厌氧氨氧化工艺处理氧化铁红废水的工程研究

本研究针对物化预处理后的氧化铁红高氨氮废水,构建了工程尺度的厌氧氨氧化系统(CANON).在为期165d的连续运行过程中,CANON系统展现出良好的稳定性和抗冲击能力,其氨氮去除率和总氮去除率(TNRE)分别达90%和80%.Spearman分析和SHAP特征重要性分析揭示了水质参数及环境参数对TNRE的影响.微生物群落分析揭示了系统中微生物种群结构的显著变化,优势厌氧氨氧化菌从Candidatus Anammoxoglobus过渡到Candidatus Kuenenia(相对丰度13.22%),优势氨氧化细菌为Nitrosomonas(相对丰度1.27%).此外,本研究建立的机器学习模型(XGBoost)对TNRE的预测准确率超过了99.9%,并在实际应用中对新数据点的预测准确度达到98%.本研究为厌氧氨氧化工艺的工程化应用和智能化发展提供了宝贵的实践经验.

沸石SBR处理氧化铁红废水的部分亚硝化中试研究

为实现氧化铁红高氨氮废水的部分亚硝化-厌氧氨氧化处理,研究采用沸石序批式反应器(ZSBR),以获得高效稳定的部分亚硝化。ZSBR以碳酸钠作为外加碱度,通过调控FA与FNA实现稳定的亚硝化,并通过调节碱度投加比与出水pH控制反应器亚硝化进程。结果表明,启动后的ZSBR亚硝化率≥95%,出水m(NO2--N)/m(NH4+-N)保持在1.1~1.5,最高亚硝化负荷达到0.72 kg/(m3·d),实现了AOB的富集与NOB的抑制,其中AOB(Nitrosomoadaceae)的相对丰度达到51.5%,未检测出NOB。

短程硝化/厌氧氨氧化工艺处理氧化铁红废水

采用短程硝化/厌氧氨氧化工艺对氧化铁红废水进行脱氮处理,分析沸石曝气生物滤池(Z-BAF)亚硝化的可行性,以及碱度和氨氮的比值对亚硝化作用的影响,并对比了Na_2CO_3和NaHCO_3作为碱度供体的经济成本。结果表明,废水经Z-BAF生化处理后,可实现氨氮的部分亚硝化,通过调节进水碱度能够控制氨氮的亚硝化率,使出水NO_2^--N/氨氮值稳定在1. 0～1. 4之间。以Na_2CO_3作为碱度的来源,采用两级Z-BAF分步投加碱度法,可以避免一次投加导致pH值过高问题,从而降低对生化反应的影响,并且使用Na_2CO_3代替常用的NaHCO_3作为碱度供体可节省约一半的成本。反应器稳定运行阶段,一级Z-BAF的亚硝态氮产率为0. 36 kg/(m^3·d),二级Z-BAF的亚硝态氮产率为0. 67 kg/(m^3·d),厌氧氨氧化反应器经过100 d运行后,总氮去除率可稳定在70%以上。

沸石SBR/缺氧上升流污泥床实现氧化铁红废水脱氮

采用沸石序批式反应器(ZSBR)与缺氧上升流污泥床反应器(A-USB)组合工艺处理氧化铁红高氨氮废水,探究ZSBR稳定亚硝化特性以及组合工艺的脱氮性能。结果表明,通过游离氨(FA)抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB),ZSBR可实现稳定高效的完全亚硝化。在进水NH4+-N浓度约为700 mg/L的情况下,ZSBR的出水NH4+-N基本稳定在30 mg/L以下,亚硝化率(NAR)维持在95%以上,平均亚硝酸盐产率(NPR)最高可达0. 68 kg/(m^(3)·d)。提升外回流比能够有效利用A-USB反硝化产生的碱度并减少ZSBR中碳酸氢钠碱度的投加量。以葡萄糖作为外加碳源进行反硝化试验,ZSBR出水经过A-USB反硝化处理后,总氮去除率(NRE)能够较稳定维持在85%以上,最高总氮去除负荷(NRR)可达5. 10 kg/(m^(3)·d)。高通量测序分析表明,ZSBR样品中AOB(Nitrosomonas)的相对丰度达到了50. 93%,未检测出NOB,而具有反硝化功能的副球菌属、丛毛单胞菌属和假单胞菌属的相对丰度总占比可达7. 05%,进一步验证了组合工艺高效且稳定的脱氮性能。

磷酸镁铵沉淀法处理铁红含氨氮废水

为了有效地去除氧化铁红废水中高浓度的氨氮,探讨了采用硫酸镁和磷酸氢二钠使废水中氨氮生成磷酸镁铵[Mg(NH4)PO4.6H2O]的化学沉淀去除法。通过单因素和正交实验表明:磷酸镁铵沉淀法对铁红废水中高浓度氨氮有较好的处理效果;pH对处理效果影响最大;当调整原废水在最佳条件,即pH为10,按镁、氮、磷物质的量比为1.1∶1.0∶1.3投加药品,搅拌反应10 m in,氧化铁红废水中氨氮质量浓度可由417.5 mg/L降到1.9 mg/L,去除率高达99.5%,同时得到的磷酸镁铵沉淀可以作为复合肥使用。