低溶解氧条件下分段进水对SBR工艺脱氮除磷效果的影响研究

针对传统生物法处理低C/N生活污水存在曝气量过饱和、有机碳源不足和脱碳效率低等问题,开展了低溶解氧(DO)条件下分段进水SBR运行模式的试验研究,对比分析4种低DO条件下传统SBR工艺与分段进水SBR运行模式的脱氮除磷效果。结果表明:传统SBR工艺中,CODCr去除率达到90%以上,而二段进水方式下其去降率下降了20%;采用4种不同DO条件下,一段进水方式下SBR反应器的脱氮效率较低,出水中TN分别为17.4mg/L、19.5mg/L、18.6mg/L、21.6mg/L,其中当DO为1.0mg/L时SBR反应器的脱氮效率最高,TN去除率达到45%,而TP去除率分别为19%、25%、22%、21%;对于二段进水,同样的DO条件下,其中当DO为1.0mg/L时SBR反应器的脱氮除磷效果最佳,脱氮除磷去除率分别提高了17%、20%。通过分段进水,提高了进水中反硝化细菌和聚磷菌对原有有机物的利用率,从而提高了SBR反应器的脱氮除磷效率。     

名词解释

溶解氧(DO) 溶解氧是指溶解于水(或液相)中的分子状态的氧,用D0来表示。水中溶解氧的来源有两个方面。水面自空气中吸收氧气,水藻类通过光合作用,吸收二氧化碳,放出氧气。水中溶解氧的量,受水温、气压和溶质(如盐分等)的影响,随着水温升高而减少,与大气中的氧分压成正比例地增加。有时,在水温急剧上升,藻类旺盛繁殖的情况下,溶解氧就可能变为过饱和状态。     

钱塘江杭州段水体中溶解氧现状及其影响因素

对钱塘江干流饮用水源地历史数据和现场采样数据进行相关性分析,结果表明:钱塘江干流河段CODMn与DO存在显著负相关,CODMn变化对DO的影响很大,CODMn愈高,DO值愈小;水温与DO存在显著负相关,DO的变化受水温影响很大,水温愈高,DO值愈小;pH与DO存在一定程度的正相关,但相关性不显著,DO随着pH的升高而略...     

干季滇池水质与盘龙江水质的研究

通过对滇池水域和盘龙江下游水质进行采样,分析了水中pH值、浊度、溶解氧(DO)、电导率、叶绿素、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨态氮(NH3-N)等8个指标。研究表明,滇池近岸水域中pH值偏碱性、浊度大、叶绿素含量和化学需氧量高、总磷量高、溶解氧过饱和;在滇池外海水域,除溶解氧、叶绿素较高外,其余指标大多在水质标准(Ⅲ类)范围内;而在盘龙江下游区域内,水质差,各项指标都超过地表水Ⅴ类标准,这一事实可能会加重滇池的水体污染。     

夏季南黄海西部溶解氧的分布特征及其影响因素分析

基于2006年夏季对南黄海调查所得的溶解氧(DO)资料,重点分析了DO的分布特征及影响因素。结果表明,2006年夏季南黄海DO的浓度范围为1.36～10.36 mg/L,平均值为7.21 mg/L;DO的水平分布趋势主要受控于环流结构,水体层化和生物化学作用明显影响着夏季南黄海西南部海域和冷水团范围内的DO含量,同时温度也是影响石岛外海、苏北近岸和海州湾东南部-苏北浅滩外侧DO含量的主要因素;从DO的垂直分布来看,30 m层的DO浓度最高,这是DO垂直分布最大值现象的具体表现,而且DO断面分布存在四种典型的类型。总体来看,南黄海西南部底层DO低值现象和受黄海冷水团影响的外海层化区存在的DO垂直分布最大值现象是调查海域DO分布的两个最显著的特征。     

松花江干流肇源断面水体溶解氧动态特征分析

水体中溶解氧含量是判定水质的一个重要指标。基于松花江干流肇源断面不同时间尺度汇总数据的DO年内和年际变化趋势以及其与COD和NH_3-N关系分析表明,DO的年内变化趋势与松花江径流变化相关联,在平水期(04-06月和10-11月),DO值达到年内最高,介于7.64～7.70 mg/L;而在丰水期的(07-09月),DO值最低,在6.72～6.76 mg/L之间。年际间DO变化的特点是从2004-2010年,松花江干流的DO值呈增加趋势。不同时间尺度的数据整合结果有所差异,分析时间尺度越小,DO值变异性越强。回归分析表明,COD和NH_3-N对DO影响在枯水期显著(Sig≤0.001),DO与COD负相关,与NH_3-N正相关。     

溶解氧对序批式全程自养脱氮工艺运行的影响

在常温22~26℃下,接种成熟的全程自养脱氮(CANON)污泥至2个相同的SBR反应器,通过设置不同的初期DO及不同的DO梯度,考察了DO控制策略及DO值对CANON工艺脱氮性能,稳定性及污泥形态的影响.结果表明,初期DO为0.05~0.10mg/L的反应器可以稳定运行,氨氮和总氮的平均去除率分别为99%和85.4%,而初期DO为(0.40±0.5)mg/L的反应器的氨氮和总氮平均去除率分别为99%和0;在反应器运行稳定之后,逐渐增加DO浓度, DO为0,0.2,0.4,0.5mg/L时的厌氧氨氧化反应速率分别为35.95,23.89,31.50,19.25mgN/(L·h),延时曝气2h后反应器仍可正常运行.在一定DO范围内,CANON反应器的活性随着DO的升高而升高,较高DO对接种初期的CANON反应器冲击较大且不可逆,对稳定运行的CANON反应器的影响较小;但是当CANON工艺稳定运行之后,短时高DO对CANON工艺的影响是可逆的.显微镜照片显示稳定运行的CANON反应器内出现了颗粒化的趋势.     

溶解氧对CANON颗粒污泥自养脱氮性能的影响

采用稳定运行的CANON颗粒污泥,探究不同DO浓度对CANON工艺脱氮性能的影响.结果表明,当DO小于0.46mg/L时,CANON反应器可在连续曝气方式下运行.随着DO从0mg/L升高至0.46mg/L,系统脱氮速率从0提高到50.88mg N/(L·h);当DO大于0.46mg/L时,CANON反应器必须以间歇曝气方式运行;随着DO从0.46mg/L升高至2.8mg/L,系统脱氮速率从50.88mg N/(L·h)降低为41.84mg N/(L·h).CANON反应器在DO为0.46mg/L时脱氮速率最高,达到50.88mg N/(L·h),污泥脱氮负荷为0.45kg N/(kg MLSS·d).CANON颗粒污泥大小及结构对AOB和anammox菌的活性影响较大:由于液相向颗粒污泥的传质阻力,AOB的DO半饱和常数为0.77mg/L;而对于anammox菌,当DO小于0.46mg/L时,随DO浓度上升,其活性下降缓慢;当DO大于0.46mg/L时,随DO浓度上升,其活性迅速下降;当DO超过1.0mg/L时,anammox菌接近失活.     

建议将水质评价因子“溶解氧”改为“氧亏量”

“溶解氧”(下面以 DO 表示)值的大小反映了水体中耗氧物质污染的程度,水质评价中DO 被列为重要因子,但 DO 本身不是污染物质,而是反映污染后果的一种指标。污染由重到轻,DO 值却由小到大,两者正好成倒置关系。直接用 DO 作为污染指标,从概念上分析不合理,实际使用中也有许多不便。水质分级标准上,仅 DO 一项允许大于标准值,其它项目都必须小于标准值。另外,水质评价计算中有时有局限性,甚至易造成错误。     

海洋牧场多水层溶解氧在线监测系统的构建及应用

为满足海洋牧场养殖区域多水层溶解氧（dissolved oxygen,DO）含量实时、在线、连续监测的需求,本文设计了一种剖面DO在线监测系统,系统集成自主研发的光学DO传感器,设计了链式DO剖面测量结构,开发了基于STM32单片机的数据采集与控制系统,通过无线传输模块与远程监控中心通信对接,实现了海洋牧场多水层DO监测数据的实时传输与可视化显示,方便用户查看当前海水DO及温度变化状况、历史数据及变化趋势。性能测试表明,本系统DO探头漂移可控制在3%范围内,整套系统的稳定性好、可靠性高。2016年至2018年,本系统在山东烟台的东方海洋云溪牧场进行了应用示范。观测数据显示:DO与温度表现出相似的变化规律,即表层>中层>底层;表层水DO浓度较高且变化幅度较小,中层海水DO变化幅度明显高于表层和底层,底层海水在未有明显的垂直混合作用下,DO呈持续走低趋势。观测期间,2016年和2017年海洋牧场底层海水均出现了长达18 d以上的低氧现象,且测试数据的时间序列变化趋势与天气变化相吻合,为海洋牧场的养殖企业提供了预警预报,减少了低氧灾害所带来的经济损失。     

利用RFLP分析DO对附积床系统中AOB群落结构的影响

为了解析DO浓度对附积床反应器脱氮系统中COD、NH4+-N、TN去除效率的影响,以及对氨氧化菌群(AOB)结构及多样性的影响,分析了DO分别为1.0~2.0,2.0~3.0,3.0~4.0mg/L时COD、NH4+-N、TN去除效率,并采用针对AOB功能基因氨单加氧酶(amoA)的限制性内切酶片段长度多态性技术(RFLP)分析了三组DO浓度下反应器中AOB的群落结构及多样性.结果表明,不同DO条件下,系统均取得较高的COD和NH4+-N的去除效果, NH4+-N的去除效率随着DO的增加而提高.不同DO浓度下反应器生物膜上AOB菌群多样性丰富,且与DO对AOB菌群的多样性影响较小相比,DO对AOB的菌群结构及种类的影响较大.     

一个环境问题——水中溶解气体过饱和现象

江河湖泊等天然水体空气过饱和现象,虽说早在1905年就认识到它对水生生物的危害,然而直到最近二十多年,作为一个环境问题才引起人们的注意和重视。 一、溶解气体过饱和与鱼类气泡病 在一定温度和压力下,气体(N_2、O_2、Ar)在水中溶解数量超过该气体在水中溶解度的现象,称为气体过饱和现象。 19世纪初,在养殖塘和孵化场,人们发     

DO对高氨氮渗滤液短程生物脱氮反硝化过程动力学的影响

为考察实际高氨氮垃圾渗滤液短程生物脱氮过程DO对以NO2--N为电子受体反硝化动力学的影响,本研究采用缺氧/厌氧UASB-SBR生化系统处理实际高氨氮垃圾渗滤液,在SBR系统实现稳短程生物脱氮(120d运行)的基础上,取SBR反应器内的污泥进行pH8.0条件下不同DO浓度梯度反硝化批次试验,从而确定DO对以NO2--N为电子受体的溶解氧抑制系数(K′O)的影响.试验结果表明,DO对反硝菌的NO2--N还原活性具有明显影响,与缺氧状态相比,DO为0.4和0.6mg·L-1时,其还原活性分别降低了49.0%和16.3%左右.DO与NO2--N还原速率两者呈指数负相关.DO对NO2--N为电子受体K′O具有显著影响,存在明显的分段现象,每一DO范围内,K′O恒定.     

水体氧动态对氮磷地球化学行为的影响

底层水体氧动态直接制约着许多与底栖生物的生物、生态行为息息相关的生物地球化学过程. 高分辨率(垂向分辨率为3 mm)的原位采样技术能精确地获取ρ(PO₄3--P)和ρ(NH₄+-N)在沉积物-水界面微环境的分布特征,这对准确掌握营养盐在该区域发生的独特的生物地球化学过程至关重要. 研究表明,连续曝氮气或空气下,孔隙水中ρ(NH₄+-N)显著提高,升温使该效应进一步增强. 在常温下,曝空气沉积物孔隙水中ρ(PO₄3--P)显著下降,曝氮气则无显著影响;但厌氧条件下升温至35 ℃时ρ(PO₄3--P)显著增加. 在低氧和厌氧时,PO₄3--P从沉积物向水体的扩散速率(以P计)为10.41~25.85 mg/(m2·d);但底层DO充足或CaO₂添加剂量为5 g/m2致ρ(DO)呈过饱和状态时,PO₄3--P释放速率从0.07 mg/(m2·d)进一步降至-17.20 mg/(m2·d),说明随着ρ(DO)的升高,PO₄3--P有进一步削减的潜力. PO₄3--P在界面处的释放强度显著依赖于氧气和温度的动态. 总体来看,DO充足时,NH₄+-N和PO₄3--P的地球化学循环过程表现为从上覆水向沉积物吸附固定;当升温或缺氧时,这一过程可能被抑制甚至发生逆转.      

溶解氧对活性污泥系统的脱氮效果和硝化细菌群落结构的影响

通过改变推流式活性污泥系统曝气池内的溶解氧(DO)浓度,考察了DO对脱氮效率的影响,以及硝化细菌的群落结构和多样性随DO浓度降低的变化规律.水质监测结果显示,系统曝气池中DO浓度从3 mg·L~(-1)降低到0.5 mg·L~(-1)运行时,曝气池中的硝化和脱氮效果并未受影响,且氨氮和总氮的去除效果可分别达到98%和85%以上.当DO浓度进一步降低到0.3 mg·L~(-1)和0.2 mg·L~(-1)时,系统的脱氮效果变差,而且难以达到稳定状态.PCR-DGGE和基因测序分析结果显示,氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)所属的Nitrospira的群落结构随DO的变化并不显著,群落结构的动态变化水平分别为20%~40%和10%~40%.Nitrobacter的群落结构随DO浓度的降低发生了明显的变化,不同DO工况下的Nitrobacter群落结构存在较大差异.测序结果显示,AOB中的Nitrosomonas oligotropha,NOB中的Group1 Nitrobacter和Group 1 Nitrospira均是低DO条件下贡献硝化作用的硝化细菌.因此,在低DO(0.5 mg·L~(-1))工况下,完全可以实现稳定的硝化作用,这为污水处理厂降低DO运行提供了可靠的理论依据.     

窑河水体中DO与NH3-N、CODMn相关性

本文应用两年来窑河水体的监测数据对DO与NH3-N、CODMn进行一元线回归，得到两个回归方程：NH3-N=-0．89DO 9．25，CODMn=-1．08DO 13．30并经相关系数和回归系数显著性检验，表明在99．9％的置信水平下DO与NH3-N、CODMn。线性相关均极其显著。     

低C/N生活污水短程硝化及其机理探究:溶解氧的影响

生活污水低C/N特性导致传统全称硝化反硝化工艺脱氮效率低下,短程硝化-反硝化具有节约碳源,减少曝气量,脱氮效率高的特点。以实际生活污水为探究对象探究了溶解氧对低C/N生活污水短程硝化反硝化的影响。结果表明DO浓度为化学需氧量(COD)去除影响不显著,而高浓度DO有助于氨氮的去除。DO浓度为0.8~1.0 mg/L时,总氮去除效率最高为85%,该DO浓度下,NO_2~--N的最高浓度为6.8 mg/L,显著高于其他DO组别,NO_3~--N的最高浓度随DO含量升高而升高。     

低DO对活性污泥系统碳和氮去除影响的研究

考察了长期低溶解氧（DO）条件下推流式活性污泥系统碳和氮去除的效果,并从微生物群落结构及动力学特征方面进行了机理分析. 结果表明, 将DO浓度从2.0mg/L降低至0.3mg/L,系统仍可有效地去除污水中的碳和氮,但当DO降低至0.3mg/L时, 系统的脱氮性能波动较大. 随着DO浓度的降低, 系统中细菌的总体群落结构发生改变, 但功能菌群仍为Proteobacteria,约占65%.Nitrosomonas oligotropha、Nitrobacter winogradskyi spp.和Group1Nitrospira等是低溶解氧条件下的主要硝化细菌. qPCR结果显示DO从2.0mg/L降至0.5mg/L时硝化细菌（主要是Nitrospira）得到富集, 保证了低DO条件下的完全硝化. 硝化反应动力学分析也表明, 在一定范围内降低DO可以延迟细菌衰亡以维持活性污泥系统中硝化细菌的生物量. 本研究可为污水处理厂降低DO实现节能运行提供理论支持.     

不同DO下MBR内微生物群落结构与运行效果关系

应用A/O-MBR处理实际生活污水,考察了不同溶解氧(DO)条件下,微生物群落结构与其处理效果的对应关系.结果表明,DO浓度在0.2~4.0mg/L对COD去除效果无明显影响,COD平均去除率均在90%以上.DO浓度变化对NH4+-N去除影响较大,DO浓度下降到0.2mg/L时,NH4+-N平均去除率由99%下降到65%.通过PCR-DGGE分析,较高DO条件下(4.0,2.0mg/L)的总细菌微生物群落多样性高于较低DO条件(0.5,0.2mg/L),但其群落结构变化与与反应器的处理效果对应关系不明显;氨氧化菌的群落结构变化较明显,且在不同的DO条件下起主要作用的氨氧化菌的菌属不同,其群落变化与反应器的NH4+-N去除效果相对应,DO为2.0,0.5mg/L时氨氧化菌群落结构比较相似,此时反应系统的脱氮效果也比较好.     

测定水样BOD中DO含量的调整

在BOD测定中,常因培养水样DO含量偏高,培养瓶内产生气泡,或培养水样DO含量偏低,剩余DO在1mg/l以下而导致BOD测定的失败。 本文介绍一种分析大量水样时,不调水温,而控制改变操作压力进行抽气或充气,可任意调整水样DO值的方法,该方法简便易行,处理水样量大,瓶壁也不会产生气泡。