水力停留时间对反应沉淀一体化反应器中半亚硝化反应的影响

由于反应沉淀一体化反应器的HRT与SRT不同，因此HRT是否会影响反应器中氮的存在状态，亚硝态氮积累是否能实现尚无明确结论。针对以上问题，研究不同水力停留时间对反应沉淀一体化反应器中半亚硝化反应的影响，研究结果表明：反应器运行虽然运行过程中无污泥流失，但仍可实现亚硝酸盐的积累，出水亚硝态氮和氨氮的浓度比例受水力停留时间的影响。HRT为24h时，亚硝酸盐积累率可达到70％，但出水氨氮接近于0，很难满足ANAMMOX的进水要求；HRT为16h和12h时，亚硝酸盐积累率均可超过80％，出水氨氮和亚硝态氮的比例分别达到1．39：1和1．46：1，可为后续ANAMMOX反应提供良好进水条件。水力停留时间对污泥亚硝化潜力的影响为12h〉16h〉24h，对硝化潜力的影响为24h〉16h〉12h。不同水力停留时间下氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率均为24h〉16h〉12h。     

低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌去除氨氮

采用聚氨酯水凝胶为固定化载体制备了包埋硝化菌颗粒,并在上流式内循环反应器内以人工配制的模拟氨氮废水对包埋硝化菌颗粒进行驯化。在驯化完成后实验考察了温度变化和水力停留时间(HRT)对低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌颗粒去除氨氮的影响以及出水中亚硝态氮、硝态氮的累积情况。结果表明,在进水氨氮浓度为40 mg/L,HRT为4h,水温从22℃降低到10℃时,包埋硝化菌颗粒对氨氮的去除率从97%下降到48%,调整10℃运行时的HRT,氨氮去除率可达到75%。将进水氨氮浓度降低至15 mg/L,当HRT为4 h,温度在7~13℃范围内变动时,氨氮去除率稳定在80%左右。在整个运行过程中,保持DO充足,没有出现亚硝酸盐积累的现象。     

生物膜反应器中低氨氮浓度废水的亚硝化

在连续流生物膜反应器中通过控制DO、pH和HRT,对低氨氮浓度废水进行了亚硝化的实验研究。结果表明,在进水氨氮浓度为35～45 mg/L,温度为34℃的情况下,当DO=1.4～1.5 mg/L,pH=8.3,HRT=6 h时,氨氮的去除率与亚硝态氮的积累率均可达到80%左右,实现了较好的氨氮降解及稳定的亚硝态氮的积累。     

pH和C:N对厌氧氨氧化耦合短程反硝化脱氮性能的影响

以低DO和逐渐降低亚硝态氮浓度的方式运行厌氧氨氧化(ANAMMOX)上流式污泥床(AUASB)反应器,第57天实现稳定运行,氨氮去除率保持在85%以上,采用高通量测序技术分析发现ANAMMOX污泥中主要功能菌转变为Candidatus kuenenia,丰度为8.85%,好氧氨氧化菌(AOB)Nitrosomonas的丰度为1.48%,短程反硝化菌Thauera丰度为0.66%。将AUASB反应器中污泥接种在ANAMMOX序批式反应器(ASBR)后,通过外加有机碳源的方式使ASBR拥有了短程反硝化的能力,然后研究了不同C:N(质量比)和不同pH条件下亚硝态氮积累情况和氮素转化特性,结果表明:当C:N为3.2:1.0时,亚硝态氮积累率最高为84%,但有部分亚硝态氮被还原。当pH为7.8时,ANAMMOX菌活性最高,氨氮去除率为95%。扫描电子显微镜(SEM)观察到ANAMMOX菌为球状,短程反硝化菌为短杆状。     

低DO与化学控制相结合的半亚硝化运行

针对厌氧氨氧化工艺(ANAMMOX)的进水需求以及污水中氮素的存在形态,增强前置半亚硝化工艺的运行稳定性是十分有必要的。研究发现:在温度(30±1)℃、进水pH在8.0以上、DO在0.3 mg·L~(-1)左右、HRT=8 h的情况下;逐步增加进水氨氮(NH_4~+-N)与碳酸氢盐浓度,经过19 d成功启动亚硝化反应(以亚硝硝酸盐积累率达到50%为限);为了进一步提升亚硝酸盐积累率,间歇投加5 mmol·L~(-1)氯酸钾,后又改加联氨作为硝化反应的选择性抑制剂,经过大约90 d的反复调试运行,使得出水中NH_4~+-N与亚硝态氮(NO_2~--N)的摩尔比近似1∶1,基本符合厌氧氨氧化工艺进水需求。通过Miseq测序结果发现:氨氧化菌(AOB)在添加氯酸钾之后,已经成为绝对优势菌种,所占比例为54.99%;在添加联氨之后,AOB所占比例能够达到63.92%,其中包括Nitrosomonas sp和Nitrosomonas europaea这两种亚硝化菌;只有痕量亚硝酸盐氧化菌(NOB)的存在。     

低氨氮、低碱度废水的亚硝化研究

通过实验室血清瓶培养试验，研究了pH、碱度、FA、FN、HRT等因素对低氨氮、低碱度废水亚硝化过程的影响。研究结果表明：出水的pH值可以通过控制反应器内部的碱度来进行调节。控制进水碱度在113．1～269．7mg／L，HRT为48h，其亚硝酸累积率可达到67．15％。在氨氮亚硝化过程的同时，有部分有机氮也在向亚硝酸盐进行转化。通过污泥亚硝化驯化过程，游离氨对亚硝化单胞菌抑制浓度的临界值可以达到0．96mg／L。     

高氨氮污泥脱水液短程硝化反硝化的启动及稳定

采用A/O-CSTR工艺处理高氨氮污泥脱水液。进水氨氮浓度浓度约为375 mg/L，C/N比小于1.0，反硝化碳源明显不足。A/O反应器完成短程硝化反应，CSTR定期投加初沉污泥作为碳源进行反硝化。两者联合达到总氮去除的目的。实验研究短程硝化反应的启动过程，以及CSTR出水回流对短程硝化和系统脱氮效果的影响。实验结果表明系统具有良好的硝化反硝化效果。A/O反应器亚硝酸盐积累率迅速提高并稳定在90%以上。CSTR有效利用初沉污泥实现了稳定的反硝化。出水回流有利于提高总氮去除率，在回流比为200%时，系统平均总氮去除率达到85%以上。     

响应曲面法优化固相反硝化的工艺条件

以一种新型可降解材料PLA/PHBV共混物为碳源和生物膜载体,对硝酸盐污染水进行反硝化脱氮。在温度为(29±1)℃,pH为(7.5±0.2)条件下,利用响应曲面法考察了进水硝态氮浓度、水力停留时间(HRT)和出水硝态氮浓度之间的关系,建立了以出水硝态氮浓度为响应值的二次多项式回归模型,模型预测值与实验值能很好吻合。方差分析结果表明,进水硝态氮浓度和HRT及其交互作用对响应值均具有显著性影响(P<0.01)。     

印染废水处理厂二级出水的硫自养反硝化脱氮工艺

采用硫/白云石自养反硝化脱氮工艺处理印染废水处理厂二级出水,考察不同污泥接种方式、水力停留时间(HRT)、温度及进水负荷对系统脱氮效果的影响。结果表明:反应器在3 d内即可完成快速启动,工程应用中可不接种污泥;反应器最佳HRT为20 min,TN去除率为40.2%,但反冲洗频率加快;温度、进水负荷对系统脱氮效果影响较大,当温度在25~30℃之间,TN平均去除率为43.8%;当进水负荷为(1.37±0.15)kg·(m~3·d)~(-1),TN平均去除率为37.1%,反应器具有较强的抗冲击负荷能力。     

微氧膜生物反应器同时去除有机物和氮的研究

采用微氧颗粒污泥膜生物反应器处理生活污水，进行同时去除有机物和氮的研究。结果表明，膜出水COD不受水力停留时间变化的影响一直稳定在较低值，为15～35mg／L，去除率在94％以上。氮通过发生同时硝化反硝化反应而去除。在水力停留时间为16h以上时，系统总氮去除率为65％～92％，平均去除率为77％。     

容积负荷对厌氧氨氧化反应器运行影响的研究

采用1套有效容积为3 L的厌氧复合床作为厌氧氨氧化反应器,用提高进水基质浓度和缩短反应器水力停留时间2种方式提高反应器的容积负荷,进而研究反应器最佳的进水浓度和水力停留时间。结果表明,在HRT为24 h的条件下,反应器最佳进水浓度NH4+-N与NO2--N在110 mg/L左右;通过调节HRT发现,当HRT大于8 h时,NH4+-N与NO2--N的去除率都在80%以上。     

ASBR厌氧氨氧化反应器的快速启动及脱氮原理分析

以城市生活污水为基本水质进行配水,采用ASBR研究了厌氧氨氧化反应器的快速启动过程及脱氮性能。实验条件如下:T为(35±1)℃、HRT为24 h、pH为7.2～7.5,进水NH4+-N、NO2--N浓度为40～160 mg/L,TN负荷为0.08～0.34 kg TN/(m3.d),按2∶1比例混合接种好氧短程硝化污泥和厌氧氨氧化污泥,经49 d运行成功启动厌氧氨氧化反应器,并实现稳定运行。实验结果表明:稳定运行期NH4+-N、NO2--N去除率分别达96%和98%;NH4+-N、NO2--N去除量与NO3--N生成量比值为1∶1.05∶0.29,较为接近理论值;成功启动的反应器出水pH高于进水;系统TN去除率平均值为79.7%;反应器内存在反硝化与厌氧氨氧化的协同作用,实现了部分COD去除;污泥由深棕色絮状变成红褐色颗粒状,经SEM扫描电镜观察污泥菌群种类单一,多为球状菌,有漏斗状缺口,具有典型氨氧化菌形态特征。     

废旧镍镉电池的生物沥滤处理——沥滤停留时间的影响研究

用污泥加硫酸化液沥滤镍镉电池中的重金属是一种全新的工艺,该工艺主要由生物酸化反应器和金属沥滤反应器两个反应器组成.生物酸化反应器中产生的酸液就是沥滤电池中重金属的反应液.研究表明,酸化液在沥滤反应池的停留时间对沥滤的效果有显著影响.在1、4、7、12 d 4个停留时间中,4 d的效果是最好的,对金属Cd和Ni都用40 d左右基本实现了全部滤除;1d略微慢一些,Cd用了40 d,Ni用了45 d;7 d和12 d的沥滤时间都长于50 d.4 d产生的金属废液量是1 d的1/4,考虑到后续处理金属沥滤废液的工作量,选择4d的停留时间要优于1d.     

UASB启动及不同HRT对老龄垃圾渗滤液处理效果的影响

在UASB反应器中接种好氧污泥培养厌氧颗粒污泥进行启动,研究不同HRT对老龄(13年)垃圾渗滤液对处理效果的影响情况。通过保持进水COD浓度不变、逐步缩短HRT从而提高容积负荷到40 g COD/(L.d)的方法,可以培育出直径为1～3 mm颗粒污泥,最终产气量稳定在100 L/d,甲烷含量在60%～70%之间,COD去除率保持在90%左右,污泥层最底部MLSS为81 g/L。逐步提高HRT依次为6、12、24、48和72 h考察其对处理效果的影响,当HRT为24 h时处理效果最好,COD去除率最高达到35%左右。     

外循环式UASB反应器处理槟榔废水

在中温（35±2℃）条件下,利用外循环式UASB反应器处理中高有机浓度的槟榔加工废水,并着重探讨了水力停留时间（HRT）对厌氧消化的影响。研究表明,当反应器稳定运行,水力停留时间为1 d,进水COD浓度5 000 mg/L左右,容积负荷在2.53-5.25 kg COD/（m3·d）时,COD去除率在38%以上,出水COD〈3 000 mg/L,平均产气率为0.41 m3/kg COD;若水力停留时间延长至4 d,容积负荷为1.26-1.30 kg COD/（m3·d）,COD去除率可以达到79%,出水COD〈1 200 mg/L,出水可生化性下降,BOD5/COD平均为0.28,实验取得了良好的处理效果,为利用厌氧技术处理槟榔加工废水提供了设计依据。     

常温下ABR处理低浓度废水性能及污泥特性

研究了常温(17~25℃)下4隔室厌氧折流板反应器(ABR)处理低浓度废水的运行效果及污泥特性。在水力停留时间(HRT)为24 h,进水COD浓度为1 500、1 000和500 mg/L左右时,平均COD去除率分别为94%、93%和87%。进水COD浓度保持在500 mg/L左右,将HRT降为12 h和8 h,COD的去除率仍达到83%以上。厌氧污泥性质测定结果表明,最后隔室中的污泥浓度、颗粒化程度及产甲烷活性与其他隔室相比明显较低,说明低浓度进水对最后隔室厌氧污泥的性质影响较大。颗粒污泥扫描电镜观察显示,各隔室颗粒污泥内部微生物组成差异较大,第1隔室颗粒污泥以产甲烷球菌为主,第2隔室颗粒污泥中没有明显的优势菌,但杆状菌比第1隔室明显较多,第3、4隔室颗粒污泥中以索氏甲烷丝菌为优势菌。     

2种UASB的ANAMMOX与反硝化协同作用对比研究

采用2套UASB-ANAMMOX反应器处理垃圾渗滤液,其中反应器2具有生物膜,对反应器在有机环境下的ANAMMOX与反硝化协同作用进行对比研究。在稳定期,反应器1和反应器2对氨氮、亚硝氮、TIN、COD的平均去除率分别为95.7%、95.9%、77.3%、70.3%和97.4%、96.4%、87.2%、74.8%。反应器1对TIN和COD最大容积去除率为112.2和107.7 g/(m3.d),反应器2对TIN和COD最大容积去除率为120.5和119.9 g/(m3.d)。结果表明,过高的负荷会对反应器产生抑制作用,且当抑制产生后协同作用难以恢复到原来水平。在厌氧氨氧化与反硝化协同作用良好时,pH值和碱度均存在特征性变化。总体上,反应器2比反应器1具有更强的厌氧氨氧化与反硝化协同作用和抗负荷冲击能力。     

Hybrid process for heavy metal removal from wastewater sludge.

Bioleaching processes have been demonstrated to be effective technologies in removing heavy metals from wastewater sludge, but long hydraulic retention times are typically required to operate these bioprocesses. A hybrid process (coupling biological and chemical processes) has been explored in laboratory pilot-scale experiments for heavy metals (cadmium [Cd], copper [Cu], chromium [Cr], and zinc [Zn]) removal from three types of sludge (primary sludge, secondary activated sludge, and a mixture of primary and secondary sludge). The hybrid process consisted of producing a concentrate ferric ion solution followed by chemical treatment of sludges. Ferric iron solution was produced biologically via oxidation of ferrous iron by A. ferrooxidans in a continuous-flow stirred tank (5.2 L) reactor (CSTR). Wastewater sludge filtrate (WSF) containing nutrients (phosphorus and nitrogen) has been used as culture media to support the growth and activity of indigenous iron-oxidizing bacteria. Results showed that total organic carbon (TOC) concentrations of the culture media in excess of 235 mg/L were found to be inhibitory to bacterial growth. The oxidation rate increased as ferrous iron concentrations ranged from 10 to 40 g Fe2+/L. The percentage of ferrous iron (Fe2+) oxidized to ferric iron (Fe3+) increased as the hydraulic retention time (HRT) increased from 12 to 48 h. Successful and complete Fe2+ oxidation was recorded at a HRT of 48 h using 10 g Fe2+/L. Subsequently, ferric ion solution produced by A. ferrooxidans in sludge filtrate was used to solubilize heavy metals contained in wastewater sludge. The best solubilization was obtained with a mixture of primary and secondary sludge, demonstrating a removal efficiency of 63, 71, 49, and 80% for Cd, Cu, Cr, and Zn, respectively.     

SBR处理高浓度养猪废水工艺条件

以养猪场废水作为研究对象，采用序列间歇式活性污泥法SBR，通过实验研究了供气量、pH、排泥量、原水稀释倍数、水力停留时间（HRT）对SBR出水水质的影响。结果表明，供气量为375 L/（min·m³）、pH为8.0，并添加排泥100 mL的操作，可使SBR处理效果明显提高，COD、磷和凯氏氮去除率最高分别可达96.37%、94.14%、99.38%。逐步降低进水稀释倍数有利于培养出处理高浓度有机养猪废水的活性污泥，可将平均COD、磷和凯氏氮含量高达9 161.24、33.41和1 502.77 mg/L的养猪废水处理至出水的490.11、5.35和17.84 mg/L。降低HRT对SBR去除率影响不大。