氨氮负荷波动对城市污水短程硝化-厌氧氨氧化工艺硝态氮的影响

亚硝酸盐氧化菌(NOB)增长是导致城市污水短程硝化-厌氧氨氧化(partial nitrification/anammox,PN/A)工艺脱氮效率降低的主要原因之一.采用SBR反应器研究了周期性的进水氨氮负荷变化对城市污水PN/A工艺出水硝酸盐的影响.结果表明:恒定曝气量和曝气时间,进水氨氮负荷周期性降低时,PN/A工艺出水硝态氮逐渐增长,导致系统脱氮性能下降.在硝态氮增长之后,保持进水氨氮负荷稳定,系统的脱氮性能未恢复.进一步分析表明:低氨氮浓度下,NOB对于溶解氧的竞争是出水硝态氮增长的主要原因.因此,在城市污水PN/A工艺中,为了维持稳定的脱氮性能需要控制溶解氧和出水氨氮浓度.

厌氧氨氧化技术处理热水解消化液的实验研究

通过厌氧氨氧化技术处理热水解污泥消化液,在不投加任何化学药剂的条件下实现氨氮与总氮的同步去除,通过原水稀释启动或原水直接启动方式均可实现IFAS厌氧氨氧化工艺的启动,系统总氮去除负荷为0.25~0.3kg N/(m3·d),总氮去除率在70%~80%,经臭氧氧化工艺预处理后,IFAS厌氧氨氧化工艺的总氮去除率与去除负荷均有一定幅度的提高.通过分子生物学检测发现,系统内AOB主要存在于絮体污泥内,而对溶解氧耐受能力较低的An AOB则主要分布在生物膜上.

一体化厌氧氨氧化反应器的优化及其稳定性研究

采用一体化厌氧氨氧化SBR反应器(120L)处理高氨氮废水,研究系统总氮去除负荷提高和稳定性的影响因素.长期试验结果表明:该一体化厌氧氨氧化SBR反应器的最大总氮去除负荷为1.1kg/(m^3·d),影响反应器运行稳定性的主要因素有:游离氨浓度、溶解氧浓度、絮体污泥和颗粒污泥相对比例等.在一体化厌氧氨氧化反应器中保持AOB和Anammox活性的相互匹配是维持系统稳定运行的关键因素.大量淘洗絮体污泥会造成氨氧化活性降低和溶解氧升高,从而引起总氮去除负荷下降.限制反应器负荷增加的主要因素有:(1)污泥随出水流失,体系污泥浓度保持恒定;(2)受溶解氧影响AOB和Anammox活性不能同时提高;(3)传质效率难以进一步提高.试验中发现总氮去除负荷和曝气量之间具有很好的相关性,反应器负荷波动时通过调整曝气量来调控反应状态,有利于一体化工艺的稳定运行.

电化学除磷参数的优化及结果分析

采用脉冲电源电解双铁电极,通过单因素实验确定脉冲电流密度、占空比和电极间距的最佳条件,在单因素实验基础上,根据响应面分析法中Box-Behnken中心组合设计原理对含磷配水进行电化学除磷优化实验并进行回归模型分析。结果表明,单因素实验最佳条件为:脉冲电流密度13.16 A/m2、占空比90%、电极间距2.0 cm,响应面分析法对电化学除磷参数进行优化后得到的模型优化组合条件为:脉冲电流密度16.07 A/m2、占空比89.02%、电极间距1.98 cm,此条件下磷去除率达78.67%,电耗为0.023 k Wh,采用优化条件进行电化学除磷实验,可提高磷去除率。响应面实验回归模型分析结果表明,模型具有较高的显著性(P<0.000 1),脉冲电流密度和占空比对磷去除率和电耗影响显著,且两者交互作用显著,而在实验范围内电极间距对磷去除率和电耗影响不显著。

电化学除磷过程的条件优化与机理研究

为优化电化学除磷过程的条件并探究反应机理,通过模拟实际污水研究了初始pH值、初始磷浓度C0及曝气强度j对电化学除磷过程的影响,同时对不同条件下电化学除磷过程进行了动力学分析。结果表明:随着初始pH值的增加,TP去除率先增加后减小;随着电解时间的增加,溶液pH值增大。当C0为5 mg/L、电解时间为60 min、初始p H值为6~8时,TP去除率达到84.5%以上;且当初始pH值为7时,TP去除率达到最高值,为87.69%。C0越高,TP去除率越低,但除磷的能耗也越低。当C0为9 mg/L时,电解60 min后,TP去除率为72.79%,去除单位质量磷的能耗仅为0.059 kW·h/g,比C0为5 mg/L时节约能耗0.025 kW·h/g。当j为0.14~0.28 L/min时,电解60 min后,TP去除率达到86.0%以上,比j为零时至少提高了43.6%。动力学拟合结果表明,电化学除磷过程中存在着化学配位反应和吸附反应。当pH值为3~5时,除磷过程以化学配位反应为主,当pH值为7~11时,除磷过程则以吸附反应为主;且pH值增加不会减弱除磷过程中的吸附反应。当C0为8~9 mg/L时,化学配位作用的除磷效果达到极限水平。曝气一方面有利于Fe2+氧化为Fe3+,促进化学配位反应,另一方面可以缓解电极钝化,提高除磷效率。

耦合反硝化的CANON工艺实时控制策略研究

为实现高氨氮污水的深度脱氮处理,给CANON工艺提供一种有效的控制模式,以某城市污水处理厂初沉池出水为基础,人工配制高氨氮废水,同时利用在线仪表监测脱氮过程中DO、ORP和p H值的变化规律。结果表明,在前置缺氧搅拌阶段可通过ORP曲线一阶导数为零的特征点指示反硝化反应结束,后置好氧曝气阶段可通过DO达到设定值(4.0 mg/L)且保持5 min指示短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮反应的完成;反应过程中ΔNO_3^--N/ΔNH_4^+-N值始终小于理论值(0.11)。通过实时控制,反应器可在DO为2.04~2.62 mg/L下长期稳定运行,平均总氮去除负荷达0.68 kg/(m^3·d),平均总氮去除率>90%,平均出水总氮为33.01 mg/L,平均出水氨氮低于3 mg/L。