降解2，4-二氯酚的厌氧颗粒污泥-悬浮载体生物膜反应器中古细菌的种群结构

采用古细菌特异性引物ARC21F/ARC958R对污泥样品的总DNA进行聚合酶链式反应(PCR)、克隆、序列分析等,研究了降解2,4-二氯酚(2,4-dichloropheno,l2,4-DCP)的厌氧颗粒污泥-悬浮载体生物膜反应器(Anaerobic granu-lar sludge-suspended carrier biofilm reactor,ASBR)中古细菌的种群分布.结果表明,接种污泥和ASBR各层污泥中存在共有的古细菌:Methanothrix soehngenii和Uncultured archaeon等,M.soehngenii、uncultured archaeonTA05和unculturedarchaeon TA04在接种污泥和ASBR各层污泥中的分布为:接种污泥的丰度<上层的丰度<中层的丰度<下层的丰度.uncultured archaeon44A-1、uncultured archaeon39-2、uncultured archaeon46-1和uncultured archaeon69-1的分布为:接种污泥的丰度>上层的丰度>中层的丰度>下层的丰度.经2,4-DCP驯化后,ASBR上层悬浮填料区出现特有的古细菌unidentified crenarchaeote等,下层厌氧颗粒污泥区特有的古细菌为uncultured archaeon ZAR106等.接种污泥特有的6种古细菌Methanosaeta concilii等经2,4-DCP驯化后消亡,污泥中古细菌多样性减少,以下层颗粒污泥中古细菌种群丰度的变化最为明显.

基于纯膜MBBR的紧凑型污水处理BFM中试基质转化特性

为研究纯膜MBBR工艺用于国内北方市政污水的处理效果,采用基于两级AO纯膜MBBR耦合改良磁加载沉淀的BFM中试系统处理北方某污水厂进水,同步对比污水处理厂活性污泥系统处理效果。同时,为了完善工艺设计标准,研究了BFM工艺基质转化关系,并通过微生物高通量测序的方式分析了系统菌群组成及功能菌相对丰度,从微观层面解释了宏观运行效果。结果表明,从处理效果上看,BFM中试在出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准的基础上,系统HRT为7.76 h,仅为相同进水条件下污水处理厂活性污泥系统HRT的30%,节地优势明显;在进水重金属冲击下,BFM中试系统受到的影响更小,恢复时间更短,体现出较强的抗冲击特性;从基质转化关系上看,BFM系统生化段通过同化除磷可去除19.61%的STP,其余TP通过M段化学除磷去除,核算除磷所需Al/P为2.12,较污水处理厂二沉池化学除磷所需Al/P(4.35)明显降低,除磷效率高,药剂投加量省;从微观层面上看,成熟后的BFM系统前好氧区生物膜厚度为(345.78±74.81)μm,高于污水处理厂活性污泥系统好氧区生物膜厚度(228.83±66.27)μm,显示出纯膜MBBR生物膜生物量更大;高通量测序结果表明,纯膜MBBR极大的强化了对于功能菌的富集效率,Nitrospira在好氧生物膜中相对丰度达到15.62%-22.30%,核算硝化菌生物量达到(1.13±0.21)g·L^(-1),显著高于对比的活性污泥系统。上述研究结果表明,BFM工艺在保证稳定处理效果的基础上,节地效果突出,且化学除磷效率高,运行成本相比传统工艺无明显增加,该工艺可用于紧凑型污水处理厂建设。

MBBR工艺应用于市政污水处理的系列解决方案探讨

针对我国污水处理用地少、标准高、难稳定等问题,移动床生物膜工艺(MBBR)展现出了节地、高效、灵活、稳定的工艺优势,获得了良好应用效果,国内应用规模已达到2500×10^(4)m^(3)/d。MBBR工艺按微生物存在主要方式分为泥膜复合MBBR工艺和纯膜MBBR工艺,分别隶属活性污泥法和生物膜法;同时纯膜MBBR耦合磁混凝沉淀形成了具备脱氮除磷功能的BFM(Biofilm&Magnetic)工艺。针对国内水质复杂、类型多样的问题,形成了MBBR工艺应用于市政污水处理的系列解决方案。针对泥膜复合MBBR工艺改造实现原池提标或30%~50%的提量、BFM工艺原位改造实现原池提标或2倍以上的提量、BFM工艺新建深度脱氮除磷实现地表水准Ⅳ类及更高排放标准、BFM工艺新建旁位处理设施实现原厂分流或提量等解决方案,探讨了各解决方案的优势、适用场景和实际应用效果,并针对泥膜复合MBBR工艺原池改造进一步提出了4条实施技术路线。MBBR工艺能够有效满足各类污水厂新、改、扩建需求,尤其是基于纯膜MBBR的BFM工艺,占地更加集约,配合装配式建设同时可展现出快速实施、灵活布置等特点,通过加载智水优控云平台,能够实现污水厂运行的管理升级与节能降耗。BFM工艺适用于市政污水、工业废水、黑臭水体、初期雨水、农村污水等多种水环境综合治理场景。围绕绿色低碳污水处理技术的开展,以悬浮载体为基体,实现基于MBBR的厌氧氨氧化工艺,是BFM工艺下一步的发展方向。

华北某集约型污水厂BFM工艺设计与运行分析

华北某新建处理规模为2×10^(4) m^(3)/d的污水处理设施,面临占地受限、进水水质复杂(含工业废水)、出水水质要求高(需达到地表水准Ⅴ类标准)、需在4个月内通水达标等难题。采用BFM为核心工艺,即纯膜MBBR工艺(B段)与改良磁加载沉淀工艺(M段),同时采用模块化设计,80d完成了设计施工,20 d实现了通水达标。工艺流程为预处理+BFM+臭氧氧化+转盘滤池,B段总HRT仅为10 h,不设二沉池;M段设计表面负荷为11.57 m^(3)/(m^(2)·h);除预处理采用土建形式,其余均采用模块方式,可以缩短建设周期。全厂出水COD、氨氮、TN、TP、SS分别为(21.86±3.26)、(0.44±0.24)、(10.19±1.37)、(0.09±0.03)、(4.77±0.89)mg/L,出水水质稳定达到地表水准Ⅴ类标准。当BFM出水COD>30 mg/L时开启臭氧氧化装置。智水优控信息控制平台的加载,提高了污水厂的综合运营管理水平,实现了26%的节能降耗。本项目经营成本为0.98元/m^(3)。