水力停留时间强化复合载体基固定化藻菌系统处理低C/N废水脱氮

为探索一种低C/N废水脱氮新技术,本研究将绿沸石和玉米芯组成复合载体,以小球藻和活性污泥为接种物,通过吸附法构建固定化藻菌系统(IABS),探究了装置的脱氮效果及水力停留时间(HRT)对脱氮效率的影响。研究结果表明,复合载体可有效改善废水的C/N,构建的固定化藻菌系统可实现低C/N废水中氮素的有效去除。装置脱氮效果随着HRT的延长而提升,当HRT达18h时,装置的总氮去除率最高可达98%;氨氮去除率可达100%。综合而言,绿沸石和玉米芯复合载体构建的固定化藻菌系统具有脱氮效率高、无需连续投加碳源、出水水质稳定等优点。

混合营养脱氮在低C/N工业废水处理中的研究进展

富氮工业废水中难降解的氮杂环化合物加剧了碳氮比失衡,抑制了生物脱氮工艺中硝化反硝化过程,因而探究新型处理工艺是高效处理低C/N工业废水的必由之路。混合营养脱氮技术结合异养脱氮和自养脱氮的代谢路径,优化低C/N工业废水脱氮性能,进而实现低C/N工业废水处理提质增效。本文综述了混合营养脱氮工艺中铁介导生物脱氮、硫介导生物脱氮和菌藻共生脱氮工艺的作用机理、研究进展与影响因素,阐述了三种工艺特点及不同类型低C/N工业废水的适用性,并就三种混合营养脱氮工艺中存在的问题并结合当前研究方向,从优化电子供受体和代谢路径的角度提出增大电子容量、提高电子转移速率,结合电化学体系与Fe-S耦合增强协同代谢从而提升污染物代谢性能的建议。

全氟辛酸对好氧颗粒污泥处理低C/N废水的影响

开展了不同温度下新污染物全氟辛酸(PFOA)含量对好氧颗粒污泥(AGS)处理低C/N废水过程中运行效能及微生物群落特征的影响。结果表明,PFOA对AGS系统的影响具有浓度依赖性。低浓度PFOA(低于0.5 mg/L)对COD、NH_(4)^(+)-N及总氮(TN)去除无明显影响,但提高磷酸盐去除。超过0.5 mg/L PFOA降低AGS对污染物和营养盐的去除。温度升高(25℃提高至35℃)利于提高AGS活性,且提高PFOA在AGS系统内的去除。高浓度PFOA降低了污泥浓度和有机质占比,刺激胞外聚合物(EPS)分泌,提高蛋白质(PN)和多糖(PS)含量。在2 mg/L,25℃下,EPS含量为73.6 mg/g,PN和PS占比提高至39.5 mg/g和26.6 mg/g。温度升高能降低PFOA的生物毒性。微生物群落特征分析揭示高浓度PFOA降低了变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)占比,在属水平上,降低了与生物脱氮相关微生物的相对丰度。研究结果AGS处理含PFOA的低C/N废水提供一定理论依据和强化策略。

倒置A^2/O—MBR工艺处理低C/N生活污水脱氮性能研究

合肥塘西河再生水厂采用倒置A2/O(缺氧/厌氧/好氧—预缺氧)—MBR工艺处理低C/N城市生活污水。研究了投加碳源前后各生化反应池中有机物及氮元素的变化规律,结果表明未投加外碳源时TN的去除率为52.3%,脱氮效果不理想。通过比较乙酸钠、甲醇和乙酸三种不同外加碳源的脱氮效果,可知乙酸钠反硝化速率最高,效果最好。当乙酸钠作外碳源,投加量为50mgCOD/L时,TN的去除率明显提高,达到74.5%。此外,还分析了投加外碳源后整个工艺系统内COD、TN物质流动情况,结果表明,缺氧池和厌氧池是COD去除的主要单元体,好氧池对COD的去除贡献增强,体系中的TN去除总量在投加外碳源后有了明显的增加,较未投加外碳源时增加了26.5%。

低C/N比污水生物脱氮所需外加碳源量的确定

利用中试规模实验装置,探讨了现有活性污泥工艺改造成间歇曝气生物脱氮工艺的实践中,碳氮比(C N)对废水生物脱氮效率、脱氮反应速度的影响,分析了脱氮容量,确定了所需外加碳源量。

基于ANAMMOX处理低C/N废水高效脱氮联合工艺研究进展

厌氧氨氧化作为一种高效低廉的生物脱氮技术,在高氨氮、低C/N比废水处理过程中显示出无比的优越性。但是,厌氧氨氧化反应过程中会生成大约11%的硝态氮,在处理高浓度含氨废水时,出水总氮可能达不到行业接管排放标准的要求。反硝化技术作为硝态氮脱除的有效手段,联合反硝化技术势必有利于提高氮素的去除率。针对生成的硝态氮问题,从碳源需求角度,基于短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺与反硝化技术实现高效生物脱氮的工艺组合形式进行了介绍,提出了前置反硝化、半反硝化和后置反硝化联合脱氮工艺。并对这些组合工艺的特点、优劣及应用情况进行了简要分析。最后对厌氧氨氧化联合高效脱氮工艺运用于低C/N比废水处理的研究重点进行了展望。

低C/N比工业园区废水微生物驯化实验研究

以安徽省某工业园区的低C/N比废水为研究对象,采用连续曝气、定期换水的方式对微生物进行培养驯化。结果表明,当COD∶N∶P为100∶5∶1,相当于COD、N、P浓度分别为600mg·mL-1、30mg·mL-1和6mg·mL-1时,COD的最高去除率为95.4%,出水COD为27.5mg·mL-1,出水氨氮稳定在5mg·mL-1;当COD∶N∶P调为100∶20∶1时,即COD、N、P浓度分别为600mg·mL-1、120mg·mL-1和6mg·mL-1时,出水COD的最低值为101.0mg.L-1,出水氨氮最低值为28.4mg·mL-1,低C/N比对微生物产生了抑制作用,经过20d的驯化基本达到排放标准。

C/N比对SBBR反应器处理味精废水脱碳除氮性能影响

采用SBBR反应器处理某味精企业调节池废水,通过改变水中的C/N比研究该工艺在脱碳除氮方面的性能。结果表明,C/N比对CODCr、NH3-N和TN的去除都存在一定影响,并且该反应器有着较强的抗有机污染物冲击和硝化反硝化能力。从整体脱碳除氮效果考虑,最终确定最佳C/N比在7.0～10.0。通过长时间运行发现,该反应器表现出了较好的脱碳除氮能力。

常温下厌氧氨氧化组合工艺处理低C与N质量浓度比的城市污水的脱氮除磷性能

在常温条件下,利用序批式反应器和序批式生物膜反应器的组合工艺(SBR+SBBR)处理低C与N质量浓度比(ρ(C)/ρ(N))城市污水。原水先进入SBR反应器,通过厌氧-好氧交替运行实现高效除磷,其出水进入SBBR反应器进行强化脱氮处理。SBBR反应器通过接种短程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜,控制适宜溶解氧(DO)质量浓度,实现全程自养脱氮。系统稳定运行期间,原水COD质量浓度为206 mg/L,总氮质量浓度为51.52 mg/L,磷酸盐质量浓度为4.09 mg/L,出水的总氮和磷酸盐质量浓度分别为10.7 mg/L和0.17 mg/L。研究结果表明:利用该组合工艺处理低碳氮比(ρ(C)/ρ(N)=4)城市污水,不外加碳源条件下,出水氮磷均可到达一级A标准。系统稳定运行的关键在于维持SBBR反应器合理的DO质量浓度(0.2~0.5 mg/L),持续抑制亚硝酸盐氧化细菌的增殖,避免硝酸盐的积累。

升流式微氧生物膜反应器处理高氨氮低C/N比养猪废水的效能

针对高氨氮低C/N比干清粪养猪废水处理面临的脱氮问题,制作并运行了一种升流式微氧生物膜反应器(UMBR),考察了废水水质和由出水回流比调控的溶解氧(DO)对系统处理效能的影响。结果表明,将系统内DO控制在0.23~0.70 mg·L^(-1)范围,不会对UMBR的COD去除率造成不良影响,而且能够保证NH^+_4-N的氧化效能。但DO为0.70 mg·L^(-1)的微氧环境,会抑制厌氧氨氧化作用,降低系统的TN去除效能。在HRT 8 h、27℃和DO 0.40 mg·L^(-1)的条件下,UMBR对NH^+_4-N和TN的去除负荷平均可达0.94和0.91 kg·m^(-3)·d^(-1),COD去除负荷也能达到0.60 kg·m^(-3)·d^(-1)左右。分析认为,填料的布设及生物膜的着生,不仅保证了UMBR的微生物持有量,而且可为化能自养菌群、氨氮氧化菌群、自养反硝化菌群和异养反硝化菌群等微生物类群创造各自适宜的微环境,是系统保持污染物高效去除的生物学基础。

木质填料床A/O系统处理低C/N比养猪废水的效能与脱氮机制

针对干清粪式养猪废水4NH+浓度高和低C/N比的特点构建了四格室木质填料床A/O处理系统,通过调控运行探讨其除氮效能和机制。结果表明,在HRT 18.7 h、32℃、硝化液回流比200%、好氧区DO 1.5 mg·L-1等条件下,即便进水4NH+高达307.7 mg·L-1,COD/TN平均为0.47,系统对COD、4NH+和TN的去除率仍能维持在66.5%、93.6%和89.0%左右,TN去除负荷达到0.22 kg·m-3·d-1以上。系统对COD和TN的去除表现出一定的空间分区特征,其中前三厌氧格室是去除COD主要功能区,末端好氧格室是脱氮功能区。系统的脱氮机制以短程硝化反硝化为主,枯木填料的腐解为反硝化提供了必要的碳源。

改良A^(2)/O工艺对低C/N废水脱氮除磷的应用综述

目前我国城市污水碳氮比(C/N)普遍较低,传统A^(2)/O工艺运用于低C/N废水处理时存在诸多问题。改良A^(2)/O工艺能针对性地解决传统A^(2)/O工艺在运行过程中的缺陷,改善脱氮除磷效果。基于生物脱氮除磷理论,总结了传统A^(2)/O工艺运行中存在的问题,概述了几种改良工艺(倒置A^(2)/O、UCT、MUCT、JHB、Bardenpho)的特点及优势,并分析了分段进水、补充碳源、增设填料的运行优化方式和原理。相比于传统A^(2)/O工艺,改良A^(2)/O工艺的优势主要体现在:优化了混合液回流和污泥回流位置,减少了硝酸盐限制及污泥龄矛盾问题;优化了构筑物布局,缓解了碳源竞争;通过调整进水配比,提高了系统碳源利用率,降低了外加碳源成本;通过增设填料,降低了排泥对硝化速率的影响,并提高了系统抗冲击能力。最后,提出未来改良型A^(2)/O工艺的研究方向:组合不同工艺以实现优势互补;研究新型液体和固体碳源,兼顾经济成本和环境效益;强化微生物培养,进一步提升系统脱氮除磷能力。

移动床生物膜反应器处理极低C／N废水试验研究

在常温下采用移动床生物膜反应器处理低C/N比废水.结果显示:在填料填充比为40%、进水氨氮质量浓度为25 mg/L条件下,出水氨氮质量浓度基本稳定在4 mg/L左右,氨氮去除率在80%以上,硝化效果突出;进水C/N不足1时,TN及COD去除率分别能达到55%、60%以上,说明移动床生物膜反应器用于处理极低C/N废水具有良好效果.

PAC对生物膜性能及煤气化废水处理效能影响研究

以弹性立体填料为载体、连续流进水方式运行两组生物膜反应器。通过不断提高进水负荷、降低C/N的方式驯化生物膜,探究投加20 mg/L聚合氯化铝(PAC)对生物膜性能及低C/N煤气化废水处理效果的影响。通过对污染物去除效能监测发现,未投加PAC的R1组和投加PAC的R2组两组生物膜耐冲击负荷能力良好,有机物去除效果稳定;后期稳定运行时R2组和R1组TN去除率分别达84%、79.4%以上,脱氮性能良好,且PAC的投加使除磷率达98%以上。由数据分析可知,20 mg/L PAC的投加有利于提高生物膜生物量、促进胞外聚合物(EPS)中蛋白、多糖的分泌;SEM及菌群分析发现PAC的投加改变了微生物种群结构、驯化了脱氮除磷优势菌种。通过合适的驯化培养,可以实现PAC耦合生物膜法对低C/N工业煤气化废水较好的处理效果,具有实际应用潜力。

SASD-A体系构建及进水不同S/N对脱氮工艺的影响机制

为了解决低碳或无机类工业废水中硝酸盐和氨氮含量高且难去除的问题,本实验采用厌氧反应器,接种普通厌氧颗粒污泥,以Na2S2O3为电子供体,通过逐渐提升进水NO_(3)^(-)-N浓度的方式快速启动硫自养短程反硝化过程(SASD),然后,在此基础上加载附着厌氧氨氧化(Anammox)菌的填料,控制温度为(30±1)℃,经过147天的运行,构建了硫自养短程反硝化与厌氧氨氧化耦合工艺(SASD-A)。阐明了SASD和Anammox之间的相互作用和脱氮贡献率,探究了进水不同S/N (S2O32-:NO_(3)^(-)-N)浓度比值对(SASD-A)体系脱氮效能的影响机制及微生物种群响应特性。结果表明:不同进水S/N比对SASD-A工艺脱氮性能影响明显,当进水S/N比为3/1时,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和TN的去除率分别为91.49%、90.81%和91.44%。不同S/N对SASD-A耦合体系中功能菌属的相对丰度有着直接的关系,与脱氮功能相关的主要优势菌属有Limnobacter (2.85%~4.71%),Denitratisoma (1.01%~1.99%),Candidatus_Brocadia (2.28%~18.81%),norank_f_Bacteroidetes_vadin HA17 (6.68%~10.81%),norank_f_PHOS-HE36(6.93%~11.47%)等。批次实验表明,在SASD-A体系中,硫氧化菌以还原性Na2S2O3为电子供体,将其转化为S0和硫酸盐,同时将水体中硝酸盐还原为亚硝酸盐,产生的亚硝酸盐和氨氮在有厌氧氨氧化菌的作用下发生反应,生成气态氮,厌氧氨氧化在脱氮过程中占主导地位。

A-BAF工艺与磷酸铵镁沉淀法协同处理低C/N污水的实验研究

以工业园区污水处理厂初沉池出水为原水,研究了磷酸铵镁沉淀法与一体式A-BAF工艺协同作用的可行性。结果表明:出水COD、SS、NH_3-N、TN、TP指标同时满足GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A出水标准,是一种可持续污水处理工艺,有较好的应用前景。

玉米芯与秸秆作为缓释碳源的改性研究

目的 为解决低C/N污水中碳源不足的问题,探究以玉米芯与秸秆作为固体缓释碳源的可能性。方法 分别使用NaOH溶液、H2O2溶液及NaOH与H2O2的混合液对玉米芯与秸秆进行改性,通过静态试验测定改性后固体碳源的质量变化,分析改性后固体碳源的浸出液中COD、NH_(4)^(+)-N、TN、TP的释放规律,对改性后固体碳源的可生化性能进行研究。结果 经过预处理后的固体碳源释碳能力均有不同程度的提升,经过碱处理组的质量减少最为明显,经过碱处理后的玉米芯具有良好、持久的释碳能力,氮磷的释放量几乎可忽略不计,经过碱处理后的玉米芯和秸秆的可生化性均有所提高,玉米芯的可生化性能增强更明显,更适合微生物的生长繁殖。结论 经过碱性溶液处理后的玉米芯更适于作为固体缓释碳源应用于低C/N污水的脱氮除磷。

复合钛网生物膜电极反应器处理低C/N污水脱氮性能及机理研究

本研究在金属钛网间填充无机纤维棉形成多层电极组件,构建了一种新型复合钛网生物膜电极反应器(Multi Titanium-mesh Biofilm Electrode Reactor,MTBER)用于低碳氮比(C/N)污水的脱氮处理,并探究了电流密度、进水C/N、总氮负荷及水力停留时间(HRT)对MTBER脱氮性能的影响.结果表明,总氮去除最佳电流密度范围为250~350 m A·m^(-2),适宜进水总氮浓度为60~75 mg·L^(-1),最佳水力停留时间为12~16 h.当C/N=1,进水总氮浓度=75 mg·L^(-1),电流密度=250 m A·m^(-2),HRT=12 h时,NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和TN的去除率与未通电时相比分别提高了29.67%、30.30%和26.83%.MTBER对TN的脱除机制主要是在电化学氧化还原作用条件下,体系硝化、异养及氢自养协同反硝化的共同结果.

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%。

乙酸碳源对氧化沟工艺处理低碳氮比工业废水脱氮性能的影响

为解决污水处理厂进水碳氮比偏低、碳源不足,导致生物反硝化效果不理想这个困扰业界的难题,采用改良型Carrousel氧化沟耦合工艺处理低B/C比、低碳氮比的某混合工业废水,投加乙酸碳源,其他按照污水厂日常运行参数运营,结果表明,投加乙酸碳源对该工业污水处理厂改良型Carrousel氧化沟去除总氮、氨氮和pH等效果理想,出水完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 19918—2002)一级A标准.低碳氮比的工业污水处理可以选用乙酸作碳源以强化生物脱氮,乙酸实际合适的平均投加量为211.97 mg/L,投加成本为0.254元/t,该工艺的稳定运行为低碳氮比的工业污水处理系统优化设计及提标改造提供了有益的参考和借鉴.