膜序批式生物反应器(MSBR)脱氮除磷性能研究

[目的]研究膜序批式反应器系统(MSBR)对城市生活污水的脱氮除磷性能。[方法]采用厌氧-好氧-缺氧+膜出水的运行方式(AOA-MSBR),考察MSBR系统对生活污水的脱氮除磷性能去除效果,并分析氮磷的去除机理。[结果]在水力停留时间为11h,污泥浓度为4000～5000mg/L的条件下,通过AOA-MSBR运行方式可实现高效脱氮除磷功能,对COD,氨氮、总氮、总磷平均去除率分别达到95%、97%、89%和90%,且系统具有较强的抗冲击负荷能力。MSBR系统存在同步硝化反硝化和反硝化除磷现象,分别占总氮和总磷的总去除率的15.5%和16.5%。[结论]在厌氧一好氧一缺氧的环境下,MSBR系统具备很好的硝化和反硝化条件,有利于氮磷的去除,同时系统存在同步硝化反硝化和反硝化除磷现象,增强了对氮磷的去除能力。

序批式生物膜反应器强化苯胺废水脱氮的特性及机理研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR)处理600 mg/L的苯胺废水,并与序批式活性污泥反应器(SBR)进行对比。结果表明:两组反应器对苯胺均能达到100%的去除效果,但SBBR的总氮去除效率更高。SBBR的硝化以异养硝化为主,同时也存在一定程度的自养硝化;反硝化过程是外加碳源缺氧反硝化。高通量测序结果表明,SBBR的活性污泥和生物膜能更好地兼容苯胺降解菌群和脱氮功能菌群的生长和发育,从而保证苯胺废水的脱氮。

海水养殖废水序批式生物膜反应器构建及其脱氮性能与微生物群落结构解析

【目的】评估不同盐度条件下序批式反应器(SBR)和序批式生物膜反应器(SBBR)的氨氮去除效果及其表面生物膜特性,探究高盐条件下能实现高效去除氨氮的微生物菌群结构,为海水养殖过程中微生物高效硝化技术的开发与应用提供参考依据。【方法】SBR和SBBR接种相同的活性污泥后,模拟海水养殖废水处理,并在未加盐的条件下首次启动,保持15 d的稳定运行后将反应器内的盐度逐渐增加到1.0%、2.0%、3.0%和4.0%,然后通过扫描电子显微镜—能谱分析、N-(1-萘基)-乙二胺光度法、纳氏试剂光度法和宏基因组测序分析对每个盐度阶段不同反应器的硝化性能、微生物群落结构及代谢基因丰度变化进行评价。【结果】SBR硝化性能受盐度的影响较明显,在高盐(3.0%和4.0%)条件下的氨氮去除率仅为43.18%和37.97%;盐度变化对SBBR的硝化功能无明显影响,在4.0%的高盐条件下仍能实现高效硝化(氨氮去除率在98.00%以上)。相对于SBR,SBBR中微生物群落的物种丰度及多样性更高、群落结构相对更稳定,尤其是冰冷杆菌属(Gelidibacter)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)的相对丰度不受盐度变化的影响;副球菌属(Paracoccus)、陶厄氏菌属(Thauera)及假单胞菌属(Pseudomonas)等反硝化细菌在SBBR中也具有较高的相对丰度。相对于SBR,反硝化关键基因norB和nosZ在SBBR中的丰度更高,且具有更强的协同效应。【结论】以海绵生物膜填料为载体的SBBR能在高盐条件下实现短期启动硝化脱氮及维持微生物群落结构稳定性,促使SBBR存在多种脱氮途径,同时表现出更强的脱氮基因协同效果。SBBR的脱氮效果较传统活性污泥法有明显提升,为高盐条件下海水养殖废水脱氮处理提供了有效的解决方案。

聚乙烯填料序批式移动床生物膜反应器工艺处理低温市政污水效能研究

针对北方地区冬季低温脱氮效率低的问题,采用序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)对低温市政污水进行处理,并对不同规格的聚乙烯填料进行比较分析。结果表明,在水温9~12℃、pH 7~8、水力停留时间(HRT)48 h的条件下,SBMBBR在64 d启动成功,白色、黑色两种聚乙烯填料在运行7 d后有显著的生物膜,运行31 d后投加白色聚乙烯填料的反应器中化学需氧量(COD)、氨氮、总磷(TP)的去除率分别为83.6%、74.4%、60.8%,所以白色聚乙烯为最佳填料。优化参数后,确定反应器最佳缺氧时间为3 h,好氧时间为7 h;好氧段溶解氧(DO)保持在>6.0~7.5 mg/L,无填料反应器中HRT为82 h时最佳,而投加黑色聚乙烯填料的反应器和投加白色聚乙烯填料的反应器中HRT为42 h时最佳。

高回流比对序批式生物膜反应器脱氮性能的影响

硝化液回流是污水生物脱氮工艺实现前置反硝化脱氮的重要手段,通常回流比为200%~400%。本文研究了高回流比对序批式生物膜反应器(SBBR)脱氮性能的影响,结果表明,在回流比为300%、1000%、3000%三种条件下回流比为3000%的总氮去除率最高,稳定运行期间TIN平均去除率为98.69%±0.81%,同时也使NH_(4)^(+)-N得以完全氧化。推测在高回流比引起的强对流环境下,生物膜内传质效率得以加强,从而提高了同步硝化反硝化(SND)效果。本研究结果对集成分散式污水处理装置的研发及改善市政污水处理生物脱氮效率具有重要意义。

玻璃轻石序批式生物膜反应器构建参数优化及水产养殖污水脱氮性能研究

【目的】探明玻璃轻石构建序批式生物膜反应器(SBBR)在水产养殖污水中的脱氮性能,为生物膜法处理水产养殖污水工艺中高效、低廉的载体材料选择提供模型及数据参考。【方法】以玻璃轻石为载体构建SBBR模型,利用水产养殖池底泥进行挂膜,并进行玻璃轻石不同孔径(3~8、2~3、1~2和0.1~1.0 mm)、粒径(10~20、20~30和30~50mm)和填充率(20%、30%和40%)脱氮性能优化试验,以获得最佳脱氮性能SBBR参数;以沸石、火山石、活性炭和SiO2颗粒为对照,对比各载体材料生物膜中的挥发性悬浮物(VSS)和细胞外聚合物(EPS)含量,比较不同载体材料对疏水性蛋白的吸附能力。【结果】玻璃轻石以孔径1~2 mm、粒径10~20 mm、填充率20%构建SBBR的除氮性能最优,第30 d时氨氮、亚硝氮和总氮的去除率分别可达(90.61±0.30)%、(99.45±0.08)%和(94.04±0.14)%,玻璃轻石上的VSS含量为3.87±0.11 g/L,EPS含量为80.99±0.05 mg/g-VSS,显著高于其他载体材料处理(P<0.05,下同),同时EPS中具有更高的蛋白/多糖(PN/PS)比值,有利于生物膜的形成;除氮细菌吸附试验结果,玻璃轻石可吸附(58.08±0.15)%的牛血清白蛋白(BSA),显著高于沸石(41.72±0.40)%、火山石(25.34±0.53)%、活性炭(20.68±0.13)%和SiO2颗粒(15.56±0.38)%。【结论】以玻璃轻石构建的SBBR应用于水产养殖污水处理具有良好的脱氮性能,且具有较好的除氮细菌吸附能力,是良好的生物膜技术修复水产养殖污水的载体材料。

利用序批式生物膜反应器启动厌氧氨氧化研究

研究了在缺氧条件下利用序批式生物膜反应器(SBBR)快速启动厌氧氨氧化过程,并考察了该过程中反应器的脱氮效率、厌氧氨氧化现象、生物膜性质及微生物群落的变化.从第60d开始出现ANAMMOX现象,经过100多天的启动,最高总氮负荷达0.67kg-N/m3 d,总氮去除率达到87.3%.生物膜厚度和污泥颜色、形态发生明显变化,厌氧氨氧化菌的相对含量达到40%以上,成为反应器的优势菌种.本研究表明SBBR是一种高效启动厌氧氨氧化的生物反应器.

焦化废水的一体化膜——序批式生物反应器处理

采用一体化膜-序批式生物反应器(SMSBR)处理焦化废水,初步研究表明:在水力停留时间(HRT)为32.7h,泥龄(SRT)为600d,平均COD容积负荷为0.45kg/(m3·d)的条件下,生物反应器上清液的COD难以降至100mg/L以下(平均为111.4mg/L),而通过膜的出水,COD可以稳定在100mg/L以下(平均为86.4mg/L),膜所截留的COD在后续的反应中得到进一步降解而未产生显著积累;在保证温度和碱度的情况下,出水NH3-N浓度低于1mg/L;硝酸盐细菌比亚硝酸盐细菌对温度的冲击更敏感,从而引起出水NO2-N的积累;系统在好氧反应阶段同时存在硝化和反硝化作用;膜分离对污泥的浓缩过程并未使剩余难降解有机物的去除得到强化,而膜污染速率在这一过程中表现较快。

序批式膜生物反应器脱氮除磷性能研究

采用平行试验的方式对比序批式膜生物反应器与传统膜生物反应器在不同进水碳氮比条件下对污染物质的去除效果.试验结果表明,序批式膜生物反应器强化了传统膜生物反应器的脱氮除磷性能.进水碳氮比在(7.8～32.2)∶1范围内,序批式膜生物反应器TP平均去除率为93.9%,TN平均去除率由传统膜生物反应器的31.8%提高至87.4%,且保持稳定,无需外加碳源.序批式膜生物反应器混合液EPS含量高于传统膜生物反应器.

序批式膜生物反应器同时脱氮除磷的比较研究

对比了厌氧-好氧(AO)及厌氧-缺氧-好氧(A2O)2种运行模式序批式膜生物反应器(SBMBR)对模拟生活污水同时脱氮除磷的性能.结果表明,2种运行模式的SBMBR对有机物及氨氮的去除率分别可保持在90%和95%以上.A2O MBR具有更强的释磷能力,其SPRR30(前30min比释磷速率)比AO MBR高出47.5%;但SPUR30(前30min比吸磷速率)却比AO MBR低,这是导致前者膜出水中TP值较后者高的原因之一.2个系统内污泥均有反硝化除磷能力,A2O MBR中DPAO(反硝化聚磷菌)的比例比AO MBR提高了57%;硝酸盐为电子受体时单位电子转移所吸收的磷,前者比后者高30%.这2个因素双重作用的结果导致了A2O MBR反硝化除磷能力的提高.A2O MBR系统曝气时间减半并没有加重膜污染,反而该系统的膜污染相对较轻.膜对有机物有较好的过滤截留作用,污泥沉降性能对SBMBR出水水质影响很小.

序批式膜生物反应器中反硝化聚磷菌的富集

采用序批式膜生物反应器(SBMBR)对以硝酸盐作为电子受体的反硝化聚磷菌的富集进行了研究.结果表明,经过厌氧-好氧和厌氧-缺氧-好氧2个阶段的富集,反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的比例从19.4%上升到69.6%,每周期缺氧段投加硝酸盐氮120mg时,SBMBR系统运行最为稳定.稳定运行的SBMBR反硝化强化除磷体系具有良好的强化除磷和反硝化脱氮性能,缺氧段脱氮和除磷效率分别达到100%和84%,膜出水总磷浓度平均低于0.5mg/L,系统除磷率达到96.1%.此外,氨氮去除率保持在92.2%,氨氮被去除的同时并没有发现亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的明显积累.

序批式生物膜反应器处理屠宰废水

屠宰废水首先经过栅网去除粗大颗粒状悬浮物并静沉除油 ,然后经序批式生物膜反应器 (SBBR)处理进一步去除有机物 ,最后过滤去除色度和微细悬浮固体。结果表明 ,各污染指标的去除率CODCr为 97% ,BOD5 为 99% ,TKN为 92 % ,油脂为 82 % ,最后出水水质满足国家二级排放标准。

膜-序批式生物反应器处理生活污水

采用膜-序批式生物反应器处理生活污水,在不排泥条件下考察了系统连续运行的稳定性。结果表明在气水比为35∶1、运行周期为5.75h时,系统出水稳定,COD_(Cr)、氨氮和浊度平均去除率分别为89.8%、99.3%、99.6%;膜自身的平均去除率分别为10.2%、0.1%、9.5%。膜分离过程强化了系统处理效果;膜操作压力(TMP)上升缓慢,出水水质优于生活杂用水水质标准。

菌藻共生序批式生物膜反应器处理猪场沼液

采用活性污泥、光合细菌和小球藻组成的菌藻共生序批式生物膜反应器(SBBR)对猪场沼液进行了净化处理,研究了HRT和光照度等因素对污染物去除效果的影响。结果表明,优化HRT为2 d、光照度为5 klx。系统运行稳定后,COD、NH_4^+-N、TN和TP的去除率分别为92.16%±0.82%、97.98%±0.53%、87.95%±0.55%和84.25%±0.45%,出水COD和NH_4^+-N、TN、TP的质量浓度分别为(143.3±15.0)mg/L和(14.24±3.74)、(97.48±4.45)、(5.20±0.15)mg/L。该系统稳定性好,能有效地去除沼液中的污染物,可用于猪场沼液净化。

序批式生物膜反应器不同填料挂膜及短程硝化特性研究

以实际生活污水为研究对象,采用序批式生物膜反应器(SBBR),填充不同种类的填料,针对其各自的挂膜特征和短程硝化的实现与稳定的特性进行了研究。结果表明,与立方体海绵填料相比,炭纤维填料的SBBR能够更快地实现挂膜启动,硝化效果稳定、高效(NH4+-N去除率高达99.3%);立方体海绵填料更易在常温下,实现NO2--N大量积累的短程硝化,但是相比而言,硝化效率不高。升高温度至30℃左右时,能够在30d内实现炭纤维填料的短程硝化,通过过程控制可以实现短程硝化的稳定。荧光原位杂交技术(FISH)检测结果证实,SBBR中短程硝化的实现与稳定是因为菌群得到了优化,氨氧化细菌成为优势菌种。

序批式生物膜反应器的同步硝化反硝化研究

序批式生物膜反应器(SBBR)在好氧条件下能创造缺氧微环境,出现同步硝化反硝化现象。为在城市污水处理中实现持久稳定的同步硝化反硝化过程,研究了DO、C/N、温度和pH对SBBR同步硝化反硝化的影响。结果表明:DO是影响同步硝化反硝化重要因素,温度和pH对硝化菌和反硝化菌的生物活性具有明显的抑制作用,在中性和略偏碱性时可较好地实现同步硝化反硝化。

氯化铁对序批式生物膜反应器中磷去除的影响

为使废水中磷达到更好的去除效果,生物法与化学法结合(即BC法)是目前除磷的发展趋势,但絮凝剂对系统中微生物的影响研究仍较少。氯化铁是除磷过程中常用的絮凝剂,本试验主要研究了其对SBBR反应器中除磷效果的影响。结果表明,当进水TP质量浓度为2.34～7.13mg·L-1,每星期向反应器中投加一次氯化铁(投加质量浓度为3mgFeCl3·(L废水)-1时,反应器对TP的去除率在86.5%以上,出水质量浓度稳定在0.5mg·L-1以下,达到国家排放标准的一级A标准(GB18918-2002);过量的氯化铁则因抑制生物膜中微生物活性,不利于磷的去除。

膜-序批式生物反应器处理洗浴污水

采用膜-序批式生物反应器处理洗浴污水,在不对膜进行任何物理、化学清洗的条件下考察了系统对污染物去除效果及膜污染情况。结果表明:在气水比为25∶1、运行周期为6.0h时,系统出水稳定,COD和浊度平均去除率分别为90.8%、99.7%,膜自身的平均去除率分别为8.1%、9.8%,膜分离过程强化了系统处理效果;在系统连续运行的85d中,膜过滤压差上升缓慢,从初始的6kPa上升到13.25kPa,出水水质优于生活杂用水排放标准。

序批式生物膜反应器常温亚硝化启动试验研究

常温条件下,采用序批式生物膜反应器处理城市生活污水经A/O处理的二级出水,研究曝气量、温度等对亚硝化启动的影响。试验初期反应器自然挂膜,采用高浓度游离氨(FA)和低浓度溶解氧(DO)联合抑制的方法抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长,使氨氧化菌(AOB)成为反应器内的优势菌种。试验结果表明12d即可完成序批式生物膜反应器硝化生物膜的培养和富集,挂膜速度较快;在不影响亚硝化反应的前提下,低浓度DO可以有效抑制NOB的生长,有利于AOB成为反应器内优势菌种,且不影响进水氨氮转化率;低氨氮浓度条件下,较低的温度对AOB的活性有抑制作用,而缩短曝气时间并不能稳定提高亚硝酸盐氮的积累率。

序批式膜生物反应器处理生活污水的特性

研究了中试规模序批式膜生物反应器处理生活污水的特性.发现其对CODCr、NH3-N及TN的去除效果可分别达到95·0%、96·3%及38·0%;过膜阻力增加率为1·032kPa·m-1.TN去除率偏低的主要原因在于缺少搅拌装置,在静置阶段时,污泥大部分沉积在反应器底部(系统运行期间30min沉降比均低于40%),从而使反硝化细菌不能充分与水溶液中的NOx-N接触.采用空间排阻液相色谱法对混合液及膜污染物进行分子量分布测定,发现大量大分子物质在反应器内、膜面及膜孔内积累,相对分子质量大于104的有机物分别占64·0%、38·0%.经过物理及化学清洗,膜通量恢复了73·4%,多糖含量为清洗前的30·4%,说明多糖是造成不可逆污染的主要物质.