基于SBR反应器的ANAMMOX工艺的启动运行

采用SBR反应器,接种好氧硝化污泥,在142 d内于较高负荷下成功启动了厌氧氨氧化反应器.反应器总氮容积负荷(以N计)为0.43 kg/m3·d,总氮去除率最高达到93.3%,平均为80.5%;氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高达到93.9%和99.8%,平均去除率为81.2%和85.7%.在稳定运行阶段,氨氮去除量、亚硝酸盐氮去除量、硝酸盐氮生成量三者之间的比值为1:1.38:0.18.反应器启动过程中,出水、进水pH差值的变化趋势由负到正,然后稳定在一定范围内;且污泥性状有较大变化,污泥中微生物所占比率有所提高,整个反应器中适应厌氧氨氧化运行方式的菌种增殖较快.     

厌氧氨氧化（ANAMMOX）生物滤池反应器的启动特性

采用平行对比实验，讨论不同实验条件下上向流厌氧氨氧化（ANAMMOX）滤池反应器的启动特性。对比条件为温度、接种污泥、联氨和羟胺。结果表明：温度是影响厌氧氨氧化细菌活性的主要因素；接种200mL具有活性的厌氧氨氧化污泥后，在避光、加热38℃、不控制联氨和羟氨的条件下，45d可成功启动厌氧氨氧化滤池反应器；反应过程NH4^＋N：NO2^-·N：NO3-N的化学计量摩尔比为1：1．17：0．30，其总氮去除率达到87．38％，总氮容积去除负荷可达到1．41kg／（m^3·d）。     

炭管膜曝气生物膜反应器SNAD脱氮研究

以包裹无纺布的微孔炭管作为膜曝气生物膜反应器（MABR）的膜组件，进行了短程硝化，厌氧氨氧化和反硝化耦合脱氮(SNAD)研究。实验中，控制温度34±1℃，pH 7.5～8.5, HRT 8 h，通过逐步降低膜内压力使反应器中的溶解氧由8 mg/L逐步降低到0.5 mg/L以下。实验采用亚硝酸细菌挂膜，然后接种厌氧氨氧化细菌，实现在单一反应器中同时发生短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化耦合脱氮功能。结果表明，经过180 d的连续稳定运行，氨氮去除率达到了93.4%，总氮去除率达到了92.5%，COD去除率达到97.2%, 氨氮去除负荷0.6 kg N/（m³ ·d）。适合SNAD工艺的最佳C/N比为0.2～0.6，当COD浓度过高时，会抑制厌氧氨氧化细菌，使SNAD工艺的处理效果明显下降。     

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。     

常温低基质下磷酸盐对厌氧氨氧化反应的影响

采用上向流厌氧氨氧化生物膜滤池反应器，研究了在进水温度（25±1）℃、pH值7．5～7．7、进水NHf—N及NO2--N浓度30-45iiig／L、COD小于10mg／L的条件下磷酸浓度对厌氧氨氧化反应的影响。实验结果表明，当TP〈5mg／L，磷酸盐浓度对厌氧氨氧化反应没有影响；当TP在5～7．5mg／L之间时随着磷酸盐浓度的增高氨氮的去除受到抑制，总氮的去除率随之降低。停止投加磷酸盐后系统处理效能可以快速恢复。     

不同泥源对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用2套上流式生物膜反应器,分别接种少量厌氧氨氧化污泥和大量硝化污泥,考察其对厌氧氨氧化反应器启动的影响。污泥接种入反应器后,测得接种厌氧氨氧化污泥的反应器(R1)内MLSS为0.22 g/L,另一个反应器(R2)MLSS为2.7 g/L。与直接接种厌氧氨氧化污泥相比,R1经过72 d的运行才显现出厌氧氨氧化特性。经过114 d的培养,前者氮去除速率由0.23 kg/(m3.d)提升到5.29 kg/(m3.d),总氮去除率大于89%;R2的氮去除速率由0.01 kg/(m3.d)提升到1.1 kg/(m3.d),总氮去除率大于84.6%。说明普通污泥启动需要一个较长的筛选过程,直接接种少量的厌氧氨氧化污泥比接种普通的污泥能够更快启动厌氧氨氧化反应器。     

两种一体式全程自养脱氮反应器的启动与运行特征对比

针对采用一体式全程自养脱氮(CANON)工艺的活性污泥反应器和移动床生物膜反应器(MBBR)进行了超过400 d的考察，并对两者的运行特征进行了比较。结果显示，活性污泥CANON反应器经过长期运行，内部的污泥絮体首先聚集形成了生物膜，生物膜经刮擦脱落后可进一步形成颗粒污泥；转化形成的颗粒污泥系统对氨氮和总氮的平均去除率分别为97.6%和81.8%。在MBBR中，系统对氨氮和总氮的去除受曝气的制约，平均值分别为87.0%和72.9%;另外由于生物膜的保护，长期运行后亚硝酸盐氧化菌(NOB)将难以被抑制。反应器微生物群落组成结构显示，生物膜中的氨氧化菌(AOB)、NOB和厌氧氨氧化菌(AnAOB)相对丰度分别为5.66%、2.99%和21.10%,而颗粒污泥中这3种功能菌的相对丰度分别为7.62%、0.34%和6.85%。     

ANAMMOX与反硝化协同作用及氮素负荷研究

向成功启动并稳定运行630 d后的UASB生物膜反应器系统连续添加有机物,分析其对厌氧氨氧化反应脱氮效果的影响,并进行氮素浓度负荷试验.在厌氧氨氧化反应器系统中连续投加有机COD(葡萄糖),系统运行稳定,有机COD(葡萄糖)存在对系统去除氮素能力影响不大,有机COD去除率达到92.0%,仅用23 d,在同一反应器系统中成功实现了厌氧氨氧化与反硝化协同作用脱氮.氮素浓度负荷试验阶段,进水氨氮(NH 4-N)、亚硝氮(NO-2-N)以及总氮(TN)浓度负荷分别从0.063 kg/(m3·d)和0.063 kg/(m3·d)和0.126 kg/(m3·d)提升到了0.239 kg/(m3·d)、0.315 kg/(m3·d)和0.554 kg/(m3·d),相应去除率分别为84.0%、93.0%和85.0%,厌氧氨氧化工艺的UASB生物膜反应器对氮素浓度负荷仍有很大提升空间.     

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。     

深型地下土壤渗滤系统中氮的去除途径

为了系统研究氮在深型地下土壤渗滤系统中的去除途径，本次实验采用直径30cm，高200cm的有机玻璃柱模拟地下土壤渗滤系统；柱内分层装填取自北京顺义的土壤。在水力负荷为8cm／d的条件下，取得了较好的脱氮效果；氨氮去除率为99．80％；TN去除率为83．68％。通过观察氮沿土柱深度的变化规律发现，在1．30m以上的区域随着氨氮浓度的降低硝氮浓度逐渐增大，同时总氮浓度也在不断降低，约有30．55％在此区域被去除；通过氮元素质量平衡证明这部分氮是通过厌氧氨氧化反应去除的。在1．30m以下反硝化反应是脱氮的主要途径，在此过程中难降解有机物被利用。     

厌氧氨氧化菌接种污泥的选择培养过程研究

厌氧氨氧化菌的2种不同接种污泥培养实验表明,厌氧消化污泥和好氧硝化污泥均可成功启动厌氧氨氧化过程.接种厌氧消化污泥比好氧硝化污泥培养的厌氧氨氧化菌启动快,但后者去除效果较好.接种好氧硝化污泥的反应器的厌氧氨氧化速率随着氨氮基质进水浓度的增加呈线性增加.进水氨氮浓度为280 mg/L时的氨氮平均去除率达91%;而接种厌氧消化污泥的相应氨氮平均去除率仅为52%.厌氧氨氧化过程以接种好氧硝化污泥来启动为宜.     

ASBR厌氧氨氧化反应器的快速启动及脱氮原理分析

以城市生活污水为基本水质进行配水,采用ASBR研究了厌氧氨氧化反应器的快速启动过程及脱氮性能。实验条件如下:T为(35±1)℃、HRT为24 h、pH为7.2～7.5,进水NH4+-N、NO2--N浓度为40～160 mg/L,TN负荷为0.08～0.34 kg TN/(m3.d),按2∶1比例混合接种好氧短程硝化污泥和厌氧氨氧化污泥,经49 d运行成功启动厌氧氨氧化反应器,并实现稳定运行。实验结果表明:稳定运行期NH4+-N、NO2--N去除率分别达96%和98%;NH4+-N、NO2--N去除量与NO3--N生成量比值为1∶1.05∶0.29,较为接近理论值;成功启动的反应器出水pH高于进水;系统TN去除率平均值为79.7%;反应器内存在反硝化与厌氧氨氧化的协同作用,实现了部分COD去除;污泥由深棕色絮状变成红褐色颗粒状,经SEM扫描电镜观察污泥菌群种类单一,多为球状菌,有漏斗状缺口,具有典型氨氧化菌形态特征。     

温度对哑硝化及氧化哑氮释放的影响

采用批次实验的方法探讨了3种不同温度（15℃，25℃，35℃）对亚硝化及其过程中温室气体氧化亚氮释放情况。结果表明，温度对亚硝化过程及氧化亚氮的释放有显著影响。在15～35℃范围内，随着温度的升高，氨氧化率和亚硝化积累率逐渐升高，N2O释放量也逐渐增大，35℃可以作为适宜的亚硝化温度，平均氨氧化率为50．9％，亚硝化积累率为55．6％，NO-2-N与Nrl4-N出水浓度比为1．1，氨氧化率，亚硝化积累率和出水中亚硝氮与氨氮浓度比较合适，从而可以为厌氧氨氧化工艺提供合适的进水，但在此温度下平均N2O释放量相对较高，为1．494la,g／gMLSS。     

分段进水多级生物膜反应器脱氮效能影响因素研究

采用分段进水多级生物膜反应器处理高氮低碳小城镇污水,考察负荷、溶解氧和温度对反应器脱氮效能的影响。实验结果表明:负荷、溶解氧和温度对反应器脱氮效能有显著影响。在水温为20～25℃,DO为5 mg/L,负荷为1 kgCOD/(m3.d),挂膜密度为30%,第1、3、6级分段进水,流量分配比为2∶2∶1的条件下,在反应器中可成功构建出高效同时硝化反硝化系统,出水COD、NH4+-N和TN浓度分别为33 mg/L、2.6 mg/L和29.4 mg/L,去除率分别为90.1%、96.0%和63.9%。当水温≤15℃时,硝化速率受温度的影响显著。     

管式反应器处理生活污水的效能

研发了一种基于射流曝气的管式反应设备,考察了负荷和DO对反应器处理效能的影响。实验结果表明,在温度为15℃、DO 6.0 mg/L、有机负荷为1.0 kg COD/(m3.d)、氮负荷为0.30 kg TN/(m3.d)、HRT为8 h的条件下,管式反应器可使生活污水的COD、NH4+-N及TN分别从335 mg/L、105 mg/L及110 mg/L降至43 mg/L、14 mg/L及18 mg/L,去除率分别为87%、86%和83%。DO对反应器脱氮效能影响显著,DO为6 mg/L时,能构建出同步硝化反硝化系统,NH4+-N和TN的去除率分别为96.6%和86.7%。     

湿热水解处理餐厨垃圾氮素转化规律

为了研究餐厨垃圾湿热水解过程中氮素的变化规律，设计了10、30、60、90和120℃5个温度水平以及30、60、90、120、150和180min6个加热时间水平，进行了30组完全实验，对不同湿热条件下餐厨垃圾粗蛋白、TN、NH4＋-N、NO3-N、有机氮及氨基酸等氮的不同存在形式的变化规律进行实验研究。结果表明，10、30及60℃条件下蛋白质的高级结构不会改变，利于粗蛋白的积累，且在温度120℃，加热时间90min条件下粗蛋白百分含量最高，占干物质的31．34％；随温度的升高和加热时间的延长TN、NHf-N和有机氮含量均上升；当温度达到120℃，由于水解反应，各温度处理下NHf．N浓度超过有机氮浓度，而NO3-N始终维持较低水平。氨基酸总量随温度的升高和水解时间的延长呈上升趋势，当温度达90％，加热时间达180min时，处理后餐厨垃圾总氨基酸百分含量最高，达164％，但温度达到120℃时，随着处理时间的延长，餐厨垃圾总氨基酸含量明显降低。     

反硝化生物滤池深度脱氮机理

研究了反硝化生物滤池对污水中硝酸盐氮的脱氮机制及其影响因素。结果表明,在实验室小试条件下,反硝化生物滤池启动14 d后出水基本达到稳定,NO3--N和TN的去除率分别为80%～88%和76%～80%,COD的去除率达到80%以上。稳定运行期,在室温20～29℃、水力负荷为1.5～2 m3/(m2.h)、COD/TN为3.7～4.5的条件下,反应器对NO3--N和TN的去除率分别为70%～85%和47%～64%,且在运行过程中出现了少量NO2--N的积累。分析反硝化生物滤池沿水流方向有机物浓度及氮形态分布发现,沿水流方向NH4+-N浓度基本保持不变;NO2--N浓度在滤层底部至40 cm高处积累较为明显,其后浓度基本不变。     

高氨氮废水的半硝化工艺影响因素

采用泳动床反应器对含高浓度氨氮的污泥脱滤液进行了半硝化反应影响因素研究。实验结果表明,半硝化工艺可以在较高负荷条件下运行,其出水NO2--N/NH4+-N比例稳定在1.1±0.05∶1,基本满足了厌氧氨氧化工艺的进水要求。此外,温度和溶解氧对工艺运行具有重要影响,控制适宜无机碳含量与NH4+-N比值、碱度与氨氮比值有利于半硝化工艺的进行。     

垃圾压缩站污水的生物强化处理

垃圾压缩站污水是一种具有高COD、高NH3-N特点的有机污水.以厌氧/好氧组合工艺为基础,通过投加高效菌株对活性污泥系统进行生物强化.实验结果表明,与空白相比,厌氧出水COD去除率提高约30%,好氧出水NH3-N去除率提高约20%.最终出水COD《120 mg/L, NH3-N《25 mg/L,均达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)二级排放标准.