降低脱氮成本的新型碳源与工艺研究概况

为了减轻外加商业碳源给生物反硝化带来的经济负担,降低生物反硝化法的处理成本,需要寻找无毒且更为廉价的碳源以及探寻具有可持续发展前景的强化生物脱氮技术,以取消或减少外部碳源的添加。阐述了目前已投入使用的几种新型碳源以及无外加碳源的序批式生物膜反应器(SBBR)脱氮工艺、两级序批式反应器(SBR)脱氮工艺和其他改进工艺。通过新型廉价碳源的合理利用及组合生物脱氮工艺技术的开发,可以在自有碳源有限的条件下提高生物脱氮效率。

新型碳源驯化SRB处理酸性矿山废水中重金属和SO42-的应用研究

针对硫酸盐还原菌（SRB）处理酸性矿山废水缺乏有效有机碳源问题，运用生活污水、鸡粪和锯末质量比为80：7：3的混合物发酵液作为新型有机碳源驯化硫酸盐还原菌（SRB），并研究以该新型有机碳源作为营养物质的SRB生长规律及处理酸性矿山废水中重金属和SO4^2-的效果。结果表明：新型碳源驯化的SRB生长经历了迟缓期．对数期、稳定期和衰亡期4个阶段；用新型碳源驯化的SRB处理4种共存重金属离子，Fe^2＋，Zn^2＋会被优先去除，两者去除率均〉95％；新型碳源驯化的SRB处理SO4^2-浓度〈3000mg／L酸性矿山废水效果最好，SO4^2-去除率可达到100％。新型有机碳源可作为SRB的优良有机碳源。同时可实现以废治废的目的。

反硝化过程外加新型碳源研究进展

目前我国实际污水处理反硝化过程碳源不足,需要外加碳源以保证充分反硝化。近几年新型碳源由于成本较低,其研究发展迅速。常见的新型碳源即纤维素类碳源、工业废水和垃圾渗滤液以及一些其他物质碳源的反硝化特性总结于文中。尽管一些固体类的新型碳源对后续处理造成一定困难,部分新型碳源不适用于生活污水反硝化,但大多数新型碳源成本较低,能利用某些废弃物补充污水反硝化所需碳源,具有一定的环保效应,应用前景较为广泛。

新型碳源用于脱氮的经济性对比及生物群落分析

以淄博某污水厂生化出水为原水,通过活性污泥法反硝化小试试验,重点考察了3种新型碳源(农产品副产物BC5、制糖副产物二次加工品BC6和乙酸盐复配产品BC8)和2种常规碳源(C_(6)H_(12)O_(6)、NaAc)的反硝化脱氮效果,以确定较优厂试新型碳源。小试结果表明,BC8在较优投加C/N为4.5时,可在160 min内将进水总氮由32.4降至<7 mg/L,最大反硝化速率达21.6 mg-NO_(3)^(-)/(L·h)。在88 d厂试期内,在TN约5 mg/L同等出水水质条件下,BC8日均用量和使用成本仅为葡萄糖的38.2%和92%,经济性良好。对厂试活性污泥微生物群落多样性分析表明,碳源类型对微生物优势菌门类影响不大,但有助于提高Pseudomonas、Comamonas等反硝化菌群丰度。

新型碳源作为硫酸盐还原菌电子供体处理AMD研究

酸性矿山废水危害严重,用硫酸盐还原菌处理AMD是一种良好的方法,但是缺乏SRB经济有效的碳源,制约了SRB工业化处理AMD。为解决上述问题,本试验利用质量比为80∶7∶3的生活污水、锯末、鸡粪的混合发酵液作为新型碳源,为SRB提供能量和电子供体,通过静态单因素和多因素试验,分别研究SRB对SO42-、Mn2+、Zn2+、含有多种离子的AMD的处理效果。结果表明,新型碳源可以作为SRB的有效碳源,SRB单独处理以上几种离子时效果良好,SO42-、Mn2+、Zn2+的去除率分别可达98.6%、96%、99.2%。SRB处理AMD时,混合废水酸性得到改善,pH值由5.3变为6.75,SO42-、Mn2+、Zn2+的去除率分别为84.5%、81.2%、91%。

新型碳源驯化SRB生长特性及处理酸性矿山废水研究

利用生活污水、鸡粪和锯末质量比为80∶7∶3混合物的发酵液作为碳源驯化硫酸盐还原菌(SRB),研究了在该新型碳源条件下SRB的生长规律、还原SO_4^(2-)反应动力学及对酸性矿山废水(AMD)中重金属离子和SO_4^(2-)的去除效果。结果表明,SRB生长适应期在0~1 d,对数期在1~6 d,稳定期在6~9 d,衰亡期在9 d后;SRB对SO_4^(2-)有很好的去除效果,去除率可达98.2%;且当F/M(SO_4^(2-)/污泥浓度)值>7 mg/g时处于对数生长期,当3 mg/g≤F/M值≤7 mg/g时处于生长稳定期,当F/M值<3 mg/g时进入衰亡期;SRB的最大比生长速率为1.2 d^(-1);SRB还原SO_4^(2-)符合经典Monod方程;SRB对AMD中Fe^(2+)、Mn^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、SO_4^(2-)的去除率分别达到93%、81%、65%、93%、89%,出水p H值接近中性。以该新型碳源作为SRB的营养物质处理AMD可实现以废治废,为实际应用提供了理论参考。

新型碳源驯化的SRB去除酸性矿山废水中SO_4^(2-)最佳反应条件

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水缺乏有效有机碳源问题,运用生活污水、鸡粪和锯末质量比80∶7∶3混合物的发酵液作为新型有机碳源驯化硫酸盐还原菌SRB,并研究SRB以该新型有机碳源作为营养物质在不同COD/SO2-4(C/S)值、pH值、初始硫酸根(SO2-4)浓度、重金属离子(Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+)浓度条件下对SO2-4的去除效果,以确定SRB去除SO2-4的最佳反应条件。实验结果表明,在厌氧环境SRB接种量8%、生长温度35℃、转速50 r/min、C/S为1.5~2.0、pH值6~7、初始SO2-4浓度≤3 000 mg/L、Fe2+在100~300 mg/L、Mn2+为35 mg/L时反应条件最佳,SO2-4去除率均可达90%以上;其中Fe2+浓度≤500 mg/L、Mn2+浓度≤140 mg/L时均会促进SRB对SO2-4的还原,当Fe2+浓度≥600mg/L时会严重抑制SRB,Mn2+浓度>140 mg/L时会抑制SRB;Cu2+、Zn2+的存在对SRB均有影响,当Cu2+浓度>15 mg/L时、Zn2+浓度>45 mg/L时对SRB均有抑制作用。新型有机碳源可作为SRB的优良有机碳源,同时可实现以废治废的目的。该成果为实际应用提供了参考。

低碳氮比城市污水的高效脱氮工艺与新型外加碳源研究现状

低碳氮比城市污水处理难的关键问题在于碳源不足。结合当下的研究热点,介绍了以短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、短程反硝化耦合厌氧氨氧化为主的高效脱氮工艺和以固体、液体为主的新型外加碳源,分析了其影响因素及优缺点。分析结果表明,虽现有的高效脱氮工艺和新型外加碳源都在应用中存在各种问题,但其具有节约或无需碳源、环保、成本低等优点,值得广泛深入研究,并指出高效脱氮工艺和新型外加碳源都应该加强各种工艺或各种碳源之间的耦合与复合。

以制糖废水代替传统碳源实现城市污水高效脱氮除碳的可行性研究

以传统硝化-反硝化为核心工艺的城镇污水处理厂面临着能耗高、运行成本高的严峻考验。乙酸钠是污水处理厂使用最频繁的碳源之一,然而其高昂的价格无疑增加了污水处理成本。因此,本研究提出使用高浓度制糖母液废水作为替代碳源以支撑生物脱氮过程的完成。结果表明使用制糖废水后,出水中平均总氮为13.32 mg/L,COD去除率在83.62%~89.36%之间波动。生化池中污泥体积指数(SVI)从115 mL/g降低至108 mL/g,污泥挥发比(VSS/SS)从0.76降低至0.68。本研究以大型城镇污水处理厂为研究对象,所获得的结果能够为我国其他污水处理厂的节能降耗提供直接参考。

不同碳源在城镇污水处理厂的生产性对比试验

通过使用不同碳源在某污水处理厂进行两阶段生产性试验,结果表明,投加新型碳源的厌/缺氧池COD去除率和生化系统TN去除率均比投加乙酸钠高,且投加新型碳源能改善污泥沉降性能,新型碳源作为复合碳源能够被多种类型的反硝化菌利用,提高脱氮和COD去除效果。该新型碳源可作为合适碳源替代乙酸钠作为污水厂外加碳源,生物脱氮性能好,具有技术可行性和经济性,能够取得良好的脱氮和有机物去除效果。

污水脱氮除磷中缓释碳源材料的研究进展

如今,城市污水的碳氮、碳磷质量比持续下降,在低C/N污水的处理过程中,生物处理工艺的反硝化阶段存在着碳源的竞争,而投加外加碳源是一种常见的提高脱氮除磷效率的手段,目前的缓释碳源主要分为两大类:一类是传统的液体碳源;另一类为新型碳源。综述了各类缓释碳源的优缺点和研究现状,以及在脱氮除磷工艺中实际应用存在的问题。

不同碳源在城镇生活污水处理厂的生产性对比

鉴于我国生活污水普遍存在C/N比偏低的特性,为了达到日益严格的出水标准,投加外碳源已成为我国污水处理厂实现TN高标准达标排放的主要解决方法。为了解不同碳源在污水处理厂的应用效果,本试验分别使用新型复合碳源BioC-1M、葡萄糖(工业葡萄糖和食用级葡萄糖)作为外加碳源,在泸州某污水处理厂进行了不同碳源的生产性对比研究。运行结果表明:在进水条件和运行条件相同的情况下,新型碳源BioC-1M的投加量仅为工业葡萄糖的1/4,为食用葡萄糖的2/3,而出水TN、TP的平均浓度更低,达到准IV类出水标准的次数和稳定性也更好;BioC-1M由多种短链有机物复配的专利产品,其成分可完全被生物降解,对出水COD不会产生影响;处理相同水量产生的污泥量仅为原处理方式的70%。因此,复合碳源BioC-1M与单一葡萄糖碳源相比有利于提高污水处理厂的环境效益和经济效益。

新型缓释碳源的制备及其性能

为了提高淀粉/聚乙烯醇(PVA)缓释碳源的反硝化速率,并有效控制碳源的释放速率,采用添加醋酸酯淀粉、疏水性乳化剂(SPAN80)以及二次包裹、表层交联等方法,制备了新型缓释碳源,通过释碳和脱氮实验考察了缓释碳源的最佳材料配比、脱氮效率以及碳源的释放规律。结果表明:缓释碳源中淀粉比例越高,反硝化效率越高,但释碳速率过快,容易造成出水COD偏高;当淀粉含量为58.2%时,能够获得适宜的脱氮效率和释碳速率,其反硝化滤柱的硝态氮去除率达100%,平均反硝化速率和出水COD分别为11.67 mg/(L·h)和27.65 mg/L,碳源释放与利用基本达到平衡。制备的新型缓释碳源其脱氮效率高、使用周期长、碳源释放得到有效控制,具有良好的工程应用前景。