水蚯蚓-微生物共生系统脱氮除磷最佳运行工况数值模拟研究

以前置厌氧池的氧化沟工艺为研究对象,根据氧化沟溶解氧分布情况,将氧化沟简化为1个缺氧段以及3个好氧段,并在第1好氧段中悬挂生物填料接种水蚯蚓,建立"水蚯蚓-微生物共生系统",通过溶解氧、混合液回流比、污泥回流比的控制保持该系统的微生态平衡.从水蚯蚓动力学角度改进提出T-FCASM新模型,建立并校验"水蚯蚓-微生物共生系统"生物场-水力场耦合模型(T-FCASM-Hydro),根据单因素试验和多因素正交试验分别模拟不同水平溶解氧、混合液回流比、污泥回流比对氧化沟中"水蚯蚓-微生物共生系统"脱氮除磷效果的影响.正交试验的方差分析结果显示,当好氧段1溶解氧为6.5mg.L-1、混合液回流比为100%、污泥回流比为100%时氧化沟可保持最佳脱氮除磷效果.     

A~2/O工艺在低温低浓度条件下处理效果及节能减耗研究

研究在低水温条件下,进厂污水中有机物浓度较低时(污水平均BOD5为45 mg/L左右),漳扎污水处理厂生化系统较优的运行工况。研究结果表明,在上述情况下,较优的连续运行工况为:污泥回流比为75%左右,MLSS为3 200~3 500 mg/L,生化池处的溶解氧在0.7~1.3 mg/L之间;较优的间歇运行工况为:以曝气3 h停曝3 h的方式运行,生化池处的溶解氧在3~5 mg/L之间,污泥回流比为75%左右,MLSS为3 200~3 500 mg/L。上述两种运行工况对污水中的污染物质都有较高的去除率,能成功避免污泥解絮的发生,使系统中的微生物平稳过冬;其中间歇曝气方式能达到节能减耗的目的,建议在旅游淡季时采用该方式运行。     

曝气精确控制实现污水处理厂节能降耗的应用

曝气系统是污水处理厂最主要的耗能单元,具有很高的节能潜力。在青岛张村河水质净化厂引进曝气精确分配与控制系统,考察了该系统的曝气控制效果、对出水水质的影响以及节能降耗潜力。结果显示:在1 d中2/3以上的时段内,曝气精确控制可将曝气池中溶解氧(DO)浓度控制在设定值±0.3 mg/L范围内。应用曝气精确控制后,污水处理厂平均出水ρ(COD)由19.6 mg/L降至16.7 mg/L,ρ(NH+₄-N)由0.37 mg/L降至0.28 mg/L,ρ(TN)由8.48 mg/L降至7.36 mg/L,出水ρ(TN)<10 mg/L的天数占总运行时间比例由79%增至100%,出水水质更加稳定;同时曝气能耗节省24.8%,乙酸钠药耗降低15.1%。结果表明曝气精确控制是实现城市污水处理厂节能降耗的有效途径之一。     

高频间歇梯度曝气启动短程硝化反硝化除磷颗粒污泥

反硝化除磷与厌氧氨氧化耦合可进一步降低脱氮除磷所需的碳源,而稳定获取NO₂^--N是两工艺独立、联合运行的关键.因此,以低C/N生活污水为研究对象,接种絮状污泥及少量长期贮存的好氧颗粒污泥,采用两段梯度曝气,并控制停曝时间（3min：3min）,即以高频间歇梯度曝气模式,经60d的富集培养,将其诱导成具有短程硝化反硝化除磷功能的颗粒污泥,并分析了此过程中系统脱氮除磷性能变化.结果表明,稳定时期内,颗粒污泥平均粒径达841μm,SVI为31.23ml/g,颗粒结构致密,沉降性能良好.出水NO₃^--N小于0.1mg/L,TP<0.7mg/L,NO₂^--N>15mg/L,实现了P的高效去除和NO₃^--N的积累,并可为后续耦合Anammox提供稳定NO₂^--N基质.批次实验结果表明,颗粒中可利用NO₂^--N为电子受体的DPAOs占达57.63%,其富集提高了系统除磷能力.高频梯度间歇曝气可实现AOB与DPAOs的高度耦合,但仅以间歇曝气难以实现NOB的抑制,后通过在"氨谷点"前段,加入梯度曝气优化实际限氧曝气点,可强化对NOB的抑制,从而实现良好的亚硝酸盐积累.     

低溶解氧对活性污泥系统降解有机物和脱氮性能的影响

根据 BS型净化槽的进水水质 ,采用低氧曝气。结果表明 ,降低反应槽内溶解氧水平至 1 mg/ L左右 ,在保证有机物降解的同时 ,系统的脱氮能力也随之提高 ,并降低了系统的能耗。文章对低氧活性污泥工艺的机理和可行性进行了初步探讨。     

纯氧曝气活性污泥浓度与沉降性能研究

纯氧生化处理是一种很有发展前景的污水处理工艺,采用SBR工艺处理生活污水,研究纯氧曝气系统的污泥浓度、污泥沉降性等特性。结果表明:纯氧曝气污泥浓度大于空气曝气,MLSS,MLVSS分别为4 225.57mg/L,3 155.71 mg/L,MLVSS/MLSS保持在0.72左右,污泥中有机成分更高,活性更大。纯氧曝气菌胶团结构较空气紧密,稳定期SV,SVI分别达到25.67%,60.12 mL/g,污泥的沉降性更稳定。低曝气量、高含量DO有利于纯氧污泥的浓度提高、沉降性能改善。     

好氧消化污泥减量技术工艺参数研究

为研究不同溶解氧（DO）下细胞自溶过程对城市生活污水处理厂生化污泥减量效果的影响,实验通过控制污泥DO值分别为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0 mg/L进行污泥好氧消化实验,并以MLSS、TN、TP的变化情况来表征污泥减量效果,结果表明：当DO值为6 mg/L和5.5 mg/L时,曝气作用时间大于5 d时,污泥减少量分别达59.0%和53.0%,减量效果十分显著。同时对污泥上清液TN、TP的考察表明,在污泥减量的同时应注意解决尾水的处理问题。     

Carrousel氧化沟内特性参数的分布

为提高Carrousel氧化沟的脱氮能力,对长沙第二污水处理厂的Carrousel氧化沟工艺进行了现场测试,研究了氧化沟中流速、溶解氧以及污泥浓度在不同曝气机开启条件下的分布变化特征,并分析了其对同步硝化反硝化过程发生的环境条件的影响.结果表明,流速、溶解氧以及污泥浓度的空间分布特征受曝气机的开启条件影响显著,沟内溶解氧浓度随时间变化较大.开启5台曝气机时,溶解氧和流速均偏高,污泥混合更加均匀,开启3台曝气机时中沟段存在流速过低区域(<0.15m/s);适当降低曝气机开启台数,并根据系统条件变化动态调节,可以为实现氧化沟同步硝化反硝化过程创造较好的工艺条件.     

低溶解氧对活性污泥系统降解有机物和脱氮性能的影响

根据BS型净化槽的进水水质，采用低氧曝气，结果表明，降低反应槽内溶解氧水平至1mg/L左右，在保证有机物降解的同时，系统的脱氧能力也随之提高，并降低了系统的能耗，文章对低氧活性污泥工艺的机理和可行性进行了初步探讨。     

环境因子对水蚯蚓呼吸速率的影响研究

水蚯蚓能通过摄食剩余污泥而使污泥减量.因此,本文以颤蚓科蠕虫 (Tubificidae)为研究对象,考察环境因子(水质、水蚯蚓投加量、温度、pH、溶解氧)对水蚯蚓呼吸速率的影响,以探明水蚯蚓生长和新陈代谢的最佳条件,揭示环境因子影响水蚯蚓污泥减量的机理.结果表明,水蚯蚓在"水蚯蚓-微生物"共生系统污泥减量装置出水中的呼吸速率最大,为81.72 mg·g^-1·h^-1·L^-1(以单位体积内每g干重水蚯蚓每小时消耗的O₂质量计(mg)),在蒸馏水中的呼吸速率最小,仅为18.31 mg·g^-1·h^-1·L^-1;在容积为1 L的系统中,水蚯蚓呼吸速率随着投加量增加而逐渐减小,当水蚯蚓投加量为0.25 g (以湿重计)时,呼吸速率最大,为81.72 mg·g^-1·h^-1·L^-1;在8~22℃范围内,水蚯蚓呼吸速率随温度升高而增大,在22~30℃范围内趋势则相反;当pH=8.00±0.05时呼吸速率最大,比其他pH值条件下测得的呼吸速率高1倍多;溶解氧在3.5~4.5 mg·L^-1范围内,水蚯蚓的呼吸速率较高,在此溶解氧范围之外时,水蚯蚓呼吸速率均较低. 该研究结果可为污泥减量中水蚯蚓的培养和应用提供可靠的理论依据,从内在层次上揭示了环境因子影响水蚯蚓生长及代谢,进而影响污泥减量的本质原因.     

空气提升式反应器处理制革污泥的中试研究

设计了1个280 L空气提升式生物沥浸反应器,利用特异嗜酸性硫杆菌为主的微生物复合菌群对制革污泥进行了较长期的(连续运行43批次)生物沥浸脱铬试验.研究了1.0～3.0 m3/h不同通气量对生物沥浸法脱铬效率的影响.结果表明,不同处理条件下污泥均能快速充分混匀,通气量不足1.5 m3/h时经过至少90 h才可获得80%以上的Cr溶出率.综合多因素考虑,本试验规模下通气量为2.0 m3/h较为合适,72 h Cr溶出率可达92.5%.研究还发现,在通气量为2.0 m3/h或以上时,体系溶氧值随pH值的下降而明显上升,最终DO可达到5 mg/L以上.因此,在工程化运行中可在每个沥浸周期的后期调低ALR反应器的供气量,控制DO值在2.0 mg/L左右满足LX5和TS6菌的生长需求即可,以此控制运行成本.     

曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响

利用寡毛纲蠕虫-水丝蚓(Limnodrilus sp.)的捕食实现污泥量的削减,并针对曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响,考察了不同的曝气强度所引起的蠕虫活性、泥水性质和污泥减量效能等的变化.结果表明:蠕虫对曝气强度的耐受能力有限,其受损程度与曝气强度和时间正相关,低强度的间歇曝气下蠕虫受损数量较低,为总数的1.7%.蠕虫的组织乳酸脱氢酶活力在2.8~9.5m3/(m2·h)的曝气强度下明显升高,表现了较高的物质代谢和能量消耗水平.较低的曝气强度下污泥上清液中硝酸盐氮的累积较轻.蠕虫对污泥的捕食能够抑制低曝气强度下溶氧缺乏所引起的污泥容积指数(SVI)增加,改善污泥的沉降性.在2.8m3/(m2·h)的间歇曝气下,污泥减量效率比连续曝气的污泥减量效率更稳定.     

改良SBR工艺实现生活污水除磷与半亚硝化

常温条件下(20~25℃),采用序批式反应器(SBR),应用改进后的运行策略:进水、厌氧搅拌、曝气搅拌、静置沉淀、排水、选择性排泥、污泥床缺氧搅拌,控制污泥龄为20d,溶解氧为0.2~0.5mg/L,实现单污泥系统同步除磷亚硝化的稳定运行.结果表明:总磷去除率为95.9%~97.1%,出水总磷浓度为0.1~0.4mg/L,好氧阶段氨氮去除容积负荷为0.242kg N/(m3·d),出水氨氮和亚硝酸盐氮的比值约为1:1,可以为后续的厌氧氨氧化提供合适的进水.     

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/(m³·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.     

基于水蚯蚓摄食活性污泥的生长动力学研究

基于水蚯蚓摄食活性污泥的批量培养试验,考察了水蚯蚓在活性污泥中的生长规律,以及底物、溶解氧浓度由低到高变化对水蚯蚓比增长速率的影响.结果表明,在水温25℃±0.5℃、溶解氧4 mg.L-1、底物浓度4 000 mg.L-1条件下培养18周,水蚯蚓体重随培养时间的变化趋势较好地符合Gauss函数,最大比增长速率μAWma...     

Experimental study on pressurized activated sludge process for high concentration pesticide wastewater

Pressurized biochemical process derived from traditional activated sludge processes is an innovative technology for wastewater treatment. The main advantage of the pressurized process is that the oxygen transfer barrier can be overcome by increasing the dissolved oxygen level. In this study, high concentration pesticide wastewater was treated by pressurized activated sludge process. It was found that the removal of chemical oxygen demand (COD) increased steadily with the increase of operating pressure, aeration time, and sludge concentration. When the operation pressure was 0.30 MPa and the aeration time was 6 hr, 85.0%–92.5% COD, corresponding to an effluent COD of 230–370 mg/L, was removed from an influent COD of 2500–5000 mg/L. The obtained outlet COD concentration was lower than 350–450 mg/L for the identical process operated under the atmospheric pressure. In addition, pressurized biochemical process could produce a higher COD volumetric loading rate at 5.8–7.6 kg COD/(m3·day), compared with 2.0–2.8 kg COD/(m3·day) using the same equipment at the atmospheric pressure. The COD concentration followed a modified Monod model with Vmax 2.31 day-1 and KS 487 mg/L.     

生物膜强化推流式颗粒污泥自养脱氮反应器启动

提出了一种推流式一体化短程硝化厌氧氨氧化颗粒污泥反应器的强化启动策略.第1步，在推流式反应器内接种活性污泥并投加固定生物膜填料，通过逐渐提高进水氨氮浓度和曝气量并控制溶解氧在0.2mg/L以下，自养脱氮反应器成功启动并稳定运行，总无机氮去除负荷达1.7kgN/（m³·d）.运行期间生物膜逐渐生长、成熟并出现脱落，同时悬浮污泥出现红色颗粒.第2步，填料填充比从20%降低至0，系统的总无机氮去除负荷短暂下降至0.85kgN/（m³·d），平均污泥粒径从270μm降低至163μm.但系统脱氮负荷随着曝气量的增加可迅速恢复，且平均污泥粒径逐渐增加至195μm.结果表明，推流式反应器中悬浮絮体污泥与颗粒污泥可稳定存在，且悬浮污泥系统的脱氮负荷可达1.5kgN/（m³·d），与固定生物膜-活性污泥系统相当.本研究为推流式厌氧氨氧化颗粒污泥工艺的启动提供了可行的方案.     

蠕虫在膜生物反应器和活性污泥法中的污泥减量研究

通过长达345d的中试规模试验,研究比较了蠕虫在膜生物反应器(MBR)和活性污泥法(CAS)的生长状况及其导致的污泥减量效果.CAS中的蠕虫生长状况明显优于MBR的蠕虫生长状况.MBR曝气池中平均蠕虫密度(10条·mg-1)远低于CAS曝气池中平均蠕虫密度(71条·mg-1),并且CAS中蠕虫连续保持高密度(>30条·mg-1)生长达172d.CAS中红斑瓢体虫和仙女虫交替成为优势蠕虫.蠕虫生长对MBR的污泥产率(0 40kg·kg-1)和污泥沉降性能(污泥沉降指数133mL·g-1)影响很小,但却能显著减少CAS的污泥产率(0 17kg·kg-1)和改善污泥沉降性能(污泥沉降指数为60mL·g-1).仙女虫比红斑瓢体虫能更大地减少污泥产量和更好地改善污泥沉降性能.蠕虫生长不影响MBR的COD去除率和出水水质,但却显著影响CAS的COD去除率和出水水质.