有机碳源条件下厌氧氨氧化ASBR反应器中的主要反应

采用5个已稳定运行在厌氧氨氧化状态的ASBR反应器，通过COD、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、pH等指标的监测和好氧硝化菌、异养反硝化菌的测定，研究了不同有机碳源条件下反应器中发生的主要反应．结果表明，反应器中存在好氧硝化菌、异养反硝化菌和厌氧氨氧化菌．在COD、氨氮、亚硝酸盐氮等存在条件下，可发生好氧硝化、厌氧氨氧化和异养反硝化反应，先是好氧硝化反应、厌氧氨氧化反应和异养反硝化反应共存，其后依次是异养反硝化反应和厌氧氨氧化反应占主导地位．当C／NO2^--N在1．7～1．9范围内时，C／NH4^＋-N为1．7的1号反应器具有最佳的厌氧氨氧化效果，反应结束时其COD去除率、NH4^＋-N去除率、NO2^--N去除率分别为100％、81．7％和74．4％．

ASBR处理食品废水中DOM转化过程的荧光光谱

利用厌氧序批式反应器(ASBR)处理食品废水,结合三维荧光光谱技术考察不同反应时段废水中溶解性有机物(DOM)的光谱特征和物质来源,并建立DOM特征峰荧光强度与氨氮浓度的关系.工艺运行结果表明:食品废水经过ASBR处理后,进水的COD从1100mg/L降至91mg/L,COD去除率达到91.73%,说明ASBR反应器可有效降解食品废水中的有机物质.三维荧光光谱显示,5种物质的特征荧光峰,即高激发波长色氨酸(峰A)、低激发波长色氨酸(峰B)、可见光区富里酸(峰C)、紫外光区富里酸(峰D)、类腐殖酸(峰E).随着厌氧生物处理的进行,峰A、峰B和峰C的荧光强度表现为先增加后减少的趋势;峰D荧光强度表现为微弱增加趋势;峰E荧光强度为先减少后增加趋势.荧光光谱指数FI、HIX、BIX表明,废水具有明显生物源特征.建立高激发波长色氨酸、低激发波长色氨酸特征峰荧光强度与色氨酸荧光强度之和与氨氮浓度在反应周期内的相关性,其相关系数分别为0.8136、0.9390、0.9153,说明可通过三维荧光光谱技术快速监测食品废水厌氧生物处理过程中的氨氮浓度.

不同泥水比ASBR颗粒污泥特性及微生物群落结构分析

采用3套厌氧序批式反应器(ASBR),接种厌氧污泥,研究了不同泥水比(4∶6,5∶5,6∶4)R1、R2、R3反应器运行过程中有机物的去除效率及颗粒污泥性质的差异,同时利用高通量测序技术从分子生物学水平分析微生物群落结构。研究表明,3组反应器运行125 d,均培养出成熟的厌氧颗粒污泥,污泥粒径各范围(0.4~0.6,0.6~1.0,1.0~1.4和1.4~1.8 mm)的占比分别为12.5%,29.5%,49.8%,11.5%;10.4%,27.6%,46.4%,10.2%和9.8%,27.3%,40.1%,8.8%,R1培养出的颗粒污泥粒径较大,结构更为致密。扫描电镜发现,污泥菌群均由以丝状菌和杆状菌为主逐渐转变为以球状菌为主的集聚体。高通量测序结果表明,拟杆菌(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)是丰度较高的菌门;乙酸型产甲烷菌及氢营养型甲烷菌丰度大幅上升,分别由接种污泥时的29.7%和24.7%增长至52.9%,48.9%,52.2%和36.5%,33.8%和29.3%,泥水比较小的R1富集了更多的产甲烷菌,显著提升了甲烷产量。

ASBR-SBR组合反应器用于高浓度有机污水的处理

把 Anaerobic Sequencing Batch Reactor(ASBR)和 Aerobic Sequencing Batch Reactor(SBR)连接在一起构成 ASBR SBR组合反应器系统 ,用于牛场高浓度有机污水的处理。ASBR作为预处理反应器主要用于去除有机物 ,SBR用于生物脱氮处理。通过试验确定 ASBR的最佳有机负荷率 (以 COD质量浓度计 )为 3g·(L.d) -1,在此负荷率下处理后的污水在 SBR中进一步处理。对硝化和反硝化分别与同时进行时 ASBR SBR系统的污水处理性能进行了试验研究。发现 ,当硝化在反应器中进行 ,反硝化在自然条件下的出水混合液和上清液中进行时 ,混合液中 NOx N在 3周之内即被全部转化 ,上清液中反硝化反应相对较慢 ;要通过同时的硝化与反硝化高效地去除污水中的氨氮 ,则需要添加适量碳元素 。

厌氧序批式反应器(ASBR)的研究进展

总结了近年来厌氧序批式反应器(ASBR)的研究和应用进展,最后对其前景进行了展望。

城市生活垃圾渗滤液的ASBR-SBR生物脱氮研究

将ASBR和SBR反应器组合起来,形成一种序批式操作的垃圾渗滤液处理工艺,两反应器的运行周期均为12h。将原水加入ASBR中进行厌氧消化,研究了废水在28.8h～72h四种不同水力停留时间(HRT)下的处理效果,结果表明,将ASBR的HRT控制在36h,在保持41.2%COD去除率的同时,出水BOD5/COD及BOD5/NH4+-N分别为0.41和4.6,对有机物和氮的后续好氧生物去除较为有利。以HRT为36h方式运行的ASBR出水为进水,研究了每周期进水量占反应器混合液比例R分别为0.67、0.50、0.33和0.17情况下,SBR去除有机物及脱氮的效果,结果表明,对于pH较低的垃圾渗滤液,R≤0.5时,反应器内反硝化反应产生的碱度和硝化反应消耗的碱度较为平衡,pH稳定在脱氮微生物适宜的范围内,脱氮及去除有机物的效果较好,对COD去除率在88%～90%,NH4+-N去除率在96%～98%,TN去除率在55%～84%,其中TN去除率与R存在较好的线性相关性,TN去除率随着R的减小而逐步提高.

接种不同污泥启动厌氧氨氧化ASBR反应器研究

采用ASBR反应器,分别以好氧硝化污泥和厌氧颗粒污泥为种泥,通过对氨氮、亚硝酸盐氮等指标的监测和数据分析、污泥颜色的观察,研究2个厌氧氨氧化反应器启动的可行性及其差异。结果表明,2个厌氧氨氧化反应器均可成功启动;采用好氧硝化污泥启动厌氧氨氧化反应器耗时142d,启动前后污泥颜色变化不大,亚硝酸盐氮浓度超过20mmol/L会对厌氧氨氧化产生明显的抑制作用;采用厌氧颗粒污泥启动厌氧氨氧化反应器耗时249d,启动前后污泥颜色变化很大,从黑色逐渐变为砖红色,亚硝酸盐氮浓度超过13.4mmol/L会对厌氧氨氧化产生抑制作用;分别用以上2种污泥启动的厌氧氨氧化ASBR反应器中占优势地位的厌氧氨氧化菌不同。

厌氧序批式活性污泥工艺(ASBR)特性研究

通过正交试验 ,探讨了ASBR工艺最为重要的两个操作参数即充水时间和负荷率对ASBR工艺过程的影响。试验表明 ,充水时间和负荷率显著影响着ASBR的工艺过程 ,如出水水质、循环周期等。而且 ,充水时间和负荷率相互之间也存在着制约关系。

ASBR法处理酸性钛白废水的技术研究

采用厌氧序批式反应器 (ASBR)处理高浓度硫酸盐废水 ,取得了较好的效果 模拟废水和实际钛白粉废水的试验显示 ,硫酸根离子的去除率分别达到 92 .1% ,83.5 % COD SO42 -的比值对硫酸根离子去除率有较大影响 ,比值在 2～ 3时效果最佳 该试验工艺的一个特点是采用了气循环与水循环并用的方法 ,以防止硫化氢气体对硫酸盐还原菌 (SRB)的毒害 。

ASBR反应器厌氧氨氧化脱氮Ⅰ:工艺特性与控制策略

采用ASBR厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器,考察了反应器启动特性并提出了反应器优化启动策略,并且从基质控制和环境控制两方面分析了ANAMMOX工艺过程控制策略.启动优越性表现为:17d结束菌体自溶,出现了ANAMMOX现象;第51d由物料衡算知AAOB的产量超过反硝化菌;经100多d的培养,获得了砖红色小颗粒状污泥.由基质控制分析可知,要实现稳定运行,需控制进水NO2--N浓度低于240mg/L,否则会受到亚硝酸盐的抑制.由环境控制分析可知,ΔpH与进水流量Q的乘积(ΔpH.Q)同氨氮去除负荷之间存在良好的线性关系,pH值可以用作反应器运行状况的指示性参数.同时发现,稳定阶段周期内的ORP与pH值具有良好线性关系,ORP可以表述氨氮去除速率的变化趋势,根据ORP曲线的"转折点"得到了ANAMMOX反应脱氮延迟时间.

ASBR与脉冲进水SBR组合工艺处理垃圾渗滤液

为了研究厌氧-好氧工艺处理垃圾渗滤液的脱氮性能,采用ASBR联合脉冲进水SBR(脉冲SBR)处理高氨氮实际垃圾渗滤液。ASBR的水力停留时间为2d;中间水箱调节脉冲SBR的进水C/N(3～5)和NH4+-N浓度;脉冲SBR采用3次等量进水模式,运行周期分为4个缺氧段和3个好氧段,不投加外碳源,缺氧4利用污泥内碳源进行反硝化。结果表明,串联运行时期(157d)系统获得了高效的脱氮性能。ASBR进水COD为7 338～10 445mg.L-1,去除率在83%以上;脉冲SBR进水NH4+-N浓度分4个阶段逐步提高至912.0±41.7mg.L-1,总氮(TN)去除率在90%以上,出水总氮小于40mg.L-1;系统COD和总氮去除率分别在87%和97%以上。单个缺氧4进程内的内源反硝化速率(DNR)会由快变慢,而其平均理论内源反硝化速率(TDNRm)达到了1.531mgN.h-1.gMLVSS-1。在不使用物化预处理和不投加外碳源的情况下实现了对渗滤液的深度脱氮。

厌氧序批式反应器(ASBR)的六大优点

分析了厌氧序批式反应器(ASBR)的六大优点,与连续流厌氧反应器相比,ASBR构造简单、投资省,生物絮凝和固液分离效果好,水头损失小、动力费用低,生化反应推动力大,可形成以甲烷八叠球菌为优势菌的颗粒污泥,处理高浓度有机废水时对碱度的需求量少,运行费用低。

臭氧化对臭氧耦合ASBR/SBR工艺硝化、反硝化的影响

针对臭氧耦合ASBR/SBR污泥减量化工艺,研究了臭氧氧化对硝化和反硝化能力的影响。结果表明,在臭氧投加量为0.074gO3/gSS左右的条件下,系统进水的COD平均值由氧化前的659mg/L增加到氧化后的713mg/L,碳源量提高了8.2%。进水氨氮由34.3mg/L增加到39.9mg/L,出水氨氮由1.7mg/L升高至1.9mg/L,硝化能力基本未受到影响。SBR段的出水NO3--N平均值由5.85mg/L下降为2.2mg/L,表明系统的反硝化能力增强。投加臭氧前后,系统进水TN平均值分别为49.1mg/L和52.9mg/L,出水TN平均值分别为10.9和13.4mg/L,对TN的平均去除率分别为77.7%和74.6%。可见,臭氧氧化未对SBR段的硝化和反硝化效果产生明显影响。

PCR-DGGE研究臭氧耦合ASBR/SBR控氮磷污泥减量化工艺中的细菌多样性

采用分子生物学手段PCR-DGGE技术对臭氧耦合ASBR/SBR控氮磷污泥减量化工艺中的ASBR和污泥减量化前后的SBR中的细菌多样性进行了研究。结果表明,ASBR中的主要细菌类群为Firmicutes类群,β-pro-teobacterium类群,γ-proteobacterium类群和Bacteroidetes类群;污泥减量化后SBR中细菌丰富度与减量前相比有所增加,但是相似性指数极高,为85%;臭氧施加进行污泥减量对SBR中的优势菌群多样性影响不大,污泥减量化前后SBR反应器内均存在Firmicutes bacterium,Candidate division TM7,ammonia-oxidizingbacterium,Bacteroidetes bacterium,β-proteobacterium,Denitrifying bacterium,Pseudomonassp和Nitrosococcus halophilus Nc4,其中减量化后Bacteroidetesbacterium,β-proteobacterium,Denitrifying bacterium和Nitrosococcus halophilus Nc4的数量略高于污泥减量化之前。

ASBR反应器处理豆制品废水

采用厌氧序批式活性污泥法处理食品加工废水。试验结果表明:启动阶段,通过投加GAC,尽快提高有机负荷以及缩短水力停留时间等措施,可以使系统既快又稳的启动,本次试验启动用时118d;启动成功后,COD负荷率为7.83kg/m3·d,COD去除率89.7%,容积产气率3.9m3/m3·d左右,其中甲烷含量70%,反应器中污泥浓度16359mg/L,污泥龄18d,污泥全部颗粒化为粒径在1～3mm的颗粒污泥,表明是高效运行的厌氧反应器。

ASBR反应器厌氧氨氧化脱氮Ⅱ:反应动力学

研究了ASBR厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器稳定条件下周期内的基质动力学特性以及过程抑制动力学特性,并得到适合描述上述特性的动力学模型.其中,稳态下周期内基质去除模型是首次被调查研究,研究发现,修正的Logistic模型和修正的Boltzmann模型相比Grau二级基质去除模型和修正的Gompertz模型而言,更适合描述稳态下周期内基质去除特性,并且通过模型得到了周期内任意t时刻下的出水总氮和总氮去除率预测公式.运用Haldane模型和Aiba模型建立了出水FA浓度与总氮去除负荷(TN RR)以及出水NO2--N浓度与总氮去除负荷(TN RR)之间的关系,结果表明:Haldane模型更适合用来描述基质抑制动力学特性,模型预测得到的出水FA和出水NO2--N抑制浓度分别为72.36mg/L和140.60mg/L.上述动力学模型的应用和动力学参数的获得可能会有助于ASBR反应器的优化设计和过程控制.

ASBR中泥水混合特性研究

保持足够多的活性污泥和泥水的充分混合是保证厌氧反应器高效处理废水的两个基本原则,为有效提高厌氧序批式反应器(ASBR)的处理效率,研究了ASBR的混合特性。采用示踪法研究了不同MLSS及搅拌速度下混合时间的变化,并考察了不同条件下ASBR内污泥的垂直分布情况,得出ASBR内MLSS分别为12000、17000、21000、25000mg/L时,泥水完全混合所需要的最佳搅拌速度分别为200、200、300、300r/min。结合混合时间和泥水完全混合所需的最佳搅拌速度,经分析,以ASBR内污泥垂直分布确定的最佳搅拌速度较为合理,为ASBR工艺的工程设计和工程应用提供依据。

ⅠⅡ-ASBR中厌氧颗粒污泥的微生物组成及特性

在35℃下以奶粉人工合成废水为底物连续运行了两段厌氧反应器(ⅠⅡ-ASBR),且于ⅠⅡ两柱中形成了两种不同的厌氧颗粒污泥,为了解厌氧颗粒污泥的微生态结构及生物学特性,对ⅠⅡ两柱中厌氧颗粒污泥的形态及微生物组成进行扫描电镜观察,并测定了其不同基质中的比产甲烷活性、辅酶F420和胞外多聚物的含量。结果表明:ⅠⅡ-ASBR反应器ⅠⅡ两柱中厌氧颗粒污泥形态及微生物组成差异明显,Ⅰ柱的厌氧颗粒污泥大而密实,Ⅱ柱的较小,呈多孔的网状结构,Ⅰ柱中厌氧颗粒污泥以甲烷八叠球菌、球菌及短杆菌为主,丝状菌较少,Ⅱ柱则以丝状菌、短杆菌为主,球菌较少;Ⅰ柱颗粒污泥利用葡萄糖、甲酸、丙酸的产甲烷活性较高,利用乙酸的活性相对较低,Ⅱ柱颗粒污泥利用葡萄糖、乙酸的产甲烷活性较高,而利用甲酸、丙酸的产甲烷活性较低;辅酶F420的含量Ⅱ柱比Ⅰ柱明显要高,而胞外多聚物含量Ⅰ柱比Ⅱ柱的高。

铁炭微电解-ASBR-SBR联合处理喹吖啶酮类颜料废水

采用铁炭微电解-ASBR-SBR联合处理喹吖啶酮类颜料废水。对铁炭微电解中各种因素进行了正交试验,进水pH5,铁水比(体积分数)为0.375,铁/炭比(体积分数)为1,停留时间60min为铁炭微电解反应的最佳工艺组合。其出水进行ASBR-SBR生化处理,结果表明:将此3种方法联合对含喹吖啶酮颜料有机废水的处理效果十分明显,在最佳实验条件下,CODCr脱除率和脱色率均达到95%以上。

ASBR中强化活性污泥与普通活性污泥降解啤酒废水的对照研究

在厌氧序批式反应器 ( ASBR)中采用优势菌群对活性污泥进行强化 ,驯化出强化活性污泥。与普通活性污泥处理啤酒废水对照显示 ,强化活性污泥较普通厌氧污泥驯化成熟时间短 ,处理效果更稳定、更有效 ,CODCr去除率最高达 95 %。培育出的强化活性污泥颗粒粒径为 1.5～ 2 .5 cm,较普通活性污泥颗粒粒径更大 。