污水曝氧工艺技术研究

大庆油田聚驱用聚合物常使用含聚污水进行调配,但含聚污水中存在大量S^(2-)、Fe^(2+)等离子,会对聚合物分子产生严重的降解作用,造成稀释母液时降低溶液黏度,影响驱油效果。为有效清除溶液中还原性离子含量,可采用曝氧工艺对含聚污水进行处理。通过实验,将曝氧气头换为盘式曝氧器,重新设计工艺流程,可提高曝氧效率,节约能耗。盘式曝氧工艺在气水比5∶1,曝氧时间3~6 h条件下,污水溶氧量达到5 mg/L以上,配制黏度提高7.6%以上,能有效降低含聚采出水中的还原性物质含量,聚合物溶液稳定性大幅提升,保证聚驱稀释用水溶氧值满足开发效果。

污水处理厂曝气系统节能降碳综述

曝气系统节能是污水处理厂碳减排的关键,研究曝气系统节能对推进污水处理行业的碳减排具有重要意义。分析我国污水处理厂曝气系统能耗较高的原因,总结曝气系统节能的主要技术途径,为污水处理厂曝气系统低碳运行提供参考。经分析,主要原因有3点,即进水负荷低,曝气设备和推流搅拌设备配置不合理,曝气设备效率低。主要技术途径有3条,即利用高效曝气设备进行替换,表面曝气替换为底部微孔曝气,开展间歇曝气和精确曝气。

膜曝气生物膜反应器脱氮性能研究

膜曝气生物膜反应器(MABR)有效地将生物膜法技术和膜分离技术结合在一起,在污水脱氮方面潜力巨大。以MABR处理模拟生活污水和豆制品加工废水,着重考察了MABR的稳定性及脱氮性能。结果表明,在HRT=12 h、曝气压力=10 kPa和C/N=5时,MABR对模拟生活污水处理效果最佳,COD、氨氮、TN的平均去除率分别为92.0%、86.5%、83.3%。而在HRT=8 h和曝气压力=10 kPa时,MABR对豆制品加工废水处理效果最佳,COD、氨氮、TN的容积负荷分别为1320、125.5、184 g(/m^(3)·d),平均去除率分别可达到84.2%、81.5%、79.7%,优于传统生物膜法脱氮。

AOA后置短时低氧曝气实现短程硝化反硝化除磷

为培养亚硝酸盐型反硝化聚磷菌实现好氧颗粒污泥(AGS)短程硝化内源反硝化除磷,设置3组同规格以厌氧/好氧/缺氧后置短时曝气(AO_(1)A-O_(2))模式运行的SBR,各反应器好氧段/后置好氧段(O_(1)/O_(2))的曝气强度和曝气时间均不同,通过对比3组反应器60 d的运行情况,探究各系统污染物处理性能和功能菌活性。结果表明,后置短时低氧曝气10 min且O_(1)、O_(2)的曝气强度分别为5、2.5 L/(h·L)的R2脱氮除磷效果最佳,其COD、TP、NH^(+)_(4)-N、TN去除率达95.49%、95.57%、100%、95.52%。通过短时好氧饥饿和低溶解氧可以创造出短程硝化内源反硝化除磷的最适环境,R2中约60%的除磷菌为DPAOs,且亚硝酸盐型聚磷菌最多,可达38.76%,其反应器好氧段的亚硝酸盐积累率(R_(NA))为74.19%,实现了较高的NO^(-)_(2)-N积累,游离亚硝酸(FNA)为1.03μg/L,可抑制PAOs和NOB,同时富集出更多的AOB和DPAOs。

夏冬两季AAO工艺微孔曝气系统性能测定与评价

以上海某城镇污水处理厂为研究对象,在夏冬两季通过好氧池沿程实地测试,对污染物去除效果和曝气系统性能进行系统测定与评价。结果表明,冬季水量负荷较夏季低,好氧池反应时间延长且充分曝气,抵消了低温对硝化的负面影响,因此,夏冬两季出水水质均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A排放标准。与夏季相比,冬季生物处理工艺的需氧量更高,微孔曝气系统的氧传质效率更低,导致所需供气量更高,曝气效率更低。夏季和冬季供氧量比需氧量分别高38.99%和7.07%,夏季节能潜力较大。好氧池污染物浓度沿程下降,末端污染物浓度几乎不变,而末端溶解氧浓度远高于前端,说明末端的供氧并未用于COD_(Cr)氧化和氨氧化作用,存在过度曝气现象,因此,可适当降低好氧池末端供气量。

微纳米气泡与普通气泡曝气性能对比

基于超声微纳米气泡(MNBs)制备技术产生的微纳米气泡,研究微纳米气泡与普通曝气产生的传统大气泡曝气性能。经实验测试,结果表明MNBs气泡稳定性、持续性较普通曝气明显较好,MNBs氧体积传质系数为普通曝气气泡的4.11倍,充氧动力效率高于为普通曝气的3.30倍。对比分析,微纳米曝气氧传质效率、氧利用率均远高于普通曝气;在相同的曝气强度下,MNBs迅速提高水体中的DO浓度,MNBs有良好的溶氧保持能力,停止曝气后DO浓度回到初始状态,普通气泡曝气水箱中DO浓度在1 h降低至5.82 mg·L^(-1),微纳米气泡水中DO浓度24h降至5.77 mg·L^(-1);普通曝气广泛应用于水环境治理,了解微纳米曝气性能差异研究成果为提升水环境治理效能提供理论和技术参考。

热处理污泥联合间歇梯度曝气实现短程硝化

提出了一种结合热处理污泥和间歇梯度曝气的新策略.在为期120d的实验中,探索了联合策略对氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的影响.并在此基础上,以排泥比为主要变量,进一步优化短程硝化运行的长期稳定性.结果显示,在未添加外部碳源的条件下,间歇梯度曝气(DO:2.0mg/L//DO:1.2mg/L//DO:0.5mg/L)可以快速恢复因热处理而活性降低的AOB,并在5d内亚硝酸盐氮积累率(NAR)达到80%以上.在稳定运行阶段,比氨氧化速率(SAOR)和比亚硝酸盐氧化速率(SNPR)分别为30.12和6.69mg N/(gVSS⋅h),氨氮出水浓度低于0.1mg/L,亚硝酸盐和硝酸盐的出水浓度分别为53.42和8.01mg/L.进一步研究表明,排泥比设置为1%的反应器相较于排泥比分别为0.5%和1.5%的反应器,展现出更高的NAR(88.96%)和稳定性.

曝气-生态浮床联合技术净化河道水质效果及机理研究

为提升东减河水体质量,探究了曝气增氧-生态浮床联合技术对河道水体中氮磷及有机物的去除效果及机理.实验结果表明,联合技术对主汛期河道水体的COD去除率达到65%,总氮和磷酸盐去除率分别达到72%和46%.常规水质指标的相关性分析得出,氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐是水体富营养化的主控因子.河道水温和藻类生长呈显著正相关,和溶解氧呈显著负相关.同时,在7—9月河道表层沉积物的有机氮和有机磷矿化释放作用增强且具有持续性.这些是造成该时段河道水质状况较差的关键因素.曝气-生态浮床联合技术既可以有效地去除河道水体中氨氮、总磷等污染物,还可以提高水体溶解氧含量,抑制水中藻类的生长.联合技术增加了河道底泥细菌群落的多样性和功能菌群的丰度,多种丰度较高的菌属与脱氮更为相关.其中脱氮功能菌有Thiobacillus、Sphingopyxis、Nitrospira、Pseudomonas、Thermomonas.除磷功能菌有Bacillus、Rhodobacter、Acinetobacter.同时检测出高丰度的黄杆菌属(Luteolibacter)是良好水质水体的指示生物.

市政污水生化处理过程中曝气控制系统研究进展

为了促进污水处理厂(WWTPs)的低碳可持续运营管理,近年来致力于改善出水质量、削减运营成本和降低温室气体排放的智能曝气控制技术蓬勃发展,但关于可持续污水处理厂的最佳曝气控制策略尚未达成共识。系统综述了曝气过程中溶解氧浓度对于N2O释放的影响,通过分析对比不同曝气控制策略的差异及优缺点,提出曝气控制策略进一步优化的建议,为实现市政污水处理厂溶解氧的综合科学管理提供理论支撑,旨在为污水处理行业提供科学依据和技术支持,促进环境保护和可持续发展。在曝气控制系统中加入N2O排放量化模型来实现出水水质、曝气能耗、温室气体排放三者之间的平衡是未来的关键研究方向,需开发更准确、更合适的温室气体量化模型、灵活的控制方法和智能曝气策略,以满足污水处理厂更多的需求。

曝气强化三维电极对含油废水水-油微界面破乳机制研究

三维电极体系下曝气对含油废水破乳除油效果有着显著性增强。本研究采用新型三相三维电级工艺,通过正交实验优化曝气条件,深入探讨强化水-油微界面破乳过程的控制机制。实验结果表明,曝气量由2.0 L/min降低到1.5 L/min,此时的COD和含油量分别为107、1.35 mg/L,满足回注水标准,且明显提高了节能效率。将曝气条件加入数值模拟,利用COMSOL软件模拟乳化油滴破乳及聚集的过程。在电场和气场力的共同作用下,增加了油滴拉伸变形的程度,破坏水-油微界面膜的机械强度,加速油滴脱稳过程,进而快速发生团聚。这一研究对强化电化学处理含油废水,具有重大的指导意义。

稳定段曝气时间对高负荷接触稳定法碳捕获影响及微生物群落结构分析

为探究高负荷接触稳定法(HiCS)中稳定段曝气时间(ts)对废水碳捕获的影响,分析不同ts下HiCS系统的碳捕获率及污泥性质的差异,同时分析微生物群落结构差异。结果表明:当ts为1.0、2.0、3.0 h时,碳捕获率分别为43.0%、42.4%、39.2%,显著高于ts为0.5、4.0 h的20.3%和25.3%;污泥粒径较小且分布集中、微观结构粗糙多孔,有利于污泥和有机物接触絮凝。微生物群落结构分析表明,与接种污泥相比,ts为0.5 h的HiCS污泥中变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度由24.7%、25.8%上升至40.0%、30.8%。FAPROTAX功能预测结果显示,与碳循环代谢相关的微生物丰度最高,占比达到60%以上,其相对丰度受ts影响显著,在1.0~3.0 h时高于0.5、4.0 h时。

连续低氧曝气与间歇曝气主流Anammox运行效能及微生物特性对比

分别在连续低氧曝气和间歇曝气两种条件下比较了主流厌氧氨氧化(Anammox)处理模拟城市污水的运行效果.结果表明,间歇曝气方式实现主流Anammox时间更短,仅需24d.间歇曝气下氨氮去除率(ARE)为(96.0±1.0)%、总氮去除率(TNRE)为(80.2±2.0)%,相较之下,脱氮效率更稳定且氮去除负荷更高.间歇曝气使好氧和厌氧氨氧化活性均处于更高水平,并促进胞外聚合物(EPS)分泌、蛋白质(PN)含量增加及蛋白质/多糖(PN/PS)升高,能够形成更加致密且红色的厌氧氨氧化生物膜结构;三维荧光光谱发现间歇曝气时溶解性EPS(S-EPS)的峰A的荧光强度显著增加.高通量测序证实曝气方式不同导致了微生物群落组成及功能基因数量存在显著差异.间歇曝气改善好氧氨氧化菌的种群结构并增加相对数量.有助于Anammox菌属(Candidatus Brocadia、Candidatus Kuenenia)富集.基因注释结果表明间歇曝气条件下可能存在部分硝化/部分反硝化+厌氧氨氧化协同脱氮途径.

曝气生物滤池处理生活污水抗冲击负荷能力及曝气量影响因素探究

采用厌氧-缺氧-好氧(A^(2)O)+曝气生物滤池(BAF)组合工艺开展生活污水处理实验,通过调整BAF水力负荷、曝气量等方式,探究不同条件下BAF对污水化学需氧量(COD)和氨氮(NH_(4)^(+)-N)的去除效果。实验表明,在一定范围内,适度提升水力负荷有利于BAF提高COD的去除率,大部分情况下氨氮去除率能保持60%以上。短期进水负荷升高的冲击下,BAF的氨氮去除率快速降低,随着水力负荷的恢复,去除率也较快恢复。BAF停曝或曝气量小时,COD和氨氮去除效果不佳,恢复曝气后,去除率恢复较快。组合工艺中,A^(2)O出水对于BAF处理效果起到重要作用,BAF具有硝化作用良好,短期抗冲击能力强的特点,进水负荷、曝气量要保持适当范围,以保证系统良好处理效果。

膜曝气生物膜反应器处理合流制溢流污水的实验研究

以聚丙烯复合材料经熔融拉伸制成的帘式超薄微孔中空纤维膜为载体,构建膜曝气生物膜反应器装置处理合流制溢流污水,研究在不同水力停留时间、曝气压力、水流流速条件下,膜曝气生物膜反应器对水体中污染物COD、NH_(4)^(+)-N、TN的去除率。结果表明:膜曝气生物膜反应器对水体中各项污染物均有较好去除效果。水力停留时间为12 h时,COD、NH_(4)^(+)-N、TN去除效果较好,去除率分别为80.8%、82.4%、65.4%;水力停留时间为8 h时,TP去除效果达到34.2%,后期逐渐趋于平缓。溶解氧浓度随曝气压力增加而增加,曝气压力达到25 kPa之后COD、NH_(4)^(+)-N达到较佳的去除率,平均去除率分别为82.2%、84.1%;而TN去除的最佳曝气压力为15 kPa,去除率为70.0%。水流流速为0.03 m/s和0.05 m/s时,反应器整体运行效果较好,对COD、NH_(4)^(+)-N、TN的平均去除率分别为81.8%、83.5%、67.8%。

一种生化池精确曝气控制系统及其控制策略

介绍了生化池精确曝气控制系统构成,采用的控制策略,以及在水质净化厂的应用及效果。阐述了如何利用精确曝气控制系统来实现分区段按需分配曝气量,精确控制好氧区各区段的溶解氧,及时应对污水处理工艺运行状况的突然变化,保障出水水质的稳定。为水质净化厂低碳绿色发展和精细化管理提供新的方法。

污水处理装置储罐内曝气管道施工要点及过程控制

近年来,随着政府对环境污染的监管日趋严格,新建化工厂区内硬性增加污水处理装置。曝气系统作为污水处理工艺的核心,其在储罐内部管道安装较复杂。对某6万t/a全生物降解塑料PBAT项目污水预处理装置储罐内曝气系统管道的施工要点及过程控制进行总结,重点介绍储罐内部紧凑密集的曝气管道、曝气头施工工艺及与设备专业配合的关键点。

生物增效低曝气BC-BAF处理低碳高氨氮废水的性能研究

为改善传统曝气生物滤池(BAF)对低碳高氨氮比猪场沼液脱氮除磷效果差的困境,采用生物炭(Biochar,BC)为BAF载体填料,接种课题组前期驯化好的脱氮除磷功能菌泥,低曝气条件下构建生物增效BC-BAF工艺。研究该工艺对猪场沼液脱氮除磷的效能,并基于高通量测序技术分析启动前后微生物种群的组成变化,最后结合启动后污泥样品的能谱分析(EDS),探讨其强化脱氮除磷机理。结果表明,启动成功后的生物增效BC-BAF工艺对低碳高氨氮猪场沼液的NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别达到了65.27%、60.31%和63.20%;与脱氮除磷功能相关的优势菌属Nitrosomonas(2.12%),Candidatus_Brocadia(3.24%),Acinetobacter(3.88%),Micropruina(24.72%),norank_o_RBG-13-54-9(11.71%),JGI_0001001-H03(1.77%)和unclassified_f_Burkholderiaceae(1.11%)在反应体系中实现了很好的富集。微曝气生物增效BC-BAF工艺处理猪场沼液反应体系中存在短程硝化、厌氧氨氧化以及反硝化脱氮等多种途径,而对于总磷的去除主要以生物除磷和吸附沉淀的联合方式进行。

规模化好氧堆肥底部曝气系统管道内流场仿真与试验

规模化好氧堆肥通过微生物的作用将较大堆体中的有机物质分解,转变成为稳定的腐殖质,是解决畜禽粪便污染问题实现其资源化利用的有效途径。底部曝气作为规模化好氧堆肥工程实施的关键研究对象。有效设计底部曝气系统可提高输氧效率,抑制局部厌氧环境的形成,改善堆肥环境。该研究基于4种规模堆体(48、90、180、270 m^(3))所需风机和管道参数;建立了底部曝气系统流场模型,模拟分析了通风管道内及通风孔处的流速分布;并依据实例进行了深入分析。结果表明,对于较小规模堆体(48、90 m^(3)),不同布风方式对管道内和通风孔处流速分布的均匀性影响不大,而渐密布孔相比于均匀布孔可以提高其均匀性。对于较大规模堆体(180、270 m^(3)),可通过铺设多排管道的方式来提高其均匀性,其中四管相比于三管可以减少10%的动能损失;基于对工厂100 m^(3)堆体的实例仿真,发现仿真得到的流速与实际测量值没有显著差异,该研究结果可为后续工程建设提供理论依据和数据支撑。

膜曝气生物膜厚度控制研究进展

生物膜厚度控制是膜曝气生物膜反应器(MABR)工艺运行管理的关键,存在获得最佳碳氮磷同步去除效能的最优生物膜厚度.本文回顾了近20年来有关MABR生物膜厚度控制技术(包括定期冲刷、连续水力剪切、真核生物捕食、群体感应淬灭)的研究发展历程,探讨展望未来的研发方向,以期为MABR工艺向水质提升与节能降碳高质量发展提供参考.

曝气扰动下弱光照促进蓝藻水华向硅藻优势演替

为研究持续的曝气扰动下,遮光和蓝藻水华浓度对蓝藻水华尤其藻类群落结构的影响,在玻璃温室中进行蓝藻门微囊藻属(Microcystis)水华的调控实验。实验为2个藻类浓度和2个光照强度的正交实验,共4个处理。按微囊藻水华初始浓度分为低浓度(处理Ⅰ、Ⅲ)和高浓度(处理Ⅱ、Ⅳ),以叶绿素a(Chla)浓度分别表示为384.32μg·L^(-1)和736.21μg·L^(-1);处理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ、Ⅳ分别对应弱光条件(遮光率为99.4%)和强光条件(遮光率为72.8%)。实验过程中,各处理Chla浓度由高到低排序为Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ(P<0.01),均出现了微囊藻向其他藻类的演替。其中弱光条件下的处理Ⅰ、Ⅱ以硅藻门菱形藻属(Nitzchia)为最大优势属,其湿质量占比分别达到90.48%±9.29%和93.64%±2.28%。处理Ⅲ、Ⅳ中,蓝藻门仍占最大优势,处理Ⅲ以席藻(Phormidium)为最大优势属,微囊藻和菱形藻次之,处理Ⅳ以微囊藻为最大优势属,菱形藻和席藻次之。研究表明,持续的曝气扰动下,遮光形成的弱光照是影响蓝藻水华向硅藻优势演替的重要因素,利用水动力扰动进行蓝藻水华调控时需要同时考虑弱光照条件和蓝藻水华生物量的影响。