沸石强化A/O同步脱氮除磷工艺的生物-化学除磷研究

沸石强化了生物硝化作用,但回流的硝酸盐在A段抑制了聚磷菌释放磷,使生物脱氮工艺无除磷效果,需要化学除磷。铝盐和铁盐均具有很好的化学除磷效果,且与投加位置无关。当按磷与铝的摩尔比1∶1.5投加Al2(SO4)3·18H2O时,磷的去除率在85%以上;当按磷与铁的摩尔比1∶1投加FeSO4·7H2O时,磷的去除率在80%以上;当在A段投加20mgLFeSO4·7H2O和30mgLAl2(SO4)3·18H2O混合除磷剂能去除沸石强化AO生物脱氮工艺90%左右的磷,使磷达到出水排放标准。

对强化生物除磷机理与工艺认识误区的剖析

结合国际上生物除磷机理与工艺的最新进展,分析了目前我国在污水生物除磷工艺研发和运行中存在的一些认识误区。基于成熟的生物除磷生化代谢机理,指出反硝化除磷菌(DPB)是一种广泛存在于一些强化生物除磷(EBPR)工艺中的聚磷菌(PAOs),无需特殊培养;对于市政污水,EBPR工艺中出现的聚糖原菌(GAOs)一般不会成为聚磷菌(PAOs/DPB)的竞争者而严重影响系统的除磷功能。针对强化生物除磷工艺的认识误区,指出污泥龄(SRT)是设计的关键参数,在最不利细菌生长的冬季,控制SRT>12 d即可使EBPR保持较好的硝化与脱氮除磷效果;在污水生物处理除磷工艺选择上,"厌氧池+氧化沟"只是污水处理升级而演变出的一种被动型工艺,并非最佳的EBPR工艺选择;此外倒置A2/O工艺由于忽略了聚磷菌所需的进水碳源及DPB的作用,并不一定能改进EBPR的生物除磷效果。

城镇污水处理厂强化生物脱氮除磷的工艺优化探索与应用

面对日益提高的排放标准和日趋严格的环保执法的双重压力,在进水碳源不足的情况下,为追求稳定达标,大量投加药剂(如碳源、除磷药剂等)的现象在污水处理厂已较为普遍。采取强化反硝化过程、充分有效利用碳源、优化药剂投加控制等工艺优化和技术改造措施,实践证明效果显著,生物段总氮去除率从原来的40%~60%(加碳源)提高至70%~80%(不加碳源),全厂的药剂消耗从90万元/月下降到25万元/月,全年节约药剂费用约780万元,且出水水质更优、更稳定。着力于提高二级生物处理段的生物脱氮和生物除磷效率,避免单纯依赖外部碳源和除磷药剂的投加,既能更好地实现提质增效,又大大减少化学药剂的使用对环境的潜在风险。

污水强化生物除磷的生化模型研究进展

阐述了在污水强化生物除磷过程中生化模型的建立与发展,重点介绍了与聚磷菌有关的Mino模型,强调了在理解生化模型时应该注意的问题:所有聚磷菌生化模型都只是在试图描述发生在EBPR(Enhanced Biological Phosphorus Removal)生物群中的一些生物化学变化现象和规律(多聚磷酸盐的吸收和水解、PHA的合成与再利用)。另外,还都假设所有具有EBPR能力的细菌都有着共同的代谢特征。所以,尽管这些生化模型有助于对整个EBPR过程的理解,但不应该拘泥于这些生化模型,只有通过对聚磷菌纯培养获得最终成功才能够彻底解决整个问题。

强化生物除磷系统的微生物种群及其表征技术

详细介绍了强化生物除磷系统(enhancedbiologicalphosphateremoval,简称EBPR)中的微生物种群及其表征技术,提出了研究EBPR中微生物种群及其表征技术的发展方向。

复合式膜生物反应器强化脱氮除磷的实验研究

在传统好氧膜生物反应器(MBR)的基础上,结合厌氧/缺氧/好氧(A2/O)工艺开发了复合式A2/O膜生物反应器,并对其处理小区生活污水中的氮、磷等污染物的特性进行了研究。实验表明:在各自合适的条件下复合式A2/O膜生物反应器可保证化学需氧量(COD)的平均去除率达到90.17%,NH4+-N的去除率可达到92.32%,总氮(TN)平均去除率可达到72%,而总磷(TP)的平均去除率达到71.23%。

亚硝酸盐对强化生物除磷系统的影响

为了全面了解亚硝酸盐在生物除磷系统中的作用,采用SBR反应器,研究了亚硝酸盐对聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷的影响及短程反硝化除磷过程中各物质质量浓度之间的关系。结果表明,厌氧段释磷量随厌氧段投加NO-2-N质量浓度提高而增加,在厌氧段的后期出现了以NO-2为电子受体的吸磷现象。在好氧段投加亚硝酸盐,当NO-2-N质量浓度从5 mg/L升高到10 mg/L时,好氧吸磷速率随NO-2-N质量浓度提高而迅速降低,但当NO-2-N质量浓度超过10 mg/L后,好氧吸磷速率随NO-2-N质量浓度提高降低速度减缓。系统缺氧除磷量与NO-2-N消耗量、缺氧除磷量与PHB(聚-β-羟基丁酸)消耗量均呈线性关系。

生物强化除磷机理的探讨

对生物强化除磷(EBPR)的机理进行了探讨。首先介绍了聚磷菌胞内贮存物(聚磷、PHAs和糖原)的性质和功能,然后对这些贮存物在厌氧和好氧(缺氧)情况下的反应加以分析。旨在从能量转化的角度对EBPR过程加以阐述,加深对生物除磷机理的认识。

新型强化脱氮除磷生物处理工艺在污水厂提标改造中的应用

采用新型强化脱氮除磷生物处理工艺对北方某污水处理厂进行提标改造,在保持原有CASS生化池结构不进行改动的情况下,将原有CASS生化池内设备拆除,安装新型曝气软管、气提回流装置、快速沉淀装置、钢板隔墙等,将原有生化池改造为带有厌氧、缺氧、好氧、沉淀为一体的新型强化脱氮除磷生物处理工艺,后续增设活性砂滤池和消毒池,分别将总磷、悬浮物、粪大肠菌群控制在出水标准范围内。污水处理厂改造后未增加占地,出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB8918-2002)的一级A排放标准,运行能耗降低了约30%,出水用于城区景观河道,给业主方带来了可观的经济效益和环境效益。

EBPR工艺污泥中聚磷菌多样性与除磷潜力评价方法

自1970年代研究者发现聚磷菌(polyphosphate accumulating organism,PAO)并提出经典的强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal,EBPR)工艺“厌氧释磷-好氧摄磷”机理以来,随着EBPR工艺中PAO新菌株的不断发现和生理生化特征研究的不断深入,研究者们对EBPR机理的认识一直在不断更新.及时总结近40年来EBPR机理的研究进展,基于活性污泥中PAO菌株信息全面归纳PAO多样性特征,以此为依据客观评价目前活性污泥中PAO除磷潜力评价方法的不足并展望未来重点研究方向,对于推动EBPR工艺优化升级将具有非常重要的理论与实际意义.本文全面调研了1980—2021年国际期刊相关文献,发现传统EBPR机理中厌氧内碳源合成、厌氧释磷意义等受到了较多质疑,反硝化聚磷新机理已获得广泛认同;活性污泥中PAO具有异常丰富的多样性,包含Acinetobacter(29%)、Pseudomonas(15%)、Tetrasphaera(4%)、Alcaligenes(4%)等42个菌属,部分PAO具有反硝化聚磷和异养硝化能力.在目前主流的活性污泥PAO除磷潜力评价方法中,荧光原位杂交和定量PCR技术只以Accumulibacter或Acinetobacter属PAO为检测对象,高通量测序和变性梯度凝胶电泳技术基于片面的PAO多样性信息作为分析依据,在此基础上PAO丰度所反映的PAO除磷潜力的准确性尚存在疑问,未来需要加强面向活性污泥PAO多样性的探针或特异性引物的研发.与传统方法相比,EDTA法胞内多聚磷酸盐颗粒含量检测技术较为先进,但需要以PAO和非PAO菌株为参照深入阐明检测结果的边界.

侧流与主流磷回收工艺对比及调控因子分析

从污水中回收磷是缓解磷资源危机的有效途径,目前,污水处理厂常用的磷回收工艺主要为从剩余污泥中回收磷的侧流工艺,存在工艺复杂、回收效率低等问题.以生物膜为主体的主流磷回收工艺可实现磷的同步去除与富集,工艺简单且高效,因此更具发展前景.两种工艺在运行原理及模式上存在显著差异,因此对两者的调控措施不尽相同.本文分别以A^(2)O工艺和生物膜序批式反应器工艺为代表,对比了侧流和主流磷回收工艺在运行原理及模式上的异同,并以聚磷菌的代谢机理为基础,总结了温度、pH值、水力停留时间、溶解氧、碳源和蓄磷量等调控因子对两种工艺产生的影响,并阐述了其差异化机制,以期为生物膜磷回收工艺的进一步发展提供参考.

不同葡萄糖和乙酸比对强化生物除磷系统的影响

在5个序批式活性污泥反应器（R1~R5,碳源葡萄糖和乙酸投加比以COD计时分别为0：100%、25%：75%、50%：50%、75%：25%、100%：0）中,采用人工合成污水,研究了不同葡萄糖和乙酸投加比对EBPR系统除磷效果及微生物群落结构的影响。结果表明,第20-80天,葡萄糖和乙酸投加比以COD计时分别为25%：75%和50%：50%的反应器R2和R3,与100%乙酸为碳源的R1相较,显示出了更好的除磷效果,其中R3最佳,平均除磷效率达到96%以上。葡萄糖含量越大的反应器,系统p H越低;从R2到R5,厌氧释磷量逐渐降低。随着运行时间,含葡萄糖为碳源的反应器,相对于100%乙酸为碳源的反应器,除磷效果较不稳定。不同葡萄糖和乙酸中投加比的EBPR系统微生物群落结构差异较大,DGGE图谱的主要条带明显不同,相似性均低于63%。

改进UCT工艺强化城镇污水脱氮除磷实例研究

目前城镇污水处理厂大多存在运行能耗高、污水处理效能低、脱氮除磷能力不足等问题,污水处理提质增效迫在眉睫。以出水可稳定达到一级A标准的南京市某污水厂改进UCT工艺为工程实例,通过全流程水质监测与微生物群落结构分析,探究优化工艺设计与运行对强化脱氮除磷的影响。结果表明,通过合理设置分段进水、多点回流比例和回流点位,UCT工艺可取得较好的脱氮效果,TN去除率可达到79.23%和82.29%;延长HRT、降低厌氧区进水浓度、增加内回流点数均有利于多种脱氮途径协同作用,尤其厌氧氨氧化脱氮贡献可提高7.48%;但强化生物脱氮与除磷条件之间存在拮抗作用。微生物群落结构分析显示,HRT的增长及内回流点的增加有利于提高微生物多样性,同时能使浮霉菌门(Planctomycetes)占优,丰度为29.48%~50.67%,好氧池硝化螺旋菌属(Nitrospira)受到抑制。研究结果可为国内现有污水处理厂提质增效提供工艺改进和运行优化方面的指导和依据。

运行条件对强化生物除磷颗粒污泥系统性能及微生物群落的影响

为了了解SBR强化生物除磷(EBPR)颗粒污泥系统的影响因素,为颗粒污泥生物除磷工艺的实际应用提供技术支持,采用有效容积为12 L的SBR反应器,以乙酸钠为碳源、KH 2PO 4为磷源,对EBPR颗粒污泥系统的启动和除磷性能及污泥颗粒化过程进行研究。结果表明:若进水碳磷比过低(C∶P=200∶15),除磷效率较低。与25℃相比,15℃条件下污泥EPS含量增加。此外,15℃条件下污泥颗粒化的蛋白质(PN)含量增加更为显著,污泥粒径增长明显,且与25℃相比,在15℃的低温条件下,更利于传统EBPR系统中主要负责生物除磷的微生物红环菌属(Rhodocyclus)的生长,使其成为系统优势菌种,进而提高除磷效率。

投加生物填料强化低温条件下局部改造后AB工艺研究

针对齐齐哈尔AB污水处理工艺A段生化吸附高效性、对氮磷等典型污染物去除效果低等特点,在不扩建新的构筑物条件下,充分利用原始AB工艺A段特性,通过将B段局部改造为A/O工艺,能够达到强化氮磷污染物的去除效果。由于冬季水温较低,改造后的工艺不能保证稳定的出水水质,故通过投加悬浮生物填料进行生物强化。试验表明,在低温情况下,通过将B段改为A/O工艺,局部投加悬浮生物填料,能够使各项污水排放指标实现达标排放。

乙酸丙酸比例对富集聚磷菌生物除磷系统影响研究

通过丙酸/乙酸（以C计）比例为0.1、0.5、1、2、10的合成废水,在SBR反应器（1#～5#）中长期驯化聚磷菌（PAO）富集的污泥,研究了丙酸/乙酸比例对增强生物除磷系统（EBPR）中短链脂肪酸（SCFA）降解、溶解性正磷（SOP）的释放/吸收及其去除率的影响.结果表明,PAO对SCFA的利用符合一级动力学过程,PAO对丙酸的利用速率较乙酸快,因此,增加丙酸/乙酸比例有助于EBPR系统的稳定性.随丙酸/乙酸比例增加,SOP的释放与吸收量减少,SOP的代谢速率降低,但SOP的去除率明显增加.因此,增加丙酸/乙酸比例有助于提高EBPR系统除磷效率.

MBR组合工艺脱氮除磷研究进展

常规MBR工艺处理城市生活污水尽管可以获得较低SS的出水,但对氮、磷的去除却很难达到愈来愈严格的排放要求,因此强化MBR工艺生物段的脱氮除磷功能成为目前研究的热点问题。分析了MBR脱氮除磷的潜力,介绍了各种MBR组合工艺脱氮除磷的原理、特点及处理效果,探讨了MBR组合工艺脱氮除磷的研究方向,认为微生物学机理、强化内源反硝化及膜污染控制等是其研究重点。

化学除磷药剂对EBPR系统处理效能的影响

为研究化学除磷药剂的种类及投加浓度对强化生物除磷系统(EBPR)处理效率的影响,采用以厌氧/好氧方式运行的SBR反应器,以人工配制废水为进水,通过长期试验,分别考察了FeCl_3和AlCl_3两种除磷药剂的投加对系统出水水质的影响。结果表明:随着化学除磷药剂投加浓度的增加,出水COD浓度逐渐降低,而氨氮去除率未随化学除磷药剂投加量的增加而产生明显的变化;低浓度(Fe^(3+)和Al^(3+)的投加浓度分别不大于8 mg/L和6 mg/L)化学除磷药剂将提高微生物活性,高浓度(Fe^(3+)和Al^(3+)的投加浓度分别为24 mg/L和18 mg/L时)产生抑制效果。长期试验中,当Fe^(3+)、Al^(3+)投加量分别为8 mg/L和6mg/L时,即Fe^(3+)、Al^(3+)投加量分别为8.6、7.0 mg/(g VSS)时,系统厌氧释磷量及好氧吸磷量均达到较大值,系统除磷效果最好,此时磷酸盐去除率分别为96.5%和89.5%。

反硝化除磷工艺研究

研究了反硝化除磷工艺的运行效果。结果表明,此反硝化除磷工艺可以较好地进行除磷脱氮,但是磷的去除对进水氮的浓度有一定的要求。在进水COD 400 mg/L,总磷15 mg/L,氨氮84 mg/L的条件下COD的降低率可达96%以上,氮的去除率稳定在86%-88%,磷的去除率为92%-95%。进水氨氮质量浓度为60 mg/L时,磷的去除率为78%,在进水氨氮质量浓度降为44mg/L时磷的去除率降为68%。反硝化除磷比以氧为电子受体的生物除磷可减少耗氧55.5%,剩余污泥的产生量可减少53%,温室气体CO2的产生量可减少体积分数21.4%。

污水除磷工艺的研究动向

该文介绍污水除磷工艺的现状及研究动向;着重介绍污水强化生物除磷工艺及其影响因素如碳源、pH值、温度等,并结合此工艺探讨如何实现磷回收;指出实现从污水中去除磷的目的和磷资源的可持续发展的污水除磷和回收磷相结合工艺,应是将来的研究方向。