SBR单级自养脱氮系统氮素转化途径

利用氮素计量关系和批式实验研究了SBR系统中基于短程硝化的单级自养脱氮特性和脱氮途径。结果表明,SBR系统获得良好脱氮效果,TN最高去除负荷和去除速率分别达0.49 kg N/(m3.d)和0.20 kg N/(kg VSS.d);系统中82%的氨氮转化成气体脱除,10%的氨氮转化成硝酸盐氮。批式实验结果表明,SBR系统中的污泥同时具有厌氧氨氧化、亚硝酸盐氧化和自养反硝化活性,三者的反应速率分别为0.12 kg NH4+-N/(kg VSS.d)、0.04 kg NO2--N/(kg VSS.d)和0.03 kg NO2--N/(kg VSS.d)。综上,SBR系统中氮的脱除是短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化共同作用的结果,产生的硝酸盐是厌氧氨氧化和硝化作用所致。     

高浓度氨氮污泥脱滤液的半硝化实验研究

对高浓度氨氮污泥脱滤液进行了半硝化实验研究。运行结果表明,反应器进水氨氮浓度在402 mg/L、HRT=5.5 h、温度为22～31℃、DO〈1.0 mg/L、pH值在7.4～8.2时,半硝化反应器出水的NO 2--N/NH3-N维持在1.13～1.32,且负荷达到1.76 kg N/（m3.d）,NO2--N/NOx...     

生物脱氮与甲烷化耦合的EGSB-BAF工艺模拟

以活性污泥3号模型(ASM3)为平台,通过引入厌氧氨氧化和甲烷化过程、以2步硝化-反硝化取代1步硝化-反硝化过程以及区分硝酸盐和亚硝酸盐条件下的内源呼吸过程,建立了同时具有甲烷化、厌氧氨氧化和2步硝化反硝化功能的EGSB-BAF工艺模型.该模型包括5种微生物、28个生物过程,同时考虑了温度、pH值和抑制性物质对生物过程的影响.以实验室EGSB-BAF集成工艺的实验数据,结合灵敏度分析对部分模型参数进行了校核.采用校核后的模型对集成工艺EGSB段和BAF段出水的COD、NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度进行模拟,结果表明,EGSB段和BAF段的出水中COD、NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度的模拟值与实测值的误差在可接受范围内.表明模型能够描述工艺的主要生物反应过程,可以作为指导工艺研究、设计和运行优化的手段.     

实时控制SBR系统中的短程硝化反硝化

以人工模拟高氨氮废水为研究对象,采用循环间歇式曝气方式,以溶解氧浓度(DO)和pH值为过程控制参数,对SBR系统进行实时控制、全程跟踪.根据此过程中COD、NH4 -N、NO2--N和NO3--N 4项水质指标的变化情况,研究SBR系统中的短程硝化反硝化工艺.实验结果表明,在短程硝化反硝化工艺中,采用较高曝气量,并且在曝气过程中用DO和pH值作为过程控制参数是可行的.     

再生水中NO_3~--N、NO_2~--N、NH_4~+-N在粉土介质中迁移转化的研究

通过土柱实验模拟再生水在粉土层下渗过程中NO3--N、NO2--N、NH4+-N的迁移转化规律。结果表明,实验温度为23.2～25.9℃时,土柱内发生反硝化反应,NO3--N的去除率为9.74%～39.16%,反应符合一级反应动力学方程,衰减系数为0.0968～0.5531m-1;实验温度低于19℃时,土柱内反硝化反应消失,说明低温是制约再生水在土柱内发生反硝化作用的主要因素。     

污水中不同COD组分下A/O脱氮工艺的反硝化效率

为了研究了不同COD组分进水对A/O工艺中反硝化的影响以及COD组分中溶解性易生物降解COD(SS)、颗粒性慢速可生物降解COD(XS)比例改变后系统反硝化速率和反硝化潜力的变化。以连续流A/O反应器脱氮效率为研究对象,通过改变碳源物质投配量来配置3种SS比例分别为15%、30%和50%的城市污水,系统地考察了进水中SS比例对反硝化的影响。结果表明,进水中SS比例由15%增加到50%后,可以明显提高A/O系统TN的去除率,脱氮率由82%提高到89%。同时通过缺氧反硝化间歇实验,从反硝化动力学角度分析,进一步确定进水中SS比例对反硝化速率和反硝化潜力的影响,发现进水SS比例分别为50%、30%和15%,系统反硝化速率分别为0.027 g NO-3-N/(g VSS·min)、0.022 g NO-3-N/(g VSS·min)和0.020 g NO-3-N/(g VSS·min),反硝化潜力分别为16.49、13.99和13.74 mg/L。可见随着进水中SS比例的升高,系统中反硝化速率和反硝化潜力也相应增加。得出进水中COD组分不同,尤其是SS所占比例大小,是影响反硝化效果的一个关键因素。     

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。     

碳源投加方式对SBR工艺脱氮速率的影响

为了提高生物反应器的脱氮效率,研究采用SBR处理模拟生活污水,利用醋酸钠作为碳源,考察碳源投加方式对脱氮速率的影响。结果表明,当温度为10~15℃,进水COD为330~550 mg/L时,采用不同的碳源投加方式,COD去除率均高于95%。进水一次投加2.4 g碳源,COD平均反应速率为5.3 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.28 mg/(g·h)。进水、反应器运行3 h时分别投加1.2 g碳源,COD平均反应速率为6.89 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.37 mg/(g·h)。进水、反应6 h时分别投加1.2 g碳源,COD平均反应速率为6.50 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.52 mg/(g·h)。进水投加1.2 g碳源、反应器运行3 h和6 h时分别投加0.6 g醋酸钠碳源,COD平均反应速率为6.2 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.39 mg/(g·h)。分次投加碳源能够提高COD反应速率和TN去除率,同时保持较高的硝化反硝化速率。     

异养硝化-好氧反硝化菌YZ-12的脱氮性能及其对养殖废水的处理效果

为获得高效脱氮菌,从南昌县一中型养猪厂曝气池筛选出一株异养硝化-好氧反硝化菌株YZ-12,经过16S rRNA基因序列分析,鉴定其为Klebsiella oxytoca;随后检测了该菌株的硝化和反硝化能力.结果 表明,在NH4-N质量浓度为100 mg·L-1的硝化培养基和NO3-N质量浓度为400 mg·L-1的反硝化培养基中,NH4+-N去除率在96％以上,NO3-N去除率在99％以上,无NO3-N、NO2-N积累.同时,还考察了碳源、氮浓度、C/N、pH、盐度5种单因素对菌株脱氮效果的影响.结果 表明,菌株最佳脱氮条件为C/N=10、pH=7、盐度≤10 mg·L-1、NH4+-N质量浓度≤150 mg·L-1、NO3-N质量浓度≤450 mg·L-1、碳源为蔗糖;用蔗糖将养殖废水C/N调节为10,加入5％菌株进行脱氮处理,灭菌后的养殖废水NH4+-N和NO3-N的去除率分别为95.15％和99.69％.     

常温下连续流短程硝化反硝化研究

常温(26～30℃)下应用连续流短程硝化反硝化工艺处理模拟城市生活污水,对连续流短程硝化反硝化污泥的运行参数进行了研究.结果表明,在常温、进水NH4 -N为50 mg/L、曝气区pH为7.5～8.0、曝气量为0.3 L/min、曝气区水力停留时间为4 h的条件下,NO2- -N/(NO3- -N NO2- -N)达0.677,TN去除率为35%左右;在上述条件下,无需调节曝气区pH,选择前置反硝化区与曝气区的体积比为1:2、前置反硝化区水力停留时间为2 h、回流比为2:1时,连续流短程硝化反硝化工艺的TN去除率达88.9%,COD去除率达92.7%;pH的变化规律正确反映了系统运行状况,可作为系统运行的实时控制参数.     

巢湖低温高效聚磷菌的筛选及其特性

采用低温富集培养及混合平板分离技术,从巢湖底泥中分离筛选得到2株在低温下仍具有较高效能的菌株D3、D6,经过厌氧/好氧交替培养,2种菌株在低温下(8℃)的除磷率均达到80%以上。在低温下,研究了p H、微量元素对2株菌株生长及除磷率的影响,实验结果表明,2株菌都具有广泛的温度适应性,适宜其生长和除磷的p H为中性偏碱,微量元素的缺乏对2株菌株的生长和除磷效果有不同程度的不良影响。染色观察显示,厌氧培养时菌体内聚羟基丁酸(PHB)颗粒明显增多,转为好氧培养后异染颗粒增多,为典型的聚磷菌特征。经鉴定,2株菌均属假单胞菌属。     

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%.     

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。     

SBAR内不同有机负荷下2种好氧颗粒污泥形成及除磷性能

在SBAR中首先采用低有机负荷继而提高负荷的方法成功培养出2种不同类型的好氧颗粒污泥。在长期培养过程中,对SBAR系统中的微生物特征包括污泥浓度、SVI沉降指数等指标及系统对废水中COD和氮磷去除性能进行评估。在稳定阶段,通过在不同浓度Na Cl溶液中测试和对比SBAR内2种颗粒污泥的沉降性能。结果表明,系统经过89 d的低有机负荷(0.75 kg COD/(m3·d))运行,小颗粒污泥缓慢形成,表面光滑,外观规则为近似球形;大幅度提高有机负荷(1.6 kg COD/(m3·d))促使大颗粒污泥的快速形成,多数为椭球形,并且颗粒边缘清晰透明;经过93 d稳定运行,成熟的小颗粒和大颗粒的平均直径分别为0.35 mm和1.35 mm;随着大颗粒污泥的增多,系统除磷效果明显增强;在不同盐浓度(0%~15%)条件下大颗粒污泥比小颗粒污泥沉降速度更高;小颗粒污泥在大于2%的Na Cl溶液出现悬浮现象而大颗粒仅在15%的Na Cl溶液出现悬浮现象,进一步说明大颗粒污泥密度相对较大。     

高效聚磷菌的选育及其特性研究

从鱼塘底部污泥中分离驯化得到一株高效聚磷菌株P5,采用厌氧/好氧(A/O)方式培养,在厌氧阶段3 h的最大释磷量为17 mg/L;在好氧条件下培养16 h后,P5对总磷(PO43--P)浓度为10~30 mg/L的模拟废水的除磷率均可保持在90%,COD的去除率达到82.1%。染色实验表明,P5是革兰氏阴性球杆菌,菌体内含有异染颗粒。     

温度及外加碳源对生物脱氮除磷过程的影响

针对污水处理厂普遍面临的进水碳源不足及冬季低温时出水氮磷不能稳定达标的问题,研究了温度(21、15和10℃)和外加碳源(乙酸)对活性污泥缺氧条件下反硝化及释磷过程的影响。结果表明,在缺氧条件下投加乙酸,释磷与反硝化反应可同时进行,且乙酸投量的增加仅延长快速碳源反硝化阶段及缺氧释磷阶段的反应时间;温度降低为15℃和10℃时,快速碳源反硝化阶段反硝化速率及缺氧释磷速率较21℃分别降低了约29.2%、42.2%和26.1%、32.3%。当硝态氮目标去除量与磷酸盐目标释放量之比超过5时,乙酸的最优投量以满足反硝化要求为准,计算得出21、15和10℃时常州某城镇污水处理厂乙酸最优投加量计算值约为30、39和46 mg/L。     

厌氧、缺氧、好氧多级交替SBR脱氮除磷试验研究

以实际生活污水为研究对象,采用厌氧、缺氧、好氧多级交替序批式反应器(SBR)工艺,通过曝气时间、交替次数的凋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1.0h-缺氧1.0h-好氧20 min-缺氧 1.0 h-好氧20min.试验结果表明:该系统与传统的SBR相比节省了44%的曝气量,且对COD、TN、TP去除率分别达85%、78%、99.5%,同时发现曝气过程 NO2-N和NO3-N的累积可能会对好氧吸磷产生抑制作用.     

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...     

Measuring biomass specific ammonium, nitrite and phosphate uptake rates in aerobic granular sludge

Aerobic granular sludge (AGS) technology offers the possibility to remove organic carbon, nitrogen and phosphorus in a single reactor system. The granular structure is stratified in such a way that both aerobic and anaerobic/anoxic layers are present. Since most of the biological processes in AGS systems occur simultaneously, the measurement and estimation of the capacity of specific conversions is complicated compared to suspended biomass. The determination of the activities of different functional groups in aerobic granular sludge allows for identification of the potential metabolic capacity of the sludge and aids to analyze bioreactor performance. It allows for comparison of different sludges and enables improved understanding of the interaction and competition between different metabolic groups of microorganisms. The most appropriate experimental conditions and methods to determine specific ammonium, nitrite and phosphate uptake rates under normal operation of AGS reactors were evaluated and described in this study. Extra biomass characterization experiments determining the maximum uptake rate of these compounds on optimized conditions were performed as well to see how much spare capacity was available. The methodologies proposed may serve as an experimental frame of reference for investigating the metabolic capacities of microbial functional groups in biofilm processes.     

太湖流域小型水源性湖泊氮、磷时空分布及营养状态评价

2009年11月至2010年10月,对太湖流域小型水源性湖泊20个采样点水体的TN、TP、NO3--N、NH4+-N、NO2--N以及PO43-等水质因子进行测定分析,讨论了氮、磷时空分布特征,并评价其富营养化程度。结果表明,TN、TP年均值分别为1.50、0.05mg/L;TN、TP的季节性变化规律具有一定差异,TN浓度为冬、春季高于夏、秋季,而TP浓度为2009年11月至2010年3月高于其他月份。由于受入湖河流的影响,TN、TP的空间分布格局较为相似,均表现为西南部高于东北部、入湖口分别高于湖中心和出湖口。NO3--N年均值为0.68mg/L,浓度变化趋势呈双峰型(2010年3、9月为峰值),基本同TN的变化趋势一致,空间分布表现为入湖口分别低于湖中心和出湖口(除冬季外),显示水体硝化过程对硝酸盐的贡献。NH4+-N年均值为0.23mg/L,从2010年4月开始浓度逐渐升高,到2010年7月达到全年最高值,其浓度空间分布特征表现为入、出湖口均高于湖中心(除秋季外)。NO2--N和PO43-的年均值都较低,均为0.01mg/L(以P计),时空差异不明显。根据CARLSON提出的营养状态指数法计算分析可知,该湖泊冬、春季处于中营养状态,夏、秋季营养状态略高,且磷是全年初级生产力的限制因子。