特殊高浓度污水电化学氧化预处理技术研究及应用

针对某石化企业特殊高浓度污水储存及处理的安全环保问题,开展了以电化学氧化为主的预处理试验研究。小试试验确定了阳极和阴极材料,以及电解参数。侧线试验结果表明:在多种配比来水情况下,采用以电化学氧化为主的预处理技术时,氨氮去除率大于93%,化学需氧量(COD)降低率大于45%。在分析、解决了工程化放大的难题后,工业化装置稳定运行7个月,在来水稳定的情况下,出水氨氮质量浓度小于35 mg/L,COD小于1000 mg/L,满足预处理出水要求。该研究解决了高浓度储存废水处理的难题。

低氨氮质量浓度废水DPR-SNAD脱氮除磷效能研究

针对低氨氮废水单级自养脱氮系统副产物硝氮残留,有机物耐受能力差,以及缺乏除磷功能等问题,提出反硝化除磷(Denitrifying Phosphorus Removal,DPR)-单级自养脱氮(Simultaneous Partial Nitrification,Anaerobic Ammonium Oxidation and Denitrification,SNAD)组合处理技术,重点考察氨氮负荷对单级自养脱氮工艺(Single-stage Nitrogen Removal Using Anammox And Partial Nitritation,SNAP)系统、泥龄对DPR系统构建的影响,以及低氨氮废水DPR-SNAD组合处理系统的脱氮除磷效能与微生物种群。研究结果显示:采用氨氮质量浓度梯度递减方式,氨氮负荷为0.20 kg N/(m^(3)·d)的低氨氮质量浓度的SNAP系统构建时间为63 d,较负荷为0.05 kg N/(m^(3)·d)的系统缩短了37 d。泥龄对构建的DPR系统效能影响显著,泥龄为35 d的系统除磷脱氮效能较高,PO_(4)^(3-)-P、NO_(3)^(-)-N、COD去除率分别为86.25%、98.00%、92.00%,系统释磷、吸磷、反硝化脱氮速率分别达4.60 mg/(L·h)、4.13 mg/(L·h)、5.53 mg/(L·h)。DPR-SNAD组合处理系统的氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总氮(Total Nitrogen,TN)、总磷(Total Phosphorus,TP)、化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)去除率分别为100%、98.64%、86.00%、93.30%。TN、TP去除率较对照组SNAP分别提高了19.20百分点和86.00百分点。16S rRNA高通量测序结果显示,组合系统脱氮除磷功能菌属主要有Rhodobacter、Candidatus_Brocadia、Nitrosomonas、Gemmobacter,SNAD系统中厌氧氨氧化菌(Anaerobic Ammonia Oxidation,AnAOB)相对丰度显著高于对照组SNAP系统,DPR促进SNAD提高了系统脱氮效能。

废水处理硝酸盐异化还原与厌氧氨氧化/反硝化耦合工艺构建

采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)处理含COD、氨氮和硝氮的模拟废水,旨在高浓度有机废水处理系统中快速构建厌氧氨氧化(Anammox)运行工艺。通过接种少量Anammox污泥和逐步提高氨氮浓度的操作方式,在连续运行58d后,系统成功启动Anammox反应,此时的总氮和COD去除率稳定在97%和98%以上。物料衡算显示,Anammox反应途径对氮的去除贡献逐渐增加,硝酸盐异化还原(DNRA)耦合Anammox和反硝化共同促进了系统的同步脱氮除碳。对微生物群落分析发现,Candidatus Kuenenia相对丰度由0.27%快速升高至35.87%,DNRA菌(Ignavibacterium、Thermogutta)及反硝化菌(Azospira、Gp3)在体系内共存。通过基因注释法,检测出了Anammox、DNRA、硝酸盐还原及亚硝酸盐还原关键基因。运行过程中,颗粒污泥颜色变红且粒径增大;胞外聚合物(EPS)分析表明多糖(PS)和蛋白质(PN)含量增加而PN/PS下降;三维荧光光谱发现腐殖酸类物质增多。研究结果为高浓度有机含氮废水高效处理提供了一种新的工艺途径。

吹脱法处理高浓度氨氮废水研究进展

高浓度氨氮废水排放量大、毒性强,对环境的污染问题突出。吹脱法具有氨氮去除效率高、操作简便、可实现氨氮资源化回收的优势,合理运用该工艺对处理高浓度氨氮废水具有重要意义。在介绍氨吹脱原理的基础上,分析了pH、温度、气液比3个关键因素对氨吹脱效率的影响规律;从提高氨氮去除效率及降低运行成本的角度回顾了近年来发展的新型氨吹脱工艺;重点分析了将氨吹脱与物理化学或生物处理联用的结合工艺,在去除氨氮的同时实现其余污染物的削减或工艺的强化。最后针对氨吹脱研究目前存在的问题提出展望,认为该工艺未来应面向更加高效化、数字化、集成化及经济化的趋势发展,为今后开展相关研究及应用提供了思路。

沸石原位生物再生强化短程硝化处理高氨氮废水

为解决高浓度游离氨(FA)抑制氨氧化菌而造成高浓度氨氮废水无法进行生物处理的问题,采用添加天然沸石缓解FA的抑制影响。向SBR中添加天然斜发沸石并以短程硝化处理氨氮为2 210 mg/L的铜氨废水,在运行第86天时反应器在1.105 kg/(m^(3)·d)的氨氮负荷下达到98.5%的氨氮去除率。反应过程中原位生物再生保证了天然沸石的持续强化效果,沸石再生率为99.0%~106.3%。通过对污泥胞外聚合物(EPS)含量及成分分析发现进水氨氮的增加导致EPS含量升高,且在铜离子的胁迫下EPS中的蛋白质质量分数升高,促进了污泥颗粒化的形成。高通量测序结果显示亚硝化单胞菌属为主要氨氧化功能菌属,其相对丰度变化范围为10.3%~51.7%。丛毛单胞菌属(Comamonas)在高浓度氨氮环境下快速增长,其相对丰度从第22天的0.6%增长至第86天的29.9%。短程硝化在天然沸石的强化下实现了对铜氨废水的稳定高效处理。

氨氮废水常规处理方法及新型负压脱氨技术进展

我国正处于工业化与城市化的快速发展时期,高浓度氨氮废水的大量排放给生态环保与国民安全带来了巨大的挑战。本文首先总结了目前在工业生产领域中常见的处理方法为生物法和物化法,如生物脱氮法(生物法)、折点氯化法(物化法)、化学沉淀法(物化法)、吹脱法(物化法)等。随后,从解决常规吹脱法中存在的易堵塞等问题出发,综述了负压脱氨技术的研究现状,重点介绍了负压脱氨技术原理及其技术的发展与应用,以期为高浓度氨氮废水处理的工程化应用提供支持。

超声波对镉冲击下的短程硝化污泥特性影响

本文旨在探讨超声波对短程硝化性能及镉(Cd)抑制下污泥特性的影响。通过6个SBR装置实验,发现超声辐照能显著降低出水氨氮浓度,提升氨氮去除率。在特定声能密度下,污泥TB-EPS蛋白质含量增加,AOB脱氮速率提升,而NOB活性降低。添加重金属镉后,SAOR(氨氧化)与SNOR(亚硝酸盐氧化)速率均受抑制。随着声能密度增加,AOB活性增强,NOB活性减弱。本研究揭示了超声辐照对污泥处理中硝化过程的调控作用,并发现其在重金属镉抑制下对硝化细菌活性具有选择性影响,有助于优化短程硝化工艺。

DN-PN/A耦合处理低氨氮电镀尾水研究

以物化预处理后的电镀工业园区尾水为处理对象,构建了中试规模连续流形式的反硝化-部分亚硝化-厌氧氨氧化多单元反应器,前置反硝化TIN和COD的去除率为(29.96±10.37)和(73.33±9.6)%,大量溶解性有机物被去除,减少了污染物对后续单元的冲击.亚硝化单元验证了沸石填料的方法有助于实现稳定亚硝化,NAR达到(87.73±22.28)%,长期运行过程中会受水垢影响,水垢清除后性能可恢复.厌氧氨氧化单元为主要脱氮单元,在亚硝化单元失衡情况,依靠AOB与DNB和AnAOB协同作用,能够贡献TIN去除(41.25±14.46)%.微生物高通量测序结果表明,亚硝化反应器检出AOB功能菌Nitrosomonas,相对丰度为5.45%,Anammox功能菌Candidatus Anammoxoglobus,其相对丰度达到25.91%.本文为厌氧氨氧化工艺工程化应用提供理论与实践基础.

基于卷积层-注意力机制的长短期记忆网络出水氨氮浓度预测方法

为解决城市污水处理过程出水氨氮浓度难以实时精准测量的问题,构建了一种融合卷积层和注意力机制的长短期记忆网络(convolutional layer and squeeze-and-excitation attention mechanism based long short-term memory network,CSA-LSTM)模型。首先,通过引入卷积层(convolutional layer,CL)深度提取数据中的非线性特征,并通过注意力机制(squeeze-and-excitation attention mechanism,SEAM)自适应分配特征通道的权重,实现特征解耦;其次,长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)提取时间序列数据长期依赖关系,实现出水氨氮浓度的实时预测;然后,提出一种具有自适应采集函数的贝叶斯优化算法,实现模型参数优化,进一步提高模型精度;最后,基于基准实验和实际污水处理厂数据测试CSA-LSTM的有效性。结果表明,模型具有较高的出水氨氮浓度预测精度,能够有效应对城市污水处理中数据的强非线性、耦合性以及时间依赖性问题,具有良好的泛化能力。

低C/N比高氨氮废水生物脱氮技术研究进展

针对低C/N比高氨氮废水利用传统生物脱氮技术存在碳源不足、总氮去除率不达标、经济花费高等问题,总结了高氨氮废水处理中几种主要的生物脱氮工艺及研究动态,介绍这几类工艺在处理高氨氮废水的研究成果,同时比较分析各类工艺优缺点,指出未来的主要研究方向,为低C/N比高氨氮废水处理经济高效脱氮工艺的工程化应用提供思路。

高浓度氨氮含量废水的处理及含量分析与研究

采用电化学氧化法对高浓度氨氮含量废水进行处理,研究了电化学氧化法处理氨氮废水过程中的影响因素,对处理过程中产生的游离氯及氯胺进行测试,分析了副产物硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量变化。结果表明:电流密度、氯离子浓度以及初始氨氮浓度对氨氮的去除效果影响较大,而初始pH值影响较小。当初始pH值为8、电流密度为8.0 mA/cm^(2)、氯离子质量浓度400 mg/L、初始氨氮质量浓度为1 000 mg/L时,经过120 min,氨氮质量浓度可降至8 mg/L。在处理过程中,硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮的浓度均出现上涨的趋势,且电流密度越大,氯氨含量越高,因此,需要合理控制电流密度,减少副产物的含量。

高浓度氨氮对SBR工艺处理制药废水的影响

结合实际工程,考察了高进水氨氮浓度对SBR工艺处理制药废水的影响。结果表明,当SBR进水氨氮浓度>350mg/L后,出水氨氮浓度迅速升高,出水COD浓度也呈波动上升,高浓度氨氮对微生物产生了抑制作用,大幅降低了SBR对氨氮与COD的去除率;经过一段时间的驯化,SBR工艺可适应450mg/L左右的进水氨氮。

磷酸铵镁(MAP)沉淀法处理低浓度氨氮污海水

大量氮磷营养物质排入海湾,引起了富营养化、赤潮等一系列海洋污染问题,污海水中氮磷处理技术研究已引起人们的重视。磷酸铵镁化学沉淀法具有可同时脱除氨氮和磷酸盐,但还未应用于低浓度氨氮废水的处理,尤其是污海水中氨氮的处理。本文采用磷酸铵镁（MAP）化学沉淀法对污海水中氨氮进行处理实验研究,利用污海水中大量存在的Mg2＋,以Na2HPO4作为沉淀剂,探讨了初始反应体系pH值、PO43/NH4＋投配比、反应时间等因素对氨氮脱除效果的影响。结合沉淀结晶物XRD和SEM分析,确定了MAP沉淀法处理污海水中氨氮的最佳反应条件：初始反应体系pH值为9.5~10.5,PO43/NH4＋投配比为1.1/1,反应时间为40 min。实验结果表明,在最佳反应条件下,随着氨氮初始浓度的增大,氨氮去除率逐渐增大,当进水氨氮浓度为12 mg/L时,氨氮去除率达到42.80%。

氮肥行业高氨氮废水处理工艺应用及研究进展

结合国家"十二五"氨氮总量控制标准,综合分析了氮肥行业高氨氮废水处理工艺的应用及研究进展情况。同时对现有工艺的技术升级和改造措施进行初步分析,认为应该根据实际情况和氨氮控制标准提升幅度的不同,采用不同的技术策略。

A／O短程硝化反应器处理高浓氨氮废水的SND

以垃圾渗滤液的UASB处理出水为研究对象，考察了A／O短程硝化反应器的同步硝化反硝化（SND）效果。当DO为2～5mg／L时，SND对TN的去除率为5％～30％，去除的TN大致等于硝化过程中减少的TKN与产生的NOx^--N的差值。C／N是影响SND去除总氮的决定性因素，随着C／N的提高，对TN的去除率增加。在进水C／N相同的情况下，短程硝化提高了SND对TN的去除率。活性污泥密实的结构和好氧颗粒污泥的存在，可能是发生SND现象的重要原因。

高氮高浓度粪便污水处理技术研究

对粪便污水及其水质情况进行了分析介绍,详细介绍了欧美国家、日本和发展中国家对于粪便污水的收运方式和处理技术,分析比较了欧美模式、日本模式和发展中国家模式对于粪便污水处理技术的优劣。综述了国内外对于高氮高浓度有机粪便污水处理方法、处理工艺、处理效果等方面的研究进展情况,比较了对于粪便污水处理技术中厌氧及好氧工艺的优缺点,提出了对于我国等发展中国家比较适用的粪便污水处理技术,即多段厌氧处理、好氧处理、絮凝沉淀、活性炭吸附等多项技术的高效组合工艺,为我国粪便污水处理提供技术参考。

好氧序批式MBR处理高浓氨氮废水

采用好氧序批式膜生物反应器(SMBR)处理高浓度氨氮废水,考察了对NH+4 -N和COD的去除效果、影响硝化效果的因素以及混合液中残留COD与膜通量的关系。结果表明:在HRT为 4. 7h、SRT为 30d、气水比为 100∶1、pH值为 7. 0~8. 0、进水COD平均值为 142. 8mg/L的条件下,当进水氨氮高达 800mg/L时出水氨氮值仍能稳定在 10mg/L以下,出水COD平均值为31. 3mg/L。

低浓度氨氮污水厌氧氨氧化影响因素试验

针对我国城市污水氨氮浓度低、碳源不足的特征及处理出水难以达标的情况,采用序批式生物反应器(SBR)研究低浓度氨氮条件下厌氧氨氧化反应途径及其影响因素。采用自配进水,经过5个月的厌氧运行,成功启动了厌氧氨氧化反应器。在稳定运行期,NH4+-N平均去除率达94.5%;NO2--N平均去除率达97.4%。在此基础上,研究了pH值、温度及化学需氧量(COD)对厌氧氨氧化反应过程的影响,并确定各因素的最佳控制范围。研究结果表明:在低质量浓度氨氮(NH4+-N^12 mg/L)条件下,厌氧氨氧化反应pH值为7.5~8.0、温度为30~35℃、COD为0~50 mg/L时反应达到最佳状态,为我国低浓度氨氮城市污水的生物脱氮提供了新的途径。

南方稀土冶炼废水的特点及其处理技术研究

稀土冶炼分离过程产生大量的废水,废水中的主要污染物为氨氮、油类、COD和重金属离子等,如果不经处理直接排放,对水体会造成严重的污染。基于稀土冶炼分离工艺,阐述了稀土冶炼废水的特征,重点介绍了现有的稀土冶炼氨氮废水处理技术,包括蒸发浓缩结晶法、吹脱法、折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法和膜分离法,分析了各种处理技术的适用性及优缺点,并对稀土冶炼分离废水处理技术进行了展望。

PNH工艺处理高浓度氨氮废水短程硝化试验研究

以MBR膜好氧池活性污泥为接种污泥,采用好氧池-高效沉淀池组合工艺,在维持好氧池溶解氧在2mg/L以上、温度为30±1℃、启动期pH值为7.5～7.6、负荷提高期及稳定运行期pH值为7.0～7.1的工艺条件下,对高浓度氨氮废水进行了短程硝化试验,单从游离氨浓度角度考察了快速启动短程硝化反应的控制参数.结果表明：反应器运行36 d后,进水氨氮浓度达4 645 mg/L,氨氮负荷最高为8.9 kg-N/（m3·d-1）,亚硝酸盐积累率最高达99.9％,氨氮转化率在53.5％～97.2％;在反应器pH值、DO和温度都较适宜的情况下,通过升高反应器内游离氨浓度,可以有效抑制NOB菌的活性,筛选出AOB菌,并快速启动短程硝化反应;通过提高进水量能同时降低出水亚硝酸盐积累率和氨转化率,使出水亚硝态氮与氨氮的比值在1.32左右,实现半亚硝化出水,以符合后续厌氧氨氧化工艺段的处理.