的影响。结果表明,优化HRT为2 d、光照度为5 klx。系统运行稳定后,COD、NH_4^+-N、TN和TP的去除率分别为92.16%±0.82%、97.98%±0.53%、87.95%±0.55%和84.25%±0.45%,出水COD和NH_4^+-N、TN、TP的质量浓度分别为(143.3±15.0)mg/L和(14.24±3.74)、(97.48±4.45)、(5.20±0.15)mg/L。该系统稳定性好,能有效地去除沼液中的污染物,可用于猪场沼液净化。

序批式生物膜反应器不同填料挂膜及短程硝化特性研究

以实际生活污水为研究对象,采用序批式生物膜反应器(SBBR),填充不同种类的填料,针对其各自的挂膜特征和短程硝化的实现与稳定的特性进行了研究。结果表明,与立方体海绵填料相比,炭纤维填料的SBBR能够更快地实现挂膜启动,硝化效果稳定、高效(NH4+-N去除率高达99.3%);立方体海绵填料更易在常温下,实现NO2--N大量积累的短程硝化,但是相比而言,硝化效率不高。升高温度至30℃左右时,能够在30d内实现炭纤维填料的短程硝化,通过过程控制可以实现短程硝化的稳定。荧光原位杂交技术(FISH)检测结果证实,SBBR中短程硝化的实现与稳定是因为菌群得到了优化,氨氧化细菌成为优势菌种。

膜序批式生物反应器脱氮性能研究

采用厌-好氧交替膜序批式反应器,实验室人工合成配水,连续运行300d,对反应器脱氮性能进行了研究。结果表明,污泥浓度达到18g·L^-1时,污泥粒径大小在100μm以上的占96%,污泥出现颗粒化。FISH-CLSM分析AOB及NOB的群落空间分布表明它们在污泥中大量存在。NH4^＋-N进水50mg·L-1左右时出水在1mg·L^-1以下,硝化反应在180-210min就可以完成。曝气强度与硝化反应速率密切相关,曝气强度为100m3·（m^2·h）^-1时,NH4＋-N降解速率最佳达24.25mg·（L·h）^-1,系统硝化性能稳定。影响系统脱氮的主要因素是反硝化速率,曝气强度为69m^3·（m^2·h）^-1时,对NO3^--N的利用率为10.98mg·（L·h）^-1,出水NO3^--N浓度为4.4mg·L^-1,滞留在厌氧段的浓度3.5mg·L^-1为最低,反硝化效果最好。曝气过量或不足时反硝化速率都低。在保证系统处理能力的同时,大的交换比0.35有利于系统脱氮运行。C/N比为2时,反硝化速率最高,〉2时出现NO2^--N的积累。

焦化废水的一体化膜——序批式生物反应器处理

采用一体化膜-序批式生物反应器(SMSBR)处理焦化废水,初步研究表明:在水力停留时间(HRT)为32.7h,泥龄(SRT)为600d,平均COD容积负荷为0.45kg/(m3·d)的条件下,生物反应器上清液的COD难以降至100mg/L以下(平均为111.4mg/L),而通过膜的出水,COD可以稳定在100mg/L以下(平均为86.4mg/L),膜所截留的COD在后续的反应中得到进一步降解而未产生显著积累;在保证温度和碱度的情况下,出水NH3-N浓度低于1mg/L;硝酸盐细菌比亚硝酸盐细菌对温度的冲击更敏感,从而引起出水NO2-N的积累;系统在好氧反应阶段同时存在硝化和反硝化作用;膜分离对污泥的浓缩过程并未使剩余难降解有机物的去除得到强化,而膜污染速率在这一过程中表现较快。

序批式生物膜反应器的除磷特性及影响因素

针对连续流生物膜法有机物去除率和脱氮率高、除磷率低的缺点，为提高生物膜的除磷效率，通过构建厌卓／好氧交替运行的序枇式生物膜反应器（SBBR），合理调控厌氧和好氧段的运行时间，处理广州地区碳源偏低的城市污水，考察SBBR除磷的效率和特性．结果显示，当进水总磷（TP）质量浓度为1．65～7．10mg／L时，出水TP质量浓度在0．085-0．5mg／L之间，去除率达到90％以上．在此基础上，对SBBR的厌氧和好氧段的工．艺特性及控制影响因素进行分析，指出厌氧／好氧交替运行的工序是采用SBBR处理城市污水时高效除磷的前提和基础，且磷有效释放量、有机物降解与除磷效率之间具有良好的线性相关性，确保厌氧磷的最大有效释放是SBBR系统高效除磷的关键．

序批式生物膜反应器的同步硝化反硝化研究

序批式生物膜反应器(SBBR)在好氧条件下能创造缺氧微环境,出现同步硝化反硝化现象。为在城市污水处理中实现持久稳定的同步硝化反硝化过程,研究了DO、C/N、温度和pH对SBBR同步硝化反硝化的影响。结果表明:DO是影响同步硝化反硝化重要因素,温度和pH对硝化菌和反硝化菌的生物活性具有明显的抑制作用,在中性和略偏碱性时可较好地实现同步硝化反硝化。

序批式生物膜反应器常温亚硝化启动试验研究

常温条件下,采用序批式生物膜反应器处理城市生活污水经A/O处理的二级出水,研究曝气量、温度等对亚硝化启动的影响。试验初期反应器自然挂膜,采用高浓度游离氨(FA)和低浓度溶解氧(DO)联合抑制的方法抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长,使氨氧化菌(AOB)成为反应器内的优势菌种。试验结果表明12d即可完成序批式生物膜反应器硝化生物膜的培养和富集,挂膜速度较快;在不影响亚硝化反应的前提下,低浓度DO可以有效抑制NOB的生长,有利于AOB成为反应器内优势菌种,且不影响进水氨氮转化率;低氨氮浓度条件下,较低的温度对AOB的活性有抑制作用,而缩短曝气时间并不能稳定提高亚硝酸盐氮的积累率。

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.

序批式生物膜反应器同步硝化反硝化的曝气时间控制及其机制分析

装有鲍尔环填料的序批式生物膜反应器(SBBR)具有很好的同步硝化反硝化(SND)效果。从试验结果可以看出,SBBR具备了生成和保存内碳源以及产生缺氧区的良好条件;当硝化结束后,应立即停止曝气,可以降低出水TN并实现节能。分析了生物膜内各种基质、DO、聚β-羟基丁酸(PHB)的变化曲线,描述了生物膜内发生SND的过程和机制,并提出了SBBR中达到良好SND效果的曝气时间控制方式。

膜-序批式生物反应器处理生活污水

采用膜-序批式生物反应器处理生活污水,在不排泥条件下考察了系统连续运行的稳定性。结果表明在气水比为35∶1、运行周期为5.75h时,系统出水稳定,COD_(Cr)、氨氮和浊度平均去除率分别为89.8%、99.3%、99.6%;膜自身的平均去除率分别为10.2%、0.1%、9.5%。膜分离过程强化了系统处理效果;膜操作压力(TMP)上升缓慢,出水水质优于生活杂用水水质标准。

序批式膜生物反应器处理生活污水的特性

研究了中试规模序批式膜生物反应器处理生活污水的特性.发现其对CODCr、NH3-N及TN的去除效果可分别达到95·0%、96·3%及38·0%;过膜阻力增加率为1·032kPa·m-1.TN去除率偏低的主要原因在于缺少搅拌装置,在静置阶段时,污泥大部分沉积在反应器底部(系统运行期间30min沉降比均低于40%),从而使反硝化细菌不能充分与水溶液中的NOx-N接触.采用空间排阻液相色谱法对混合液及膜污染物进行分子量分布测定,发现大量大分子物质在反应器内、膜面及膜孔内积累,相对分子质量大于104的有机物分别占64·0%、38·0%.经过物理及化学清洗,膜通量恢复了73·4%,多糖含量为清洗前的30·4%,说明多糖是造成不可逆污染的主要物质.