SRT对复合式MBR处理低C/N生活污水的影响研究

采用投加悬浮填料的复合式膜生物反应器(HMBR)处理低C/N生活污水,考察HMBR系统中HRT对COD和脱氮效果的影响,探究低C/N生活污水处理方案。结果表明HMBR处理低C/N生活污水的最佳SRT为25 d,HMBR运行稳定、抗冲击负荷能力强,此时COD和TN的去除率分别达到88%和64%以上,但SRT对NH4+-N去除效果影响不大,NO2--N和NO3--N含量在SRT为35 d时达到最高,分别为4.01 mg/L和6.91 mg/L。

溶解氧对复合式MBR处理低C/N生活污水的影响研究

采用投加悬浮填料的复合式膜生物反应器(HMBR)处理低C/N生活污水,考察HMBR系统中溶解氧对COD和脱氮效果的影响,探究低C/N生活污水处理方案。结果表明HMBR处理低C/N生活污水的最佳溶解氧浓度为1~2 mg/L,HMBR运行稳定、抗冲击负荷能力强,此时COD、NH4+-N和TN的去除率分别在90%、99%和45%以上,未出现NO2--N的积累,但反硝化过程受阻,出现NO3--N累积现象。

智能化曝气控制A/O工艺处理低C/N生活污水有效性及其脱氮机制

将新型智能化曝气控制系统(automatic oxygen supply device,AOSD)应用于A/O工艺中,研究AOSD系统曝气模式控制下的A/O工艺(I-A/O)与持续曝气模式的A/O工艺(C-A/O)对低C/N生活污水处理能力的有效性,并从系统活性污泥特性的角度探究I-A/O系统反硝化菌在脱氮过程中对碳素的摄取、利用途径。结果表明:低进水碳源负荷下,I-A/O与C-A/O系统对COD、NH_4^+-N的平均去除率稳定且均达80%以上;I-A/O系统对TN去除率高出C-A/O系统25.97%,其对TN具有明显的去除优势;2套系统对TP均无去除效果。I-A/O系统活性污泥好氧异养菌产率系数Y_H为0.142 mg·mg^(-1),活性污泥衰减系数K_d为0.018 d^(-1),均低于C-A/O系统;在进水低C/N水平下,I-A/O系统活性污泥可通过更强的吸附贮存碳源能力、较低的好氧异养菌竞争压力、溶胞作用为反硝化菌提供更多的碳源以便脱氮反应。C/N是I-A/O系统曝气总量节省率重要影响因素之一,相比于C-A/O系统,其处理低C/N生活污水可节约曝气系统约52%的曝气量。

基于MBBR技术的白酒窖底废水与低C/N生活污水协同处理系统的构建及功能微生物分析

为解决低C/N污水和高浓度白酒废水(HCBW)处理所面临的问题,采用移动床生物膜反应器(MBBR),构建了白酒窖底废水与模拟低C/N生活污水协同处理系统,以改性海绵填料和流化床填料分别探究HCBW作为反硝化外加碳源对低C/N生活污水处理的影响。结果表明:海绵填料协同处理系统(A1)对COD、NH_(4)^(+)-N、TN和色度的平均去除率分别为91.29%、99.08%、89.81%和80.66%,流化床填料系统(A2)的平均去除率分别为90.51%、98.58%、75.73%和76.07%,改性海绵填料的去除效果优于流化床填料;混合废水经过MBBR系统处理后,NH_(4)^(+)和TN得到了有效去除,出水中的醇类、硫酸盐和磷酸盐物质的相对比例有一定程度增加;协同处理系统A1和A2的硝化优势菌属均为Nakamurella、Nitrospira,反硝化优势菌属均为Amaricoccus、Dokdonella和Thermomonas,可能参与有机物去除的优势功能菌属均为Micropruina。通过功能预测得出:协同处理系统A1、A2中的主要代谢通路均为氨基酸代谢、碳水化合物代谢和能量代谢,主要的环境信息处理通路均为复制与修复和转译,主要的遗传信息处理通路均为膜运输。以上研究结果可为HCBW的资源化利用、低C/N生活污水处理提供参考。

强化A/O-MBR处理低C/N比生活污水及膜污染的影响研究

通过在普通A/O-MBR(CMBR)中投加聚氨酯泡沫(PUF)载体,开发了一种强化A/O-MBR(HMBR),并与CMBR平行运行处理低C/N比生活污水。结果表明,HMBR出水水质明显优于CMBR,HMBR对COD、氨氮和总氮的平均去除率分别为83.88%、67.24%和50.39%,而CMBR为81.96%、59.97%和46.32%。HMBR和CMBR分别在连续运行的第46 d和70 d,膜通量降至0.19、0.20 L/(m^(2)·h),HMBR有效延长了膜组件的运行时间,且污染程度更低,经物理冲洗后可恢复至初始膜通量的46.50%,物理-化学清洗后可恢复至初始膜通量的93.7%。因此,投加PUF载体不仅强化了A/O-MBR的处理性能,同时有效减缓膜污染。

湿地植物作为低C?N比生活污水反硝化碳源的研究

以风车草、香根草、再力花、芦荻、美人蕉5种湿地植物作为低C/N比生活污水的反硝化碳源材料。静态碳源释放实验中,5种湿地植物释碳能力为风车草>再力花>芦荻>香根草>美人蕉,风车草COD释放量最高,可达(129.2±6.2)mg/(g·L),其TN、TP的释放量相对较低。静态反硝化脱氮实验中,风车草和再力花脱氮效果最好,反硝化出水中硝态氮质量浓度均降低至3mg/L左右,硝态氮去除率均达88%左右,出水COD均在100mg/L左右,COD去除率均达到84%左右。在低C/N比生活污水反硝化脱氮中试实验中,以风车草为反硝化碳源,出水中TN、COD去除率可分别达到73%、75%左右,说明风车草是一种良好的低C/N比生活污水深度处理的反硝化碳源材料。

T型氧化沟工艺处理低碳源生活污水的效果研究

详细介绍了T型氧化沟工艺的特征,并考察研究了该工艺处理低碳源生活污水的长期运行效果。研究结果表明,工艺出水COD、BOD5、NH3-N、TN和TP年平均浓度分别为13.9、3.8、0.91、18.80和1.67 mg/L,去除率分别为88.99%、94.37%、96.74%、37.57%和41.58%,均能达到相应的排放标准。由于T型氧化沟中以好氧环境为主,缺乏厌氧和缺氧环境以及进水的BOD5/TN值低,工艺对有机物及NH3-N的去除效果较好,但TN和TP去除效果较低。提出了加强工艺脱氮除磷的措施,为同类型污水处理厂改造提供参考。

T型氧化沟工艺处理低碳源生活污水的效果研究

详细介绍了T型氧化沟工艺的特征,并考察研究了该工艺处理低碳源生活污水的长期运行效果。研究结果表明,工艺出水COD、BOD5、NH3-N、TN和TP年平均浓度分别为13.9、3.8、0.91、18.80和1.67 mg/L,去除率分别为88.99%、94.37%、96.74%、37.57%和41.58%,均能达到相应的排放标准。由于T型氧化沟中以好氧环境为主,缺乏厌氧和缺氧环境以及且进水的BOD5/TN值低,工艺对有机物及NH3-N的去除效果较好,但TN和TP去除效果较低。提出了加强工艺脱氮除磷的措施,供同类型污水处理厂改造的提供参考。

N-SBR单元硝化时间分配比对A2N2系统运行性能的影响

以低C/N实际生活污水为处理对象,重点考察了N-SBR单元硝化时间分配比对A2N2系统运行性能的影响。在A_2/O-SBR单元厌氧1.5 h,缺氧2 h,好氧0.5 h,A^2/O-SBR和N-SBR单元的曝气量分别恒定在100、120 L·h^(-1)的条件下,将硝化时间分配比分别设定为5:1、4:1、3.5:1、3:1、7:1、8:1进行试验。结果表明,系统在A^2/O-SBR单元可实现碳源的高效利用,有机物的去除受硝化时间分配比影响不大;为保证系统良好的硝化和反硝化除磷性能,一次硝化时间必须≥3.5 h;在总曝气时间一定的条件下,适当增加一次硝化时间,更有利于提高系统TN去除率;适当增加二次硝化时间,可以降低出水4NH-N+浓度,使出水达标排放。当硝化时间分配比为4:1时,系统脱氮除磷效果最好。TN、34PO-P-平均出水浓度分别为11.5、0 mg·L^(-1),平均去除率分别为75%、100%。

膜曝气生物膜反应器处理生活污水N_(2)O等温室气体的排放特性

针对生活污水处理减污降碳的需求,本研究采用膜曝气生物膜反应器(membrane aerated biofilm reactor,MABR)耦合厌氧氨氧化工艺处理低碳氮比生活污水,考察了水质污染物去除的同时,分析了甲烷(CH_(4))、氧化亚氮(N_(2)O)和一氧化氮(NO)的排放特性。结果表明,MABR实现了较好的碳氮污染物去除效果,当处理进水C/N为3.00±0.14的模拟污水时,COD、NH_(4)^(+)-N和TN去除率分别为85.24%、90.10%和64.35%;当处理进水C/N为1.67±0.07的实际污水时,COD、NH_(4)^(+)-N和TN去除率分别为75.39%、96.39%和81.88%。MABR具有较低的CH_(4)和N_(2)O排放因子,厌氧阶段分别为(0.0103±0.0105)%、(0.0050±0.0055)%,好氧阶段分别为(0.0015±0.0017)%、(0.0021±0.0015)%,厌氧阶段是CH_(4)和N_(2)O排放的主要阶段。气态NO和气态N_(2)O存在正相关关系,反硝化反应可能是N_(2)O产生的主要路径。NO是反硝化过程N_(2)O产生的前体物,对反硝化过程N_(2)O的释放具有指示作用。

A/O短程硝化反硝化工艺结合污泥厌氧水解处理低C/N比城市生活污水

在处理低C/N比城市生活污水时,通过控制溶解氧实现A/O工艺短程硝化反硝化脱氮。结果表明:当DO为(2.0±0.5)mg/L时,亚硝化积累可达67.45%,出水TN浓度为18.97 mg/L。结合污泥厌氧水解工艺,将污泥在33℃,不调节pH,厌氧水解18 h后的产物上清液与原污水以1∶10混合作为进水,出水TN浓度为14.68 mg/L,达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准。

分点进水A/O工艺处理低碳源生活污水的脱氮性能研究

针对低C/N比污水脱氮的难点问题,在缺氧段不同点设置进水口,采用分点进水A/O工艺处理校园生活污水。考察了在污泥回流比为100%,硝化液回流比为200%,分流比为1∶1,缺氧池水力停留时间(HRT)分别为2、2.4和3 h情况下,分点进水A/O工艺的反硝化性能,并与传统的A/O工艺进行比较。结果表明,当缺氧池的水力停留时间为3 h时,工艺达到最佳脱氮效果。在平均进水COD、氨氮、TN分别为302 mg/L、58.64 mg/L和64.26 mg/L时,出水COD、氨氮、TN分别为30 mg/L、0.09 mg/L和28.64 mg/L,去除率分别为89.94%、99.85%和56.40%,处理效果优于传统的A/O工艺。

低溶解氧条件下分段进水对SBR工艺脱氮除磷效果的影响研究

针对传统生物法处理低C/N生活污水存在曝气量过饱和、有机碳源不足和脱碳效率低等问题,开展了低溶解氧(DO)条件下分段进水SBR运行模式的试验研究,对比分析4种低DO条件下传统SBR工艺与分段进水SBR运行模式的脱氮除磷效果。结果表明:传统SBR工艺中,CODCr去除率达到90%以上,而二段进水方式下其去降率下降了20%;采用4种不同DO条件下,一段进水方式下SBR反应器的脱氮效率较低,出水中TN分别为17.4mg/L、19.5mg/L、18.6mg/L、21.6mg/L,其中当DO为1.0mg/L时SBR反应器的脱氮效率最高,TN去除率达到45%,而TP去除率分别为19%、25%、22%、21%;对于二段进水,同样的DO条件下,其中当DO为1.0mg/L时SBR反应器的脱氮除磷效果最佳,脱氮除磷去除率分别提高了17%、20%。通过分段进水,提高了进水中反硝化细菌和聚磷菌对原有有机物的利用率,从而提高了SBR反应器的脱氮除磷效率。

A^2/O流量分配处理低C/N污水性能与微生物结构优化

针对现有城市污水处理厂进水碳源不足的问题,通过建立多段进水改良A^2/O中试反应器处理低C/N(C/N<5)城市污水,以研究多段进水对其脱氮除磷性能和微生物种群结构变化的影响.结果表明,与传统厌氧段进水的模式相比,多段进水优化了进水碳源在厌氧段和缺氧段中的分布,从而提高了系统的反硝化脱氮和反硝化除磷性能;Q预缺∶Q厌∶Q缺=0.1∶0.2∶0.3(阶段Ⅳ)为系统的最佳工况,此时出水COD、NH4^+-N、TN和TP的平均浓度分别为30.10、1.85、9.41和0.71mg·L^-1,去除率分别为89.41%、95.30%、83.00%和90.09%;在120d的试验过程中,系统均未出现丝状菌膨胀现象,曝气池活性污泥沉降性能良好,好氧池活性污泥SVI随着缺氧段进水比例的增加而降低,至阶段Ⅴ达到最佳状态,此时的SVI和VSS/TSS分别为112.09mL·g^-1和0.84;通过对各阶段好氧区活性污泥16SrRNA基因测序数据的梳理,发现系统较好的脱氮除磷和污泥沉降性能分别与6类异养型菌属、4类反硝化菌属、5类聚磷菌属和2类菌胶团菌属的富集,3类丝状菌的淘汰密切相关.

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。

交替曝气对短程硝化启动及脱氮特性的影响

采用序批式活性污泥反应器(SBR)处理低C/N生活污水,在25℃和2种交替曝气运行模式下,分析了启动和稳定运行时短程硝化及脱氮特性、比亚硝酸盐氧化速率、游离氨(FA)浓度的变化、氨氧化菌(AOB)活性的影响及Boltzmann模型对AOB活性的拟合。结果表明:在缺氧/好氧时间比为30 min/30 min,单周期交替运行4次的条件下,运行46个周期后,出水亚硝酸盐由4.19 mg·L^−1增至20.86 mg·L^−1,亚硝酸盐积累率稳定至97.03%,比氨氧化速率和AOB活性分别稳定至0.30 g·(g·d)^−1和110%,AOB活性增长时间段的中间值为第10个周期;在好氧/缺氧时间比为30 min/30 min,单周期交替运行4次的条件下,运行50个周期后,亚硝酸盐出水浓度和亚硝酸盐积累率分别稳定至17.94 mg·L^−1和95.04%,比氨氧化速率和AOB活性分别稳定至0.30 g·(g·d)^−1和110%,AOB活性增长时间段的中间值为第24个周期。因此,采用缺氧/好氧交替运行模式,可提高氨氮去除率和亚硝酸盐积累率,氨氧化菌活性更佳,以上研究结果为实现并维持稳定的短程硝化提供参考。