UASB/接触氧化膜生物反应器在木薯淀粉废水处理中的应用

针对广西木薯淀粉废水因浓度高,酸度大,温度低,季节性明显而处理困难的实际情况,根据连续多月监测水质状况,选择厌氧反应器(UASB)-接触氧化膜生物反应器组合工艺进行处理。该工艺建成后经过4个月的运行表明,实际运行效果良好,系统耐负荷能力极强,解决了企业的环保后顾之忧。本文介绍了该淀粉废水处理系统的组成、重要构筑物及其设计参数等情况,总结了运行效果和工艺特点。

生物接触氧化膜生物反应器

该发明专利是一种生物接触氧化膜生物反应器，主要由生物接触氧化反应器、曝气管、中间槽、膜箱、膜组件、抽吸泵、流量计等组成。

单级固定床生物膜反应器主流厌氧氨氧化快速启动性能

主流厌氧氨氧化(Anammox)是城市污水脱氮的热点和难点问题。本研究采用单级固定床生物膜反应器(SFBR)处理模拟城市污水,通过间歇运行切换和微氧(DO:0.4~0.7mg/L)控制,65天后成功启动Anammox。系统对氨氮和总氮去除率分别达98.8%和92.6%。此时生物膜结构致密,呈现红色。微生物活性测试发现,厌氧氨氧化菌活性在所有功能菌活性中最高。高通量测序证实厌氧氨氧化菌(Candidatus Brocadia)、短程反硝化菌(Thauera)和硝化菌(Nitrospira)共存,而未检测到氨氧化菌。amoA功能基因扩增子测序进一步分析表明,Nitrospira实际为全程氨氧化菌(Comammox)。因此,系统是在具有氧分层的生物膜内通过全程硝化/短程反硝化/厌氧氨氧化途径耦合实现城市污水脱氮。研究结果为主流Anammox快速实现提供了一种新的工艺思路。

厌氧膜生物反应器的发展及其耦合厌氧氨氧化脱氮的研究综述

由于厌氧膜生物反应器(AnMBR)在水中有机物资源化利用方面具有独特的优势,逐步成为污水处理领域的研究热点。从反应器与膜组件的配置、有机物的去除以及产甲烷率等方面讨论了影响AnMBR运行效果的主要因素。结合污水深度脱氮的需求,探讨了厌氧氨氧化(ANAMMOX)自养脱氮与AnMBR的耦合技术。介绍了国内外相关耦合工艺的应用形式,总结了关于该耦合工艺最新的研究方法、运行效果等,展望了该技术在污水处理领域的应用前景。

EM生物接触氧化反应器挂膜过程影响因素研究

在生物接触氧化反应器中投加有效微生物(EM)构成EM生物接触氧化反应器,研究了填料型式和污泥接种方式对EM生物接触氧化反应器挂膜效果的影响,考察了反应器启动阶段有机污染物的去除效果。结果表明:填料型式和污泥接种方式对EM生物接触氧化反应器中的挂膜过程有较大影响;陶粒填料的挂膜效果较塑料多面球好,在使用啤酒污水和EM混合液启动反应器的情况下,陶粒填料的最大挂膜率是塑料多面球的2.03倍,启动阶段有机物的最大去除率较塑料多面球高7.4%;污泥接种方式对挂膜过程的影响因填料型式的不同而不同。

内循环接触氧化型膜生物反应器部分硝化启动与运行条件

部分硝化-厌氧氨氧化工艺可用于高氨氮废水的经济高效处理,部分硝化是实现该工艺启动和稳定运行的前提。研究构建了连续流的内循环接触氧化型膜生物反应器(ICCOMBR),对其部分硝化的启动和稳定运行特性进行了研究。结果表明:以普通絮状活性污泥接种,在30℃、氮负荷0.25kg/(m^3·d)、溶解氧(DO) 2.0~2.5mg/L条件下,18d内成功启动了系统的部分硝化,氨氮去除率(ARE)和亚硝态氮积累率(NAR)分别达到99.16%和84.55%,容积亚硝化速率可达0.126gNO2-N/(L·d),同时容积硝化速率下降到0.031gNO3-N/(L·d)。系统的亚硝化率与碱度消耗量呈现良好的线性相关性。部分硝化启动完成后,将氨氮负荷降低为0.1kg/(m^3·d),部分硝化功能迅速被破坏,通过降低曝气量将DO从2.0~2.5mg/L降低为1.0mg/L,在6d时间内硝化率从71.4%下降到11.1%,ARE和NAR分别达到98.87%和83.65%,部分硝化性能成功恢复。经过57d的运行,系统内的污泥生物量从接种时的1.85gVSS/L增长为3.47gVSS/L。

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.

内电解-Fenton氧化-膜生物反应器处理腈纶废水

采用内电解-Fenton氧化-序批式膜生物反应器组合工艺处理腈纶废水.结果表明,在进水pH值为3、内电解反应时间2h、H2O2浓度1500mg/L、Fe2+浓度600mg/L、Fenton反应时间2h的条件下,内电解-Fenton组合工艺对COD的去除率为72%,进水COD从1328mg/L下降到369mg/L,废水BOD5/COD从0.14上升到0.33,CN-从8.6mg/L下降到0.215mg/L,提高了废水可生化性,为后续的生物处理创造了良好的条件.出水采用序批式膜生物反应器处理,在停留时间20h、缺氧搅拌90min、好氧120min条件下,COD去除率为80%,NH4+-N去除率95%,BOD5去除率92.6%,CN-去除率90.7%.最终出水COD、BOD5、NH4+-N、CN-、SS分别为61,9.3,2.55,0.02,13mg/L.

三段式硝化型生物接触氧化反应器的启动及特性

采用实际生活污水,研究了三段式串联的硝化型生物接触氧化反应器的挂膜启动及各段的硝化特性.试验结果表明:利用中间沉淀池出水作为生物接触氧化反应器的进水进行自然挂膜,在无需投加接种污泥的情况下,20d挂膜成熟,NH4+-N的去除率达到98%以上.反应器中随着沿程推流,三段的生物量和生物膜厚度逐渐降低,最大的生物量和生物膜厚度分别为1271.25mg/L和119.45μm.分析各段的硝化特性,发现三段在低温15℃条件下仍具有较高的比硝化速率,并且在同一温度下(15,23,32℃),第2、3段的比硝化速率均大于第1段.针对上述现象,根据比耗氧速率SOUR粗略估计了AOB和NOB在各段中的相对比例.3段AOB的百分比分别为(25.64+4.89)%,(34.59+5.02)%,(42.50+1.57)%,而NOB的百分比为(23.52+3.35)%,(39.65+4.26)%,(40.69+2.19)%.此外,系统运行125d的FISH结果表明,3段的微生物菌群分布确实存在差异.与第1段相比,后2段的AOB和NOB更容易成为优势菌.

硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的研究

研究了以自养型硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的可行性。试验结果表明,采用先培养自养型硝化生物膜再启动厌氧氨氧化反应器的方法,可在110d内成功启动厌氧氨氧化反应器,200d时反应器对NH4+-N和NO2--N的去除负荷分别达到0.526kg/(m3.d)和0.536kg/(m3.d)。启动初期的出水pH值低于进水pH值,到后期则出水pH值高于进水pH值。第110～200天时去除的NH4+-N和NO2--N的量与NO3--N的生成量之比为1:1.1:0.33;稳态运行时反应器内呈碱性。因此,NH4+-N去除量、NO2--N去除量和NO3--N生成量之间的比值以及反应器内pH值的变化可以指示厌氧氨氧化反应器的启动进程。

反硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的研究

反硝化菌的生长快于厌氧氨氧化菌 ,通过培育反硝化生物膜 ,利用反硝化菌的基质多样性和代谢多样性 ,可使生物膜由催化反硝化反应过渡到催化厌氧氨氧化反应 ,加速Anammox反应器的启动 .经过 3个月的运行 ,Anammox反应器的容积总氮负荷达 0 14 3kg·m-3 ·d-1,总氮去除率约 86 5 2 % ,出水NH+ 4 N和NO-2 N均低于 1mg·L-1.NH+ 4 N去除量、NO-2 N去除量和NO-3 N生成量之间比例的变化以及污泥颜色的变化 ,可以指示Anammox反应器的启动进程 .

反应器分区提高生物接触氧化硝化性能的研究

为克服普通生物接触氧化反应器中因硝化菌与有机物降解菌的竞争劣势而影响硝化活性的问题，将反应器简单分隔，通过微生物生态调控，以提高硝化性能．结果表明，在BOD、TN负荷分别为1．0、0．19kg／（m^3·d）的中等负荷条件下，反应器分区后硝化率提高33％．反应器两区分别形成以降解有机物和硝化为主的功能区．分区式接触氧化反应器后区段的硝化速率是单区式反应器的2．8-4．5倍，亚硝酸菌密度提高1个数量级．分区式反应器在0．26kg/（m^3·d）的高TN负荷条件下运行时，由于硝化细菌活性降低导致硝化率降低，而在0．08kg/（m^3·d）的低负荷条件下运行时，后区段过低的氨氮浓度限制了硝化能力的发挥，因此分区式反应器宜在中等负荷下运行．

EM生物接触氧化反应器启动过程试验研究

以啤酒废水为例,讨论了不同填料、不同接种污泥对有效微生物群(EM)生物接触氧化反应器挂膜和启动过程的影响.结果表明:生物接触氧化工艺中使用EM能够缩短反应器的启动时间,提高启动阶段的处理效果;陶粒填料和EM原液接种方式的采用有助于生物接触氧化反应器中EM菌群多种微生物的生长和繁殖,能促进EM接触氧化工艺挂膜和启动的成功.

厌氧复合床/生物接触氧化反应器处理垃圾渗滤液

采用厌氧复合床/生物接触氧化反应器(UBF/BCOR)处理垃圾渗滤液。试验结果表明,经60d微生物培养,UBF/BCOR顺利完成启动;通过变负荷试验,确定UBF/BCOR的COD容积负荷最大为9.54kg/(m3.d);UBF/BCOR稳定运行后期,COD总去除率平均为87.8%,BOD5总去除率平均为93.5%,NH3-N总去除率平均为72.4%,去除效果较好;UBF/BCOR的pH大致保持在弱碱性,能够满足微生物生长需要,因此试验过程中不需调节pH。

Fenton氧化膜-生物反应器出水中丙烯腈的实验研究

采用膜-生物反应器和Fenton氧化组合工艺对丙烯腈废水进行处理。从GC/MS测量结果来看,膜-生物反应器出水中主要物质为2,6双(二甲基 乙基) 4 酚、苯二甲酸和硝基苯二甲酸,均为生物难降解有机物,使出水不能达标。后续Fenton氧化工艺处理膜生物反应器出水,可以使COD含量等指标达到所要求的排放标准。经过膜 生物处理与Fenton法结合的优化工艺,COD去除率达到80%～88%,BOD5去除率达到98%,出水水质可达排放标准。Fenton氧化工艺的最佳工艺条件为:pH值为3 4,硫酸亚铁的投加量为700mg/L,双氧水的投加量为600mg/L。

厌氧氨氧化反应器载体生物膜细菌多样性的研究

采用细菌16S rRNA通用引物1055F/1392R-GC获得的PCR产物进行变性梯度凝胶电泳(DGGE),分析了两个厌氧氨氧化反应器在不同运行时间其载体生物膜上的细菌多样性。结果表明,两个反应器在不同运行时间其细菌种群多样性有一定差异。DGGE优势条带序列系统发育分析结果表明,反应器载体生物膜上的细菌类群主要是陶厄氏菌属Thauera、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas,外硫红螺旋菌科Ectothiorho-dospiraceae、酸杆菌门Chloroflexi、绿弯菌门Acidobacteria及不可培养细菌。当反应器运行208 d时,水体中氨氮和亚硝态氮的去除率维持较高水平,两者去除率之比为1.1,表明反应器内发生了厌氧氨氧化反应。针对厌氧氨氧化细菌16S rRNA基因引物Pla46F/Amx368R-GC获得的PCR产物,采用DGGE技术对载体生物膜上的厌氧氨氧化细菌进行了检测。DGGE优势条带序列分析结果表明,在反应器中富集得到的厌氧氨氧化细菌分别与Planctomycete KSU-1、Candidatus Jettenia asiatica的相似性均为96%,可以认为它们是反应器内起厌氧氨氧化作用的主要细菌。

厌氧氨氧化无纺滤布生物膜反应器的运行

氧气是厌氧氨氧化菌的抑制因素，通过无纺滤布生物膜系统内部形成适合厌氧氨氧化菌的厌氧环境，运行62d，实现0．617kgN／（m^3·d）氮容积去除负荷，稳定运行阶段氨氮和亚硝氮的去除率分别为97．9％和98．7％；98mgN／LNO^2-—N经24h接触产生完全抑制，通过将进水亚硝氮浓度降至20～40mgN／L，运行31d，成功恢复厌氧氨氧化活性，试验末期氮容积去除负荷为O．641kgN／（m^3·d）。

气升式内循环接触氧化生物反应器处理啤酒废水的研究

在接触氧化法处理啤酒废水的基础上 ,增加内循环装置 ,并与无内循环接触氧化法进行比较研究。分别用间歇处理废水的方法考察了这两种情况下废水CODCr的降解速率和去除率。并在此基础上进行了 90多天的连续运行 ,取得了较好的效果。结果表明 ,增加内循环装置 ,可以强化气 -液传质 。

生物膜反应器厌氧氨氧化脱氮效能研究

利用厌氧氨氧化生物膜反应器,分别研究提高基质浓度和缩短水力停留时间(HRT)对提高反应器总氮容积去除负荷的影响。实验之前总氮容积去除负荷达到2.11kgN(/m·3d),总氮去除率为87.9%。以提高基质浓度的方式经过50d的培养,总氮容积去除负荷稳定在4.0kgN(/m·3d),进水总氮浓度从300mg/L逐渐提高到700mg/L,NH4+-N、NO2--N出水浓度分别达到70mg/L和100mg/L;以缩短HRT的方式经过55d的培养,总氮容积去除负荷达到7.0kgN(/m·3d),HRT由3h缩短至0.67h,NH4+-N、NO2--N出水浓度分别达到40mg/L和60mg/L。实验结果表明随着进水基质浓度的增加水中游离氨和亚硝酸的浓度随之增加,从而抑制厌氧氨氧化菌活性,不利于反应器脱氮效能的提高。在相同总氮容积负荷下缩短HRT有利于厌氧氨氧化细菌的富集,但过短的HRT容易导致微生物流失。

DO在厌氧序批式生物膜反应器中对厌氧氨氧化反应启动的影响

考察了DO在厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR)中对厌氧氨氧化反应启动过程的影响。结果表明,当进水采用高纯氮气进行除DO处理后进入ASBBR时,ASBBR很快以厌氧氨氧化反应为主,运行13d后,NO3--N生成量、NO2--N去除量、NH4+-N去除量比开始围绕0.25∶1.30∶1.00上下小幅波动,运行100d后的总氮容积去除负荷为1.560kg/(m3·d);当进水不除DO处理进入ASBBR时,从运行的第57天开始,ASBBR内才表现出明显的厌氧氨氧化反应特性,运行到第73天时,NO3--N生成量、NO2--N去除量、NH4+-N去除量比开始围绕0.21∶1.20∶1.00上下小幅波动,运行的93～100d,总氮容积去除负荷稳定在较高水平,最高可达1.090kg/(m3·d);进水不除DO处理时,会使厌氧氨氧化反应启动迟缓;无纺布作为生物载体,具有较强的抗水力负荷和基质(NH4+-N、NO2--N)负荷能力。