氮负荷对好氧颗粒污泥处理无机废水脱氮性能及稳定性的影响

本研究考察了无机废水中氮负荷对好氧颗粒污泥(AGS)稳定性的影响。接种储存的AGS启动序批式反应器(SBR),采用好氧-(缺氧+外加碳源)-好氧交替运行模式,在运行过程中逐步将氮负荷由0.3 kg N/(m^(3)·d)提升至0.6 kg N/(m^(3)·d)。前40 d内,进水氮负荷为0.3 kg N/(m^(3)·d),30 min污泥容积指数(SVI_(30))在30~45 mL/g范围内波动,硝化菌比耗氧速率(SOURN)呈减小趋势(13.50~8.10 mg O_(2)/(g SS·h))。41~70 d内,逐渐将进水氮负荷提升至0.6 kg N/(m^(3)·d),在氮负荷冲击下,部分AGS破碎。随着絮体污泥大量排出及破碎颗粒的生长,系统在第104 d完成重新造粒,AGS的平均粒径为1.4 mm。144 d后,AGS的理化性质趋于稳定,污泥浓度稳定在8600~9060 mg/L,颗粒化率保持在95%以上。139 d后,AGS对氨氮和总无机氮的去除率分别为90%和80%以上,由于游离亚硝酸(FNA)对亚硝酸盐氧化菌的抑制作用,脱氮途径逐渐转变为短程硝化反硝化。氮负荷提升后,硝化菌如Nitrosomonas(0.2%~12.1%)和反硝化细菌如Thauera(10.4%~21.6%)的相对丰度明显提高,表现出较传统工艺更强的脱氮性能。

厌氧消化技术在处理有机废弃物方面的应用现状

本研究聚焦于评估厌氧消化技术在处理有机废弃物、转化为再生能源和有机肥料方面的应用,并探讨了其对环境影响的减缓作用。采用文献综述方法,深入分析了温度、碳氮比、有机负荷率、挥发性脂肪酸、水力停留时间和pH等因素如何影响厌氧消化过程的效率与稳定性。研究表明,这些参数对促进微生物活动、加快有机物分解以及维持系统稳定运行均具有显著影响。通过对玉米秸秆、畜禽粪便和厨余垃圾等典型有机废弃物的案例分析,验证了厌氧消化技术的有效性,并详细阐述了该过程中关键微生物群落的结构和功能,包括细菌和古菌在不同阶段如水解、酸化、乙酸化和产甲烷中的作用机制。此外,文章还讨论了有毒物质生成问题及其管理策略。最终,文章建议通过提升厌氧消化效率、开发新型反应器技术以及加强微生物种群研究,将有助于使厌氧消化技术在未来实现更高效、稳定且广泛的运用。

滇池流域大气氮、磷干湿沉降通量及入湖贡献

为了探究滇池流域氮、磷干湿沉降对滇池水体外源输入营养盐的贡献率,于2021年收集了滇池流域六大功能区的雨水及降尘,测定大气沉降中不同形态氮、磷质量浓度,分析滇池流域氮、磷大气沉降分布特征,并估算氮、磷干湿沉降全年沉降通量及对滇池入湖负荷的贡献。结果表明:流域内全年大气总氮(TN)、总磷(TP)湿沉降通量分别为20.244~220.938、1.155~65.826 kg/km^(2),干沉降通量分别为44.275~481.120、4.255~111.840 kg/km^(2);工业生产和矿产开发功能区分别为流域氮、磷干湿沉降通量最高的区域。溶解性无机氮(DIN)和溶解性无机磷(DIP)是大气沉降中氮、磷的主要形态;流域内氮、磷大气沉降入湖负荷分别为1018.92、88.88 t,其中滇池湖面大气直接沉降负荷占流域入湖污染负荷总量的3.70%和2.35%,流域其他区域入湖系数换算下大气沉降入湖负荷在流域河流入湖负荷中的占比分别为8.69%和6.26%。流域氮、磷大气沉降已逐渐成为滇池外源污染物的重要来源之一,深入掌握其时空分布特征及入湖贡献率是进一步加强流域管理和减轻湖体外源污染物输入的重要前提。

反硝化颗粒污泥处理电镀废水中硝态氮的中试研究

采用絮状污泥培育的反硝化颗粒污泥处理实际电镀废水中的硝态氮,通过逐步提升反硝化负荷,培养反硝化颗粒污泥,以评估该污泥的脱氮效果及其性状变化,进而探索其在电镀废水脱氮处理中的实际应用潜力。试验结果显示,在进水COD的质量浓度为400~520 mg/L,NO_(3)^(-)-N的质量浓度为50~100 mg/L,NO2--N的质量浓度为0.2~2.3 mg/L,pH值为6.5~7.2,反应器溶解氧的质量浓度小于0.2 mg/L,上升流速为2~6 m/h的条件下,当脱氮负荷提升至3.4 kg[NO_(3)^(-)-N]/(m^(3)·d)时,硝态氮的去除率高达95%以上,且Δρ(COD)/Δρ(NO_(3)^(-)-N)平均值仅为3.85∶1。系统稳定运行时间长达30 d,处理后出水中NO_(3)^(-)-N的质量浓度低于5 mg/L。此外,处理电镀废水后,反硝化颗粒污泥中的钙、铜、镍、铁含量均有显著上升。同时,成熟的颗粒污泥的VSS/SS值明显降低,颗粒污泥的粒径主要集中在1.0~2.8 mm范围内。反硝化颗粒污泥在处理电镀废水时展现出脱氮负荷高、出水NO_(3)^(-)-N浓度低、Δρ(COD)/Δρ(NO_(3)^(-)-N)低以及脱氮效果稳定等特点,可显著提高处理电镀废水NO_(3)^(-)-N的效率。

不同水力负荷下凤眼莲去除氮、磷效果比较

采用人工模拟方法,研究了不同水力负荷(0.14、0.20、0.33和1.00m3.m-2.d-1)对凤眼莲去除富营养化水体氮、磷效果的影响,试验期间进水TN、NH4+-N、NO3-N、TP平均质量浓度分别为4.85、1.33、2.92和0.50mg.L-1。结果表明,凤眼莲净化系统对富营养化水体具有较好的去除效果,低水力负荷(0.14、0.20m3.m-2.d-1)下,出水TN、NH4+-N和TP均达到了GB3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅳ类水质标准;当水力负荷提高到1.00m3.m-2.d-1后,出水TN、NH4+-N、NO3-N和TP质量浓度明显上升。4种水力负荷下,凤眼莲净化系统对TN和TP去除率分别为84.95%和80.65%、73.87%和73.04%、51.60%和64.05%、30.77%和47.79%,即随水力负荷的提高而降低;相应的TN、TP去除负荷分别为0.58和0.06、0.72和0.07、0.83和0.11、1.47和0.23g.m-2.d-1,即随水力负荷的提高而增加。综合考虑净化效果和污水处理能力,本试验条件下凤眼莲系统的水力负荷宜控制在0.33m3.m-2.d-1。

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO_(2)^(-)-N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH_(4)^(+)-N)与硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m^(3)·d)降为0.2 kg/(m^(3)·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6%和83.6%.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2%和97.4%.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO_(2)^(-)-N积累特性未受影响,R1系统NO_(2)^(-)-N积累效率达到95.1%且高于R2(89.8%),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.

廊道式人工湿地处理污水过程中氨氮的去除效果研究

通过廊道式人工湿地(CCW)的生产性试验工程,研究了该处理系统的性能及系统内部氨氮的变化规律。结果表明,CCW处理系统的去除效率高且稳定,氨氮的去除率平均为88%,质量去除率平均为(6.94±2.07)gN.m-2.d-1,系统内部第三单元的氨氮质量去除率最高;CCW处理系统的氨氮质量负荷率小于10 gN.m-2.d-1时,质量去除率与质量负荷率呈明显的线性相关,质量负荷率大于等于20 gN.m-2.d-1时,进水浓度和出水浓度之间呈明显线性相关;处理系统各处理单元及系统整体的体积去除率常数(Kv值)均大于其他湿地处理系统;CCW处理系统氨氮浓度变化与pH值的变化趋势并不一致。

好氧颗粒污泥系统启动和颗粒特性研究

通过逐步缩短沉降时间和提高氮负荷的方法,考察水力选择压和生物选择压共同作用下的好氧颗粒污泥系统启动过程及污泥特性.试验结果表明,系统启动期间,颗粒平均粒径36d增至0.5mm,第90d达到0.9mm,粒径平均增速为9.3μm.d-1;前53d内污泥负荷为0.4～0.6g.g-1.d-1,表观污泥产率为0.40～0.52g.g-1,当生物量增长后,污泥负荷降至0.2～0.4g.g-1.d-1,表观污泥产率减小至0.17～0.25g.g-1;40d后SVI稳定在(15±5)mL/g范围内,沉降性能良好;反应器除污染效果好,10d后COD去除率稳定在80%左右,NH4+-N去除率达到98%以上,且随着氮负荷提高,单位质量污泥的NH4+-N反应速率提高,AOB、NOB和异养菌的活性都在增大.

曝气生物滤池系统处理含氨氮废水的试验研究

为了进一步研究曝气生物滤池工艺在污水处理中的应用,采用曝气生物滤池处理工艺,对氨氮质量浓度较高、其他污染物量较低的废水进行了工艺运行条件及处理特征的模拟试验,主要研究了气水比、水力负荷、氨氮负荷等因素对氨态氮等污染物处理效果的影响。结果表明,进水氨态氮质量浓度约为25 mg/L时,气水比为3∶1和4∶1时,曝气生物滤池系统出水氨态氮质量浓度均低于7 mg/L;系统出水COD平均质量浓度随气水比增大而升高;在气水比为2∶1,进水氨态氮质量浓度相近条件下,水力负荷调整为5 m^3/(m^2·h)时,系统出水氨态氮质量浓度低于12 mg/L,去除率达到54%。

天津市城市污水自由水面构筑物湿地处理系统中污水氮去除规律的研究

天津市城市污水自由水面构筑物湿地处理系统中,污水氮的去除效果受到场地坡长、水力负荷、停留时间、温度、预处理水质等因素的影响,本文根据试验场地实际运行的数据,讨论了上述因素与污水氮去除率的关系.结果表明,系统对污水氮的去除率,与坡长在一定范围内呈正线性相关关系;与水力负荷呈负的线性相关关系;停留时间为78h时除氮效果最佳;温度对氮去除率的影响随着季节的变化表现出来,没有直接规律性;预处理水质对系统的除氮能力没有影响.

滆湖氮污染双同位素溯源与清单统计法对比研究

滆湖位于我国江苏省,湖区主要涉及常州市的武进区、金坛区以及无锡市的宜兴市。密集的人口和发达的工农业造成滆湖水体中的氮素污染严重,污染来源复杂。因此亟待识别水体中的氮素污染来源,为氮素污染治理提供数据参考。本研究以生活污水、化学肥料及工业废水为硝态氮端元,借助氮氧同位素端元混合模型计算出滆湖区域生活污水、化学肥料及工业废水对滆湖硝态氮污染负荷贡献率,分别为22.79%、33.25%、43.96%。同时本研究针对2013年整年滆湖区域调研数据,利用清单统计法,从宏观上量化了一整年3种来源硝态氮负荷贡献量的绝对值,并推算出相对值,分别为42.09%、48.11%、9.80%。两种方法以互补的方式对不同时间尺度上滆湖硝态氮污染负荷进行了表征,为滆湖硝态氮污染的治理提供了科学参考。

草坪系统对城市降雨初期径流氮污染控制作用

为了控制城市旅游区降雨径流污染,在武汉动物园鹿苑区构建草坪系统,研究了草坪系统对城市降雨初期径流氮污染的控制与持留作用。结果表明:草坪系统使预处理后降雨径流中的总氮(TN)、溶解态总氮(DN)和铵态氮(NH4+-N)浓度分别降低16.0%、13.9%和75.6%;草坪系统对氮素的持留率为NH4+-N>90%、TN、DN>65%、硝态氮(NO3--N)>5%;水力负荷显著影响TN出水浓度和处理效率,进水浓度相近、水力负荷从3.3cm.d-1升高到8.3cm.d-1,TN去除率由28.0%降低至19.8%;草坪宽度影响污染物出水浓度,NH4+-N浓度随着草坪宽度增加而下降,而NO3--N浓度变化趋势与之相反,DN在流程10m处出现最低值。草坪系统在净化降雨初期径流的同时利用了营养盐和水资源,降低了草坪维护的水肥投入。

BAF去除氨氮关键影响因素研究

为探讨曝气生物滤池去除氨氮的关键因素,选取沈阳仙女河污水处理厂（40万t/d）现场进行实地研究。通过测定不同条件下（pH、进水COD浓度、溶解氧、温度、水力负荷）的氨氮去除率,并进行主成分分析结果显示,影响BAF工艺脱氮的关键因素是温度、溶解氧和水力负荷。当温度在14~30℃之间时,氨氮的去除率一直维持较高,当温度低于14℃时,氨氮的去除率较低;随着溶解氧浓度的增大,氨氮的去除率也随之升高,当溶解氧增加到5.6 mg/L时,氨氮的去除率达到80%~90%,接近饱和状态;在水力负荷为3.08~4.15 m3/（m.2h）之间时,氨氮的去除率上升,超过该值,则氨氮去除率下降。

强化人工湿地处理北方地区冬季生活污水的实验研究

通过实验室构建多介质土壤层系统(MSL)人工湿地,研究了北方地区冬季生活污水脱氮除磷的效能。提出了在低温条件下通过人工湿地地保温和增加曝气装置可保证系统去除率。结果表明,采取强化措施的潜流型人工湿地的NH3-N、TN、TP平均去除率分别为85%、80%和98%;不同水力负荷对NH3-N的沿程变化规律有一定影响,对总磷沿程浓度影响不大。

有机负荷冲击对缺氧-好氧活性污泥系统的影响

为了研究有机负荷冲击对活性污泥系统的影响,采用缺氧-好氧方式运行的序批式间歇反应器(SBR)开展平行试验.通过调节进水有机物质量浓度,考察在不同有机负荷冲击下活性污泥系统除碳、脱氮、除磷、以及污泥性能等方面变化.结果表明,有机负荷骤降(从0.15~0.07 kg BOD_5/(kg MLSS·d))仅对总氮、总磷的去除稍有影响.当有机负荷骤增时(从0.15到0.30~0.45 kg BOD_5/(kg MLSS·d)),缺氧段吸附作用在短期内能够有效地缓解进水冲击,但是长期时除碳、脱氮、除磷、污泥沉降性能均会显著恶化,且冲击程度越大恶化发生越早.与低负荷相比,高冲击负荷下活性污泥疏松多孔、粒径更大.且丝状菌增殖、污泥黏性增加、密度降低等因素导致污泥解体、沉降性变差、沉后出水浑浊.

碳氮比与氨氮负荷对序批式活性污泥法同步硝化反硝化的影响

为了提高生物脱氮的效率,研究采用序批式活性污泥法(SBR工艺)考察碳氮质量比w(C/N)与氨氮负荷对同步硝化反硝化的影响。结果表明:当w(C/N)为5.6,氨氮负荷为0.024 g/(g.d),碳源快速消耗,SBR工艺较难实现同步硝化反硝化,同步硝化反硝化率只能够达到0.76%。当w(C/N)为10.5,氨氮负荷为0.024 g/(g.d)时,SBR系统能够实现同步硝化反硝化,同步硝化反硝化率达到97.6%,NH4+-N和COD去除率均接近100%;当w(C/N)为16.3,氨氮负荷为0.024 g/(g.d)时,同步硝化反硝化率为94.5%,增加外加碳源的成本。同步硝化反硝化可以取代二段独立的硝化和反硝化过程,节省运行费用。

两种不同布水方式对生物砂滤池去除厌氧消化液氨氮的影响

在实验室条件下,采用试验生物砂滤柱模拟生物砂滤池系统,研究了雾化和滴渗布水方式对生物砂滤池去除猪场厌氧消化液氨氮的影响,结果表明:在进水水力负荷为0.057 m3.m-2d-1,氨氮平均浓度分别为293 mg.L-1,513 mg.L-1,553 mg.L-1时,雾化布水生物砂滤池对氨氮的平均去除率分别为98.8%,87.4%,75.1%,出水氨氮平均浓度分别为3.61 mg.L-1,64.7 mg.L-1,138 mg.L-1,平均去除负荷分别为16.4 g.m-2d-1,25.4g.m-2d-1,23.5 g.m-2d-1;滴渗布水生物砂滤池对氨氮的平均去除率分别为77.4%,71.4%,59.3%,出水氨氮平均浓度分别为66.3 mg.L-1,147 mg.L-1,225 mg.L-1,平均去除负荷分别为12.9 g.m-2d-1,20.7 g.m-2d-1,18.6 g.m-2d-1;雾化布水可以提高生物砂滤池氨氮的去除率、去除负荷,降低出水氨氮浓度;滴渗布水在进水氨氮平均浓度293 mg.L-1,雾化布水进水氨氮平均浓度293 mg.L-1,513 mg.L-1的条件下,出水氨氮平均浓度可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)中氨氮排放标准;与人工湿地、氧化塘污水处理系统相比较,生物砂滤池氨氮去除负荷大大提高。

水产养殖模式对池塘水环境和环境负荷量的影响

为了改善养殖环境,减少排污,研究和分析了6种池塘养殖模式下水体理化指标、底质养分状况、尾水排污量、环境负荷量、氮磷利用率和鱼获物净增产量的变化,明确不同养殖模式对养殖环境负荷的影响。结果表明:单养梭鱼(T3)水体总氮、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、化学需氧量(CODMn)及悬浮物含量都最大,且极显著大于混养模式。单养模式氮磷利用率显著低于混养模式,但环境负荷量显著大于混养模式。60%异育银鲫+30%梭鱼+10%鲢、鳙(T5)是最优养殖模式,其底泥中有机质、总氮、总磷含量最低,其尾水排放氮、磷、CODMn量最小。T5的氮、磷环境负荷量最小,分别为51.81 kg/t、12.84 kg/t,饲料的氮、磷利用率最高,分别为30.09%、19.15%,饵料系数最小,净增产量最大,是环境、经济较优的养殖模式。

水耕植物过滤法去除氮磷的影响因素及途径

采用水耕植物过滤法(hydroponic bio-filter method,HBFM)净化富营养化地表水的试验表明,在水力负荷为3.0 m3/(m2.d)的条件下,TN、TP年平均去除率分别为16.8%、30.8%,年平均去除速率分别为1.0、0.1 g/(m2.d).通过底泥沉积去除的氮、磷分别占系统氮、磷总去除量的62.2%和75.9%,是TN、TP最主要的去除途径.HBFM的最佳水力负荷为3.0-4.0 m3/(m2.d).西洋菜收割时的剪割强度影响其氮磷吸收速率,每次剪割长度不得超过10 cm.收割频率为1次/月时不会影响HBFM的氮磷去除效果.

梯度增加NH_(4)^(+)-N负荷低温启动改良A/A/O工艺研究

在低温下通过梯度增加进水NH_(4)^(+)-N浓度的方法启动改良A/A/O耦合流离生化工艺,其中将启动阶段分为四个工况,每个工况NH_(4)^(+)-N浓度梯度递增约5 mg/L。反应器在温度(15±1)℃条件下,控制HRT为12 h,污泥回流比为100%,硝化液回流比为200%,填料填充率为30%的条件下经过43天启动成功。启动期间出水稳定,COD低于50 mg/L,NH_(4)^(+)-N保持在1.5 mg/L以下,TP保持在0.5 mg/L以下,TN保持在15 mg/L以下。启动后,系统的生物量得到了稳定增长,存在大量杆菌与球菌,且系统的好氧隔室内发生了同步硝化反硝化反应。梯度增加进水NH_(4)^(+)-N浓度时系统微生物适应良好,可快速恢复活性进行大量繁殖,能有效提高污染物去除效率,有利于改良A/A/O耦合流离生化工艺的启动。