曝气生物滤池中COD去除影响因素试验分析

以上向流曝气生物滤池为研究对象,对COD的去除效果及影响因素进行了探讨.试验结果表明:上向流曝气生物滤池对COD去除效果具有一定的抗冲击负荷能力,在进水COD质量浓度均值为68.3mgL时,出水氨氮质量浓度均值为26.1 mg/L,去除率为61.8%,去除效果稳定.不同操作条件对COD去除效果的影响为:曝气生物滤池只需较低的曝气量,在V(气):V(水)=5:1的情况下即可获得对有机物较高的去除效率;曝气生物滤池时有机物的降解主要发生在进水端0～60cm范围内;水力负荷在0.5～1.5 m3/(m2·h)的变化范围内.反应器对有机物去除能力基本不受影响;水力负荷和进水COD等2种途径带来的COD容积负荷变化对其去除率没有明显的区别,并且有很强的抗冲击负荷的能力.     

有机物对ANAMMOX反应器运行性能的影响

研究了有机物对ANAMMOX反应器运行性能的影响.在没有有机物的条件下,进水基质(氨氮和亚硝氮)浓度为70～280 mg·L-1,容积总氮负荷为0.29～0.72 kg·m-3·d-1,氨氮去除率86.0%～99.7%,亚硝氮去除率88.7%～99.3%.添加有机物(酵母膏100 mg·L-1)后,ANAMMOX反应器运行性能与容积总氮负荷有关.容积总氮负荷低于0.43 kg·m-3·d-1时,有机物对ANAMMOX反应器运行性能的影响较小,氨氮和亚硝氮去除率保持在94%以上;但当容积总氮负荷为0.72 kg·m-3·d-1时,有机物对ANAMMOX反应器运行性能产生严重影响,氨氮和亚硝氮去除率降至75%以下.停止添加有机物并降低容积总氮负荷,可在短期内消除有机物对ANAMMOX反应器运行性能的影响.     

缺氧附着生长反应器同步脱氮除硫除碳运行效果探讨

在缺氧环境下,应用附着生长反应器,通过降低水力停留时间增加进水底物负荷,对废水中硫化物,硝酸盐、亚硝酸盐和有机物等污染物质的降解情况进行了研究.结果表明,进水硫化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和有机物浓度分别为200、52.5、20和20mg/L,去除率分别达到99%、99%、95.5%和80%,实现了兼养脱硫反硝化氮、硫、碳的同步去除.随着底物负荷的增大,硝酸盐和亚硝酸盐对冲击负荷的适应性逐渐变小;硝酸盐降解对进水负荷冲击的适应性强于亚硝酸盐;与增加进水负荷对反应器带来的冲击相比,缺氧环境的破坏对硝酸盐和亚硝酸盐的降解影响大;去除硫化物的60%被生物氧化为单质硫;缺氧反应器中发生了自养反硝化和异养反硝化作用,自养反硝化占主导地位,异养反硝化的发生力度为21.76%.     

缺氧附着生长反应器同步脱氮除硫除碳运行效果探讨

在缺氧环境下,应用附着生长反应器,通过降低水力停留时间增加进水底物负荷,对废水中硫化物、硝酸盐、亚硝酸盐和有机物等污染物质的降解情况进行了研究.结果表明,进水硫化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和有机物浓度分别为200、52.5、20和20 mg/L,去除率分别达到99%、99%、95.5%和80%,实现了兼养脱硫反硝化氮、硫、碳的同步去除.随着底物负荷的增大,硝酸盐和亚硝酸盐对冲击负荷的适应性逐渐变小;硝酸盐降解对进水负荷冲击的适应性强于亚硝酸盐;与增加进水负荷对反应器带来的冲击相比,缺氧环境的破坏对硝酸盐和亚硝酸盐的降解影响大;去除硫化物的60%被生物氧化为单质硫;缺氧反应器中发生了自养反硝化和异养反硝化作用,自养反硝化占主导地位,异养反硝化的发生力度为21.76%.     

内循环移动床生物膜反应器的研究与应用

对传统移动床生物膜反应器进行改进,开发了内循环移动床生物膜反应器,通过处理模拟生活污水的研究,考察了反应器去除有机物和脱氮的能力。结果表明,在填料投加率为35%、进水COD为200～800mg/L、HRT为6h、有机负荷为0.8～3.2kg/(m.3d)的条件下,系统COD的去除率在89%以上;同时反应器具有良好的同步硝化反硝化脱氮能力,在DO为2.0mg/L、C/N为25、HRT为6h的条件下,NH4-N和TN的平均去除率分别可以达到98%和93%。另外,内循环移动床生物膜反应器与移动床生物膜反应器的对比实验结果表明,前者对COD和氮的去除效果都优于后者。     

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器运行性能影响因素研究

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器是微气泡曝气与废水好氧生物处理结合的可行方式.本研究采用SPG膜微气泡曝气生物膜反应器处理模拟生活废水,探讨运行条件、SPG膜污染及膜孔结构变化等因素对系统运行性能的影响.结果表明,空气通量、进水有机负荷、填料类型及床层孔隙率对COD去除性能影响较小,各运行条件下COD平均去除率保持在80%～90%.随着空气通量降低或进水有机负荷提高,溶解氧(DO)浓度显著下降,造成氨氮去除性能恶化,其平均去除率可由80%～90%降至20%～30%;同步硝化反硝化过程受此影响,总氮(TN)平均去除率也由30%～40%降至20%左右.此外,采用环形填料并提高床层孔隙率,有助于改善污染物去除性能.低空气通量或高进水负荷条件下,微气泡曝气的氧利用率接近100%.长期运行中,SPG膜表面生物膜生长及有机物累积会造成SPG膜污染,而在线清洗中碱性NaClO溶液侵蚀SPG膜孔结构,使SPG膜的平均孔径及孔隙率显著增大,从而影响SPG膜空气通透性.     

同时产甲烷反硝化与硝化串联工艺处理淀粉废水

采用UASB作为同时产甲烷反硝化反应器、AUSB作为好氧硝化反应器的串联工艺处理实际淀粉废水.结果表明:①将好氧反应器的出水硝化液按1:1～3:1的回流比回流到UASB反应器,可在其中实现同时产甲烷反硝化,进水有机(以COD计)负荷约为11kg·m-3·d-1时,COD去除率为95%;NO-3-N负荷可达0.48 kg·m-3·d-1,NO-3-N去除率高达100%.②UASB反应器的出水进入AUSB反应器,其有机负荷为0.5～2 5 kg·m-3·d-1,去除率为63%～91%;氨氮负荷为0.2～0.9 kg·m-3·d-1,去除率在98.8%以上.③串联工艺在回流比为1:1、2:1、3:1下,COD去除率分别为98.7%、98.3%、99.3%,总氮去除率分别为72.9%、76.3%、82.9%.④随着UASB反应器内进水硝酸盐负荷的增加,其颗粒污泥与接种污泥相比,粒径明显增加,平均密度先增加后减小,最大比产甲烷活性先降低,而后有较大提高.     

广州垃圾填埋渗滤液中有机污染物的去除效果

采用同时好氧厌氧生物反应器处理广州市大田山垃圾填埋渗滤液,平均出水浓度COD_Cr为131mg·L^-1,氨氮为7mg·L^-1,达到了同类废水的国家二级排放标准.同时选择GC-MS联用仪对垃圾渗滤液中的有机物进行测定,测得有机污染物87种,其中16种有机污染物被列入美国EPA环境优先控制污染物,31种有机物被完全去除,14种有机物去除率可达80%以上,25种有机物去除率达50%以上.     

容积负荷对生物膜反应器氨氮去除的影响

利用蜂窝陶瓷为生物膜载体组建的生物膜反应器处理受污染原水试验运行过程中,考察氨氮容积负荷、有机物容积负荷及总磷容积负荷对反应器氨氮去除率和去除速率的影响。研究表明在温度为13~29.6℃,ρ(DO)为4 mg/L,水力负荷分别为2.39,3.49,6.90,8.38,11.33,13.66 m3/(m2·d)的情况下,随着氨氮容积负荷的逐渐增大,氨氮的去除率逐渐降低,而氨氮的去除速率逐步增大。氨氮容积负荷与氨氮去除率和容积负荷与去除速率关系都可用直线方程表示。为维持反应器稳定的处理效果,水力负荷最好不要超过11.33 m3/(m2·d),氨氮容积负荷不超过1.45 kg/(m3·d)。随着有机物容积负荷的逐渐增大,氨氮去除速率逐渐增大,但增速逐渐减缓,而氨氮去除率逐渐降低。随着总磷容积负荷的增大,氨氮去除速率增加并呈线性相关,氨氮去除率随之减少。     

高有机负荷冲击对填料型MBR运行性能的影响

针对分散式农村生活污水有机负荷变化明显的特点,研究了填料型厌氧-缺氧-好氧膜生物反应器（A²O-MBR）抗高有机负荷的能力,考察了高有机负荷冲击对污染物去除效果、悬浮和附着污泥性质以及膜污染的影响.结果表明,高负荷冲击期间污染物去除稳定,氨氮去除率在冲击第3d从99.1%下降到78.5%,出水氨氮浓度高于5mg/L,随后去除率恢复至97.6%;悬浮和附着微生物的三磷酸腺苷（ATP）含量增加;附着生物量显著增加;细胞外聚合物（EPS）增加;高有机负荷冲击期间膜污染更严重,膜面污染层EPS含量显著增加;太阳能微动力A²O-MBR系统能减少10%的碳排放.     

进水有机负荷对三级生物滴滤池脱氮除磷的影响

试验采用三级(好氧/兼氧/好氧)多层组合填料生物滴滤池处理模拟生活污水,探索强化脱氮除磷工艺。考察了在相同水力负荷和布水周期下,改变进水有机负荷对COD、NH_4~+-N、TN和TP去除率的影响,并用扫描电镜和X射线衍射(XRD)对填料进行辅助分析。研究结果表明,三级串联生物滴滤池的组合相比传统的单级或两级生物滴滤池反应器处理效果更好。第1级和第2级生物滴滤池去除COD、NH_4~+-N和TN效果较好,贡献率合计分别为93.0%、91.2%和91.4%。第1级和第3级生物滴滤池除磷效果较好,贡献率合计91.4%。有机负荷为0.328~0.392 kg/(m~3·d)时,系统总体去除效果最好。     

生物预处理对微污染地表水中有机物的去除

采用膜过滤法对某江水、生物滤池出水和常规处理出水进行了分子量分析 ,考察了 2个单元对不同分子量区间有机物的去除率。结果表明 :原水中分子量小于 1K的有机物占总DOC的 80 % ;生物滤池对分子量小于 0 .5K、0 .5～ 1K及 >60K的有机物去除率分别为 2 7.2 %、2 6 .9%和 1 6 .3% ;常规处理对以上分子量区间有机物的去除率分别为 39.2 %、30 .3 %和 2 9.6 %。     

有机物对厌氧氨氧化生物膜反应器脱氮效能及微生物群落的影响

为考察有机物对厌氧氨氧化生物膜反应器脱氮效能的影响,采用MPN（most probable number）法和高通量测序技术,结合处理效果数据,对比分析了有无有机物影响下生物膜中微生物群落差异.试验表明：在进水有机物（COD）为30和60 mg·L^-1作用下,总氮去除率与进水COD为0 mg·L^-1时的84.10%相比较分别提高了5.08%和10.41%;COD为90 mg·L^-1时,总氮去除率降至89.05%.由MPN法和高通量测序结果可知,相对于无有机物,60 mg·L^-1有机物使反应器中反硝化菌数量增加,浮霉菌门和变形菌门丰度明显提高,且微生物群落更加丰富.有机物能影响反应器中厌氧氨氧化、反硝化脱氮效能及微生物菌落丰度,适宜的有机物浓度可使厌氧氨氧化与反硝化作用有效耦合,提高反应器的脱氮效能.本研究可为厌氧氨氧化生物膜反应器处理含有机物的实际污水提供参考价值.     

曝气生物滤池生物量和生物活性的试验研究

采用上流式曝气生物滤池(BAF)处理城市纳污河水,应用脂磷法和TTC-脱氢酶活性法测定填料表面的生物量和生物活性,并得出其随填科高度的变化规律.同时研究了填料高度对溶解性有机物(SCOD)和氨氮去除率的影响.结果表明,曝气生物滤池生物量和生物活性的沿程分布不均匀,沿水流方向生物量和生物活性逐渐减小,进水端约40cm厚的填料集中了生物总量的60%以上,生物总活性的65%以上.有机物浓度对于生物量和生物活性的大小有很大影响,有机物浓度较低时会成为微生物生长的限制因子,导致生物量和生物活性都比较低.生物量和生物活性的大小对污染物的沿程去除率影响较大,74.6%的有机物在进水端40cm厚的填料层内得到降解,而氨氮(NH4 -N)的硝化集中在上层填料层内.     

HABR反应器处理啤酒废水的实验研究

采用复合式折流板厌氧反应器(HABR)处理啤酒废水,并进行了实验研究。试验内容包括厌氧污泥的接种驯化、反应系统的启动运行、在不同影响因素下的运行研究以及和普通折流板厌氧反应器的对比实验等。结果表明:在实验启动开始、启动中期、启动成熟期,ABR反应器内的COD平均去除率分别为40.72%、57.1%、63.64%,HABR反应器内的COD平均去除率为分别43.8%、69.9%、71.78%。HABR反应器处理啤酒废水的最佳水力停留时间为18～24h,温度为25℃,当进水COD为1500mg/L左右时,COD去除率最高达到75%。通过与普通ABR反应器作对比实验,得出带有填料的HABR反应器无论在启动过程还是稳定运行阶段都表现出比ABR更好的效果,具有更高的稳定性。     

曝气生物流化床处理高浓度含酚废水

采用曝气生物流化床(ABFT)工艺处理自配及实际高浓度炼油含酚废水,在进水ρ(总酚)为200～4 900 mg/L时,总酚去除率可达99%以上;苯酚的去除主要发生在曝气生物流化床的第1池,其他反应池可进一步保证出水水质的稳定性,从而使该工艺具有很强的耐冲击负荷能力;曝气生物流化床第1池在苯酚负荷为4.80～7.84 kg/(m3·d)的条件下,苯酚去除率可达70%以上;曝气生物流化床内生物量以附着生长生物膜为主,丝状菌在生物膜中占有重要地位.对自配和实际废水,ABFT均在高苯酚负荷下实现了污染物的稳定去除.      

曝气生物滤池处理性能影响因素实验研究

采用上向流曝气生物滤池处理生活污水,考察了气水比、水力负荷、有机负荷、滤料层高度等因素对曝气生物滤池处理性能的影响。结果表明,气水比为5：1时,COD和NH3-N的去除率分别为87．6％和60．1％;水力负荷在0．21—0．86m^3／（m^2·h）的条件下,COD的去除率随水力负荷的增加降幅较小,NH3-N的去除率下降明显;有机负荷在1．15～2．96kg／（m^3·d）的条件下,BAF表现出很好的抗有机负荷冲击能力。BAF对有机物的去除主要发生在滤料层0～70cm段,对NH3-N的硝化主要发生在滤料层40—100cm段。     

新型聚乙烯填料生物滴滤床净化硫化氢气体运行特性

研究高密度聚乙烯改良型拉西环填料按其不同规格分层填充后生物滴滤床去除硫化氢气体的运行特性.126d的长期运行试验结果表明,该反应器具有压降低、负荷沿塔高分布均匀的显著优点.在去除率90%时,气体停留时间最短为12s,入口负荷最大为110g/(m3·h),反应器最大去除负荷为84g/(m3·h).底层去除比率在37%～55%之间,负荷在2层填料间分布均匀.整个长期运行期间反应器压降一直低于280Pa/m,反冲周期大于2个月,长期运行底层未发生生物量积累,稳定运行时压降的变化可以作为反应器反冲的监控指标.故障恢复试验表明,反应器在停止供应气相基质6d后,去除率恢复到95%仅需1d,喷淋液pH的剧烈变化对于反应器具有明显的不良影响.     

两段SBR法去除有机物及短程硝化反硝化

采用两段SBR法处理有机物和氨氮含量较高的化工废水.一段反应器(SBR1)的反应过程处于好氧状态,主要去除大部分有机物;二段反应器(SBR2)先好氧,去除剩余有机物和硝化反应,并且控制硝化反应进程至亚硝酸型硝化结束.然后缺氧反硝化,反硝化以原水作为碳源.试验结果表明:两段SBR法可以增加二段污泥中硝化菌的含量,使具有不同作用的2大类微生物群体分别在各自的反应器内生存.在进一步降低出水COD的同时,避免高有机负荷对硝化反应的冲击,使碳氮比(C/N)不再成为脱氮系统的影响因素.因此,与单一SBR法相比,两段SBR法不仅提高处理效率,还能节约能耗及外加碳源的费用.     

生物活性炭工艺深度处理丹江口水库水的中试

活性炭过滤是饮用水深度处理的重要工艺,其中滤速、炭层高度、温度和炭龄是影响活性炭滤池运行效果的关键因素. 以丹江口水库水为处理对象,以混凝-沉淀-砂滤出水作为炭滤池进水,以高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率为评价指标,考察2011年4月—2013年5月取自北京某水厂的新炭、1年炭、3年炭和5年炭(2011年5月时炭龄)对水中有机物的去除效果. 结果表明,随着滤速的增大,有机物去除率降低;活性炭炭柱滤速为8 m/h时,高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率分别为41.9%和41.2%,能够获得较好的处理效果. UV₂₅₄去除率随总炭层高度的增大而增大. 随着炭层高度的增加,单位高度活性炭滤料对UV₂₅₄的去除率降低.夏季高温期,1年炭对高锰酸盐指数和UV₂₅₄的去除率分别为44.2%~57.4%和38.5%~53.1%,高于其在冬季低温期的去除率(38.9%~51.1%和31.7%~45.5%). 活性炭在使用初期,主要依靠吸附作用去除有机物;随着使用年限的增长,活性炭的生物载体作用日益明显,生物作用占主导地位,炭龄对有机物去除效果的影响变小,不同炭龄活性炭的处理效果差异不大,可适当延长活性炭的使用年限,降低处理成本.