Full scale application of combined SBF-AS process for municipal wastewater treatment in small towns and cities in China

The combined submerged biofilm （SBF）-activated sludge （AS） process for treatment of municipal wastewater in a small city in China is described in this paper. The process exhibited high removal efficiencies for carbonaceous substances, nitrogen and phosphorus which mainly took place in the combined SBF-AS bioreactor. The SBF-AS bioreactor was divided into pre-anoxic, anaerobic, anoxic and aerobic zones from inlet to outlet, in which fixed biofilm carriers were packed. Excellent performance had been obtained under normal operating conditions in more than one year of operation in Dong’e municipal WWTP, Shandong province, with mean removal efficiencies of BOD5 934%, COD 88%, SS 92%, NH+4-N 821%, TP 75% and TN 667%, and quite high effluent quality such as BOD5 6 to 10 mg/L, COD 20 to 40 mg/L, SS 5 to 10 mg/L, TN 10 to 20 mg/L, NH+4-N 4 to 8 mg/L and TP 06 to 10 mg/L. The effluent was reused multi-purposely, such as toilet flushing, green belt watering and artificial lake pounding. Simultaneous nitrification and denitrification took place due to the DO gradient in biofilm in aerobic zone of the SBF-AS bioreactor, which made TN removal efficiency improved remarkably in system. Some activated sludge was returned from final clarifiers to the bioreactor for phosphorus removal. The process had the advantages of low investment and low operational/maintenance （O/M） costs, low sludge yield and was preferably employed in small towns and cities.

低热-NaOH联合处理破解浓缩活性污泥释放碳源的试验研究

以低热-NaOH联合处理破解剩余活性污泥,考察NaOH投加量、加热温度、反应时间对污泥破解释放碳源的影响,通过总氮去除率分析污泥破解液代替生物脱氮外加碳源的效率,并研究该方法对污泥减量化的效果。结果表明:SCOD溶出率随NaOH投加量、加热温度和反应时间的增加而增大;当NaOH投加量为3.0g/L、加热温度为70℃、反应时间为24h时剩余活性污泥的破解效果最佳,污泥上清液中SCOD浓度可达1.829×10^(4)mg/L,总氮、氨氮、硝酸盐氮和总磷浓度分别达到943、419、487、204mg/L;污泥破解前后固体残渣中TSS含量由61.70 g/L下降至29.25g/L,VSS含量由31.95g/L下降至6.95g/L,生物减量化效果非常显著;污泥破解前后中值粒度D50分别为30.2、8.7μm,污泥破解过程中产生了大量的粒径为0.15μm左右的超细颗粒;扫描电镜结果显示污泥絮体和微生物细胞被破坏;在反硝化试验中,以最佳破解条件下释放的污泥破解液作为反硝化试验的补充碳源,结果显示COD利用率为83.4%,总氮的去除率为60.1%,脱氮的效果显著。低热-NaOH联合处理可在较低能耗下实现剩余活性污泥的碳源充分释放,且污泥减量化和资源化的效果优异,可为优化热碱法预处理剩余活性污泥提供依据。

预处理-厌氧处理-MAP-生物脱氮组合工艺高效处理餐厨垃圾渗滤液工程

上海某区产生的餐厨垃圾渗滤液油分、固体悬浮物含量大,同时有机物、氨氮和总磷浓度高,属于难处理有机废水。本工程采用预处理-厌氧反应器-磷酸铵镁(magnesium ammonium phosphate,MAP)反应器-生物脱氮组合工艺处理餐厨垃圾渗滤液,处理能力达到100 m^(3)/d。预处理采用三相分离机分离浮渣油脂等物质。厌氧处理阶段通过两级厌氧处理工艺强化废水有机质降解去除。组合工艺系统对水量水质变化有较强抗冲击负荷能力。工程运行表明,组合处理工艺出水平均COD_(Cr)质量浓度为245 mg/L,氨氮质量浓度为6 mg/L,总氮质量浓度为40 mg/L,总磷质量浓度为4 mg/L,出水水质达到了上海市《污水综合排放标准》(DB 31/199—2018)的三级纳管标准。工程吨水处理成本为134.57元,进一步表明预处理-厌氧反应器-MAP-生物脱氮组合工艺是处理餐厨垃圾渗滤液的有效方法。

SNCR-SCR联合脱硝超低排放运行诊断及优化

本文针对某600 MW机组选择性非催化还原-选择性催化还原(SNCR-SCR)联合脱硝系统,分析了其在超低排放运行中出现灰中氨味大、氨逃逸量高和还原剂尿素耗量大的原因,并通过SNCR-SCR联合脱硝系统运行优化有效减少了尿素耗量,降低了因氨逃逸量过大导致下游设备硫酸氢铵污堵的风险。运行诊断结果表明:当前脱硝催化剂的性能满足其设计性能要求,未出现异常失活现象,脱硝系统氨逃逸量高的主要原因为SNCR脱硝系统尿素喷枪投运不合理造成的过量喷氨;通过对SNCR脱硝系统4个区内喷枪投入的优化配置和尿素流量调整,该机组590 MW负荷下的尿素耗量降低幅度超过600 L/h;通过锅炉燃烧优化调整,尤其是降低锅炉运行氧量,机组550 MW负荷下的尿素耗量减少了440 L/h,节能减排效果明显。该诊断方法和运行优化措施可为同类系统的超低排放运行提供借鉴。

硫自养反硝化用于脱氮的研究进展

主要介绍了硫自养反硝化的原理以及影响硫自养反硝化的主要因素如电子供体类型、pH值、温度、水力停留时间等;并阐述了不同类型填料对硫自养反硝化反应器的脱氮效果;对异养反硝化、厌氧氨氧化、臭氧氧化与硫自养反硝化等不同组合工艺进行了分析,对硫自养反硝化工艺的发展方向进行了展望。

前馈修正的循环流化床机组脱硝系统多模型预测控制研究

双碳政策的深入推进对燃煤机组负荷灵活调峰能力提出了更高要求,然而机组负荷大范围变化时会造成烟气NO_(x)浓度的大幅度波动,提升了NO_(x)超低排放控制的难度。针对大范围变负荷工况下难以快速、精准调控喷氨量的难题,以某循环流化床机组联合脱硝系统为研究对象,建立关键参数前馈修正与多模型预测控制耦合的控制策略,以炉膛出口烟气温度为依据划分工况子模型,根据阶跃扰动试验及改进粒子群算法对各子模型进行参数辨识,并通过隶属度加权方法建立多模型控制器。工程应用结果表明,前馈修正的多模型预测控制方法在平稳负荷工况时波动范围达到±5.8mg/m^(3),变负荷工况时为±8.1mg/m^(3),标准差分别为2.10和2.89mg/m^(3),应用结果证明了该控制方法的有效性。

处理低C/N废水的反硝化细菌及生物脱氮工艺的研究进展

目前,我国大部分生活污水、城市污水和部分工业废水中有机物含量偏低,呈现低C/N的特征,不利于大多数异养反硝化细菌的生物脱氮。因此,需要筛选适应低C/N废水的反硝化细菌,并应用于实际低C/N废水的脱氮处理。本文着重介绍了适应低C/N反硝化细菌的脱氮性能和适应机制,以及利用反硝化与其他技术相耦合的组合脱氮技术在处理实际低C/N废水中的应用。最后,探讨了处理低C/N废水面临的挑战和发展前景。

焦炉烟气治理中脱除NOx的影响因素及控制分析

文章介绍了焦炉加热过程中NOx的产生原因及治理措施,结合八钢四座6.5 m顶装焦炉烟气治理脱除NOx工艺的基本情况,对烟气脱硝段CSCR(活性焦选择催化还原)工艺运行过程中影响烟气脱硝效率的因素及操作参数进行分析总结。

MBR组合工艺脱氮除磷研究进展

常规MBR工艺处理城市生活污水尽管可以获得较低SS的出水,但对氮、磷的去除却很难达到愈来愈严格的排放要求,因此强化MBR工艺生物段的脱氮除磷功能成为目前研究的热点问题。分析了MBR脱氮除磷的潜力,介绍了各种MBR组合工艺脱氮除磷的原理、特点及处理效果,探讨了MBR组合工艺脱氮除磷的研究方向,认为微生物学机理、强化内源反硝化及膜污染控制等是其研究重点。

S^(2-)/NO_3^--N对硫自养反硝化与厌氧氨氧化耦合脱氮除硫启动的影响

为寻求经济、有效的同步脱氮除硫工艺,采用HABR(复合式厌氧折流板反应器),接种厌氧氨氧化活性污泥,以人工模拟废水为研究对象,在进水p H为8.0、温度为(32±1)℃、HRT为6.5 h的条件下,调整进水S2-/NO3--N〔n(S2-)∶n(NO3--N)〕分别为2.0∶5、3.5∶5、5.0∶5、6.5∶5,研究其对硫自养反硝化和厌氧氨氧化耦合工艺启动的影响,试验连续进行了54 d.结果表明:当S2-/NO3--N<1时,S2-的供应量相对不足,导致硫自养反硝化生成的NO2--N量不足,进而影响后续厌氧氨氧化效果,NH4+-N去除率较低,平均值为53.5%,同时剩余NO3--N继续氧化硫自养反硝化生成的S0,致使出水中ρ(SO42-)增大;当S2-/NO3--N=1时,S2-供应量充足,硫自养反硝化生成NO2--N量最大,厌氧氨氧化效果最好,NH4+-N去除率最高,平均值为65.1%;当S2-/NO3--N>1时,S2-过量,S2-去除率下降.试验通过控制S2-/NO3--N,在HABR内成功实现了硫自养反硝化和厌氧氨氧化耦合工艺启动,NH4+-N、S2-、NO3--N最大去除率分别为74.3%、99.0%、99.5%,S2-/NO3--N=1为最佳比例.

焦化废水处理技术及其应用研究进展

介绍了焦化废水的特点及危害,综述了国内外几种主要的焦化废水处理技术及其应用研究情况(如物理法、化学法、物化法和生化法等),重点介绍了生化法中的生物脱氮技术、高效微生物+O/A/O生物脱氮组合工艺等新技术的最新动态,并分析比较了其优缺点,指出了焦化废水处理技术存在的主要问题及今后的发展方向。

两种电化学-硫自养集成脱硝工艺的对比

研究了两种电化学 硫自养集成脱硝工艺去除饮用水中的硝酸盐 ,结果表明 ,在同样的条件下 ,当无石灰石反应器的最小电流高于石灰石反应器约 2mA时 ,两种反应器均能取得 90 %以上的NO-3 N去除率 ,并且反应器出水中不存在NO-2 N的积累 .同时 ,无石灰石反应器硫段出水中Ca2 +的浓度没有增加 ,避免了出水中的硬度问题 ;而石灰石反应器硫段出水中Ca2 +的浓度有所增加 ,造成电化学段的除垢负担 .在同样水力停留时间下 ,无石灰石反应器出水中SO2 -4 的浓度低于石灰石反应器约 1 5mg·l- 1 ;电流高于 3mA时 ,两种反应器出水的pH值均维持在 7左右 .另外 ,无石灰石反应器的出水指标优于石灰石反应器 ,表明在两种集成工艺中 ,硫自养段不填充石灰石的集成工艺优于硫段装填石灰石的集成工艺 .

电化学氢自养与硫自养集成去除饮用水中的硝酸盐

研究了一种电化学氢自养与硫自养集成去除饮用水中硝酸盐的方法 ,将 2种自养反硝化集成 ,既可减少以硫作为电子供体产生的SO2 -4,也可以使硫自养反硝化产生的H+ 作为电化学产氢的前驱物 .同时 ,在硫自养段可不添加调pH的CaCO3 ,避免了出水的硬度升高 .试验结果表明 ,在反应器的水力停留时间 (HRT)为 1.9— 5h ,最小电流相应为 3— 16mA时 ,NO-3 N去除率达 90 %以上 ,出水中NO-3 N和SO2 -4浓度分别低于 3 0mg L和 170mg L ,NO-2 N未检出 。

新型复合静电除尘器脱硝性能研究

NO是燃烧产生的重要气体污染物之一。脉冲放电与直流放电相结合的新型除尘方式在有效提高对粒径小于2.5μm的颗粒物(PM2.5)脱除效率的同时,还具有氧化NO的能力。高压脉冲放电产生的高能电子可以产生强氧化性的自由基,对NO进行氧化,同时还可以直接打断N—O键,游离态的N原子大部分生成了N2分子。线筒式放电结构氧化NO的能力明显优于线板式放电,与除尘能力具有一致性。氧化效率随着电压的升高而升高,由于一定电压下对NO的处理量趋于定值,氧化效率与NO的初始浓度具有重要的关系,同时也受NO2浓度的影响。在该文讨论的反应器中,当脉冲峰值电压达到50kV,NO初始体积分数低于10?4时,NO的氧化率可以达到90%以上。氧化产物NO2可以在湿法脱硫设备中脱除。

焦炉烟气湿法钢渣联合脱硫脱硝工艺及机理研究

富含氧化钙和氧化镁的废钢渣有望成为低成本硫和氮氧化物的碱性吸收剂而用于废气的净化。本文测试和分析了首钢转炉钢渣的成分,将其制成钢渣浆料用于焦炉烟气的联合脱硫脱硝;设计和制作了鼓泡反应装置;研究了湿法钢渣浆料脱除NO和SO_2的工艺和机理,并采用HSC Chemistry 6.0软件对相关反应做了热力学分析。结果表明,钢渣中碱性物质具有脱硫和脱硝作用;此时在反应器内的气-液-固三相体系中发生的化学脱除反应,大部分为自发放热反应;在303.15 K时,固含量8%的钢渣浆液对焦炉烟气的SO_2的脱除率可达97%,NO的脱除率却仅为10.1%,温度升高,SO_2和NO的脱除率下降。为了进一步解决其中NO脱除率低的问题,设计将氧气配入到烟气中,氧化NO成易于被浆料吸收和转化的氮氧化物,并同时在浆料中添加高锰酸钾做氧化助剂。结果表明,它们的存在使脱硝率得到了大幅提高,当O_2体积浓度为5%,高锰酸钾质量分数为2%时,SO_2和NO的总脱除率分别达到了98%和96%,使焦炉烟气的联合脱硫脱硝的应用成为可能,从而为钢渣脱硫和脱硝的理论研究及实际应用奠定了良好基础。

生物阴极型微生物燃料电池脱氮研究进展

在分析总结微生物燃料电池(MFC)脱氮原理的不同观点基础上,重点分析了碳氮比、溶解氧、pH值、外阻和温度等因素对MFC脱氮及产电性能的影响,介绍了MFC脱氮工艺的单室、双室及三室结构,阐述了MFC脱氮未来需解决的问题及发展方向。

硝化液回流比对生物生态组合工艺脱氮除臭效果的影响

通过小试规模试验研究"厌氧产沼气池-缺氧池-跌水充氧池-人工湿地"生物生态组合工艺处理实际生活污水的效能,考察硝化液回流比对脱氮除臭效果的影响规律。结果表明,当回流比从25%逐渐增加至200%时,TN平均去除率从15.0%增加至52.3%;但是当回流比继续增加至300%时,TN平均去除率下降至44.7%。在回流比为25%、50%、100%、200%和300%时,硫化氢作为污水中的主要恶臭源,其在缺氧池中的去除率分别为23.7%、30.8%、54.7%、82.6%和90.1%。同时,硫化氢去除率随缺氧池中DO和NO3-浓度的增加而升高。系统回流比为200%时,组合工艺可获得最佳的脱氮除臭效果。

气升式一体化A/O生物膜反应器的硝化和反硝化过程

构建了新型气升式一体化A/O生物膜反应器并于生活污水的脱氮处理,研究了反应器挂膜启动后硝化和反硝化反应形成的过程.试验结果表明,由于反应器构造独特,能够形成具有不同溶解氧浓度的好氧区、缓冲区和缺氧区,并利用曝气推动力实现硝化液在各区间的循环.通过对进水方式的调节,反应器内能够形成良好的硝化和反硝化过程,硝化率和反硝化率分别达到89.49%和97.86%.

联合脱氮法用于硝酸盐污染地下水修复的机理研究

地下水硝酸盐已经成为了世界性环境和健康问题。目前针对硝酸盐的化学还原脱氮、自养脱氮、异养脱氮等单一脱氮方法研究较多;联合脱氮体系包括化学还原、自养脱氮和异养脱氮三种脱氮途径,综合了单一脱氮法的优点,但研究甚少。本研究通过静态批试验,采用零价铁、甲醇和混合菌液研究了联合脱氮法的脱氮能力、脱氮产物、脱氮途径及脱氮机理。结果表明,5 d后单一的零价铁化学还原、自养脱氮和异养脱氮的去除率分别为5.79%、14.30%和63.03%;而联合脱氮的去除率接近100%,去除效果显著优于单一的化学还原脱氮、自养脱氮或异养脱氮。在联合脱氮法体系中,零价铁化学还原、自养脱氮未引起亚硝酸盐积累,而异养脱氮造成了亚硝酸盐积累;化学还原、自养脱氮和异养脱氮引起的铵盐增量均<0.6 mg/L,绝大部分硝酸盐未被还原成铵盐,进而省去了后续除铵工艺;零价铁化学还原、自养脱氮、异氧脱氮三者发生协同作用,表现于在厌氧环境下,零价铁发生腐蚀,产生阴极氢和二价铁,为自养脱氮菌提供了电子供体,从而促进了自养脱氮;异养脱氮不仅占主导地位,而且还会产生CO2,CO2被自养脱氮菌作为无机碳源加以利用,从而提高了体系中自养脱氮能力。这种协同作用表现为联合脱氮法的去除率增加,而在单一的异养脱氮或自养脱氮体系中则无法形成这一良性过程。实验表明联合脱氮法是一种潜在的有效可行的地下水原位修复方法。

组合和耦合共生生物处理工艺同步去除废水中碳氮硫的研究进展

碳氮硫同步处理工艺是一种经济高效的废水生物处理工艺,逐渐成为国内外学者研究的热点。针对高浓度硫酸盐含氨有机废水,组合工艺(如DEAMOX和SANI)具有广阔的应用前景;同时,耦合工艺的构建对研发兼有占地空间小、工艺流程短和参数调控简单的碳氮硫生物同步处理工艺大有裨益。综述了有关废水中碳氮硫生物同步处理典型组合工艺的最新研究进展,分析了其中涉及的工艺单元及其优缺点;同时介绍了菌间耦合共生体系(自养反硝化/异养反硝化、半短程硝化/厌氧氨氧化、厌氧氨氧化/反硝化)的相关研究,并展望了碳氮硫生物同步处理工艺在废水处理中的应用。