SBR工艺交替硝化反硝化运行方式的可行性研究

将交替好氧、缺氧运行方式应用于间歇式污水处理系统(SBR工艺),分别在原水碱度充足和碱度不足情况下考察该运行方式的可行性．结果表明：原水碱度充足时,交替硝化反硝化的运行方式在处理效率上并没有体现出优势;原水碱度不足时,交替硝化反硝化与传统硝化反硝化相比,处理效率与出水水质明显提高,出水氨氮可以达到检测水平．当原水碱度的不足量低于所需碱度理论值的1／3时,采取交替硝化反硝化,无需额外补充碱度就可以达到原水碱度充足情况下的处理效率．如果原水碱度的不足量已超过1／3,采取交替硝化反硝化可最大限度节省额外投加碱度的量,降低处理成本,是一种理想的运行方式．     

低碳氮比猪场废水短程硝化反硝化-厌氧氨氧化脱氮

针对低碳氮比猪场废水传统脱氮法碳源不足的问题,采用SBBR反应器进行短程硝化反硝化-厌氧氨氧化联合脱氮.实验表明,短程硝化反硝化预处理可为厌氧氨氧化创造良好的进水条件;经预处理的猪场废水厌氧氨氧化脱氮效果显著,氨氮、亚硝态氮和总氮的平均去除率分别为91.8%、 99.3%、 84.1%,废水中残留有机物未对厌氧氨氧化效果产生明显影响,氨氮、亚硝态氮、硝态氮平均变化量之比为 1∶1.21∶0.24.色质联用分析结果显示,猪场废水中有机物成分在厌氧氨氧化反应前后未发生明显变化,主要化合物为酯类和烷烃类物质;特殊功能菌种检测结果表明,实验条件下的微生物系统是一个厌氧氨氧化菌与硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌共存的系统,厌氧氨氧化菌是该系统主要脱氮功能菌.     

猪场废水厌氧氨氧化脱氮的短程硝化反硝化预处理研究

在常温(13～20℃)、不调节pH的条件下,采用短程硝化反硝化预处理低C/N（2左右）猪场废水,考察了反硝化与亚硝化过程,并以经过短程硝化反硝化预处理的猪场废水为进水,分析了厌氧氨氧化的脱氮效果.结果表明,采用短程硝化反硝化预处理低C/N猪场废水,可以达到去除部分COD、部分脱氮、控制出水氨氮和亚硝态氮浓度之比在1∶1左右、pH在7.5～8.0左右的目的,为厌氧氨氧化创造了进水条件,全程COD和总氮平均去除率分别为64.3%和49.1%;经过短程硝化反硝化预处理的猪场废水,其厌氧氨氧化脱氮效果稳定,氨氮、亚硝态氮、总氮的平均去除率分别为91.8%、99.3%、84.1%.     

反硝化聚磷SBR与微动力曝气组合技术处理猪场废水的研究

在实验室模拟条件下,以猪场废水(粪尿及冲洗水等混合废水)为例,研究传统SBR(A/O模式)与反硝化聚磷(DNPAO)SBR在脱氮除磷及有机质降解方面的可行性及其功效.结果发现,采用传统SBR工艺直接处理猪场废水,其处理系统效率较低,处理效果不稳定,出水水质不佳,废水处理后出水TN、TP和BOD5的去除率分别为89.08%、86.04%和93.88%.而改用反硝化聚磷SBR,同时配以微动力曝气法,采用废水输入两步法与双循环"厌氧-缺氧/微氧"运行模式,可实现猪场废水TN、TP和BOD5去除率分别高达93.95%、99.26%和99.93%.由于其独特的工艺设计可使处理水NO-3浓度和输出负荷"双低".同时ORP、pH与DO 3项关键参数的动态变化可以间接地揭示微动力曝气SBR技术运行状态及出水水质,但在实际条件下的中试运行成效有待于进一步研究.     

pH对高氨氮渗滤液短程生物脱氮反硝化过程动力学的影响

为考察实际高氨氮垃圾渗滤液短程生物脱氮过程pH对以NO2--N为电子受体反硝化动力学的影响,本研究采用缺氧/厌氧UASB-SBR生化系统处理实际高氨氮垃圾渗滤液,在SBR系统实现稳定短程生物脱氮(120d运行)的基础上,取SBR反应器内的污泥进行不同NO2--N浓度(5、10、20、40、60、80和100mg·L-1)和恒定pH梯度(6.5、7.0、8.0和8.5)下的反硝化批次试验,基于建立的反硝化动力学方程,确定不同pH条件下以NO2--N为电子受体的反硝化动力学常数.试验结果表明,反硝化菌的还原活性受pH影响较大,pH6.5、7.0和8.5时的最大比反硝化速率(k)分别为pH8.0时的49%、61%和63%;4种pH条件下,NO2--N比反硝化速率与其初始浓度均符合Monod方程,然而不同pH下Monod方程曲线一级反应部分的长短不同,由此导致半饱合常数(Ks)和最大比反硝化速率(k)差异较大,pH8.0下Ks和k最大,分别为15.8mg·L-1和0.435g.g-1.d-1.     

SBR法短程反硝化动力学分析研究

实验室中采用SBR反应器,研究短程硝化反硝化工艺的影响因素,通过实验数据对SBR短程硝化反硝化工艺的反硝化动力学方程参数进行确定,通过维持SBR反应器内的水温,控制溶解氧浓度和氨氮浓度等反应条件,分析实验数据,最后推导出短程反硝化动力学方程式.实验中,由于反应起始和反应过程中COD和NO2--N浓度远大于饱和常数,所以短程反硝化反应近似于零级反应,亚硝酸盐氮和有机物浓度对反硝化速率影响很小,反硝化速率仅是温度和pH值的函数.     

缩短厌氧消化时间改善猪场废水厌氧消化液好氧后处理性能的可行性

采用批式厌氧消化以及间歇曝气的摇瓶试验进行猪场废水厌氧-好氧处理,研究了猪场废水厌氧消化对好氧后处理的影响,以及控制厌氧消化进程改善猪场废水厌氧消化液好氧后处理性能的可行性.对猪场废水原水(厌氧消化0d)直接进行好氧处理,COD和NH4 -N去除率分别可达到95%和98%以上,出水COD低于300mg·L-1,NH4 -N低于10mg·L-1.对厌氧消化液进行好氧后处理,出水COD和NH4 -N浓度随好氧处理时间的增长逐渐升高,厌氧消化前处理时间越长,升高时间越早,幅度越大.实验结束时,出水COD基本在500-600 mg·L-1之间;厌氧消化3、6、9、12d的消化液好氧后处理出水的NH4 -N分别达到22.2、105.4、147.6、171.4 mg·L-1.尽管厌氧消化3d时,COD去除率只有47.5%,但消化液好氧后处理的效能仍然没有提高,只是系统恶化的时间略迟于厌氧消化6、9、12d的消化液.厌氧消化液好氧后处理效果差的原因主要是:在厌氧消化过程中,各污染物降解的差异导致了厌氧消化液可生化性降低以及碳、氮、磷比例失调,影响了好氧后处理过程微生物的生长;厌氧消化液中缺乏易降解有机物,导致反硝化效果差,产生的碱度不能弥补硝化过程消耗的碱度,引起pH下降,进而影响了微生物活性.因此,通过缩短厌氧消化时间的方式来改善消化液好氧后处理的性能是不可行的.     

原水添加比例对猪场废水厌氧消化液后处理的影响

采用序批式反应器(SBR)处理猪场废水厌氧消化液,研究添加原水(配水)比例对处理性能的影响.连续动态试验表明,配水30%的处理,出水NH₃-N浓度低,一般在10　mg/L以下;配水10%、20%处理的出水NH₃-N浓度逐渐升高,至试验结束时,出水NH₃-N分别达300　mg/L和80　mg/L左右.主要是因为配水30%的反应系统,pH能稳定在7.7左右,而配水10%、20%的反应系统,pH逐渐下降直至降到5.5以下.1个运行周期的监测表明,配水10%、20%、30%的处理,NO^-₂-N峰值、NH₃-N低值分别出现在曝气第4　h、第3　h、第2　h.配水比例越大,NH₃-N氧化速度越快,原因是配水比例越高,反硝化程度越高,系统pH也越高.批式反硝化试验表明,BOD₅/TN越高,反硝化速率越快.动态和批式试验都说明,消化液好氧后处理系统正常运行的配水比必须达到30%以上.     

碱度对低氨氮部分亚硝化的影响与机理分析

为了探讨进水碱度对低氨氮废水部分亚硝化过程的影响与机理,在控制碱度的条件下启动并运行SBR部分亚硝化反应器。结果表明,控制碱度/NH_4~+-N为3.67～4.05可成功实现低氨氮废水部分亚硝化反应器的启动和稳定运行,亚硝酸盐累积率90%。将稳定运行的SBR部分亚硝化反应器与厌氧氨氧化反应器串联运行,系统TN去除率为37.3%～84.3%。周期试验显示,当碱度值70 mg/L时,SBR部分亚硝化反应器NH_4~+-N转化速率介于2.81～5.67 mg/(L·h),当碱度减小至70 mg/L,NH_4~+-N转化速率明显下降,当碱度60 mg/L时,亚硝化反应停止。机理分析表明,以HCO_3~-盐为碱度物质时,碱度值70 mg/L可导致系统无机碳源匮乏,这是影响NH_4~+-N转化速率和控制亚硝化反应进程的主要原因。     

垃圾渗滤液在厌氧复合床反应器中反硝化-产甲烷的小试研究

本试验是在厌氧复合床反应器中进行垃圾渗滤液的反硝化-产甲烷的小试研究。试验结果显示,处理有机物浓度较高的垃圾渗滤液时,反硝化-产甲烷能够在厌氧复合床反应器中实现同步进行。厌氧复合床反应器对垃圾渗滤液的COD去除率可达85%,对人工模拟回流的NO3--N去除率可达到99%。在反硝化-产甲烷耦合的同一反应器中,反硝化对COD的消耗去除起主要作用.随着进水COD浓度的升高,产甲烷量增大。当进水ρ(COD)/ρ(NO3--N)>10时,下部的污泥床几乎承担了全部反硝化任务,NO3--N去除率接近反应器总去除率。     

添加原水改善SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液性能

采用序批式反应器(SBR)工艺直接处理猪场废水厌氧消化液,处理系统的效率较低,COD去除率仅有10%左右,NH₄⁺-N去除率70%左右;处理出水水质较差,出水COD高于1 000mg/L,出水NH₄⁺-N在200mg/L左右;处理系统的工作不稳定,效能逐渐恶化.在猪场废水厌氧消化液中添加部分未经厌氧消化的猪场废水(原水),处理系统的处理效率明显提高,COD去除率高于80%,出水COD降到250～350mg/L;NH₄⁺-N去除率高于99%,出水NH₄⁺-N小于10mg/L;处理系统的稳定性也得到增强.添加原水后,猪场废水厌氧消化液的BOD₅/COD比值从0.19上升到0.54,BOD₅/TN比值从0.28上升到2.04,增加了微生物生长和反硝化所需的碳源,强化了反硝化作用,不仅提高了总氮去除效率,而且通过回补碱度,维持了处理系统的pH值稳定.     

SBR法处理味精废水脱氮机理研究

味精生产过程中产生的废水有机物及氨氮含量较高,一直影响味精行业废水处理达标排放。文章采用SBR法对某企业味精废水进行处理,通过连续多周期的DO、pH、COD、NH3-N、NO3--N和TN跟踪研究,分析得到了该反应工艺的主要脱氮机理,确定该工艺在曝气反应阶段存在明显的同步好氧硝化反硝化。连续20个周期的进出水NH3-N与COD监测结果表明,该反应工艺能稳定运行并保证NH3-N和COD的脱除率分别达到98.9%和90%以上,出水NH3-N和COD分别稳定在5mg/L和100mg/L以下,远远低于国家味精行业废水排放标准。该研究表明此工艺具有很强的废水处理稳定性,可以在整个味精行业推广,并提出了在提高进水负荷、取消静置反硝化及缩短曝气反应时间上进一步优化SBR水处理工艺的建议。     

原液补碳模式对猪场厌氧消化液SFSBR处理特性的影响

针对猪场粪尿厌氧消化液在后续生物处理过程中碳源，碱度的严重失衡问题，采用"缺氧（A1）+曝气（O1）+缺氧（A2）+曝气（O2）"的分步进水序批式反应器（SFSBR）处理，以实现碳源，碱度的体系内自平衡利用.通过改变A1，A2段的补碳量（采用定量的猪场粪尿原液，分别以1：1，1：3和3：1的体积比在反应器每个周期的A1，A2阶段启动时补碳，分别简称工况I，Ⅱ，Ⅲ），研究原液补碳模式对处理过程脱氮除磷特性的影响.结果表明，3种补碳模式均实现了短程硝化反硝化脱氮，反应器内pH值均稳定在8.5左右，NH₄⁺-N去除率均达到95%以上.原液补碳直接影响反硝化过程，工况I，Ⅱ条件下A2段反硝化速率分别为2.19和2.15mg/（g·h），均约为工况Ⅲ A2段的1.6倍.不同工况下原液补碳对A段释磷和O段吸磷有显著差异，工况I和Ⅲ条件下SFSBR除磷效果更佳，出水TP浓度分别为7.9和6.4mg/L，去除率分别达到84.4%和87.3%，相较于工况Ⅱ分别提高了9.5%和12.4%.综合考虑脱氮除磷，有机物降解以及碳源/碱度自平衡控制，工况I为最佳补碳模式，系统出水COD，NH₄⁺-N和TP浓度分别为360，10.6和7.9mg/L，相应的去除率分别为74.9%，98.6%和84.4%.研究表明，采用A1/A2段原液添加比为1：1的补碳模式（即工况I）能在碳源/碱度自平衡的基础上实现猪场粪尿厌氧消化液的高效脱氮除磷.     

厌氧水解-SBR工艺处理高浓度有机废水运行工序的优化

将ASBR反应器和SBR反应器结合组成厌氧水解-SBR工艺用于养猪场废水的处理,ASBR反应器作为厌氧水解反应器,主要完成对有机物的水解,达到初步降解有机物的目的,在反应器每次进水量和排水量不大于其有效容积70%的前提下,研究了ASBR反应器厌氧搅拌段的时间对污水可生化性和对后续SBR脱氮处理效果的影响.结果表明,厌氧搅拌36h的污水既保持了较高的可生化性,出水BOD/COD保持在0.4左右,又能在后续SBR处理中取得较好的脱氮效果,经SBR反应器处理后出水NH₄⁺-N<10mg/L.通过实验分析进一步确定了好氧SBR反应器运行的最佳工序,厌氧水解-SBR运行工序优化后,BOD5的总去除率达到98%以上,NH₄⁺-N去除率达到99%以上,但出水COD_Cr达不到排放标准,经混凝沉淀处理后方能达标排放.     

BSBR工艺处理生活污水的试验研究

BSBR是将SBR法和接触氧化法相结合的一种新型生物膜法处理工艺，它集SBR与接触氧化法两者优点于一身，对废水有较好的处理效果。以BOD5、NH3-N为指标，以曝气时间和pH值为变量，确定BSBR工艺处理生活污水的最佳曝气时间为4h，最佳DH值为7．5。实验结果显示，在最佳运行条件下，4hBOD5去除率达66．09％，NH3-N的去除率达36．43％，去除NH3-N的能力明显优于生物接触氧化法，出水的各项指标达到GB8978—1996的排放要求，为高效、低耗处理生活污水提供了新的途径。     

生活污水常温处理系统中AOB与NOB竞争优势的调控

常温（19℃±1℃）条件下,采用SBR工艺处理低碳氮比（C/N）实际生活污水,研究氨氧化菌（AOB）与亚硝酸盐氧化菌（NOB）竞争优势的调控,在接种全程硝化污泥的系统中使AOB成为优势菌群,启动并维持常温短程硝化.通过控制曝气量为40 L/h使系统溶解氧处于较低水平（DO_average<1.0 mg/L）,同时结合好氧硝化时间的优化控制,即在pH值“氨谷"点前及时停止曝气的短周期定时控制,强化AOB的竞争优势.待AOB的竞争优势初步形成后（亚硝酸盐积累率NO^-2-Ｎ/NO^-_x-N达到50％）,每周期曝气时间随着NO^-2-Ｎ/NO^-_x-N的提高由3 h逐步延长至4 h、 5 h,从而提高NH⁺₄-N去除率,进一步增强AOB在系统中的竞争优势,短程硝化成功启动,NO^-2-Ｎ/NO^-_x-N稳定在95%以上.FISH检测结果表明AOB大约占总菌群的9.97％.在线控制好氧硝化时间可以很好地维持短程硝化效果,NH⁺₄-N去除率达到97%以上.研究还表明,对于全程硝化污泥常温下如果不限制溶解氧,单纯依靠短周期定时控制无法使AOB成为优势硝化菌群.     

pH值及碱度对焦化废水处理效果的影响

采用SBR工艺处理焦化废水,探讨了pH值及碱度对有机物降解及生物脱氮的影响。试验结果表明,pH值8.5~9.2时,COD和NH3-N去除率均较高。出水NO2-积累,生物脱氮以短程硝化—反硝化的途径进行,NO2-对COD浓度的贡献值得重视。好氧反硝化脱氮约占总氮去除率的30.3%。     

处理实际生活污水短程硝化好氧颗粒污泥的快速培养

以普通序批反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)和气提式序批反应器(Sequencing Batch Airlift Reactor,SBAR)处理低COD/TN的实际生活污水,考察了不同沉淀时间以及反应器类型对快速培养短程硝化好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge,AGS)的影响.试验结果表明,沉淀时间为15min时,SBR和SBAR系统中均为全程硝化,当将沉淀时间分别改为5min、8min后的第17d和第16d时,两个反应器中均形成AGS,并且AGS与絮状污泥共存;此时两系统均由全程硝化转化为短程硝化,出水NO2-/(NO2- NO3-)平均值分别长期维持在98.7%和85.6%左右.本试验中以沉淀时间作为选择压,快速启动了具有短程硝化功能的序批式AGS反应器.由于AGS固有结构对氧传质的限制,使亚硝酸氮氧化受阻即抑制了亚硝酸氮氧化细菌的活性,从而产生了亚硝酸氮积累现象.DO是造成本研究中出现短程硝化的主要原因,而pH值、游离氨、温度、污泥龄等因素都不是导致短程硝化的关键因素.污泥颗粒化后,两个系统中NH4 -N降解速率分别提高了2.6倍和2.4倍.