曝气生物滤池去除有机物及硝化氨氮的影响因素研究

采用以陶粒为填料的曝气生物滤池(BAF)处理低浓度生活污水,研究在气水比一定的条件下,水力负荷、有机负荷及氨氮负荷对BAF去除有机物及硝化氨氮的性能的影响.研究结果表明,当试验进水COD为105.8～156.6 mg/L,气水比为3:1的条件下,降解有机物的最佳水力负荷为1.35～1.68 m3/(m2·h),COD平均去除率为86.3%.氨氮负荷是影响反应器硝化性能的直接因素.当水力负荷为1.05 m3/(m2·h),平均进水COD为106.1 mg/L时,若使出水氨氮低于15 mg/L,则反应器能承受的最大进水氨氮负荷为0.5 kg/(m3·d)左右.并确立了相应的反应器动力学模型.     

不同填料组合的曝气生物滤池前置反硝化工艺特性的比较研究

研究了2组不同填料组合的前置反硝化曝气生物滤池(BAF)脱氮工艺:陶粒-沸石工艺(C-Z BAF)和沸石-陶粒工艺(Z-C BAF),比较二者在不同的水力停留时间(HRT)、气水比和回流比条件下的工艺特性。当进水COD、氨氮和TN容积负荷分别为0.72～5.97、0.09～0.60和0.11～0.78 kg/(m3.d)时,C-Z BAF和Z-C BAF的最佳HRT、气水比和回流比分别为1.5 h、5∶1、1∶1和1.5 h、5∶1、2∶1,相应COD、氨氮和TN的平均去除率分别为94.7%、99.0%、62.2%和93.2%、99.5%、70.1%。单因素方差分析结果表明,HRT对2组工艺的各种污染物的去除率均有显著影响;回流比对Z-C BAF的TN去除率存在显著的影响,而对C-Z BAF的TN去除率几乎没有影响。污染物沿程分布分析结果表明,两组工艺的COD去除主要发生在缺氧滤池以及好氧滤池0～0.3 m的填料区;硝化作用主要发生在好氧滤池的0～0.6 m填料区,Z-C BAF工艺的硝化速率高于C-Z BAF工艺。Z-C BAF工艺存在明显的同步硝化反硝化作用,且Z-C BAF工艺的脱氮性能优于C-Z BAF工艺。     

再生核桃壳-沸石复合填料曝气生物滤池处理有机含铬废水的研究

把再生核桃壳-沸石复合填料用于曝气生物滤池(BAF)处理有机含铬废水,优化了BAF运行的水力负荷条件,考察了污染物去除的沿程变化特性。结果表明,再生核桃壳-沸石复合填料比表面积和孔体积增大,抗压强度符合《水处理用人工陶粒滤料》(CJ/T 299—2008)的标准要求,BAF启动和耐铬微生物驯化效果好。在水力负荷0.12m3/(m2·h)、水力停留时间12h、DO5mg/L的优化条件下,COD、氨氮和总铬去除率可维持在98%左右。填料层高度为45cm基本可实现污染物的去除。研究可指导复合填料的重复利用,有利于节约资源。     

核桃壳-陶粒填料曝气生物滤池去除氨氮的研究

对核桃壳-陶粒填料曝气生物滤池(BAF)的挂膜启动和处理效果进行了研究,同时考察不同的水力负荷、气水比、填料层高度对污染物去除效果的影响。结果表明:微生物在核桃壳-陶粒填料上成功挂膜仅需21d,运行稳定后核桃壳-陶粒填料BAF的COD、氨氮去除率分别稳定在92.0%、88.3%左右;在水力负荷为0.06~0.08m3/(m2·h)、气水比为9∶1(体积比)的条件下,核桃壳-陶粒填料BAF处理效果较好且较稳定,氨氮和COD去除率可达70%以上;填料层0~15cm段为核桃壳-陶粒填料BAF去除COD的高效段,15~30cm段为去除氨氮的高效段。     

利用生物曝气滤池修复受污染水源

利用生物曝气滤池(BAF)对微污染水源水去除氨氮及有机物进行了试验研究。试验表明,在进水氨氮为6mg／L左右时,BAF可在8m／h的滤速下运行,氨氮去除率大于88％;在氨氮进水为2mg／L时,BAF可在16m／h的滤速下运行,氨氮去除率大于84％。BAF对水中的三氯甲烷前体物去除率较低(16％),对AOC的去除率为58％。BAF中载体上的生物膜主要聚集在表面的凹陷和孔洞处,不能完全覆盖载体表面。     

曝气生物滤池中碳和氮代谢特性

用充填陶瓷滤料的曝气生物滤池研究碳和氮代谢特性.曝气生物滤池进水氨氮为52 mg/L左右、COD为100 mg/L左右和回流比为200%时,经过20多d的运行,出水氨氮小于0.05 mg/L、COD小于25 mg/L、亚硝态氮为4.7 mg/L和硝态氮为7.1 mg/L,COD去除率达75%,氨氮去除率达99.9%,总氮去除率达78%;过大和过小的回流比对曝气生物滤池的运行性能都是不利的.研究成果可以应用于一般城市污水以及含低COD、高氨氮工业废水的处理.     

一种新型复合球填料在低浓度污水再生回用中的应用研究

新型复合球填料为沸石与悬浮球填料的有机组合体,密度约为0.92～0.97g/cm3,比表面积为711～1185m2/m3,表面粗糙,物化性能稳定.在曝气量为20∶1,停留时间为6 h时,装有新型复合球填料的反应柱挂膜容易,成膜时间短,膜不易脱落,且生物相丰富.膜成熟时对生活污水中的氨氮和COD都有很好的去除效果,出水氨氮浓度≤2 mg/L,去除率≥93%;出水COD浓度≤22 mg/L,去除率≥80%.新型复合球反应柱在稳定状态处理低浓度的二级出水时,出水氨氮浓度≤2 mg/L,去除率≥89%,出水COD浓度为10～36 mg/L,去除率为48%～81%.出水水质符合GB50335-2002标准.     

进水碳氮分离对曝气生物滤池的影响

BAF具有良好的硝化能力.以BAF取代A2N工艺中的接触氧化,在BAF进水前发生有机物和氨氮的分离(碳氮分离),实验研究了碳氮分离对BAF运行特性的影响.结果表明,碳氮分离使硝化段延长1.0 m左右,平均提高NH4-N去除量6 mg/L左右;碳氮分离可将BAF柱反冲洗周期延长至7～8d,降低反冲洗用水用气量1/3左右,反冲后30min内即可迅速恢复硝化能力;碳氮分离使BAF柱内硝化菌占据优势,进水端0.3m处,硝化菌比例达到70％,而无碳氮分离情况下,硝化菌比例仅20％.     

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.     

侧沟式膜泥法一体化OCO工艺中水力停留时间对脱氮除碳的影响

在传统OCO工艺基础上设计了一体化OCO工艺，在厌氧区放置填料，将二沉池和生物反应器合建，并就水力停留时间(HRT)对生物反应器脱氮除碳的影响进行研究。在进水COD为260～360 mg/L，好氧区DO为2 mg/L左右，缺氧区<0.5 mg/L，MLSS为4 500 mg/L左右时，分别研究了不同HRT下的脱氮除碳效果。研究结果表明：随着HRT的逐渐增大，出水COD值无明显波动，COD去除率达到90%以上，出水氨氮随着HRT的增大而降低；但仅当HRT为12 h左右时，氨氮和总氮均有良好的去除效果，去除率分别可达到93%和80%。     

生物活性炭填料反应器处理含盐水体的硝化性能

以颗粒活性炭为填料,采用盐度梯度两步驯化法构建含盐水体生物滤器硝化功能,研究了生物滤器稳定后水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)、进水氨氮负荷和CODMn/N等对反应器硝化性能的影响。结果表明,25～27℃,盐度30的含盐水体生物滤器硝化功能构建需73 d,其中淡水生物滤器硝化功能构建需28 d,淡水驯化为盐度15的生物滤器需19 d,盐度15驯化为盐度30的生物滤器需26 d;实验条件下生物活性炭填料反应器中生物量达到146～742.1 nmolP/g-BAC;调节进水氨氮浓度2 mg/L左右时,最佳HRT为1 h,氨氮去除率达到84.98%,相应的氨氧化菌和硝酸菌氧吸收速率(oxygen uptake rate,OUR)分别为2.091和1.948 mg O2/(g-BAC.h);HRT为1 h时,随着进水氨氮负荷的加大,氨氮去除率逐渐降低,当进水氨氮负荷由0.12增加到0.48 g-N/(kg-BAC.d)时,氨氮去除率由84.98%降低到41.68%,同时氨氧化菌OUR由2.091降低到0.625 mg O2/(g-BAC.h);随着CODMn/N的升高,氨氮去除率下降,CODMn/N从1～8时,氨氮去除率由84.98%降低到53.64%,CODMn去除率却逐渐增加,由40.86%增加到93.59%,异养菌OUR随着CODMn/N升高呈上升趋势,最大达到0.914 mg O2/(g-BAC.h)。     

COD浓度和进水流量比对一体化工艺脱氮除碳的影响

保持进水总流量不变，以一定流量比同时从缺氧区和厌氧区进水，探讨了不同进水流量比(R=Q_厌/Q_缺)和进水COD浓度对中心岛式一体化OCO工艺脱氮除碳的影响。研究结果表明，进水COD浓度和进水流量比Rs对COD的去除效果影响不大，出水COD浓度一直稳定在50 mg/L以下，去除率在92%以上；进水COD浓度和进水流量比Rs共同决定着系统TN的去除效果，进水COD浓度为100 mg/L、200 mg/L时，TN去除率随着进水流量比Rs的减小呈增加的趋势；当进水COD浓度为 300 mg/L时，TN去除率随着进水流量比Rs的减小呈先升高后降低的趋势，在进水流量比Rs为3∶1时TN去除率最高，达到87%。     

单级与二级BAF工艺除碳硝化效能的对比研究

在总曝气量、HRT、水温、进水水质相同的条件下,对比研究了单级(BAF C/N)和二级曝气生物液池(BAF C+N)处理生活污水的除碳硝化效能。结果表明,将除碳和硝化分级有利于提高BAF工艺的处理效能。分级后,C柱较C/N柱具有更高的COD去除容积负荷,且出水COD浓度稳定低于50 mg/L;二级BAF工艺出水NH4+-N浓度由单级BAF的5～12 mg/L降至5 mg/L以下,且N柱在pH<6.3时依然能够进行硝化;N柱中下部具有较高的微生物活性,平均比耗氧速率为32 mg O2/(g VAS·h)。二级BAF中C柱的反冲洗周期和强度与单级BAF相同,而N柱的反冲洗周期则延长至5～7 d,能够降低反冲洗能耗和用水量。     

沸石曝气生物滤池去除氨氮性能及生物学特征分析

天然沸石具有较大的孔隙率和比表面积,对氨氮有较强的选择性离子交换能力.运用天然沸石曝气生物滤池处理城市污水厂二级生化出水,结果表明,曝气生物滤池有良好的去除效果.在气水比为3∶1,水力负荷为1 m/h,温度＞20℃情况下,沸石曝气生物滤池对城市污水厂二级生化出水COD去除率为12.7%,NH3-N去除率为96.6%;试验系统沿程微生物活性和微生物量呈现逐渐下降趋势,而单位生物量的生物活性沿程分布则与此相反;曝气生物滤池对水中污染物的去除主要集中在底部进水端部分,当水流达到距进水端上方105 cm时,曝气生物滤池对水中NH3-N的去除率已达86.8%(占氨氮总去除率的90%),COD的去除率为13.3%(占COD总去除率的67%).     

特异性移动床生物膜反应器处理赖氨酸发酵废水

选用SDC-04特殊填料作为载体,构建特异性移动床生物膜反应器(SMBBR)进行实际赖氨酸发酵废水处理的中试研究。结果表明:SDC-04单个填生物膜量可达0.461 3g。经过45d挂膜成功后,对进水COD质量浓度在1 208~2 887mg/L的实际赖氨酸发酵废水进行处理,出水COD质量浓度可下降到60mg/L左右,满足《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)的要求;出水氨氮平均去除率为99%,TN平均去除率为76%;通过Illumina HiSeq高通量测序发现,生物膜中变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度之和达到70.5%,是优势种群。     

曝气生物流化池生物强化处理高氨氮制革废水研究

以曝气生物流化池(ABFT)I艺为核心,通过投加高效菌酶添加剂(简称菌荆)的方法对高氨氮制革废水进行生物强化处理研究.结果表明,在菌剂投加量为0.4 kg/m3,总水力停留时间为32 h(其中生化处理段水力停留时间为29 h)条件下,菌剂投加10 d后氨氮的去除率可达80.2%,25 d后系统即可稳定运行;出水氨氮平均为4.8 mg/L,去除率为98.8%;出水COD平均为137 mg/L,去除率为76.4%.无机碳化合物和生长因子对硝化反应有促进作用,使氨氮的去除率提高约6.6%.该结果显示了ABFT工艺在处理高氨氮制革废水上具有明显优势.     

分段进水对人工快渗系统脱氮效率的影响

为提高人工快速渗滤系统（CRI）的处理效率,研究了分段进水方式下以河砂/钢渣（1#）和河砂/天然沸石（2#）为填料的两个快渗池中氮的垂直分布规律,以及对氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及总氮四种形态的氮和CODMn的去除效果。结果表明,1#池、2#池采用2∶1的进水比例在表层下600 mm处分段进水对总氮的平均去除率分别为50.90%和45.93%,相对常规进水1#、2#池总氮去除率分别提高12.45%和12.23%,但对氨氮及CODMn的去除率影响较小;1#池、2#池采用1∶1的进水比例在表层下1000 mm处分段进水对总氮的平均去除率分别为47.80%和36.21%,相对常规进水1#、2#池总氮去除率分别提高9.35%和2.51%,但是对氨氮及CODMn的去除率大幅下降。CRI系统中不同形态氮、DO及ORP垂直分布特征显示表层为好氧环境,有利于有机物的分解及硝化作用,底层为缺氧环境,有利于反硝化作用的顺利进行。此外,相对于天然沸石而言钢渣对污染物具有更好的去污效果。本研究表明,选取适当的分段进水位置及进水比例是提高CRI系统对氮的去除率的有效途径。     

水解酸化—多级厌氧—两级串联A/O处理阿奇霉素废水效果研究

阿奇霉素废水具有高COD、高氨氮、高抗生素残留等特点,为提高废水处理工艺的降解效率和稳定性,采用水解酸化—多级厌氧—两级串联A/O工艺对其进行处理。结果表明:当进水平均COD为8 753mg/L时,出水平均COD为377mg/L,COD去除率达到95.69%,多级厌氧段的平均容积产气率为0.136 m3/(m3·d);当进水平均氨氮为324 mg/L时,出水平均氨氮为31mg/L,氨氮去除率达到90.43%;当进水阿奇霉素为63.1mg/L时,出水阿奇霉素为4.5mg/L,阿奇霉素降解率为92.87%。系统稳定运行后,微型动物在一级O池内以豆形虫、草履虫为主,在二级O池内以红斑瓢体虫、表壳虫为主。     

悬浮填料生物膜反应器处理黑水的启动挂膜

采用自然挂膜法在低碳氮比的黑水中启动悬浮填料生物膜反应器,探讨了进水有机物和氨氮负荷率对挂膜启动的影响,分析了挂膜过程中溶解性化学需氧量(SCOD)、氨氮(NH+4-N)和总氮(TN)的去除转化规律及填料上附着生物量和填料生物相的变化规律。研究结果表明,在DO为1.5~2.5 mg/L、温度为(21±2)℃等条件下可快速(43 d)启动生物硝化挂膜,SCOD、NH+4-N和TN去除率分别可达到84%、62%和46%,单个填料上的生物膜量达到0.49 g/个。进水SCOD、NH+4-N负荷率明显影响硝化细菌在填料上的成膜和生物硝化效率。研究认为,进水SCOD、NH+4-N负荷率分别保持5.34g/(m2·d)、1.44 g/(m2·d)左右,能够促快速挂膜并获得良好的短程硝化和同步硝化反硝化效果。     

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%。