微压气升循环流反应器与完全混合式反应器运行效果及微生物种群结构比较

微压气升循环流反应器(MP-ALR)是在完全混合式反应器(CMR)基础上开发的一种新型污水处理装置。对比研究了MP-ALR和CMR对COD和氨氮的去除效果,并分析了微生物的种群变化和相似性。结果表明,MP-ALR对COD与氨氮的去除效果比CMR更强,抗有机负荷冲击的能力也更强,更适合高浓度有机工业废水的处理。变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析表明,MP-ALR和CMR微生物种群结构差异较大,第91、103、116、124个周期末,MP-ALR内的微生物种群数均小于CMR。进一步聚类分析表明,MP-ALR和CMR内的种群均呈现出了逐渐演替的过程,且MP-ALR的演替程度大于CMR。

微压内循环生物反应器对不同碳氮比城市污水的处理效果及运行优化研究

针对城市污水中由于氨氮浓度增高而导致的碳氮比(C/N)下降的问题,考察了微压内循环生物反应器(MPR)对不同进水C/N模拟城市污水的处理效果,并进行运行优化。结果表明:(1)保持进水COD为245~357 mg/L,提高进水氨氮使进水C/N(质量比)分别为8.7、5.6、3.9,MPR对氨氮的平均去除率始终保持在98%以上,TN去除率由92.42%降至70.06%。进水C/N为3.9时,采用分次进水、分次曝气运行模式,更多碳源被用于反硝化,TN平均去除率提升至81.86%,出水TN低于15 mg/L。(2)随着进水C/N的下降,MPR内混合液悬浮固体浓度、胞外聚合物及好氧段内比好氧速率均下降,通过分次进水、分次曝气的运行调整后,系统的污泥活性得到了恢复。

微压内循环生物反应器处理低温城市污水中试研究

以某城市污水处理厂曝气沉砂池出水作为原水,考察以微压内循环生物反应器(MPSR)为主体的工艺在低温低负荷情况下的处理效果以及稳定性,以期解决低温低负荷条件下常规水处理技术难以满足出水要求的问题。结果表明,温度7.9~11.5℃,污泥负荷0.071 kgCOD/(kgMLSS·d),反应器出口DO浓度1.0~1.5 mg/L,水力停留时间9.6 h,污泥浓度6 320 mg/L,污泥龄15 d,氨氮负荷、总氮负荷分别为23.71、76.63g/(m^(3)·d)条件下,平均出水COD、NH^(+)_(4)-N、TN、TP的浓度分别为24.26、2.31、8.18、0.15 mg/L,去除率分别达到82.10%、76.85%、71.21%、82.12%,出水水质达到GB 18918—2002《城镇污水处理污染物排放标准》的一级A标准。

微压反应器处理低温污水中溶解性有机物变化规律

为探究微压内循环多生物相反应器对低温污水中溶解性有机物的去除特性和迁移转化规律,结合荧光区域积分法,对11℃环境下MPR处理过程中溶解性有机物的紫外光谱特性及荧光光谱特征进行分析。结果表明,随着MPR处理时间的增加,峰T2、峰A均发生了红移,说明低温污水中类腐殖酸物质贡献率的增加是由DOM小分子比例降低而导致的。单周期内ΦⅠ,n和ΦⅡ,n的降幅分别为95.8%、83.8%,类蛋白质物质的贡献率呈现逐渐降低的趋势,说明低温下类酪氨酸物质和类色氨酸物质易被降解。低温污水中DOM在曝气5h时已达到最佳降解效率,ΦT,n的降幅为80%,并且此时类富里酸物质和类腐殖酸物质也被大量去除。单周期内类腐殖酸物质含量的变化趋势为先降低后趋于平稳,但PV,n的变化趋势则是先增大后趋于平稳。

序批式MPR反应器处理低C/N城市污水运行方式优化研究

微压内循环生物反应器(Micro-Pressure Inner-Loop Bioreactor,MPR)是一种新型的污水处理工艺,在处理低C/N城市污水方面具有潜在优势。本实验考察了不同曝气量和进水方式下序批式MPR反应器对模拟城市污水处理效果,分析了污染物去除过程和污泥特性。研究结果表明,一次进方式下,在进水TN和TP浓度分别为79.52、4.1mg/L,进水C/N约为3.9的进水条件下,曝气量为7.5 L/h时,反应器TN和TP去除率分别达到70.26%和97.76%;采用二次进水方式后出水TN降至13.95 mg/L,TN的去除率提高至81.71%;两种进水方式下,反应器对COD和TP平均去除率保持在88.67%和95.03%。典型周期内污染物历时表明,和一次进水方式相比,分次进水优化了碳源分配,使更多碳源用于反硝化,系统内酸碱环境较一次进水更稳定,活性污泥浓度MLSS和污泥SOUR高于一次进水。

C/P对长泥龄MPR脱氮除磷及污泥特性的影响

针对长泥龄运行下(SRT=100 d)的微压内循环多生物相反应器(MPR),探究不同进水C/P(分别为110、53、39)对系统脱氮除磷以及污泥特性的影响。实验结果表明,当进水C/P分别为110、53、39时,TP去除效率分别为95.42%、81.43%、55.91%,除磷效率明显降低。TP出水质量浓度随C/P变化的拟合公式为y=23.66/(x-30),R^(2)达到0.99。根据拟合结果计算出满足出水达标的最低C/P为77。拟通过投加碳源来解决高磷出水达标的问题,最小碳源投加量随C/P变化的拟合公式为y=11.60-204.46ln(x-25.63),R^(2)达0.96。系统中MLSS、MLVSS、MLVSS/MLSS随C/P的降低而下降,SV、SVI上升,污泥中微生物数量减少,沉降性能下降,微型动物种类丰富度减少、活性污泥性状变差,到C/P=39末期PAOs淘洗出系统,丝状菌及其他异养菌开始增殖。由于长SRT运行与反应器结构的优势,进水C/P的变化对COD、NH_(4)^(+)-N、TN去除效果影响较小,去除效率分别保持在90%、99%、70%左右。

MPSR无污泥外排系统长期运行机制分析

针对日益凸显的剩余污泥产量大、处置难的问题,实验采用微压内循环生物反应器(MPSR)在无污泥外排运行方式下处理污水.MPSR的有效容积为36L,序批式运行,运行参数为曝气量0.14m^3/h,排水比50%,循环周期12h,进水温度(20±1)℃,连续运行225d.实验结果表明,MPSR具有良好的污染物去除效果,COD、TP、NH4^+-N、TN的平均去除率分别达到85%、95%、95%、75%.活性污泥SVI、EPS和生物相结果表明,无污泥外排MLSS大量增长下污泥仍具有高效沉降稳定性.由高通量测序分析可知,系统菌群具有较高的稳定性且稳定期具有丰度更高的脱氮除磷功能菌群,保证了无污泥外排MPSR系统可长期序批式运行和系统高效的污染物降解能力.

超长污泥龄对MPR工艺脱氮除磷效果的影响

针对高MLSS下系统的稳定运行及脱氮除磷效果,采用微压内循环生物相反应器(MPR)处理模拟城市污水,探究了超长污泥龄(SRT)在50、70、90 d时,MPR不断减少剩余污泥排放量下的脱氮除磷效果。结果表明,当SRT由50 d提升至90 d时,MPR工艺的脱氮能力得到增强,TN的平均去除率由75.97%提高到84.60%。在延长SRT后,MPR工艺对TP的去除速率有所降低,但TP的去除率仍可稳定保持在97%以上,超长SRT对TP的去除效果影响不显著。在SRT为90 d时,系统稳定期的平均MLSS为13252 mg·L^(-1),SVI为70 mL·g^(-1)。此时系统脱氮除磷效果最佳,COD、N H4+-N、TN、TP平均出水质量浓度分别为24.73、0.49、6.99、0.07 mg·L^(-1),出水优于GB 18918-2002一级A标准。以上结果表明,在超长SRT下,MPR系统不仅可长期稳定运行,还可保障较高的脱氮除磷效果。