污水反硝化除磷技术研究进展

应用反硝化除磷技术,可解决传统生物脱氮除磷工艺中硝化菌与聚磷菌之间污泥龄的矛盾,以及反硝化与释磷之间的有机物之争的难题,是目前除磷技术的研究热点之一。针对传统生物脱氮除磷工艺中存在的碳源不足、耗能大等问题,介绍了几种典型的反硝化除磷工艺,并分析了反硝化除磷技术的影响因素。     

硝酸盐浓度及投加方式对反硝化除磷的影响

采用SBR反应器，详细研究了硝酸盐浓度及其投加方式对反硝化除磷过程的影响。结果表明，缺氧环境下的反硝化吸磷速率与作为电子受体的硝酸盐浓度有很大的关系，硝酸盐浓度越高．吸磷速率越快。当硝酸盐浓度较低．不足以氧化反硝化聚磷菌细胞内的PHB从而导致体系反硝化除磷效率的下降。相同浓度的硝酸盐，采用流加的方式可以获得比一次性投加更高的反硝化吸磷速率。缺氧环境下，反硝化脱氮量与磷的吸收量成良好的线性关系．借助于反硝化聚磷菌，反硝化脱氮与除磷可在一种环境中完成，有效解决了废水中COD不足的问题．同时达到了节省能源和降低污泥产量的目的。     

反硝化聚磷一体化设备中的聚磷菌

研究了新型生物脱氮除磷新工艺反硝化聚磷一体化设备中反硝化厌氧池活性污泥的兼性厌氧微生物组成，数量及其在该除磷系统中功能，结果表明，稳定运行期反硝化厌氧池内活性污泥混合液的兼性厌氧微生物总数大大多于启动期，稳定期和启动期分离的兼性厌氧微生物有假单胞菌属，副球菌属和肠杆菌科，通过对三种纯菌株进行吸放磷研究，三种菌都有不同程度的聚磷功能，说明反硝化菌也具有聚磷作用。     

反硝化除磷菌驯化富集方式的探讨

以SBR反应器分别采用一段式和二段式培养方法对反硝化除磷菌进行了驯化富集.结果表明,一段式和二段式培养方法驯化完成后的活性污泥沉降性能均较好,污泥体积指数(SVI)分别约为60、50 mL/g,反硝化除磷菌占聚磷菌的比例达到了77%和71%.两种培养方法下反硝化除磷菌PO3-4-P去除率和脱氮率分别达到了97%和95%以上,缺氧结束时水中PO3-4-P质量浓度小于1 mg/L.驯化完成后污泥的含磷率最高达到了3.7%(质量分数).因此,采用一段式或二段式驯化方法均能实现反硝化除磷菌的有效富集.     

厌氧／缺氧SBR反硝化除磷效能的研究

采用厌氧 缺氧SBR反应器对以硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷过程进行了研究。结果表明 ,反硝化聚磷菌完全可以在厌氧 缺氧交替运行条件下得到富集。稳定运行的厌氧 缺氧SBR反应器的反硝化除磷效率 >90 % ,出水磷浓度 <1mg L。进水COD浓度对反硝化除磷的效率影响很大 ,在COD浓度 <180mg L时 ,进水COD浓度越高 ,除磷效率也就越高。较高浓度的进水COD浓度将导致有剩余的COD进入缺氧段 ,对反硝化吸磷构成不利影响。污泥龄为 16d时 ,厌氧 缺氧SBR反应器取得稳定和理想的反硝化除磷效果。污泥龄减少到 8d ,由于反硝化聚磷菌的流失导致反硝化除磷效率的下降。当污泥龄恢复到 16d时 ,经过一段时间的运行 ,反硝化聚磷菌重新得到富集 ,除磷效率恢复到 90 %以上。     

A2/O工艺中的反硝化除磷

A2/O工艺是一种最简单的同步脱氮除磷工艺,但由于其系统中固有的基质竞争和污泥龄等矛盾,在实际应用中特别是处理低C/N比污水时脱氮除磷效率较低.反硝化除磷工艺作为近年来颇受关注的污水生物处理新技术.由于在脱氮除磷过程中可以在碳源利用上耦合,可从一定程度上缓解A2/O工艺中的基质竞争矛盾,使得其在处理低C/N比污水时也能实现较高的脱氮除磷效率.就反硝化除磷的技术原理,结合其在A2/O工艺中的最新研究成果及其控制策略,对A2/O工艺中的反硝化除磷的实现、维持及影响因素进行了分析和探讨,并对其发展方向进行了展望.     

生物脱氮除磷新工艺的研究进展

传统的脱氮除磷工艺存在许多不足之处 ,经济、高效、低耗的可持续脱氮除磷工艺已成为污水处理的发展方向。在分析中 ,介绍了运用短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷理论的工艺 :SHARON工艺、CANON工艺、ANAMMOX工艺、SHARON与ANAMMOX联合工艺、DEPHANOX工艺、BCFS○R工艺的机理和研究进展     

利用亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集

依据DPB原理,利用SBR动态反应器和静态释/聚磷装置.以A2/O工艺厌氧段污泥为种泥,研究以亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集,同时对选择、富集污泥的反硝化聚磷性能进行了考察.结果表明:利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌存在于A2/O厌氧段污泥中,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧方式运行后,聚磷菌总数由1400个/mL增加到32 000个/mL,其中反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例也由14.5%提高到81%,磷酸盐和亚硝酸盐去除率分别由最初的8.65%和7.55%上升到91%和95.62%;筛选与富集利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌时,缺氧段进水COD的浓度须控制在10 mg/L以下;当体系处于稳定状态,且亚硝酸盐氮浓度高达30 mg/L时,并未对反硝化聚磷菌的生存产生抑制和体系运行产生干扰,此时磷酸盐出水低至1.06 mg/L.     

生物脱氮除磷新工艺的研究进展

传统的脱氮除磷工艺存在许多不足之处，经济、高效、低耗的可持续脱氮除磷工艺已成为污水处理的发展方向。在分析中，介绍了运用短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷理论的工艺：SHARON工艺、CANON工艺、ANAMMOX工艺、SHARON与ANAMMOX联合工艺、DEPHANOX工艺、BCFS工艺的机理和研究进展。     

反硝化聚磷过程影响因素及数学模型研究

反硝化聚磷过程是反硝化除磷工艺的核心过程。采用静态实验的方法研究了比污泥厌氧释磷量、污泥浓度、硝酸盐浓度几个重要参数对反硝化聚磷过程的影响,实验污泥来自实验室双泥系统。研究表明,比污泥厌氧释磷量对反硝化聚磷过程有显著影响,在电子受体充足的情况下,比污泥反硝化聚磷速率及聚磷潜能随比污泥厌氧释磷量的提高而增加,但比污泥厌氧...     

循环比对氧化沟脱氮除磷效果及磷转化途径的影响

在改良型氧化沟工艺的循环廊道内增设缓流板,以此改变循环廊道过流断面面积,进而调控循环比(循环廊道断面通过的循环流量和进水流量的比值)。利用胞内、胞外聚合物的分析及物料平衡的方法,研究了增设缓流板、调控循环比前后系统同步脱氮除磷效果和磷转化途径的变化及聚磷菌种含量的差别。结果表明,增设缓流板,循环比为27时,COD、NH+4、TN和TP的平均去除率分别为93.3%、87.1%、78.1%和96.0%,反硝化聚磷菌占总聚磷菌的比例为46.1%;而不设缓流板,循环比为241时,COD、NH+4、TN和TP的平均去除率分别为91.2%、82.7%、67.2%和86.4%,反硝化聚磷菌占总聚磷菌的比例为17.54%。综上可知,增设缓流板控制循环比,有助于提高反硝化聚磷菌的富集,有助于提高反硝化吸磷量,同时有助于提高氧化沟工艺的同步脱氮除磷效果。     

A2/O工艺缺氧池中反硝化聚磷菌的比例、特性研究及菌株鉴定

用释磷/聚磷装置和微生物筛选、分离方法研究A2/O工艺缺氧池污泥,确定缺氧池中反硝化聚磷菌(DPB)的比例,筛选、分离得反硝化聚磷单菌株且对单菌株聚磷特性进行研究.结果表明,缺氧池中DPB占聚磷菌(PAO)的比例约为21.5%.从缺氧池分离得到的肠杆菌科、气单胞菌属和假单胞菌属都是DPB,而不动杆菌属仅是好氧PAO,葡萄球菌属和微球菌属仅是一种专职的反硝化菌.反应过程中同时存在O2和NO3时,肠杆菌科优先利用水中的O2进行聚磷;在缺氧环境中,肠杆菌科在COD为30mg/L时的聚磷效果优于COD为180 mg/L时的聚磷效果.可见DPB的反硝化和聚磷的特性与电子受体的存在形式和COD有密切关系.因此,改良传统A2/O工艺和研发同步反硝化聚磷装置时,必须控制缺氧反硝化聚磷单元中混合液的DO和COD.     

活性污泥体系中聚糖菌的富集与鉴定

活性污泥体系中，聚糖菌(GAOs)在厌氧环境下与聚磷菌(PAOs)形成对底物的竞争关系，对聚糖菌的研究对于优化生物除磷工艺有重要意义。以葡萄糖为惟一碳源，在磷限制条件下，利用特殊运行方式对活性污泥进行驯化培养出了稳定的聚糖菌颗粒污泥，厌氧阶段磷释放量与有机物吸收量浓度(mg/L)比从7.4%下降为0.25%。从培养好的活性污泥反应器中分离获得2株聚糖菌，经菌落PCR和16S rRNA序列分析确定了所得聚糖菌菌株G1和菌株G2分别是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解鸟氨酸克雷伯氏菌(Klebsiella ornithinolytica)。     

双泥膜法SBR脱氮除磷效果研究

通过实验室小试，以人工模拟生活污水为研究对象，考察了基于反硝化除磷理论开发的双泥膜法SBR工艺的脱氮除磷效果。长期试验结果表明：双泥膜法SBR工艺能使硝化菌和除磷菌各自在最佳的环境中生长，解决了传统工艺中脱氮和除磷的矛盾，节省了碳源和能源，并取得了稳定高效的脱氮除磷效果。在进水C∶N∶P为25∶5∶1，换液比为75%的情况下，系统对COD，TP和NH⁺₄-N的平均去除率分别为89.13%、96.12%和86.78%。     

基于不同基质的强化生物除磷系统中生化反应机理研究进展

阐述了3种不同基质(乙酸盐、丙酸盐和葡萄糖)在强化生物除磷系统中的生化模型反应机理.重点介绍了聚磷菌(PAOs)、聚糖菌(GAOs)和产乳酸菌在厌氧/好氧条件下对能量及还原力(NADH2)的利用方式;聚-β-羟基链烷酸盐(PHA)的合成方式及存在形式,糖原、乳酸(L型)的代谢途径等.虽然控制基质条件可以实现稳定的强化生物除磷效果,但目前的生化模型并不能完全解释所有的代谢过程,今后要在分离纯种的PAOs及相关生化代谢过程中酶的活动等方面进行深入研究.     

城市污水处理厂反硝化聚磷菌的聚磷持久性

以桂林市第四污水处理厂氧化沟活性污泥为对象,研究在具有厌氧-缺氧-好氧环境的污水处理构筑物中富集存在的反硝化聚磷菌聚磷能力的持久性问题。结果表明,在此环境中富集的反硝化聚磷菌在经过3个周期的厌氧-缺氧条件下运行,最大释磷率由0.90 mg P/（g VSS.h）下降为0.07 mg P/（g VSS.h）,反硝化聚磷率由0.17 mg P/（g VSS.h）下降为0.04 mg P/（g VSS.h）。比较而言,在厌氧-缺氧-好氧环境下最大释磷率及聚磷率降幅较小,释磷率由0.59 mg P/（gVSS.h）下降为0.37 mg P/（g VSS.h）,反硝化聚磷率由0.17 mg P/（g VSS.h）下降为0.10 mg P/（g VSS.h）,厌氧-缺氧-好氧运行条件比单纯的厌氧-缺氧运行条件更有利于维持反硝化聚磷菌的聚磷性能。     

反硝化聚磷菌群的培养驯化

以污水处理厂二沉池的活性污泥为种泥,采用SBR反应器初步完成了反硝化聚磷菌(DPB)的培养与驯化.在第1阶段的30 d里,污泥进行了厌氧-好氧驯化,聚磷菌好氧吸磷最终可基本稳定在85%左右,然后转变驯化条件进行第2阶段的厌氧-缺氧驯化,60 d后磷的去除率稳定在70%左右.通过实验得出,硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系,认为系统基本完成了污泥的驯化.