曝气生物滤池与地下渗滤系统工艺脱氮除磷

以生活污水为研究对象,考査了曝气生物滤池和地下渗滤系统组合工艺脱氮除磷的性能。工艺运行过程中,曝气生物滤池只考虑COD和氨氮的去除把总氮和总磷的去除分离到地下渗滤系统中。实验结果表明,曝气生物滤池和地下渗滤系统组合工艺有良好的脱氮除磷能力。滤速为0.6 m·h~(-1),气水比为5:1,反冲洗周期为7d时,曝气生物滤池达到最佳运行状态,对C0D、氨氮、TN、TP的去除率分别达到85.3%、83.5%、30%、56%。为了提高TN、TP的去除率,地下渗滤系统采用间歇的方式运行个周期连续进水12 h,放空12 h进水为曝气生物滤池出水,水力负荷为5 cm·h~(-1),对COD、氨氮、TN、TP的去除率分别达到41.3%,62.8%、81.3%,82%。     

土壤渗滤介质系统去除雨水径流污染物

利用昆明当地的土壤在室内填装一个土柱渗滤系统，使用配水浓度模拟昆明市区雨水径流污染物浓度，进行去除雨水径流污染物的实验研究，考察系统对COD、TN、NH4＋、NO3^-、NO2^-和TP的去除效果。实验结果表明，该土壤渗滤系统对COD平均去除率为82．04％，对TN的平均去除率为22．64％，对NH；平均去除率为94．26％，但是对NO3^-、NO2^-去除效果较差，对TP平均去除率为96．95％；另外，系统长期运行导致下渗速度降低，出水效果反而变好。     

3种运行模式下CAST工艺脱氮性能

以模拟城市污水为处理对象，采用循环式活性污泥法（CAST）反应器，对3种运行模式（M1：常规模式，M2：缺氧好氧模式、M3：缺氧好氧交替模式）下系统的脱氮性能进行了研究，比较了各模式下CAST反应器的氨氮和总氮的去除效率，并对各模式下典型周期内氮基质浓度变化进行了考察，以确定系统的脱氮模式。结果表明，在氨氮去除不成为限制条件（去除率〉90％）的条件下，3种运行模式下系统总氮的平均去除率分别为67．3％、70．6％和82．4％，以缺氧好氧交替模式下的最高；M1、M2和M3均可实现亚硝酸型硝化，但随着温度的升高，亚硝酸型硝化逐渐消失。静态实验分析表明，3种模式下系统的氨氧化速率大小次序为：vN：M1〉vN：M2〉vN：M3，反硝化速率大小次序为：vDN,M2〉vDN,M3〉vDN,M1。     

SBR用于焦化废水生物处理的试验研究

采用SBR工艺对焦化废水的有机物降解和生物脱氮进行了研究。试验结果表明，焦化废水的生物脱氮是以短程硝化／反硝化的途径存在的，而且在好氧阶段存在同时硝化／反硝化(SND)过程。好氧阶段的反硝化效率约占整个反应周期脱氮效率的37.0％。SBR反应器对NH3-N的去除效率在95.8％～99．2％，COD的去除率在85．3％～92．6％。由于出水中NO2-N的积累，NO2-N对COD浓度贡献值得关注。     

同步硝化反硝化生物脱氮技术研究

讨论了影响同步硝化反硝化反应的各参数，并进行了单因素实验与正交实验，获得了同步硝化反硝化生物脱氮工艺运行的最佳条件：DO浓度控制在0．5～2mg／L，COD浓度为600～800mg／L，混合液悬浮固体（MLSS）为5000mg/L，pH值在8．0左右，反应时间为6h。在此条件下，氨氮及COD的去除率都较高，分别达85％和95％，总氮去除率为68．5％。     

微电解法强化生物脱氮的实验及反应特征分析

通过铁炭微电解法强化SBR工艺脱氮效果的试验研究了解到,在进水中氨氮浓度分别为30、60和100 mg/L时,微电解-SBR工艺对氨氮的去除效果比独立的SBR工艺有明显的优势,去除率可以维持在95%左右.在进水中总氮浓度分别为30和60 mg/L时,微电解-SBR工艺对总氮的去除率比SBR工艺提高了20%～30%,利用DO-微小电极对铁污泥絮体及同样条件下的活性污泥内部物质变化进行测试,结果表明,微电解-SBR工艺所以能强化脱氮效果是微电解物化作用及后续铁污泥系统发生好氧同步硝化反硝化脱氮作用的共同结果.     

水力负荷和回流比对前置反硝化BAF系统处理玉米青贮液的影响

采用前置反硝化BAF系统处理玉米青贮液，在前期实验的基础上重点考察了水力负荷和回流比对COD、NH3-N、TN的去除效果。结果表明，前置反硝化BAF系统处理玉米青贮渗出液有着良好的除碳脱氮效果；在气水比为2：1、水力负荷2．60m3／（m2·h）、回流比为300％的条件下COD、NH3-N、TN的去除率分别达到89．6％、84．5％和81．3％；出水浓度分别为22．36、16．28和22．81mg／L；水力负荷影响着系统内生物膜的更新速度、生物膜的厚度以及水的剪切力大小；回流比对该系统脱氮性能有着重要影响，当回流比从50％提高到300％时TN去除率显著提高，从42．3％增加到81．3％，增加了39．0％。     

微电解强化微生物菌种对高氨氮低碳氮比黑臭水的脱氮研究

针对高氨氮低碳氮比(C/N)黑臭水进行脱氮研究，通过硝化菌和反硝化菌共同作用，并在后期耦合铁碳微电解(IC-ME)强化脱氮。单因素控制变量实验表明，硝化菌和反硝化菌在30℃硝化/反硝化效果较优，平均氨氮去除率为71.62%,硝态氮去除率可达到67.52%;在溶解氧(DO)为3 mg/L时硝化效果较好，平均氨氮去除率达到了70.08%;在后期投加150 g/L铁碳填料时，反硝化效果最好，2#和3#反应器硝态氮去除率最高分别提高到了81.78%和91.17%。长时间运行反应器后，氨氮去除负荷达到0.193 kg/(m³·d),化学需氧量(COD)去除负荷达到1.786 kg/(m³·d)。单独的微生物菌种针对高氨氮低C/N黑臭水脱氮还有一定的局限性，通过后期耦合IC-ME,脱氮效率明显提升，总氮(TN)去除率可从45.65%提升到58.91%。     

高效脱氮除磷耦合技术物料平衡系统的构建

为了明确系统中反硝化脱氮的具体途径，在传统活性污泥工艺物料衡算方法的基础上，构建了基于短程硝化、同步硝化反硝化和反硝化除磷耦合技术的新型物料平衡系统。以AAO工艺为例，计算了系统稳定运行期间，碳、氮和磷的物料流向，量化了反硝化的5种脱氮途径。结果表明，通过物料衡算推导，系统短程硝化（PN）效率为64．36％。同步硝化反硝化（SND）效率为57．37％；反硝化除磷（DPR）效率为7．82％。对反硝化途径的分析发现，通过亚硝酸盐型同步硝化反硝化去除的氮占32．7％，而作为除磷电子受体得到去除的氮占11．4％。     

不同温度对SBBR同步短程硝化反硝化处理炼油催化剂废水的影响

采用SBBR在溶解氧1.0 mg/L条件下考察了不同温度对实际炼油催化剂废水脱氮系统效能的影响.结果表明,SBBR容积负荷及同步硝化反硝化(SND)三氮去除率与进水氨氮浓度正相关.不同进水浓度下,反应器SND三氮去除率最高可达40％左右.33、30及28℃条件下,反应器亚硝积累率均可稳定保持在90％以上.不同温度下短程硝化反硝化pH值及ORP变化趋势基本一致,结合在线监控pH值及ORP变化规律调控反应时间,最大限度保证短程硝化的稳定性.     

异养硝化细菌Alcaligenes sp.S3除氮特性及动力学

从湘江生活污水排污口分离纯化的一株菌Alcaligenes sp.S3,在氨氮浓度为400 mg/L时,经过192 h的降解,氨氮的去除率达到88%,并且NH2OH和NO2--N并没出现积累。在对不同浓度的氨氮进行一级动力学拟合时发现,只有氨氮浓度较高时才很好地符合,浓度为500 mg/L时R2达到0.9923。酸性环境对Alcaligenes sp.S3生长有抑制作用,在pH7.5～10生长较好。摇床转速对Alcaligenes sp.S3除氮影响不大,C/N过低或过高对Alcaligenes sp.S3除氮都有影响。     

A／O-MBR工艺处理校园生活污水中水回用工程的设计与运行

针对Et处理量为1500m3的高校中水处理设施，论述了缺氧／好氧-MBR（A／O—MBR）处理工艺运行特性，完成了长效监测及经济性评价。系统MBR池污泥浓度（MLSS）控制在8～12g／L，缺氧池和好氧池水力停留时间（HRT）分别为3h和7h，污泥回流比为200％～300％。当进水COD、总氮、氨氮平均浓度分别为481．3、75．1和65．8mg／L时，出水COD、总氮、氨氮平均浓度分别为16．5、13．4和0．7mg／L，平均去除率分别为96．4％、81．9％和99．0％。在进行化学除磷的情况下，出水总磷的平均浓度为0．8mg／L，平均去除率86．5％。出水水质优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB／T18920—2002）中的相应水质指标要求。经济性分析结果显示，该中水站的电耗为0．58kWh／m3。     

ABR-生物滴滤池组合工艺处理农村生活污水

采用ABR-生物滴滤池组合工艺,研究在水力停留时间为3 d、滴滤池水力负荷为5 m3/（m2·d）的条件下,组合工艺对生活污水中主要污染物的去除效果、滴滤池内部污染物浓度变化和微生物的沿程分布规律。实验结果表明,组合工艺对COD、TN、NH＋4-N和TP的平均去除率分别可达73%、32%、58%和30%;滴滤池内各层污染物浓度除TP在中层略有升高外,其余均沿程逐渐降低。滴滤池底层对各种污染物的去除能力均较强,原因是果壳活性炭填料较强的截留吸附能力以及底层微生物优势菌属较好的降解作用。总氮的去除依靠滴滤池内填料的物理化学作用和微生物同步硝化反硝化作用,其中微生物作用约占60%,成为脱氮的主要途径。     

Investigation of nitrification and nitrogen removal from centrate in a submerged attached-growth bioreactor.

The purpose of this study was to investigate the nitrification and nitrogen removal from centrate produced in the dewatering process of anaerobically digested sludge, using a single-unit, single-zone submerged attached-growth bioreactor. The nitrogen loading varied from 0.54 to 1.51 kg-N/m3 x d. Stable ammonia oxidation (nitritification) to nitrite was demonstrated. A nitritification efficiency of 98% was achieved, while the denitrification efficiency varied from 84 to 99% (with methanol). The average total nitrogen removal was 85%. Inhibition of nitrite oxidation by a limited penetration of dissolved oxygen into the biofilm and free ammonia resulted in the accumulation of nitrite, while inhibition of ammonia oxidation by free nitrous acid did not occur. The quantity of biomass, in terms of volatile solids, ranged from 10123 to 16034 mg-VS/L of media.     

沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中氨氮的研究

利用沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中的氨氮,研究了沸石的静态吸附性能以及不同运行参数对处理效果的影响.结果表明:(1)沸石具有快速吸附,缓慢平衡的特点.采用氨氮质量浓度为5.00 mg/L的使用溶液进行静态吸附实验,当吸附时间为30 min时,氨氮质量浓度为0.66 mg/L,去除率为86.8%,之后氨氮浓度和去除率基本保持不变.(2)水力负荷对氨氮的去除率影响不大,随着水力负荷的升高,氨氮去除率总体呈小幅度下降趋势.当水力负荷由0.4 m~3/(m~2·h)提高到1.3m~3/(m~2·h)时,氨氮平均去除率降低了13.2%.(3)在实验范围内,随着气水比的增大,氨氮平均去除率略有上升.当气水比为0.5(体积比,下同)、1.0、1.5时,氨氮平均去除率分别为81.8%、85.3%、86.7%.(4)氨氮去除主要发生在填料层200～600 mm处,600mm处的氨氮去除率已经达到89.7%,占总去除率的96.9%,而600 mm处后的氨氮浓度趋于平缓,去除率变化很小.     

气水比对曝气生物活性炭处理原水的影响

针对从臭氧-活性炭工艺中开发出来的预臭氧-曝气生物活性炭,在不同气水比工况下进行实验,分析了不同气水比对曝气生物活性炭处理微污染原水的影响与作用。结果表明:在滤速为8～12 m/h,空床接触时间为11.5～15.4 min,装填密度为510 g/L条件下,不同气水比对去除氨氮的影响大于对CODMn的影响。气水比为0.3∶1时,对氨氮浓度为1.65～2.10 mg/L范围的进水平均去除率为81.9%,亚硝酸盐氮平均积累率为1.4%,CODMn去除率为70.6%。当气水比逐渐增加时,氨氮平均去除率有所提高,亚硝酸盐氮积累率则有所下降,对较低浓度的CODMn影响不大。     

分层填料地下渗滤系统处理农村分散生活污水

为了解决农村生活污水直接排放造成的地表水以及地下水污染问题，本研究采用2种混合填料（5％粉煤灰＋95％土壤和5％腐熟干牛粪＋95％土壤）分层装填的3种不同结构的地下渗滤系统进行农村分散生活污水处理。结果表明，系统对污水中各主要污染因子都有较好的去除作用，且能承受一定的污染负荷波动；除总氮外，系统出水各项指标最低满足《地表水环境质量标准》中Ⅲ类标准，出水外排不会造成地表水污染；添加腐熟牛粪大大提高了系统总氮、硝氮的去除效率，出水稳定后满足地下水环境质量Ⅲ类标准。在应用过程中，建议选择2种填料填充高度各半的填充模式，以便各项指标均能达到最优处理效果。     

A laboratory study of microalgae-based ammonia gas mitigation with potential application for improving air quality in animal production operations

Ammonia gas emission is a major concern in concentrated animal production operations. It not only reduces the manure value as fertilizer due to nitrogen loss, but also has considerable environmental consequences for both animals and ecosystem. In this work, a microalgae culture system was developed as an ammonia gas bioscrubber to reduce ammonia gas emission. The green algae Scenedesmus dimorphus was grown in a flat-panel photobioreactor aerated with ammonia-laden air. A continuous culture was performed at different operational conditions including dilution rate (D = 0.05, 0.1, 0.2, and 0.3 day^?1), ammonia gas loading rate (9.4, 19.3, 28.9, 39.9, 55.6 mg/L-day), and medium pH (5, 6, 7, and 8). The alga culture at 0.1 day^?1 dilution rate, 39.9 mg/L-day ammonia gas loading rate, and pH 7 resulted in the highest cell density and biomass productivity. In order to provide a wide spectrum evaluation of the algae-based ammonia mitigation system, four parameters were determined, including ammonia removal rate, overall ammonia gas removal efficiency, cellular ammonia consumption rate, and cell yield based on ammonia input. Depending on the operational conditions used, the maximum values of those four evaluative parameters were 50.92 ± 2.91 mg/L-day of ammonia removal rate, 94.90 ± 1.87% of ammonia removal efficiency, 0.0597 ± 0.0024 g NH₃/g cell-day of cellular ammonia consumption rate, and 19.40 ± 2.52 g cell/g NH₃ of cell yield based on ammonia. It was also found that the majority of nitrogen in the ammonia gas was assimilated by the algal cells. At D = 0.1 day^?1, 39.9 mg/L-day of ammonia gas loading rate and pH 7, algal biomass assimilated 98.6% of nitrogen contained in the ammonia gas input, with less than 5% of inlet ammonia gas was exhausted after the algal treatment.

Implications: This study demonstrated the effectiveness of using microalgae for mitigating ammonia gas emission from animal production operations. The results enabled us to better understand the mechanisms of ammonia assimilation by microalgae, the engineering design parameters for the process scale up, and the economic viability of the system. Eventually, it will lead to a novel, alternative method for mitigating ammonia gas emission from concentrated animal operations while producing biomass as high-quality feed ingredient.     

Gaseous ammonia uptake in compost biofilters as related to compost water content

Sewage sludge and yard waste compost were used as biofilter materials and tested with respect to their capacity for removing ammonia from air at different water contents. Ammonia removal was measured in biofilters containing compost wetted to different moisture contents ranging from air dry to field capacity (maximum water holding capacity). Filters were operated for 15 days and subsequently analyzed for NH3/NH4+, NO2-, and NO3-. The measured nitrogen species concentration profiles inside the filters were used to calculate ammonia removal rates. The results showed that ammonia removal is strongly dependent on the water content in the filter material. At gravimetric water contents below 0.25 g H2O g solids(-1) for the yard waste compost and 0.5 g H2O g solids(-1) ammonia removal rates were very low but increased rapidly above these values. The sewage sludge compost filters yielded more than twice the ammonia removal rate observed for yard waste compost likely because of a high initial concentration of nitrifying bacteria originating from the wastewater treatment process and a high airwater interphase surface area that facilitates effective ammonia dissolution and transport to the biofilm.     

矿物载体锯末碳源低温生物修复硝酸盐污染地下水

研究了低温条件下,沸石和火山岩为载体,锯末为碳源的生物反应器对地下水中硝酸盐氮的去除效果。结果表明,在（14±1）℃,水力停留时间18 h,进水硝酸盐氮浓度为27 mg/L的条件下,以锯末为碳源能有效去除地下水中的硝酸盐,沸石为载体时对硝酸盐氮的平均去除率为98%;火山岩为载体时对硝酸盐氮的平均去除率为95%。实验过程中出现铵盐和亚硝酸盐的积累,出水中氨氮浓度为1～2.55 mg/L,亚硝酸氮浓度为0～0.98 mg/L。出水pH均介于7～8,满足饮用水标准中pH的要求（6.5～8.5）。