内回流比对连续流改进A^2/O反应器性能的影响

以生活污水为原水,在常温(25～33℃)条件下采用连续流改进A2/O反应器进行脱氮除磷试验研究。结果表明,在反应器内能实现短泥龄细菌和硝化细菌的分相培养,有效降低了回流污泥中硝态氮的质量浓度,其值小于1mg·L-1。在进水COD在400～500mg·L-1,水力停留时间为13h,泥龄为5d的条件下,系统运行高效而稳定,当内回流比在100%～300%之间变化时,内回流比对TN、TP去除影响较大,对COD去除影响较小,NH4+-N的去除基本不受内回流比影响。但从整体上考虑,内回流比为200%时,系统整体除污效果最好,对COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为88%、97%、73.8%、65.1%。由于反应器存在一定程度的边界效应,时而造成泥区污泥分布不均,降低系统除磷效能。但通过修整反应器,消除或减小边界效应,可进一步提高系统除磷效果。

连续流改进A^2/O反应器去污效果及分相培养研究

以生活污水为原水,在常温(25~33℃)条件下采用连续流改进A2/O反应器进行脱氮除磷实验研究。系统内COD降解,TN与TP去除主要在活性污泥段完成,而NH4+-N去除基本在生物接触氧化区完成。从中沉池出水硝态氮影响因素分析可知,选用较高的有机负荷有利于实现系统内分相培养。泥龄对实现系统内微生物异养菌和自养菌的分相培养具有关键影响。当泥龄<10 d,可实现系统内异养菌与自养菌的分相培养。

A^2/O工艺反应器水力流态研究

为了研究中试A2/O工艺反应器在不同流量条件下的实际HRT、死水区比例及反应器推流及混合效果,采用脉冲示踪法,以NaCl作示踪剂,测试了对反应器的水力流态分布。结果表明,进水流量分别为610、780、1 150 L/h时,厌氧池、缺氧池死水区比例在40%以上,整个生物反应器的死水区比例为20%,反应器在运行过程中,串联级数最高可达8,该反应器有较好的推流作用。

A^2/O型膜生物反应器污水处理工艺设计要点

采用旭化成化学株式会社生产的中空纤维膜组件,建立了处理能力为20m3/d的A2/O型膜生物反应器(MBR)系统,对城市污水的深度处理进行了中试研究。试验结果表明系统运行稳定,各项出水指标均达到或优于国家一级A标准。在此基础上,重点介绍了处理规模为30000m3/d,采用A2/O型膜生物反应器系统的总体概念设计。通过计算总结了设计要点,并得出单位经营成本为0.84元/m3,较其他同类工艺成本低。

低溶解氧对A^2/O工艺脱氮的影响

采用A2/O反应器,通过控制不同的溶解氧浓度来设定3种工况,对比各工况的出水水质。结果表明:低氧工况比高氧工况节省了52.6%的曝气能量,对TN的去除率提高了约12%;低氧条件降低了污泥的硝化性能,但仍能将NH4+-N硝化,使出水NH4+-N浓度低于2 mg/L。

A^2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

针对A^2/O+移动床生物膜反应器(A^2/O+MBBR)双污泥系统,以低碳氮比(C/N)生活污水为处理对象,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,基于脱氮除磷的代谢机理建立系统的快速启动策略。研究结果表明:启动过程历时21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;平均重量污泥浓度从1 189 mg/L增加到1 760 mg/L,SVI值在95 m L/g MLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。启动过程,COD的去除效果基本稳定,A^2/O反应器可实现碳源的高效利用;硝化过程为反硝化除磷提供电子受体,TN的高效去除需要建立在NH+4-N氧化完全的基础上;PO_4^(3-)-P的去除特性与NO_3^--N的变化密切相关,除了缺氧区的同步脱氮除磷,好氧吸磷对稳定PO_4^(3-)-P出水浓度发挥着重要作用。在平均进水碳氮比为3.44的运行条件下,A^2/O+MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH_4^+-N、TN和PO_4^(3-)-P浓度分别为38.5、1.15、14.2、0.15 mg/L,COD、TN和PO_4^(3-)-P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的变化规律与脱氮除磷存在定量关系,稳定运行阶段厌氧区ORP为-398^-336 m V,反硝化过程pH值增幅0.55,ORP增加到-300^-175 m V,硝化过程pH值降低0.37。ORP、pH值可以直观地反映反硝化过程,pH值能够灵敏地反映硝化进程,实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。

NaCl盐度对A^2/O工艺缺氧区胞外聚合物及生物絮凝性的影响

为了提高含盐废水的生物脱氮除磷效率和生物絮凝性,考察NaCl盐度对A^2/O工艺缺氧区脱氮除磷效率的影响,结合傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)与X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析缺氧区活性污泥胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)组分与结构变化,以期揭示盐度对生物絮凝性的影响.结果表明,当NaCl盐度为0~5 g·L^(-1)时,A^2/O缺氧区生物絮凝性良好,重絮凝性(flocculation ability,FA)约为44%,污泥粒径约为45.5μm,EPS含量为52.3~62 mg·L^(-1),PN/PS维持在2.1左右;当NaCl盐度由10 g·L^(-1)增加至40g·L^(-1)时,A^2/O缺氧区生物絮凝性显著降低,FA由40%下降至22%,污泥粒径由43.7μm减小至32.1μm,EPS含量由76.5 mg·L^(-1)增加至101.0 mg·L^(-1),PN/PS由1.5下降至1.3.随着NaCl盐度的增加,通过FTIR分析可知,EPS主要组成基团未发生明显变化,以氨基、酰胺Ⅰ和羧基为主;由XPS分析可知,EPS和Na+相互作用过程中部分基团(如C、O、N基团)发生电荷转移,但其存在形态未发生变化.

污泥厌氧产酸发酵液作碳源强化污水脱氮除磷中试研究

为研究城市污泥厌氧产酸发酵液作为补充碳源强化生活污水脱氮除磷系统的效果和可行性,建造了一个总有效体积为4 660 L的A2/O中试反应系统,以实际城市污水为研究对象,考察了添加污泥产酸发酵液后的污水脱氮除磷效果并和单纯添加乙酸作碳源的效果进行了比较.结果表明,在进水COD为243.7 mg·L-1、NH+4-N为30.9 mg·L-1、TN为42.9 mg·L-1、TP为2.8 mg·L-1、硝化液回流比为200%和污泥回流比为100%的条件下,向缺氧池中投加乙酸能增强系统脱氮除磷效果,反应器的最佳进水流量和投加碳源SCOD增量分别为7 500 L·d-1和50 mg·L-1.污泥发酵液代替乙酸作为外加碳源时的平均出水COD、NH+4-N、TN和TP去除率分别为81.60%、88.91%、64.86%和87.61%,相对应的出水浓度分别为42.18、2.77、11.92和0.19 mg·L-1,满足我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002所规定的一级A标准.结果表明,投加污泥产酸发酵液作为脱氮除磷碳源可达到和乙酸同样的效果,具有实际可行性,这为城市污泥处理处置实现资源化提供了一条新的可行途径.