移动床生物膜系统同步硝化反硝化脱氮研究

采用移动床生物膜系统,分析单个代表性周期内同步硝化反硝化过程,并研究C/N比对实际生活污水处理效果的影响。结果表明,DO控制在2.5mg·L-1左右时,反应器内发生了同步硝化反硝化现象。投加淀粉调整C/N比,系统能取得良好的脱氮效果,氨氮的去除率均在93%以上,随着C/N比的增加,TN的去除率也逐渐的增大,当C/N为10时,TN最高去除率能达到80.81%,但当C/N增大到12时,TN的去除率不再增大,只是稳定在75%左右。

移动床生物膜系统SND影响因素研究

采用移动床生物膜反应器实现了稳定同步硝化反硝化脱氮.实验研究了C/N对同步硝化反硝化脱氮的影响,结果表明,随着C/N的增加,同步硝化反硝化脱氮效率提高,在好氧条件下总氮去除率最高达到92.9%,但当C/N=12时,TN去除率提高并不明显;实验研究了pH对氨氮和TN去除效果的影响,结果表明,氨氮去除pH适宜区域为8.03-9.01,TN去除pH适宜区域为8.03-8.55;实验分析了实际生活污水中碱度和pH值对脱氮效果的影响,并对比研究了理论碱度和实际碱的关系,结果表明碱度和pH在同步硝化反硝化脱氮中对氮素去除的影响不大,不需要额外调节系统pH,也不需要在反硝化过程中补充碱度.单个周期内同步硝化反硝化过程中pH值和碱度变化规律的研究表明,pH可以指示SND中氮素转化过程.

厌氧-缺氧-预曝气-移动床生物膜系统对焦化废水特征有机污染物降解研究

重点研究了厌氧-缺氧-预曝气-移动床生物膜(A1-A2-O-MBBR)组合工艺对焦化废水中特征有机污染物——苯酚、对甲酚、苯胺、邻甲酚、吲哚、喹啉和2,4-二甲酚的降解情况.结果发现,进水中苯酚、对甲酚、苯胺、邻甲酚、吲哚、喹啉和2,4-二甲酚的含量分别为48.68、25.53、11.70、8.46、8.02、5.33和1.26mg·mL-1,约占有机物总量的70.0%;经厌氧处理后,喹啉的去除率最高,达91.4%,苯酚和2,4-二甲酚的去除率为30.0%～40.0%,苯胺、邻甲酚、对甲酚和吲哚的去除率为20.0%～30.0%,并且厌氧出水的色度降低约55.0%;缺氧反硝化对有机物的降解或转化有重要作用,苯胺、喹啉和吲哚经缺氧处理后未检测到,苯酚、对甲酚和邻甲酚的去除率分别为93.3%、86.8%和81.7%,但2,4-二甲酚浓度却从0.13mg·mL-1增加到0.21mg·mL-1;而经预曝气处理后,苯酚、邻甲酚、对甲酚和2,4-二甲酚未检测到,MBBR反应器主要进行硝化反应,整个系统出水氨氮小于1.0mg·mL-1.

移动床生物膜反应器同步硝化反硝化脱氮特性研究

为了研究同步硝化反硝化过程中的脱氮特性,采用移动床生物膜系统,在C/N比为12的条件下,分析了单个代表性周期内同步硝化反硝化过程中三氮和有机物降解规律。并研究了各技术参数对同步硝化反硝化脱氮性能的影响.结果表明,在移动床生物膜中实现了同步硝化反硝化现象。脱氮效率达到90%;考察了反应过程中ρ(DO)、氧化还原电位V(ORP)、pH值和碱度等技术参数的变化规律,建立了这些参数与同步硝化反硝化中各污染物指标间的关系.同时对比研究了理论碱度和试验过程中实际碱度间的关系,发现在移动床生物膜反应器中,同步反硝化作用产生的碱度可以补充硝化作用消耗的碱度,反应过程中不必再补充碱度.

MBBR系统同步硝化反硝化生物脱氮特性研究

为了研究同步硝化反硝化过程中的脱氮特性,采用移动床生物膜(MBBR)系统,在污水平均C/N为3.5的条件下,研究了水力停留时间(HRT)及曝气量对系统同步硝化反硝化过程中氮和有机物降解的影响,并分析了COD、NH4+-N及TN在移动床生物膜系统中的沿程变化情况。结果表明,在移动床生物膜中实现了同步硝化反硝化现象,控制HRT为14 h,曝气量为100 L.h-1,溶解氧在4.5 mg.L-1左右时,COD、NH4+-N和TN的去除率分别达到83.53%、78.51%和62.89%;随着HRT的增加,COD、NH4+-N和TN的去除率都相应提高,且NH4+-N和TN去除率增加的幅度更大;随着曝气量的减小,COD、NH4+-N和TN的去除率相应降低,且NH4+-N和TN去除率下降得更明显;NH4+-N和TN的浓度基本上是按进水、反应器和沉淀池沿程降低,且主要去除发生在反应器内,反应器内部水质和其出水水质十分相近,表明该MBBR反应器的流态是完全混合式的。

DO和HRT对连续流MBBR亚硝酸型SND影响

为探讨亚硝酸型同步硝化反硝化SND过程中的生物脱氮特性,以实际生活污水为对象,通过连续运行移动床生物膜反应器MBBR系统,研究了溶解氧质量浓度DO和水力停留时间HRT对亚硝酸型SND的影响.试验结果表明,化学需氧量COD在200 mg/L左右,HRT为14 h,水温为15-27℃,pH值为6.24-6.98的相对稳定条件下,控制DO在2.9-5.0mg/L的过程中MBBR反应器均能实现亚硝酸型SND,平均亚硝酸盐氮NO2-—N积累率为75.96%;当DO为（4.5±0.3）mg/L时,平均总氮TN去除率达62.89%,取得了最好的TN去除效果,而该条件下NO2-—N的积累率达最小值51.23%,DO过高或过低都会影响系统亚硝酸型SND的进行;当COD在220 mg/L左右,pH值为6.14~7.47,水温为26~31℃,控制溶解氧在（4.5±0.3）mg/L,随HRT的延长,氨氮NH4＋—N和TN的去除率明显增大,但NO2-—N的积累率减小,系统的亚硝酸型SND效果逐渐减弱.

Fe^(3+)对MBBR系统脱氮途径及关键酶性能影响分析

为考察Fe^(3+)对移动床生物膜系统(Moving-bed Biofilm Reactor,MBBR)脱氮途径及相关酶活性的影响,以15℃下长期运行的移动床生物膜为研究对象,确定Fe^(3+)的最佳投加浓度,在此基础上,启动运行MBBR1(添加Fe;)与MBBR2(不添加Fe^(3+)),对比分析了两反应器脱氮性能、相关酶活性、微生物群落结构及脱氮途径.结果表明,添加10 mg·L^(-1)Fe^(3+)的MBBR1与MBBR2相比,氨氧化、亚硝酸盐氧化、硝酸盐还原及亚硝酸盐还原的速率分别增加了75%、3%、10%和6%,氨单加氧化酶(Ammonia Monooxygenase,AMO)、羟胺氧化酶(Hydroxylamine Oxidoreductase,HAO)、亚硝酸盐氧化酶(Nitrite Oxidoreductase,NXR)、硝酸盐还原酶(Nitrate Reductase,NAR)和亚硝酸盐还原酶(Nitrite Reductase,NIR)的活性分别增加了10%、13%、2%、108%和3%,总氮去除率提高了11.17%.Illumina MiSeq测序结果表明,MBBR1中Nitrosomonas与Thauera相对丰度均高于MBBR2,NOB相对丰度接近.模型计算结果显示,MBBR1主要脱氮途径为同步短程硝化反硝化,而MBBR2主要脱氮途径为全程硝化反硝化.综上,Fe^(3+)可通过影响脱氮过程中关键酶活性及生物群落结构,强化MBBR系统同步短程硝化反硝化能力以提高MBBR系统脱氮性能.