氨氮生物硝化分段动力学特性研究

本文利用富集培养的硝化污泥研究了氨氮生物硝化动力学的基本规律.结果表明,氨氮浓度对硝化速率有显著的影响.主体溶液中氨氮质量浓度小于2.3 mg/L时,硝化符合一级反应动力学.随着溶液中氨氮浓度升高,将会出现半级(本文为0.35级)或零级反应动力学,对应的氨氮质量浓度范围分别为2.3～18.2 mg/L和18.2～100 mg/L.各级反应的速率常数分别为0.16 d-1/(mg/L)、0.23 d-1/(mg/L)0.35和0.61d-1.氨氮质量浓度不同,动力学级数不同,硝化速率不同,达到相同的硝化效率反应时间有很大的差别.由于完全混合式反应器的硝化速率主要取决于出水氨氮浓度;因此氨氮出水浓度要求越低,硝化速率越低,反应时间越长,达到较彻底的硝化程度就越困难.     

DO和碳源投加方式对同步硝化反硝化的影响

采用SBR反应器,以人工模拟高浓度氨氮废水为进水,研究DO质量浓度和碳源投加方式对同步硝化反硝化的影响.结果表明,在连续投加碳源的条件下,当SBR内的DO质量浓度分别为3 mg/L、0.9 mg/L、0.5 mg/L、0.3 mg/L时,都发生了同步硝化反硝化,TN的去除率分别为24.87%、33.80%、37.07%及29.06%;DO质量浓度为0.5mg/L时,TN去除效率最高.SBR内的氨氮负荷可以达到0.64kg N/(m3·d),即使在0.3 mg/L的低溶解氧环境下,COD和氨氮的去除率都可以达到90%以上.控制SBR内DO质量浓度恒定为0.5mg/L,采用一次性投加碳源方式时,TN去除率仅有30.31%;当采用连续投加碳源方式时,TN去除率为50% - 60%;采用半连续投加碳源方式时,TN的去除率可达81.48%.试验过程中,活性污泥絮体粒径为0.2～0.5 mm,大于普通的活性污泥工艺中的絮体.较大的絮体使得絮体内存在较大的缺氧区,有利于取得较高的脱氮效率.     

亚硝酸盐对再生水脱色的影响研究

反硝化生物滤池因其脱氮效果好、出水稳定等特点在污水再生处理过程中得到广泛应用。实际运行中发现,反硝化生物滤池出水经后续工艺处理后色度常常难以达标。反硝化脱氮过程存在亚硝酸盐积累的现象,进水NO_3~--N质量浓度为25 mg/L、碳源投加量为90mg/L时,反硝化滤池出水NO_2~--N质量浓度为2.87 mg/L。以反硝化生物滤池与臭氧氧化组合工艺为研究对象,开展了反硝化过程中亚硝酸盐累积对臭氧及次氯酸钠脱色的影响研究。结果表明,亚硝酸盐累积不利于后续臭氧氧化脱色过程,当反硝化生物滤池出水NO_2~--N质量浓度为3.98 mg/L、臭氧投加剂量为3 mg/L和5 mg/L时,出水色度分别为20.6和17.3,无法满足GB/T 19772—2005《城市污水再生利用地下水回灌水质》的要求(色度15)。通过投加5 mg/L的NaClO预氧化、再投加5 mg/L的臭氧使出水色度达到14.1。     

三相流化床中人苍白杆菌与硝化菌对苯胺废水的共基质降解

将人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)降解苯胺的过程与硝化反应相结合,在三重环流三相流化床中实现共基质降解,充分降低废水中的苯胺和苯胺降解过程中产生的NH4 -N.以自行研制的聚氨酯填料为载体,研究了流化床内苯胺、DO以及NaHCO3等对该共基质降解过程的影响.挂膜过程中苯胺质量浓度下降和NH4 质量浓度上升,证明了此过程中人苍白杆菌生物膜优先形成,而且NH4 质量浓度先增后降反映了人苍白杆菌生物膜的形成为硝化菌生物膜的形成创造了条件.通过苯胺对硝化菌的抑制性实验发现,苯胺质量浓度从100 mg/L下降到4 mg/L的过程中,其对硝化菌的抑制作用由强变弱.当苯胺质量浓度小于4 mg/L时,对硝化菌无抑制作用.其中亚硝化细菌比硝化细菌活性恢复更快,表明硝化菌比亚硝化菌对苯胺的毒性抑制更为敏感.流化床高效的传氧能力可以改善硝化细菌摄O2的条件.DO 2～3 mg/L,pH=7.5～8.5及适当的NaHCO3添加量是苯胺与NH4 -N共基质降解的适合条件.此条件下进水COD和苯胺质量浓度分别为540 mg/L及210 mg/L左右时,出水能够达到国家一级排放标准.     

温度和COD对SBR反硝化同时除磷系统除磷能力的影响

以除磷脱氮SBR(Sequencing batch reactor)系统作为研究对象,考查了温度和COD对其反硝化,以及除磷能力的影响.结果表明,反硝化除磷适宜温度范围为18～37℃.在此温度范围内反硝化除磷速率随温度升高而提高,而且温度变化基本上不影响反硝化除磷系统PO34-去除量和NO3-转化量之间的定量关系.同时实验还发现,反硝化同时除磷系统比传统的厌氧/好氧除磷系统节省33%的碳耗.当进水PO34--P质量浓度8.0～9.2 mg/L而COD质量浓度低至220～240 mg/L时就可以保证出水PO43--P质量浓度小于0.5 mg/L.而传统的厌氧/好氧SBR除磷脱氮系统则需将进水COD质量浓度提高至350 mg/L时才能实现这一目标.     

亚砷酸钠对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应

利用植物根尖细胞微核技术,研究不同质量浓度的亚砷酸钠(0.3 mg/L,1.0 mg/L,3.0 mg/L,10.0 mg/L,30.0 mg/L)对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应.研究结果表明,用亚砷酸钠处理12 h后,可诱发蚕豆(亚砷酸钠质量浓度0.3～30.0 mg/L)和洋葱(亚砷酸钠质量浓度1.0～30.0 mg/L)根尖细胞遗传损伤,使根尖细胞微核率增加、分裂指数下降.在一定处理浓度范围内(蚕豆的为0～3.0 mg/L; 洋葱为0～10.0 mg/L),细胞微核率与处理浓度呈正相关(p＜0.01); 分裂指数与处理浓度呈负相关(p＜0.01).研究表明,亚砷酸钠能引起植物细胞遗传物质损伤,因此,可利用蚕豆和洋葱根尖细胞微核技术检测环境中的砷污染.     

后置反硝化工艺处理高氨氮农药废水的研究北大核心

采用特异性移动床生物膜反应器(SMBBR)结合后置反硝化技术处理高氨氮农药废水,SMBBR选用亲水性更强的SDC-03型填料和特异性DNF409混合菌种,可以实现同步硝化反硝化脱氮。试验考察了DNF409菌种对填料挂膜的影响,不同C/N比对脱氮的影响以及对COD、氨氮、TN的去除率的影响。结果显示,当水力停留时间为8 d,进水COD质量浓度为2 408~7 440 mg/L,氨氮质量浓度为160.21~433.84 mg/L,TN质量浓度为208.27~537.65 mg/L,pH值为7.0~8.5时,AF中外加碳源C/N比值为5时,出水COD质量浓度平均为341.9 mg/L,平均去除率高达92.3%,氨氮质量浓度保持在3.0 mg/L以内,去除率在98%以上,TN质量浓度稳定在40~45 mg/L,去除率在80%以上,达到了《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的三级标准。     

利用普通反硝化活性污泥快速启动厌氧氨氧化试验

采用有效容积为6.3 L的上流式流化床接种普通污泥,进行了厌氧氨氧化反应器的启动,研究了先富集反硝化污泥再启动厌氧氨氧化反应器的过程特征。首先投配硝氮质量浓度70 mg/L、以葡萄糖为碳源、COD为200 mg/L的模拟废水增强污泥的反硝化能力。运行6 d后,出水硝氮质量浓度在10 mg/L左右,反应器对硝氮的去除率稳定在80%以上,污泥具有较高的反硝化活性。随后投配氨氮质量浓度50~60 mg/L、亚硝氮质量浓度30~58 mg/L的废水进行厌氧氨氧化菌培养。培养一开始出水氨氮质量浓度就比进水低,第31 d氨氮的去除率达到50%以上。逐步提高进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度,从100 mg/L、140 mg/L、200 mg/L到420 mg/L,氨氮和亚硝氮去除率亦不断提高。第40 d后,反应器氨氮去除量、亚硝氮去除量和硝氮增加量之比在1∶(1.3±0.2)∶(0.3±0.1)范围内小幅波动,表明厌氧氨氧化反应已经成为反应器内的主导脱氮反应。经过76 d的培养,在进水氨氮和亚硝氮质量浓度分别为405.23 mg/L和488.24 mg/L时,反应器对它们的去除率达到80%和95.22%,最大氮去除速率为0.93 kg/(m3·d)。研究表明,采用上流式流化反应器先富集反硝化菌再培养厌氧氨氧化菌和采用逐步提高进水负荷的启动策略,对于快速培养高活性Anammox污泥、启动反应器是有效的。     

ABR厌氧氨氧化反硝化协同脱氮除碳研究

为明确厌氧氨氧化和反硝化协同脱氮除碳过程,采用ABR反应器控制进水氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度分别为75 mg/L、110 mg/L,研究在不同进水COD浓度下脱氮除碳效果。结果表明,在ABR反应器的不同隔室脱氮除碳途径存在差异,低浓度COD(质量浓度120 mg/L)为Anammox菌和反硝化菌之间良好的协同作用提供了保障从而实现稳定高效脱氮除碳,TN和COD去除率分别在98%和79%以上,但在高进水COD(质量浓度120 mg/L)条件下,异养反硝化作用增强使得COD去除率可达到92%,Anammox受到限制致使总氮去除率降至70%。     

A2N-SBR短程硝化反硝化系统内菌种培养驯化的试验研究

为了研究A2N-SBR短程硝化反硝化系统内亚硝化细菌和短程反硝化聚磷菌的培养驯化,以实际生活污水为试样,对A2N-SBR系统内N-SBR反应器和A2-SBR反应器的菌种分别进行培养驯化.结果表明:在温度为26 ～ 28℃,pH值为7.5～8.0,DO质量浓度为0.4～0.8 mg/L的条件下,经过38 d的连续运行,在N-SBR反应器内驯化出了亚硝化细菌,氨氮的去除率和亚硝化率分别达到97.0％和96.5％;在温度为25～26℃,pH值为7.0～8.0的条件下,采用先厌氧/好氧后厌氧/缺氧的运行方式,经过78 d的连续运行,在A2-SBR反应器内驯化出短程反硝化聚磷菌,COD和PO4-3-的去除率分别达到86.2％和96.4％,NO;-N的质量浓度也由29.9 mg/L降为0.35mg/L.研究表明,通过控制适宜的环境条件,在A2N-SBR系统的N-SBR反应器和A2-SBR反应器内能够分别培养驯化出亚硝化细菌和短程反硝化聚磷菌.     

蛭石在活性污泥法处理餐饮废水中的作用

探讨了蛭石添加到活性污泥中来处理餐饮废水这一特殊水质时所起的作用.试验结果表明,蛭石活性污泥体系协同蛭石的吸附和污泥生化的作用,提高微生物的降解速率,缩短了污水在反应器中的停留时间.膨胀蛭石活性污泥体系在曝气2 h条件下出水CODCr浓度远远优于常规活性污泥体系曝气5 h后出水CODCr浓度.试验还表明,蛭石起到生物膜载体的作用,其与活性污泥结合成的絮体颗粒在改善污泥沉降性能,提高净化效果的同时,也增强了系统的稳定性.     

活性污泥吸附预处理腈纶废水的机理研究

以活性污泥作为吸附材料,研究了其对腈纶废水COD的吸附特征。结果表明,活性污泥可吸附腈纶废水中的COD,吸附量可达135 mg/g。伪二级动力学方程能很好地描述活性污泥对腈纶废水中的COD的吸附过程,模型计算出的二级吸附速率常数(k2)为2.3×10-4g/(mg·min);Langmuir方程最适合描述该吸附过程,决定系数在0.96以上。从活性污泥吸附前后腈纶废水中的有机物相对分子质量分级结果可以看出,活性污泥对大分子(30 k Da)有机物有较好的去除,污泥的电镜照片也证明了该点。研究表明,活性污泥吸附可去除腈纶废水中的悬浮物和胶体物,是有效的腈纶废水预处理方法。     

磷酸钙盐法回收剩余污泥超声波处理上清液中磷的研究

在污泥减量化处理中,细胞微生物中的碳氮磷等会释放到上清液中。为了对上清液中的磷进行有效回收,在前期研究的基础上,以生物厌氧好氧除磷(An/O)工艺的剩余污泥超声波处理上清液为研究对象,考察了磷酸钙盐(HAP)法的磷回收效果。结果表明:HAP法反应较快,5 min时反应基本完成;初始pH值在8.5～10.0时,回收率均可保持在较高水平;最佳钙磷比(Ca2+/PO34--P)为3.87。在以上最佳工艺条件下,总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)的回收率分别达到88.4%、94.0%,同时对上清液中的有机物、氮也有一定的去除。     

琥珀山庄污水处理厂污泥上浮的成因与控制

污水处理厂的污泥上浮会影响污水处理系统的操作、运行和出水水质.活性污泥上浮以后,如不及时处理会造成污泥大量流失、氧化沟内MLSS值降低、微生物量锐减,导致运行彻底失败.本文以合肥市琥珀山庄污水处理厂的工艺运行为实例,寻求活性污泥上浮的原因及其控制对策.通过多年的观察与实践,认为污泥上浮的主要原因有污泥老化与腐化、污泥反硝化、冲击负荷、曝气过度、污泥携油上浮等.实践表明,气温、气压和水温的变化也是污泥上浮的重要原因.常用的控制污泥上浮的方法有增加污泥回流量、及时排除剩余污泥、降低混合液浓度、缩短污泥龄、降低溶解氧、消除沉淀池的死角区、加大池底坡度以及改进池底刮泥设备等.     

采用Mg(OH)2调节pH值对富磷剩余污泥厌氧消化过程氮磷释放的影响

以A/O工艺排出的富磷剩余污泥为对象,通过两组厌氧消化反应器(1组目标,1组对照),对比研究了Mg(OH)2作为pH值调节剂对污泥厌氧消化过程氮磷释放的影响。结果表明,Mg(OH)2在促进污泥水解的同时,可以有效降低消化液中NH4+-N、PO34--P质量浓度。经过21 d消化,目标反应器中VSS比对照试验多削减10%,但上清液中NH4+-N、PO4--P质量浓度仅为对照的25%、10%。消化后污泥中灰分增加,导致污泥浓缩与脱水性能显著提高。     

活性污泥改性及其在废水处理中的应用

介绍了活性污泥的生物、化学组成,以及活性污泥改性方法,阐述了现有方法的研究现状及优缺点,比较了各种活性污泥在废水处理中的应用效果,分析结果认为活性污泥改性对废水处理具有广阔的应用前景.     

光合细菌对味精废水处理效果的影响研究

在改进型SBR(MSBR)反应器中利用光合细菌处理味精废水.研究光合细菌的两种代谢方式对味精废水COD的去除率影响和从味精废水生物处理反应器活性污泥和生物膜中富集分离光合细菌,结合光合细菌的细胞结构特点和代谢方式讨论其对活性污泥絮凝性能的影响.研究结果表明:黑暗系统中,处理味精废水活性污泥絮凝性能较光照系统中的活性污泥絮凝性能相对有较大的提高;黑暗条件下,光合细菌被强制进行有氧呼吸代谢方式,这样可以提高味精废水生物处理构筑物的有机物降解速率,出水COD优于光照好氧条件下的,出水比较清亮,有机物的去除率也有所提高.     

重金属吸附菌处理含锌废水的研究

从污水厂活性污泥中分离筛选出3株对重金属锌吸附能力较强的菌株,考察了pH值、温度和Zn2+质量浓度对菌株吸附含锌废水的影响。结果表明,菌株Z-5-2在pH=7.0、温度30℃、Zn2+质量浓度为200mg/L时吸附效果最好;菌株Z-5-3在pH=6.0、温度28℃、Zn2+质量浓度为250mg/L时吸附效果最好;菌株Z-5-4在pH=7.0、温度28℃、Zn2+质量浓度300mg/L时吸附效果最好。其中,菌株Z-5-4吸附能力最强,吸附率可达95.5%,对菌株Z-5-4进行16SrDNA序列分析,鉴定Z-5-4为产吲哚金黄色杆菌。     

磁粉活性污泥法处理城市生活污水的反应动力学特征

磁粉活性污泥法是在传统活性污泥法中加入磁性粉末(Fe3O4)的废水生物处理方法。在最佳运行状况下,对磁粉活性污泥法基质降解动力学进行了研究。磁粉活性污泥法基质降解符合一级反应规律,利用Monod方程对试验数据进行拟合,确定了其动力学参数,半速率常数Ks、有机底物的最大比降解速率vmax分别为10.39 mg/L和0.804 d-1。     

铁氧体对活性污泥法处理生活污水的强化作用

为了提高活性污泥法处理生活污水的效率,采用铁氧体与生物法相结合方式处理生活污水。在生物反应器中投加磁化后的铁氧体粉末,在一定条件下驯化活性污泥。通过试验,得出了铁氧体的最佳投加量为375 mg/L。同普通活性污泥法相比,投加了375 mg/L铁氧体粉末的活性污泥对生活污水中COD和NH3-N的去除率分别提高了4.7%和26.5%;在各自的最佳运行条件下,投加铁氧体后反应器的水力停留时间缩短1 h。