短程硝化过程中NO-2-N高效富集的工艺条件实验研究

针对厌氧氨氧化工艺需要提供充足的亚硝酸盐氮为电子受体的问题，利用培养基对SBR中具有一定短程硝化功能的污泥进行富集培养，得到氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的数量之比为104︰1，并研究了工艺条件对短程硝化的影响，结果表明，适合氨氧化菌生长的最佳温度为30℃、pH为7.5、nHCO^-₃/nNH⁺₄-N值为1。以适合氨氧化菌生长的最佳环境条件优化SBR，在进水氨氮浓度为250 mg/L时，氨氮的转化率达到90％以上，亚硝酸盐氮积累率维持在85％以上，反应器中氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌的数量之比为10³∶1，亚硝酸盐的高效积累为厌氧氨氧化工艺处理高氨废水的过程提供了稳定的电子受体。     

改良型A2/O-MBR工艺的反硝化除磷性能研究简

重点考察了一种改良型膜生物反应器（A²/O-MBR）的脱氮除磷性能。该工艺主要特点在于对膜池硝化回流液进行了固液分离，并将上清液和浓缩污泥分别回流至缺氧池和厌氧池，这种改进提高了系统对氮、磷的同步去除效率。实验结果表明，在水力停留时间（HRT）为12 h，污泥龄（SRT）为30 d，混合液回流比为200%的运行条件下，进水COD、NH₄⁺-N、TN和TP平均浓度分别为（225±38）、（24.8±3.9）、（26.7±2.9）和（2.90±0.53）mg/L时，增加膜池硝化回流液固液分离装置前后，系统对COD和NH₄⁺-N的去除都维持在较高水平，而系统对TN和TP的去除效果显著提高，出水TN和TP平均浓度分别由（14.9±3.3）mg/L和（1.95±0.72）mg/L下降到（9.4± 1.9）mg/L和（0.91±0.38）mg/L，表明增加膜池硝化回流液固液分离装置显著改善了A²/O-MBR系统的脱氮除磷效果。反硝化除磷活性实验结果进一步表明，改进后系统中反硝化除磷活性占总除磷活性的比例由51.5%上升至61.7%，说明增加膜池硝化回流液固液分离装置强化了系统的反硝化除磷性能。     

污泥回流分离工艺（RSSP）除磷脱氮试验研究

介绍了一种新型的脱氮除磷工艺——回流污泥分离工艺（return sludge separate process），及其运行情况。该工艺在传统的厌氧缺氧好氧（A²/O）的模式下，针对硝酸盐对厌氧释磷的抑制问题进行改进，提出回流污泥的气浮浓缩分离方案，以提高系统的脱氮除磷效果。研究结果表明，在进水COD为250～400 mg/L，NH⁺₄-N为30～45 mg/L，PO^3-₄-P为8～10 mg/L左右时，该工艺对NH⁺₄-N和PO^3-₄-P的去除率分别可达79.3%和95%。该系统与A²/O的平行比较数据表明，该系统能够提高氮磷综合处理效率，解决A²/O处理工艺中存在无效释磷和硝酸根抑制问题。     

污水生物生态处理工艺中的脱氮机理研究

通过水解池-美人蕉湿地、水解/接触氧化池-菖蒲湿地现场实验装置考察了生物-生态工艺深度净化分散生活污水的效果。结果表明,水解池-美人蕉湿地尽管湿地停留时间达到7 d，出水NH⁺₄-N仍难以达到一级A（GB18918-2002）标准；而增加接触氧化池后，湿地停留时间仅2 d，组合工艺出水水质远优于一级A出水要求。美人蕉湿地脱氮的主要途径是湿地微生物的硝化/反硝化，植物吸收约占28%。对经接触氧化处理，NH⁺₄-N、NO^-₃-N浓度均较高的进水，菖蒲湿地可在C/N小于2时高效脱氮。菖蒲湿地对TN的去除占组合工艺TN去除量的79%，其中植物吸收仅占湿地除氮总量的8%。湿地介质的厌氧氨氧化活性试验表明，菖蒲湿地介质表面的微生物在无有机碳源存在的条件下，可使培养液中的NH⁺₄-N与NO^-₃-N、NO^-₂-N短期内发生同步脱氮，厌氧氨氧化可能是菖蒲湿地在进水低碳源条件下脱氮的主要原因。     

SBR-BAF工艺处理效能的试验研究

根据生物除磷和脱氮的机理,污水的脱氮除磷存在基质竞争和泥龄等方面的矛盾。为了分析和解决这个问题，设计开发了一种新的污水生物处理工艺——SBR-BAF复合工艺,并以模拟城市生活污水为处理对象对该工艺的处理效能进行了考察。试验结果表明，系统对COD（不计BAF加入的外碳源）、TP、NH⁺₄-N和TN的平均去除率分别为96%、98%、93%和84%，出水中COD、TP、NH⁺₄-N和TN的平均浓度分别为20、0.23、3.24和7.68 mg/L，各项水质指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002 ) 规定的一级标准中的A标准。     

倒置A2/O污水处理工艺的特点及应用实例

传统A²/O工艺在保证脱氮效果的同时除磷效果往往不佳。在充分分析传统A²/O工艺的基础上，提出了将缺氧池置于厌氧池前面，厌氧池后设置好氧池的分点进水倒置A²/O工艺。某污水厂的现场试验表明，在COD去除能力与常规A²/O工艺相当的情况下，倒置A²/O工艺的脱氮除磷功能明显优于常规A²/O工艺。     

温度和pH值对CANON工艺的影响试验研究

采用2组SBBR反应器研究了进水氨氮浓度为160 mg NH⁺₄-N/L、间歇曝气并且曝停比为2 h∶2 h、DO为2.0～2.5 mg/L (曝气)/ 0.2～0.4 mg/L(停曝)和HRT为48 h时，温度和pH值对CANON工艺的影响，试验结果表明，CANON工艺最适温度和pH值分别为30℃和8。在一定温度范围内（不大于30℃），CANON系统的氨氮转化速率和脱氮效能随着温度的升高而升高。温度达到35℃时，厌氧氨氧化反应速率较低而不能把亚硝化反应生成的NO^-₂全部转化为氮气，此时较高的DO(2.0～2.5 mg/L)不利于淘汰CANON系统内的硝酸菌，部分氨氮将通过全程硝化反应被氧化为NO^-₃。而在pH值为6～9的范围内，CANON 系统均可实现硝酸菌的“洗脱”，避免全程硝化反应的发生。     

有机物浓度对厌氧氨氧化脱氮性能影响试验研究

通过间歇试验和连续试验研究了不同有机物浓度对厌氧氨氧化活性及脱氮性能的影响。间歇试验结果表明：自养条件下厌氧氨氧化菌的最大比反应速率为0.189 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）；当氨氮和亚硝酸盐氮浓度为80 mg/L时，有机物的添加降低了厌氧氨氧化速率，当有机物浓度超过70 mg/L时，厌氧氨氧化菌的最大比反应速率降低到0.05 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）以下，是反硝化菌与厌氧氨氧化菌竞争亚硝酸盐产生了可逆抑制的结果。连续试验结果表明，高氮低碳源有机环境下厌氧氨氧化能稳定运行，并且比自养系统中总氮的去除率有所提高，当COD值为50 mg/L时，总氮去除率最大，平均值达96.59%，是反硝化菌和厌氧氨氧化菌共同脱氮的结果；当有机物浓度过高时，ANAMMOX对TN去除贡献率持续降低，反硝化不断得到强化，厌氧氨氧化运行不稳定。     

低温条件下BAF+SPD组合工艺对滇池入湖河水的脱氮效果

为缓解湖泊富营养化问题，需进一步降低入湖河流氮的含量。针对滇池流域新运粮河的低C/N水质特征，研究了冬季低温条件下的微曝气生物滤池（BAF）及固相反硝化（SPD）组合异位脱氮工艺。结果表明，BAF+SPD组合工艺启动挂膜阶段，约3周后，NH₄⁺-N的去除率达80%以上，而反硝化细菌增殖相对缓慢，约5周后，NO₃^--N的去除率达80%以上；稳定运行的低温阶段，除降雨时间外，NH₄⁺-N平均去除率达80%，出水NH₄⁺-N浓度<1 mg/L；NO₃^--N平均去除率达到85%以上，出水NO₃^--N浓度<1 mg/L；TN平均去除率达80%以上，出水TN浓度<2 mg/L，主要水质指标达到国家地表水Ⅴ类标准。     

MB(A2/O)处理城市污水富磷上清液的化学除磷研究

为开发新型除磷脱氮工艺，研制了将MBR和A²/O工艺相结合的新型MB(A²/O)反应器。研究了MB(A²/O)反应器处理城市污水厌氧富磷上清液的化学除磷，并分析了过程机理及特性。结果表明：对于TP在30～45 mg/L的富磷上清液，采用含20% Ca(OH)₂的工业石灰与P的最佳投加质量比为22.5；纯Ca(OH)₂与P的最佳投加质量比为5.6（摩尔比为2.5）；FeSO₄·7H₂O与P的最佳投加质量比为10.7（Fe^2＋与P的摩尔比为1.3）；Al₂(SO₄)₃·12H₂O与P的最佳投加质量比为12（Al^3＋与P的摩尔比为1.3）时，均可使出水TP稳定在0.3 mg/L以下；以石灰、NaOH的联合投加方式可大幅减少石灰投加量。     

改进型双泥反硝化除磷脱氮工艺 --一种可望从根本上解决脱氮除磷矛盾的新工艺

在对单污泥系统同时脱氮除磷内在矛盾分析的基础上,探讨了目前国内外双泥系统优化脱氮除磷的可行性,提出了强化解决氮磷矛盾的新工艺——改进型双泥反硝化除磷脱氮工艺。本研究利用SBR反应器对改进型工艺进行了实验室模拟,并为该系统的进一步完善提出了建议。     

反硝化除磷的影响特性试验

采用SBR反应器(厌氧/缺氧/好氧工艺),分别研究了乙酸盐及硝酸盐浓度变化对反硝化除磷的影响特性。试验结果表明,当进水COD浓度>230mg/L时,乙酸盐浓度的变化对释磷、除磷速率等影响并不显著。在硝酸盐浓度<30mg/L时,硝酸盐浓度越高,缺氧段除磷速率也就越高。在C/P>23,C/N>5条件下,SBR系统对磷、氮去除率在90%以上。     

低曝气下PAC强化SBR工艺同步脱氮除磷

采用序批式反应器(SBR)处理模拟生活污水,研究不同曝气量(30、24、18和12 L/h)下活性污泥同步脱氮除磷规律,并在最佳曝气量下,比较了粉末活性炭-序批式反应器(PAC-SBR)和SBR的脱氮除磷效率,分析了低曝气下PAC-SBR的运行特性和优越性。实验结果表明,当曝气量为24 L/h时,SBR内出水效果较好,其COD、TN和TP的平均去除率分别可以达到90.02%、81.13%和88.12%。在这个最佳曝气量下,PAC-SBR具有明显的优势,其COD、TN和TP的平均去除率均高于SBR,并且PAC-SBR具有较好的污泥沉降性能和较高的活性污泥浓度。在PAC-SBR中,活性污泥以PAC作为微生物载体强化了生物降解效果,并改善了低曝气下污泥絮体的结构,促使反应器内先后形成缺氧-厌氧-微氧/缺氧-缺氧的环境,利于同步硝化反硝化和反硝化聚磷,提高了PAC-SBR的同步脱氮除磷效率。     

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。     

Efficient model calibration method based on phase experiments for anaerobic–anoxic/nitrifying (A2N) two-sludge process

A systematic calibration and validation procedure for the complex mechanistic modeling of anaerobic–anoxic/nitrifying (A2N) two-sludge system is needed. An efficient method based on phase experiments, sensitivity analysis, and genetic algorithm is proposed here for model calibration. Phase experiments (anaerobic phosphorus release, aerobic nitrification, and anoxic denitrifying phosphate accumulation) in an A2N sequencing batch reactor (SBR) were performed to reflect the process conditions accurately and improve the model calibration efficiency. The calibrated model was further validated using 30 batch experiments and 3-month dynamic continuous flow (CF) experiments for A2N-SBR and CF-A2N process, respectively. Several statistical criteria were conducted to evaluate the accuracy of model predications, including the average relative deviation (ARD), mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), and Janus coefficient. Visual comparisons and statistical analyses indicated that the calibrated model could provide accurate predictions for the effluent chemical oxygen demand (COD), ammonia nitrogen (NH₄ ⁺-N), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP), with only one iteration.

     

亚硝酸盐对反硝化聚磷菌除磷性能的影响

为考察亚硝酸盐对反硝化聚磷菌（DPB）的影响，试验以模拟污水为研究对象，采用2个相同的SBR反应器，分别进行亚硝酸盐浓度对DPB的抑制影响和亚硝酸盐对DPB驯化过程的研究。结果表明，当亚硝酸盐浓度高于20 mg/L时，未经亚硝酸盐驯化的DPB反硝化除磷性能受到明显抑制，而经过亚硝酸盐驯化后的DPB在亚硝酸盐浓度为32 mg/L左右时，依然保持良好的反硝化吸磷性能，但以亚硝酸盐为电子受体的反硝化吸磷速率要比硝酸盐为电子受体的低21%。由此说明，亚硝酸盐对DPB反硝化除磷的抑制作用是相对的，可通过亚硝酸盐对DPB的诱导驯化来降低此抑制作用，但硝酸盐比亚硝酸盐更适合作为DPB反硝化除磷的电子受体。     

间歇曝气SBR工艺脱氮除磷试验研究

采用间歇曝气序批式反应器(SBR)工艺,通过曝气时间、交替次数的调整对该系统的脱氮除磷效果进行了研究,最终将工艺确定为厌氧1.5 h、好氧1.0 h、缺氧1.0 h、好氧20 min、缺氧1.0 h、好氧20 min.同时进行批式试验,对不同阶段的反硝化除磷菌(DPAOs)占除磷菌(PAOs)的比例进行了计算.结果表明:该系统与最初的厌氧/好氧SBR相比节省了44%的曝气量,且对COD、总氮、氨氮和磷的去除率分别达88%、89%、100%和100%,系统中DPAOs所占比例为39%.     

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。     

(AO)_2SBR同步脱氮除磷的研究

以人工配水为研究对象,采用厌氧/好氧/缺氧/好氧交替运行的序批式反应器,研究了(AO)2SBR系统同步脱氮除磷的效果,并结合批式实验讨论了同步脱氮除磷的反应机理。研究结果表明,该系统以厌氧1.5 h、好氧1 h、缺氧3h、好氧0.5 h的方式运行,在DO=2.5 mg/L,SRT=15 d的条件下,具有良好的脱氮除磷效果,配水中的总氮、总磷、COD和总有机碳的去除率分别为96.26%、99.87%、90.46%和85.57%。批式实验表明,合成的内碳源越多,氨氮的硝化越充分,反硝化除磷越多。     

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.