微气泡曝气生物流化床反应器SNAD过程脱氮性能研究

运行微气泡曝气生物流化床反应器(MAFBR),研究了不同运行策略下同步短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)过程实现及生物脱氮性能。结果表明,MAFBR反应器采用高碳氮比(C/N)启动并逐渐降低C/N的运行策略时,生物脱氮过程为同步硝化-反硝化,硝化过程效率较低且为生物脱氮的限制因素,生物脱氮性能不理想。MAFBR反应器采用低C/N启动并控制适宜溶解氧(DO)浓度的运行策略时,生物脱氮过程由同步硝化-反硝化逐渐转变为SNAD过程,从而实现高效生物脱氮性能。MAFBR反应器可在C/N为1、DO平均质量浓度为1.29 mg/L条件下实现SNAD过程,其氨氮平均去除率和平均去除负荷可达到69.87%和0.31 kg/(m^3·d),总氮(TN)平均去除率和平均去除负荷可达到63.93%和0.29 kg/(m^3·d),厌氧氨氧化对TN去除的平均贡献率可达到52.89%以上。

厌氧水解-SNAD工艺处理低碳氮比农村生活污水

为解决农村生活污水的高效除碳脱氮问题,以厌氧水解-同时硝化反硝化厌氧氨氧化(SNAD)工艺处理低C/N比农村生活污水。实验结果表明:水解酸化单元进水C/N比为2∶1时,COD的去除率达到69%;产物VFA主要成分为乙酸、丙酸和正丁酸,平均含量分别为88.4%、6.5%与5.1%,VFAs/COD比为0.74;出水C/N比为3∶5。水解酸化单元出水进入SNAD脱氮单元,通过亚硝化、反硝化与厌氧氨氧化的耦合作用,该单元COD与总氮的去除率分别可达到76.7%和84.1%。厌氧水解-SNAD组合工艺COD与总氮总去除率分别达到92.8%和84.1%。

厌氧消化-化学混凝-SNAD联合工艺处理海产品加工废水

设计厌氧消化-化学混凝-SNAD联合工艺对海产品加工中的高浓泡药间废水进行处理.厌氧消化对废水中COD去除率最高可达94.37%,平均可达89.77%,有机氮与聚合磷转化为NH4^+-N、PO4^3--P,浓度分别达总氮、总磷浓度的85%~90%;20g·L^-1的聚合氯化铝可实现总磷浓度1000mg·L^-1废水的总磷去除率99.83%,出水磷浓度为1.70mg·L^-1.SNAD系统中控制温度为32~35℃,以空气流量10~15mL·min^-1间歇曝气(ton/toff=10min/5min)控制DO为0.1mg·L^-1左右,pH为7.5~8.0,HRT为24h,运行稳定时最高可处理总氮浓度为655mg·L^-1的废水,总氮、COD去除率分别为72.71%、56.70%.高通量测序结果表明反应器内形成了SNAD系统,AOB、AnAOB和DNB含量分别为2.72%、2.09%、1.46%.

生物膜反应器-单宁酸铁处理低C/N废水的脱氮性能

采用生物膜反应器耦合包埋型单宁酸铁处理低C/N比废水,考察其脱氮性能,分析了生物脱氮过程功能菌群的变化,以及单宁酸铁强化脱氮的作用机制.结果表明,生物膜反应器耦合包埋型单宁酸铁,具有低C/N比废水高效脱氮性能.进水C/N比为1:2.7时,TN平均去除率可达80.0%,TN平均去除负荷为1.38kg/(m^3·d).生物膜反应器内随着进水C/N比降低,优势脱氮过程从同步硝化-反硝化过程向同步短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)过程转变,厌氧氨氧化过程对TN去除的贡献率逐渐升高至76.2%,亚硝化菌群和厌氧氨氧化菌群成为优势生物脱氮功能菌群.包埋型单宁酸铁在生化处理后,通过吸附-催化氨氧化作用同步去除氨氮和亚硝酸盐氮,进一步提高TN去除性能.因此,耦合单宁酸铁强化生物膜反应器SNAD脱氮过程,是实现低C/N比废水高效脱氮新的有效途径.

火山岩填料曝气生物滤池的SNAD工艺启动特性及功能菌丰度演替

为研究同步亚硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(SNAD)工艺在浸没式生物滤池反应器(SBAF)内的运行特性,同时接种亚硝化污泥和富集ANAMMOX的填料启动SNAD反应器.结果表明在60 mg·L^-1有机物浓度下,自养脱氮和反硝化实现较好的耦合,并在该浓度下稳定运行了67 d,其总氮去除率最高可达92.0%,COD去除率最高达82.9%,最高总氮去除负荷为2.3 kg·(m^3·d)^-1.与全程自养脱氮(CANON)工艺相比,SNAD工艺的平均总氮去除率提高了12.6%.荧光定量PCR结果显示,系统启动后AOB菌的丰度有所增长,ANAMMOX菌的丰度增长了1个数量级,而NOB菌和反硝化菌的数量维持在较低水平(小于107 copies·g^-1),表明以火山岩为填料的浸没式生物滤池反应器有利于ANAMMOX和AOB的协同生长,可快速实现SAND工艺的启动.

SNAD-MBR工艺启动过程中颗粒污泥特性变化及其对膜污染的影响

采用升流式微氧污泥床膜生物反应器启动同步亚硝化、厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SNAD)工艺,考察了颗粒污泥性质与膜污染行为的动态变化,并通过统计学手段评估了启动中颗粒污泥特性与膜污染速率之间的相关性。结果表明:由厌氧氨氧化工艺(Anammox)历经全程自养脱氮工艺(CANON)启动SNAD工艺过程中,颗粒污泥浓度(MLSS)、胞外聚合物(EPS)、溶解性微生物产物(SMP)及EPS_(p)/EPSc比值呈现增加趋势,而SMP_(p)/SMP_(c)比和污泥容积指数(SVI)逐渐降低;傅里叶变换红外(FT-IR)和三维荧光谱(3D-EEM)分析结果表明,颗粒污泥蛋白质疏水性逐渐增强,且色氨酸类物质在污泥颗粒化过程中起到重要作用;此外,膜污染速率由1.21 L·(m^(2)·h^(2)·Pa)^(-1)下降至1.08 L·(m^(2)·h^(2)·Pa)^(-1),这主要是由于EPS_(p)/EPSc比增加,促使颗粒污泥粒径增加,从而减缓膜污染所致;统计学结果进一步表明,相比其他颗粒污泥参数(MLSS、SVI、EPS及SMP),SMP_(p)/SMP_(c)比与膜污染速率之间呈现较强的显著正相关,SMP_(p)/SMP_(c)比可作为膜污染速率预测参数,预测模型为Fr=1.638SMP_(p)/SMP_(c)-1.398。