厌氧-好氧-缺氧SBBR工艺对垃圾渗滤液深度脱氮处理的试验

传统的垃圾渗滤液生化处理工艺以厌氧-好氧(AO)为主,存在总氮(TN)去除率较低的问题。为提高垃圾渗滤液的TN去除率和去除速率,本研究采用序批式生物膜反应器(SBBR)工艺处理COD_(Cr)质量浓度为7760 mg/L、TN质量浓度为1200 mg/L的实际垃圾渗滤液。该SBBR的运行模式为厌氧-好氧-缺氧运行,在不增加外加碳源的情况下,经过85 d的启动和驯化,出水TN质量浓度低于20 mg/L,TN的去除效率>97%。与序批式反应器(SBR)相比,投加填料提高了同步硝化反硝化(SND)的去除效率,周期从19.5 h缩短到13.75 h。高通量分析表明,SBBR的优势类群为变形菌门(26.43%),而SBR的优势类群为绿弯菌门(28.53%),不同的优势菌群可能是SBBR相比SBR脱氮效率更高的原因之一。

基于响应面法优化SBBR处理城市污水中氨氮的研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR)对城市模拟污水进行处理。用接种法对SBBR反应器进行挂膜启动。主要研究了曝气时间、C/N、填料投加量对SBBR反应器去除氨氮的效果。采用响应面法对稳定运行的SBBR反应器中的曝气时间、C/N、填料投加量进行了优化,同时构建回归模型,并进行方差分析。结果表明:挂膜成熟时,SBBR系统出水COD和氨氮去除率分别稳定在88.1%和85.2%以上。单因素实验分析结果表明:曝气时间、C/N、填料投加量对SBBR反应器脱氮效果影响显著,其最优值为6 h、10、30%。经过响应面优化后反应器的最佳工况点为:填料投加量为20.2%、C/N为10.5、曝气时间为6.4h。模型预测COD的去除率为95%、氨氮的去除率为94.14%。模型验证实测结果为COD去除率为92.72%、氨氮去除率为91.53%,与预测值相差小于3%。因此,该模型能较为真实地反映各因素对模拟城市污水中COD去除率和氨氮去除率的影响。响应面法可以优化SBBR反应器处理模拟城市污水。

流离球内填料配比对SBBR污染物去除影响的研究

为了探究流离球内部组合填料配比对污水中污染物去除的影响,以鲍尔环与海绵作为内部填料,组成7种不同填料配比的流离球,构建SBBR反应器进行实验。鲍尔环与海绵填料体积比分别为:0∶189、4∶27、11∶27、21∶27、37∶27、71∶27、171∶27。实验结果表明,各填料比下COD处理效果较好,改变组合填料配比主要影响了传质效果、生物膜量、厌氧空间大小进而影响了系统的脱氮性能。填料比为37∶27时氮的去除效果最好,NH_(4)^(+)-N、TN的平均去除率分别为56.4%和55.3%;此时,系统生物量适中,生物膜絮凝性好。

ASBR联合SBBR工艺同步硝化反硝化处理垃圾渗滤液深度脱氮效能

为了提高垃圾渗滤液生化处理的TN去除率,采用厌氧序批式反应器(ASBR)串联序批式生物膜反应器(SBBR)处理化学需氧量(COD)为(5700±500)mg/L、TN浓度为(210±50)mg/L的实际垃圾渗滤液。结果表明:ASBR的出水进入SBBR反应器进行深度脱氮,主要作用是调节后续SBBR进水的碳氮比(C/N),ASBR对渗滤液COD的去除率为90%。C/N是决定SBBR脱氮效率的关键,进水C/N调至4.8,在生物膜的作用下,SBBR仅通过厌氧搅拌和好氧阶段的同步硝化反硝化(SND)便可以实现对垃圾渗滤液的深度脱氮,出水TN浓度低于10 mg/L,周期运行时长也由第54天的24 h缩短至5.6 h。整个串联系统经过103 d的驯化和启动可以达到最佳的处理效果,出水COD、氨氮(NH4+-N)、TN浓度分别为(380±10)、(1.0±0.5)、(5±5)mg/L,去除率分别达到93%、99%和95%。通过高通量测序分析可知,系统中变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度较高,分别为55.11%、21.32%。系统中具有反硝化作用的厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度占比为2.81%,这可能是SBBR取得优秀脱氮效果的关键。在属水平下,系统中具有反硝化功能的菌种主要为Thauera和Limnobacter,在系统中占比分别为15.22%和2.84%,它们的存在可能是系统SND效果好的主要原因之一。

O_(3)氧化-SBBR组合工艺深度脱除生化尾水TN的效能及机制研究

采用臭氧(O_(3))-序批式膜生物反应器(SBBR)组合工艺深度处理印染工业园生化尾水,运用控制变量法和对比研究法探究O_(3)-SBBR组合工艺的脱氮特性和机理。结果表明:1)碳源种类、碳氮比(C/N)、水力停留时间(HRT)和曝气强度是影响O_(3)-SBBR组合工艺效能的关键因素;当以乙酸钠为外加碳源、C/N≥5、HRT 2~4 h、曝气强度20~40 mL/min时,组合工艺对生化尾水中TN的去除率可达46%以上,N负荷达到0.018 kg/(m^(3)·d)。2)组合工艺处理生化尾水的主要步骤为:O_(3)先将尾水中残留的难生物降解有机物转化为小分子物质,提高废水的可生化性;在适当投加碳源的条件下,由SBBR完成去碳和脱氮,脱氮主要由SBBR生物膜中的微生物进行同步硝化反硝化(SND)过程来完成。

SBBR法处理农村污水的工艺研究

以辽河流域农村居民生活污水调研数据为依据,研究SBBR反应器的最佳运行参数以及SBBR法对农村生活污水污染物的处理效果。采用对照方法对曝气方式、曝气时长等进行对照试验确立最佳工况;试验用水采用人工模拟污水,运行反应器测定COD_(Cr)、NH_(3)-N、TP等值,并对试验结果进行分析。SBBR反应器采用间歇式曝气,并在曝气时间在4 h时达到最佳运行工况;最佳工况时COD_(Cr)、NH_(3)-N、TP的去除率均值为89.14%、93.04%、72.98%。COD_(Cr)、NH_(3)-N出水达一级A,53.33%的TP出水浓度达一级B。因而SBBR系统对生活污水中的COD_(Cr)与NH_(3)-N的处理效果良好,但对TP的去除效果较差。

盐度对SBBR反应器生物群落结构的影响研究

该文通过逐步提高盐度的方法驯化出耐高盐的活性污泥,采用序批式生物膜法(SBBR)进行模拟高盐废水的处理试验,对盐度为0、8、16、24、32 g/L的5个盐度梯度高盐废水进行研究。结果表明,随着盐度梯度的不断增加,系统稳定时氨氮(NH_(4)^(+)-N)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)的去除效率由未加盐度时的98%、98%和97%下降至32 g/L盐度时的84%、73%、47%;由生物膜比耗氧速率(SOUR)和脱氢酶活性(DHA)表征的微生物活性在低于8 g/L盐度时增加,大于8 g/L盐度后下降;盐度使得生物膜中胞外聚合物(EPS)含量从26.15 mg/g SS增加到216.27 mg/g SS,其中TB-EPS的多糖(PS)含量增加最为显著,EPS的增加可以提高微生物对盐度的抗性和对细胞的保护作用;不同盐度生物膜中,放线菌门、变形菌门和髌骨细菌门是最大的3种优势门,平均相对丰度累计维持在72%~83%之间,其中放线菌门相对丰度随盐度的增加而显著增加,变型菌门相对丰度随盐度增加而下降;动球菌属、微白霜菌属和TM7a随着盐度的上升相对丰度迅速增加,32 g/L盐度时已成为最大的3种优势属。该研究从微生物的群落特征的角度,探讨了盐度渐增对微生物群落结构和多样性的影响,为高盐胁迫下SBBR系统中COD、NH_(4)^(+)-N和TP去除机制研究提供理论基础。

PCR-DGGE研究处理垃圾渗滤液序批式生物膜反应器(SBBR)中的细菌多样性

为了研究序批式生物膜反应器中的细菌多样性及其脱氮的微生物学机理,为工艺改进提供依据,从同步高效去除垃圾渗滤液中高氨氮和高COD的SBBR生物膜和渗滤液原水中采集微生物样品并提取微生物总DNA,使用细菌通用引物对(GC341F/907R)从总DNA中成功扩增出目标16S rDNA片段,然后对扩增的16S rDNA进行DGGE,对凝胶染色并进行条带统计分析和切胶测序,使用序列数据进行同源性分析并建立了系统发育树.结果表明,该驯化后的SBBR生物膜和渗滤液原水中都有比较丰富的细菌多样性,驯化的生物膜细菌主要来自渗滤液原水,而且生物膜细菌在反应器正常运行时不会出现明显的群落结构变化;在该SBBR中有多种硝化细菌与反硝化细菌、好氧反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌共存,说明该反应器中可能同时存在全程硝化反硝化、同步硝化反硝化和厌氧氨氧化3种脱氮方式.研究结果为SBBR脱氮微生物机理研究提供了一些有价值的参考依据.

序批式生物膜反应器(SBBR)处理高氨氮渗滤液的脱氮机理研究

采用自主设计的SBBR反应器处理氨氮浓度含量较高的垃圾填埋场渗滤液并对其脱氮机理进行分析.在保持(32±0.4)℃的环境温度下,经过58d的驯化和33d的稳定,SBBR反应器的脱氮效率最高达到95%.实验结果表明,高频间歇式曝气方式在抑制了硝酸细菌的活性的同时也消除了亚硝酸盐浓度和pH大幅波动对亚硝酸细菌和厌氧氨氧化细菌活性的影响;在曝气阶段,溶解氧浓度被控制在1.2～1.4mg·L-1,亚硝酸细菌成为主体细菌,亚硝酸盐积累;在缺氧阶段,随着溶解氧浓度迅速降低,厌氧氨氧化细菌成为优势菌种,曝气阶段积累的亚硝酸盐与氨氮同时被去除.

DO对SBBR工艺同步硝化反硝化的影响研究

实验研究了序批式生物膜反应器(SBBR)同步硝化反硝化生物脱氮城市污水处理工艺。试验结果表明:DO是影响SBBR工艺实现同步硝化反硝化的一个重要因素,将DO控制在2.8～4.0mg/L的范围内,可以取得较好同步硝化反硝化效果,总氮去除率可达67%以上。通过好氧反应过程中溶解氧在生物膜内反应扩散模型以及扫描电镜对生物膜的形态结构观察,分析了SBBR工艺同步硝化反硝化机理。SBBR工艺同步硝化反硝化主要是由微环境引起的,生物膜在好氧条件下能创造缺氧微环境,DO浓度直接影响生物膜内部好氧区与缺氧区比例的大小,进而影响硝化和反硝化的效果。DO浓度升高,使氧传递能力增强,使生物膜内部原来的微环境由缺氧性转为好氧性;反之DO浓度降低,生物膜内部微环境倾向于向缺氧或厌氧发展。

SBBR同步硝化反硝化处理生活污水的影响因素

序批式生物膜反应器SBBR采用塑料鲍尔环填料,在有氧情况下用于处理实际生活污水.该反应器能很好地创造缺氧微环境,载体生物膜具有吸附储碳能力,出现了良好的同步硝化和反硝化现象.反应器中溶解氧浓度在较大的范围内（0.8～4.0 mg·L^-1）能有效地实现同步硝化和反硝化.当溶解氧浓度大于4.0 mg·L^-1后,TN容积去除率大幅下降,出水TN大幅上升.增加载体生物膜厚度有利于同步硝化和反硝化.进水浓度基本不影响脱氮的效率,但出水TN随进水浓度增加而升高,建议原水浓度高时可增加后续脱氮处理或减少进水量来满足出水要求.优化运行方法和参数后,SBBR连续运行的TN去除率可稳定在74%～82%.

Fe^0对SBBR工艺处理腈纶废水性能影响

以吉林某化纤集团公司污水处理车间腈纶废水为对象,通过平行对比试验考察了Fe0对SBBR反应器处理腈纶废水性能的影响。结果表明:(1)添加Fe0可提高SBBR反应器的启动速率;(2)在反应器进入稳定运行阶段后,添加Fe0的2#反应器与对照组1#反应器的CODCr平均去除率分别为70.7%和60.5%,NH3-N平均去除率分别为60.6%和13.5%,外加Fe0的SBBR反应器CODCr与NH3-N平均去除率分别提高了10.2%和47.1%;(3)添加Fe0的2#反应器的MLSS与MLVSS分别是对照组1#反应器的1.60倍和1.35倍。同时,添加Fe0更有利于异养型硝化菌——产碱杆菌属的生长,从而大大提高了反应器NH3-N的去除率。

前置MAP-SBBR工艺处理早期及晚期垃圾渗滤液试验

针对垃圾填埋渗滤液水质随填埋时间的延长而日渐恶化的特点,设计前置MAPSBBR耦合工艺处理早、晚期垃圾渗滤液。试验结果表明,在最佳运行条件下,对早期垃圾渗滤液NH+4N的总去除率为99.6%,CODCr的总去除率为94.0%;对晚期垃圾渗滤液NH+4N的总去除率为99.3%,CODCr,的总去除率为87.1%。前置MAPSBBR耦合工艺适用于各期垃圾渗滤液的处理。

供氧充足环境下SBBR实现短程硝化的控制研究

在供氧充足条件下对序批式生物膜反应器SBBR实现短程硝化的途径和机理进行研究.以垃圾渗滤液为处理对象,控制反应器主要环境参数为:溶解氧(DO)5 mg/L,pH 7.0,温度(t)25℃,采用全排水方式,进水周期为12 h.通过数学推导和模型分析,确定以游离氨FA、CO2和HNO2浓度为直接控制因素,进水周期为间接控制因素,在SBBR反应器中实现了有效的短程硝化.结果表明,在氨氮NH4+-N容积负荷0.52 kg/(m3.d),NaHCO3浓度1.5 mg/L的进水条件下,NH4+-N转化率达到89%,NO2--N积累率达到83%,短程硝化作用显著.由此得出FA浓度是供氧充足情况下实现亚硝态氮NO2--N积累的关键因素,CO2作为氨氧化细菌AOB的碳源,则具有进一步提升反应器性能的作用.

无外加碳源SBBR脱氮工艺及其控制方法研究

为提高脱氮效果并实现利用内碳源进行反硝化,开展了SBBR(以好氧—缺氧方式运行)处理生活污水的脱氮研究。在好氧阶段,SBBR中的生物膜能创造缺氧微环境并吸收、储存碳,实现了同步硝化反硝化,降低了硝态氮的浓度;在缺氧阶段,可利用内碳源实现剩余硝态氮的反硝化。溶解氧浓度的大小对好氧时间、好氧剩余硝态氮浓度和缺氧反应时间有较大影响,因而可以利用在线检测的DO作为曝气量控制参数。DO、pH和ORP值的变化具有规律性,反映了生物脱氮过程中耗氧和供氧、产酸和产碱、氧化和还原过程的变化。为准确判断好氧和缺氧反应过程的终点,并减少控制的滞后时间,建议以pH值的“氨谷”和ORP的“硝酸盐膝”作为主控制特征点分别指示硝化和反硝化的终点,而以ORP的“氨肘”和pH值的“硝酸盐峰”作为参考或辅助控制特征点。

序批式生物膜(SBBR)法和SBR法的对比研究

在序批式活性污泥(SBR)反应器中填充弹性立体填料,形成序批式生物膜反应器(SBBR),对SBBR和SBR去除CODCr和NH3-N的效果进行对比研究。结果表明:SBBR对CODCr,NH3-N及浊度的去除效果均高于相同试验条件下SBR,特别是在反应温度较低时,SBBR出水水质优于SBR。

单级序批式生物膜反应器(SBBR)多途径生物脱氮研究

利用传统微生物分析技术与PCR、变性梯度凝胶电泳(DGGE)等分子生物学技术相结合的方法,对单级SBBR反应器中的主要生物脱氮途径进行分析.结果表明,亚硝化-厌氧氨氧化-反硝化途径是主要的脱氮途径,通过该途径去除的NH4+-N占总去除量的65%以上;另外2条途径则分别是亚硝化-反硝化途径以及全程硝化-反硝化途径.所有途径都采取同步和分步2种方式完成,同步方式以曝气阶段的氮素亏损形式予以表现.分步方式则依靠各种脱氮微生物在曝气阶段和厌氧阶段不同的活性程度完成,亚硝酸细菌是曝气阶段的主要活性菌种,完成NH4+-N向NO2--N的转化,而厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌则在厌氧阶段成为优势菌种,完成完整的生物脱氮过程.

不同供氧策略对SBBR反应器实现短程硝化厌氧氨氧化的影响分析

以氨氮浓度较高的垃圾渗滤液为处理对象,分析研究了不同供氧策略对SBBR反应器实现短程硝化厌氧氨氧化的影响.在4种不同供氧策略(a、b、c和d的总供氧时间分别为16h、12h、12h和8h;好氧/厌氧交替频率分别为4h/2h、3h/3h、2h/2h和2h/4h)下同步启动反应器,保持各反应器内环境温度为(30.0±0.5)℃,并控制曝气阶段溶解氧(DO)浓度为(1.2±0.1)mg·L-1.实验结果表明,反应器内的微生物经过124d的驯化和增殖,具有一定的脱氮能力,但是效果不同,其中,采用总供氧时间为12h,好厌氧交替频率为2h/2h供氧策略的反应器c效果最好,氨氮去除率达到96.6%左右,而且抗氨氮冲击负荷的能力最强,最大的氨氮容积负荷为0.186g·(L·d)-1;在曝气阶段由于DO浓度的限制,亚硝酸盐出现积累;缺氧阶段,由于厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌的协同作用,亚硝酸盐氮和氨氮同时被去除,且没有硝酸盐的积累.从4个反应器和渗滤液原水中提取细菌总DNA,通过PCR-DGGE技术获得DGGE图谱.分析图谱中各泳道的条带数目和条带亮度、各泳道间的相似性系数Cs值,结果表明,不同供氧策略对反应器内的细菌多样性和种群结构产生了较大影响.

常温下SBBR反应器中短程同步硝化反硝化的实现

采用自主设计的序批式生物膜反应器(SBBR)处理城市污水,在常温(25～27℃),pH值7.2～7.6条件下,通过恒定低曝气量实现了稳定的短程同步硝化反硝化。试验还考察了碳氮比对SBBR系统短程同步硝化反硝化的影响。结果表明:在SBBR中处理城市污水实现短程同步硝化反硝化较为适合的碳氮质量比在5～8之间,亚硝酸盐氮积累率在85%以上,TN去除率可以达到80%以上。

IOC-SBBR联合工艺处理高氨氮猪场废水的快速启动与运行优化

在严格控制试验条件的基础上,首次采用IOC-SBBR联合工艺处理高氨氮猪场废水。结果表明:经过62d逐步提高IOC进水COD,提升反应器容积负荷至6kg/(m3·d),COD去除率达到81.5%;SBBR经过24d的生物膜驯化,COD、NH4+-N的去除率可以达到85%和90%以上,联合工艺启动成功并可稳定运行;再经过2个阶段(56d)的对比研究,优化SBBR运行方式,增加缺氧-好氧交替频次,联合工艺的COD、NH4+-N和TN去除率达到95.6%、95.4%和78.6%。