生物膜-活性污泥共生系统处理屠宰废水的研究

以屠宰废水为原水 ,对生物膜 -活性污泥共生系统的传质机理及工程应用进行了分析 .该工艺以形成泥膜共生系统为基础 ,通过受限工艺约束多相流的水力半径 ,从而强化物系的宏观和亚微观传质 ,促进物相接触 ,使污水好氧处理中多相物系处于高分散系状态以实现高传质 ,提高处理效率 .在利用泥膜共生系统的好氧强化传质技术处理屠宰废水的应用中 ,当气水比为 12∶1、水力停留时间 4h、进水CODCr质量浓度 80 0～ 2 2 0 0mg/L、CODCr负荷达 8～ 9kgCOD/(m3 ·d)时 ,CODCr去除率平均达 95 % ,BOD5去除率 >97% ,SS去除率在 95 %以上 .实践证明 ,该工艺处理效率高 ,效果稳定 ,运行安全可靠 。

好氧颗粒污泥膜生物反应器污泥性状研究

采用厌氧-好氧运行方式的颗粒污泥膜生物反应器(GMBR),连续运行近120 d表现出良好的有机物去除及同步硝化反硝化能力.对GMBR中污泥粒径分布变化研究表明,GMBR中污泥浓度的增加主要是由于粒径0.18-0.45 mm的小颗粒污泥及小于0.18 mm的絮状污泥的增加造成的,粒径大于0.45 mm的颗粒污泥能够基本稳定维持其颗粒形态,反应器运行末期,GMBR中颗粒污泥(粒径大于0.18 mm的污泥)含量稳定在污泥总量的60%-65%以上.污泥表面电荷量随着污泥组成形态的变化电负性逐渐增加,80 d后稳定在-0.42--0.80 meq.g-1之间.污泥表面电荷的负电性增加主要是由小于0.45 mm的污泥造成的,其中小于0.18 mm的絮状污泥对其影响最大.并且,污泥粒径越大污泥表面负电荷量越少,两者具有较好的线性关系.另外,GMBR中SVI稳定在60-90 mL/g之间,并且随着污泥表面电荷负电性的增加污泥SVI值增加,两者之间具有一定的相关性.

固定生物膜-活性污泥工艺研究与应用进展

总结了国外固定生物膜-活性污泥(IFAS)工艺的研究与应用进展,主要包括IFAS工艺的研究现状、优缺点分析以及应用现状。IFAS将附着生长的生物膜和悬浮生长的活性污泥相结合,该工艺占地面积小,可有效脱氮除磷,在传统活性污泥工艺的升级改造上具有很大优势。同时,对IFAS未来的研究重点与方向进行了分析探讨,认为该工艺在国内的相关研究还很少,应结合我国污水处理实际情况,展开IFAS应用于升级改造的相关研究,对于我国节能减排具有重要意义。

复合式生物膜—活性污泥工艺处理城镇污水工程实例

山东省东阿县污水处理工程是复合式生物膜—活性污泥工艺应用于山东省县级城镇污水处理的示范推广工程。在近三年的运行中,该系统保持了良好稳定的处理效果。该工艺通过与生态塘—湿地联用,对CODCr、BOD5、氨氮、总氮、总磷和SS的去除率分别可达90%,95.7%,93.5%,80%,92.6%和96.2%。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的二级排放标准,是集高效生物处理工艺和生态景观于一体的城镇污水处理厂。

一级强化混凝+缺氧水解酸化+生物膜活性污泥共生系统处理印染废水

采用一级强化混凝+缺氧水解酸化+生物膜-活性污泥共生系统处理印染废水,考察了该工艺流程和主要技术参数。结果表明,该工艺组合能有效去除印染废水中的COD和色度,当进水COD为900～1300mg·L-1,色度为500～600倍,出水达到COD为85～150mg·L-1,色度为50倍以下,达到纺织染整工业水污染排放标准(GB4287-92)一级标准和渭河水系(陕西段)污水综合排放标准(DB61-224-1996)二级别标准。

固定生物膜-活性污泥系统的研究及应用进展

固定生物膜-活性污泥系统(integrated fixed-film activated sludge systems,IFAS)是活性污泥与生物膜工艺的结合,兼具二者的优点,可有效提高污染物的去除效果,在实现污水的达标排放方面具有较大优势。对国内外有关IFAS的研究与应用进展进行了系统的总结,主要包括IFAS系统的发展历程、工艺特点、微生物分布特征、系统动力学模型及应用现状等,并对IFAS系统未来的发展方向与研究重点进行了初步探讨。

污泥回流比对复合式生物膜-活性污泥工艺的影响研究

在中试的基础上进行了污泥回流比(R)对复合式生物膜-活性污泥工艺处理城市污水的效能和微生物特性的影响研究.结果表明R对COD的去除效果影响不大,系统去除率始终在80%以上,R的增加有利于氨氮的去除,当R超过200%时,氨氮的呈下降趋势,总氮的去除与氨氮一致.对微生物特性分析表明,R的增加能够提高系统内的污泥浓度,但会降低微生物的活性.复合式生物膜-活性污泥工艺合理的R为150%～200%.

颗粒污泥膜生物反应器同步硝化反硝化

在本实验条件下，厌氧-好氧序批式颗粒污泥膜生物反应器（GMBR）处理人工配水，结果表明，GMBR具有良好的有机物去除及脱氮效果，当进水TOC及氨氮分别为160．9～308．4mg／L、29．8～83．6mg／L时，GMBR的TOC、氨氮及总氮去除率分别为65．7％～98．6％、85．4％～98．9％及66．1％～95．1％．对于GMBR典型周期TOC、胞内聚口羟基丁酸（PHB）、氨氮、硝酸盐氮及亚硝酸盐氮变化进行分析，结果表明，有机物主要在厌氧阶段去除并以胞内多聚物PHB形式储存，氨氮在好氧阶段经由同步硝化反硝化（SND）去除，并且反硝化碳源主要来自胞内储存物质PHB．以外源溶解性基质及胞内储存物质为碳源的批式实验表明，以外源基质为碳源的缺氧反硝化速率为胞内储存物质的4．2倍；以外源基质及胞内PHB为碳源的好氧SND效率分别为49．9％、82．5％．胞内储存物质PHB的慢速降解特性使得硝化与反硝化过程能够同步进行．

水力停留对复合生物膜-活性污泥工艺的影响

研究了水力停留时间（HRT）对复合式生物膜-活性污泥工艺处理城市污水效能和反应器中微生物性质的影响.研究结果表明,HRT对系统COD的去除效果影响不大,对氮源污染的影响较大.随着HRT的减少,系统中的污泥质量浓度呈现不断增加的趋势,系统的COD容积去除负荷显著增强.对微生物呼吸速率（OUR）的分析表明,维持较长的HRT能够使反应器内微生物具有更强的活性.因此,建议复合式生物膜-活性污泥工艺合理的HRT的范围为6～8 h.

生物膜填料安装方式对环流式活性污泥-生物膜工艺运行性能的影响

在分析生物膜系统对环流反应器潜在影响的基础上,采用对比试验方法研究了固定式生物填料和悬浮式生物填料对环流式活性污泥-生物膜组合工艺(CASBS)反应器流速、DO含量分布及除磷脱氮性能的影响。结果表明,固定式填料系统的水流阻力大于悬浮式填料系统,但是固定式填料系统在挂膜性能和DO分布上优于悬浮式填料。从处理能力上来看,固定式填料系统具有更好的除磷脱氮效果。当进水COD和氨氮、TN、TP的质量浓度分别为127～756mg/L和14.05～58.22、27.60～65.25、1.26～6.44 mg/L时,固定式填料的CASBS反应器出水能够达到GB 18918-2002一级A要求,平均去除率分别为94.2%和95.4%、79.4%、93.2%。

活性污泥-生物膜一体化反应器处理生活污水性能研究

针对中小城镇污水处理的特点开发了活性污泥-生物膜复合一体化反应器,该反应器实现了反应区和沉淀区一体化,综合了活性污泥法和生物膜法的优点,具有运行稳定、占地面积少、基建投资低、管理方便的优点,并具有较好的去除有机物和脱氮除磷能力。

流速对环流式活性污泥-生物膜组合工艺除磷脱氮性能的影响

为探索抵抗小城镇水质波动的冲击开发环流式活性污泥-生物膜组合工艺(CASBS)的新技术抗冲击负荷机理,结合流速对CASBS功能分区的影响研究CASBS除磷脱氮性能。结果表明,流速直接影响CASBS脱氮除磷功能区大小,当外环平均水流速度为0.15 m/s时,即使进水水质波动很大,出水也能稳定达到GB 18918-2002一级A标准。当进水COD和TN、氨氮、TP的质量浓度分别为132～521mg/L和10.05～62.24、32.17～71.08、2.88～8.26mg/L,平均去除率分别为95.22%和80.44%、93.77%、93.73%。

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.

温度对生物膜—活性污泥复合工艺硝化特性及硝化菌种群的影响

通过模拟污水厂水温运行小试反应器，利用高通量测序技术结合水质指标对生物膜活性污泥复合工艺的硝化特性和硝化种群结构进行研究。结果表明，泥膜两相优势AOB及NOB均分别为亚硝化单胞菌属和硝化螺旋菌属；在高温段（20-30 ℃），泥相内硝化细菌平均数量高于膜相，泥相对系统硝化贡献率平均达85%，硝化作用主要发生在泥相；在低温段（10-15 ℃），膜相内硝化细菌平均数量高于泥相，泥相氨氧化速率降低约60%，而膜相对系统的硝化贡献率从11%增加至38%，填料的投加确保了工艺在低温时稳定的硝化效果；运行实际工艺时可在水温低于15 ℃时投加填料增强硝化，水温高于20 ℃时移除填料节约运行成本。

生物膜强化推流式颗粒污泥自养脱氮反应器启动

提出了一种推流式一体化短程硝化厌氧氨氧化颗粒污泥反应器的强化启动策略.第1步,在推流式反应器内接种活性污泥并投加固定生物膜填料,通过逐渐提高进水氨氮浓度和曝气量并控制溶解氧在0.2mg/L以下,自养脱氮反应器成功启动并稳定运行,总无机氮去除负荷达1.7kgN/(m^(3)·d).运行期间生物膜逐渐生长、成熟并出现脱落,同时悬浮污泥出现红色颗粒.第2步,填料填充比从20%降低至0,系统的总无机氮去除负荷短暂下降至0.85kgN/(m^(3)·d),平均污泥粒径从270μm降低至163μm.但系统脱氮负荷随着曝气量的增加可迅速恢复,且平均污泥粒径逐渐增加至195μm.结果表明,推流式反应器中悬浮絮体污泥与颗粒污泥可稳定存在,且悬浮污泥系统的脱氮负荷可达1.5kgN/(m^(3)·d),与固定生物膜-活性污泥系统相当.本研究为推流式厌氧氨氧化颗粒污泥工艺的启动提供了可行的方案.

固定生物膜-活性污泥脱氮工艺研究进展与应用

固定生物膜-活性污泥工艺(IFAS)能够显著加强硝化作用,而将部分亚硝化/厌氧氨氧化(PN/A)脱氮途径引入IFAS工艺对节省能耗,生态可持续脱氮有重要意义。围绕两种配置的IFAS工艺脱氮问题,总结了前人的研究进展,探讨了溶解氧浓度、C/N比、水力停留时间、填充比、泥龄等控制因素对脱氮效果的影响,整理说明了国内外部分IFAS工艺的实际应用,同时提出了今后应加强研究的方面,以期为应用研究提供理论参考。

低温条件生物膜与活性污泥复合工艺强化生物脱氮性能的中试研究

中试采用生物膜与活性污泥复合工艺对中国北方某城镇污水处理厂的污水进行处理,考察其在低温条件下对污水中的有机物及含氮污染物的去除能力。结果表明,当进水COD和NH_4^+-N浓度分别为53~140mg/L和21~78 mg/L时,生物膜与活性污泥复合工艺出水COD和NH_4^+-N浓度分别在24~48 mg/L和0.5~3 mg/L范围内,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准(冬季COD<50 mg/L,NH_4^+-N<8 mg/L),而该污水处理厂原有工艺出水COD和NH_4^+-N浓度分别在20~73 mg/L和9~20 mg/L之间。因此,在低温条件下,生物膜与活性污泥复合工艺能够提高对污染物的去除能力。

AAO工艺活性污泥-生物膜复合系统脱氮增效机制研究

采用AAO中试反应器处理低C/N(<5)城市污水,在已成功启动短程硝化反硝化(PND)的工况下,向好氧区投加鲍尔环改性生物填料,以研究活性污泥-生物膜复合系统在AAO工艺中的脱氮增效机制。结果表明,活性污泥-生物膜复合系统可在40d左右稳定成型,膜上负载生物量最终稳定在39.51mg/g(以VSS/填料计);系统好氧区亚硝氮积累率(NAR)和同步硝化反硝化效率(SND)由挂膜初期的61.57%和21.57%增至活性污泥-生物膜复合系统稳定成型期的67.48%和46.28%,生物膜通过促进PND和SND这两种脱氮途径,使系统出水NH3-N和TN浓度分别降至0.67和6.48mg/L,对系统脱氮增效作用显著;通过16SrRNA扩增测序分析发现第60d生物膜中微生物的优势菌门为Proteobacteria,其相对丰度为75.28%,主要的氨氧化菌(AOB)菌属为Nitrosomanas(1.28%)和Nitrosococcus(1.54%),同时典型反硝化作用的微生物菌属占比显著(33.71%),并且在生物膜中存在少量Anammox菌群(Anammoxoglobus,0.57%),测序结果与反应器宏观表现吻合。

复合式生物膜-活性污泥反应器的应用

复合式生物膜-活性污泥反应器综合了活性污泥法和生物膜法污水处理技术的优点,是一种高效的污水处理系统,目前在国内外已有较多的研究和应用。本文简单介绍其优点及研究应用状况。

蚯蚓生物反应器污泥减量与稳定效果试验研究

蚯蚓生物反应器以蚯蚓等微型动物和各种微生物为主形成生物降解系统。城镇污水经生物预处理后,经该反应器过滤,水质得到澄清和进一步改善,而水中含有的生物膜污泥则被滤床截留,通过蚯蚓的吸收、消化和分解转化为蚯蚓排泄物(蚓粪)。中试运行结果表明,当蚯蚓生物反应器水力负荷为5.3～6.6m3/(m2·d)时,在满足污水处理效果条件下,蚯蚓生物反应器对生物膜污泥挥发性悬浮固体(VSS)降解率为86.67%～96.20%,所产生的蚓粪VSS:SS为29.97%～31.20%,有机物降解率超过了厌氧消化与好氧消化处理污泥的效果,减量化和稳定化效果十分明显。该系统排出的蚓粪含有丰富的肥分,可用作农肥与土壤改良剂。