乙醇外碳源驱动新型生物脱氮除磷工艺对营养盐的去除及其机理探究

为了探究乙醇外碳源驱动新型好氧/厌氧/好氧/延长闲置(O/A/O/EI)工艺生物脱氮除磷的可行性,以实际废水为研究对象,建立序批式反应器,探究了乙醇外碳源驱动下O/A/O/EI工艺中间代谢产物的变化、微生物种群的相对丰度,并阐明了乙醇外碳源驱动O/A/O/EI工艺生物除磷的机理。实验结果表明:乙醇可作为外碳源强化生物脱氮除磷,且出水ρ(TN)和ρ(TP)分别为1.2～1.6,0.2～0.6 mg/L,脱氮和除磷效率分别为91.2%～92.5%和92.4%～93.6%;内聚物聚羟基脂肪酸酯的最大含量为2.4 mmol/g(挥发性悬浮物),而糖原质的含量为2.7 mmol/g;荧光原位杂交技术显示乙醇驱动下PAO和GAO的相对丰度分别为39%和8%。乙醇可作为廉价碳源强化新型反应器O/A/O/EI生物脱氮除磷。     

A/O工艺生物除磷和好氧反硝化效果及影响因素研究

采用A/O工艺处理低碳源城市污水,研究了生物除磷和好氧反硝化脱氮效果及其影响因素。试验结果表明:①磷的出水浓度低于0.8mg/L,去除率达到92%~98%;②影响好氧反硝化的主要因素为DO和HRT。当DO控制在2mg/L左右,HRT控制在6h时,好氧反硝化效果最好。增加了脱氮效率,减少了碳源和需氧量。NH4+-N去除率高达94%,总脱氮率可高达76%左右。     

两种改良型A~2/O工艺的实例介绍

现有的城市污水处理厂大多采用A2/O工艺,此法对污水除磷脱氮较为有效,但由于生物脱氮和生物除磷是相互矛盾的,所以其效果仍不理想,故许多污水处理厂会在传统A2/O工艺基础上进行改良。在此,介绍两个污水处理厂改良型A2/O工艺的实例,以供参考。     

多点交替进水阶式A2/O工艺氮磷去除途径

为分析CMICAO(多点交替进水阶式A2/O)工艺处理实际生活污水时对氮、磷的去除机理,基于物料衡算方程,计算各反应池内污染物质量浓度,并与实测值进行对比,分析氮、磷的去除途径,提出强化工艺脱氮除磷的方法.结果表明,试验条件下,出水中ρ(TP)、ρ(TN)和ρ(氨氮)分别为(0.41±0.08)、(10.24±0.40)和(2.07±0.30)mg/L.除微生物同化作用外,系统中的氮主要通过好氧硝化、缺氧/厌氧反硝化及SND(同步硝化反硝化)途径去除,阶段一3#反应池、阶段二2#反应池和阶段三1#反应池的SND率分别达到37%、52%和58%左右.磷通过聚磷菌厌氧/缺氧释磷、好氧吸磷和反硝化除磷途径去除,阶段一4#池的反硝化吸磷量达到3 mg/L左右.降低好氧池ρ(DO)和改变缺氧池与厌氧池的进水量比例可强化脱氮除磷效果.     

改进分段进水A/O生物脱氮工艺强化生物除磷

采用分段进水A/O中试处理系统处理低C/N生活污水.为实现同步脱氮除磷,对分段进水A/O工艺进行改进并对改进前后系统的脱氮除磷效率进行评价.改进前分段进水A/O工艺平均TN去除率为66.52%,TP去除率为29.74%;改进后的分段进水A/O工艺不仅可以稳定地实现同步脱氮除磷,在三段进水比为0.45∶0.35∶0.20时,系统平均TP去除率达89.81%,且由于反硝化除磷的强化节省部分碳源,TN去除率达73.61%,比改进前提高7.09%.为验证不同阶段聚磷菌及反硝化聚磷菌在系统内的选择增殖情况,试验对不同运行阶段的活性污泥进行静态厌氧放磷、好氧及缺氧吸磷试验,结果表明,工艺经过改进后,聚磷菌及反硝化聚磷菌均得到较大程度地选择富集.采用改进工艺,污泥最大比好氧吸磷速率[P/(MLSS.t)]由2.34 mg/(g.h)提高到10.67 mg/(g.h),最大比缺氧吸磷速率由0.33 mg/(g.h)提高到2.81 mg/(g.h).     

常规A~2/O工艺和倒置A~2/O工艺处理城市污水比较研究

以倒置A2/O工艺和常规A2/O工艺为研究对象,从两系统的脱氮除磷能力角度分析倒置A2/O工艺高效脱氮除磷的机理。研究结果表明:倒置A2/O工艺对有机污染物、氨氮以及磷酸盐的去除效果均优于常规A2/O工艺。在脱氮机制研究方面,倒置A2/O工艺系统的平均硝化速率和反硝化能力均优于常规A2/O工艺系统,进而获得更好的脱氮效果;在除磷机制研究方面,倒置A2/O工艺中聚磷菌厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,在厌氧条件下形成的吸磷动力避免了缺氧区的低效消耗,吸磷动力得到更充分的利用,从而提高除磷效率。     

分点进水改良A2/O工艺的挂膜启动

针对解决传统A2/O工艺处理低C/N污水中的一些不足以及在脱氮除磷中效率低的问题,提出1种新型分点进水改良A2/O工艺,采用污泥接种启动方法,在无外加碳源情况下,以实际生活污水为处理对象,重点对挂膜启动过程进行分析研究。结果显示:分点进水改良A2/O工艺,在好氧池悬浮填料填充率为30%,ρ（DO）为1.5~3.0 mg/L,污泥浓度为2.5~3.0 g/L运行条件下,21 d可完成系统启动,对COD、NH₄+-N、TN、TP去除率分别为90.08%、91.31%、61.67%和87.31%。分点进水改良A2/O工艺可以克服传统A2/O工艺在脱氮除磷过程中碳源的限制,在系统快速挂膜启动同时,能够对氮、磷有着较高的处理效果,出水水质稳定达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。     

好氧池DO分级对改良A~2O工艺的影响研究

分级设置改良A2O工艺中两级好氧池的溶解氧(DO),并对工艺脱氮、除磷能力进行了研究。当两级好氧池DO浓度均保持在约2.0 mg/L时,TN去除率为51.7%、TP去除率为75.6%,COD去除率为77.3%。适当降低好氧池1的DO浓度至约1.0 mg/L、好氧池2的DO浓度约2.0 mg/L时,脱氮除磷能力均增强,分别达到56.3%和77.5%,COD去除率77.5%。既提高了工艺对氮磷及有机污染物的去除效率,同时也降低了工艺运行时的曝气强度。保持好氧池1的DO浓度约1.0 mg/L、进一步升高好氧池2的DO浓度至约3.0 mg/L时,TN去除率降至42.2%、TP去除率进一步升高至82.1%,COD去除率也有所升高,达到80.4%。因此,两级好氧池DO梯度设置还可作为应对不同进水水质时,调节改良A2O工艺脱氮或除磷侧重能力的一种手段。     

厌氧菌/好氧菌生物脱氮技术处理高浓度化工废水

针对己内酰胺生产废水成分复杂、毒性大、难以处理的特点,应用先进的厌氧菌/好氧菌(A/O)生物脱氮技术对己内酰胺生产废水进行处理.实际运行结果表明,A/O生物脱氮技术处理己内酰胺废水具有良好的效果,各项出水水质均达到国家Ⅲ类水域一级排放标准.     

碳氮比及HRT_S对交替缺氧/好氧CAST去除营养物的影响

以实际生活污水为处理对象,分别研究了碳氮比(COD/TN)为2.6、3.5及4.4时,HRTS(选择器水力停留时间)对交替缺氧/好氧(A/O)CAST工艺去除营养物性能的影响.结果表明,采用交替A/O运行方式,进水COD/TN比及HRTS的变化对COD去除性能影响不明显;而对脱氮性能影响较大.当进水COD/TN比分别为2.6和3.5时,系统氨氮去除率均维持在98%以上,TN去除率则随HRTS的增大而升高;HRTS由1.8h增至5h时,2种碳氮比下的TN去除率分别由62.9%、72.1%升至76.2%、84.6%.当进水COD/TN比为4.4时,HRTS由1.8h增至5h导致系统硝化不完全,TN去除率由86.3%降至58.2%.研究还发现,提高COD/TN比和增大HRTS均能改善系统的除磷性能.本研究中交替A/O运行方式下,进水COD/TN比为4.4(远低于一般城市生活污水的8～10),HRTS为1.8h时,CAST工艺获得较好的脱氮除磷效果,TN及磷的去除率分别为86.3%和93.8%,出水达到我国城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A要求.     

O3、O3/H2O2、O3/H2O2/UV工艺降解炸药工业废水中RDX的试验研究

为了研究高级氧化技术对含黑索今(RDX)的炸药工业废水的处理效果,本文采用O3、O3/H2O2、O3/H2O2/UV 3种氧化工艺分别对废水中的RDX进行了降解试验,并对比分析了3种工艺的处理效果和机制。结果表明:O3/H2O2、O3/H2O2/UV工艺对RDX的去除率明显优于O3工艺;提高体系的pH值将有利于RDX的降解;随着RDX初始浓度的增加,RDX的去除率呈现下降趋势;投加H2O2和UV照射可提高臭氧的利用率,且O3/H2O2/UV工艺催化臭氧分解的能力比O3/H2O2工艺强。     

O/A/O组合工艺在浆染废水处理中的应用

以如皋常青某印染厂废水处理中心为例，介绍了O／A／O组合工艺处理浆染废水的工程设计。设计处理规模为1000m^3／d，进水COD为1200mg／L，处理后出水达国家一级排放标准。实践证明这是一种处理可生化性较差、难降解废水的行之有效的工艺。     

新式A/O/A/O型SBR用于同步除磷脱氮的工艺研究

以沈阳建筑大学生活区的生活污水为研究对象,采用A/O/A/O型SBR系统富集反硝化聚磷菌实现同步除磷脱氮,研究温度、pH、不同碳源对同步除磷脱氮效果的影响。试验结果表明:A/O/A/O型SBR系统在厌氧2 h、好氧1.5 h、缺氧1.5 h、好氧0.5 h的方式下运行,成功富集了反硝化聚磷菌。温度为25℃,pH=7.5,以乙酸钠为碳源时,A/O/A/O型SBR系统对COD、TN、TP的去除率分别达到90%、88%和92%,出水效果达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准。好氧时间由3 h缩短为2 h,可以节省约33%的能耗。     

O1/A/O2法处理高浓度聚醚废水的运行分析

介绍采用O1／A／O2工艺处理高浓度聚醚废水的流程及原理，对装置运行情况进行总结，分析缺氧酸化在运行中存在的问题，并提出改进建议。     

O3/H2O2降解Atrazine效能研究

利用O3/H2O2降解莠去津,对氧化产物进行了色谱分析,以评价该体系降解莠去津效能.莠去津初始浓度2 mg/L,7.5mg/L的O3单独氧化去除率为27.2%;相同O3投量下,H2O2/O3摩尔比0.75时,5 min莠去津的去除率最高可达96.5%,表明H2O2/O3体系对莠去津的去除效果良好,降解速度快.以离子色谱对产物的离子进行分析,莠去津浓度下降的同时,硝酸根和氯离子浓度增高.GC-MS检测的产物和对LC-MS谱图的分析表明,有机产物中存在脱乙基、脱异丙基和脱氯莠去津,说明H2O2/O3并不能彻底氧化莠去津,因此工程中作为主要去除单元或突发性污染事件的应急手段可能还需要与活性炭等单元联用.     

喹啉的O3及O3/UV降解规律

研究了O3单独作用及O3/UV联合作用时喹啉的降解规律,并对结果进行了比较.研究表明,空气吹脱和UV本身对喹啉的去除贡献率都不大.O3单独作用时,提高体系的初始pH值有利于喹啉的降解.O3/UV联合作用时,在某个临界pH值上,无论是提高还是降低体系的初始pH值都有可能提高喹啉的去除速率.初始pH值较低时,O3单独作用时喹啉的去除速率明显低于O3/UV联合作用时喹啉的去除速率,但在初始pH值较高的情况下,UV的介入可能会降低喹啉的降解速率.无论是O3单独作用还是O3/UV联合作用,喹啉的降解基本上满足伪一级反应动力学规律,如果体系的pH值基本保持恒定,这种规律就更为明显.     

O/H/O生物工艺中焦化废水含氮化合物的识别与转化

富氮缺磷是焦化废水的特征之一,而含氮化合物存在多种组分与形态,其在废水处理过程中的利用与顺序会影响工艺条件与达标可行性,因此,通过识别含氮化合物的种类并了解其转化可以获得优化的运行工况.为考察含氮化合物的去除过程,在与实际生产330×104t·a-1焦炭工艺相配套的焦化废水处理工程O/H/O生物工艺中,检测了原水与生物出水中含氮化合物的种类与形态,以及各单元工艺中无机氮及部分有机氮化合物的浓度,分析特征化合物的转化.研究发现,焦化废水原水中含有的无机氮化合物主要为NH+4-N(33.6%)、氰化物(7.5%)、硫氰化物(40.4%),NO-2-N及NO-3-N的含量约为1%,折算总氮浓度约为240 mg·L-1,占82.5%左右;有机氮当中,可检测到胺类14种,有机腈类22种,含氮杂环化合物76种,以总氮形式表达其浓度低于50 mg·L-1,约占17.5%.处理过程中,O1反应器能够把氰化物、硫氰化物氧化为氨氮,有机氮发生形态改变;H反应器中,环状含氮化合物通过水解作用实现分子开环转变为氨氮,回流液中的硝态氮实现反硝化转变为氮气;O2反应器能够将低价状态的含氮化合物转变为硝态氮;生物出水中,硝态氮占总氮的70%以上;含氮化合物的转化受反应器的性质与运行条件控制,表现出复杂性.研究指出,焦化废水总氮的控制需要依据含氮化合物种类与形态判断、工艺组合及条件优化综合考虑.     

内电解-O3/H2O2-A2/O在处理医药中间体生产废水中的应用

医药废水成分复杂、浓度和盐分高、色度和毒性大,往往含有种类繁多的有机污染物质,这些物质中有不少属于难生化降解的物质,可在相当长的时间内存留于环境中.特别是对人类健康危害极大的"三致"(致癌、致畸、致突变)有机污染物,即使在水体中浓度低于10-9级时仍会严重危害人类的健康,在此结合实际采用内电解-O3/H2O2-A2/O处理工艺对医药中间体生产废水进行处理,收到很好效果.     

US/O_3/TiO_2/UV氧化处理苯胺废水实验研究

实验采用US/O3/TiO2/UV氧化技术处理模拟苯胺废水,考察了各种技术组合对苯胺废水的处理效果以及技术组合的影响因素。结果表明,US单独使用对苯胺废水的处理效果较差,需要与其它技术联用;纳米TiO2/UV对苯胺废水的降解速度较慢,停留时间需保证纳米TiO2与废水污染物的充分接触,并且需要对纳米TiO2膜及技术参数进行优化以保证光催化的效果;技术组合中有O3时,COD的去除率有很大的提高;比较而言,US/O3/TiO2/UV技术组合对苯胺废水的处理效果最好。采用US/O3/TiO2/UV技术处理苯胺废水时,苯胺废水浓度的增加会导致COD去除率下降;废水pH值的增加会导致COD去除率轻微下降;随反应的进行,废水pH值会向4～6的区间靠拢;臭氧浓度要适中,过大或过小均会导致处理效率的下降;在优化条件下,该技术组合处理苯胺废水20min时的COD去除率达85%以上,60min时则达到96%。     

臭氧-紫外光-活性炭联用氧化糠醛废水的研究

采用臭氧-紫外光-活性炭联用对糠醛废水进行了研究,实验考察了处理体系的pH值、糠醛废水的浓度、臭氧浓度、活性炭的使用次数以及臭氧-活性炭、臭氧-紫外光、臭氧-紫外光-活性炭联用几种不同工艺对糠醛去除效果的影响。结果表明,pH值为7.0、臭氧反应时间为160min、臭氧浓度为0.2mg/L,在此条件下进行处理,糠醛、废水的COD、BOD5的去除率可分别达到100%、54.3%、45.2%,废水的可生化性(BOD5/COD)由原来的0.37提高到0.61。活性炭可连续使用10次,对糠醛、废水COD的去除率没有太大影响。臭氧-紫外光-活性炭联用氧化糠醛废水的处理效果分别优于臭氧-活性炭、臭氧-紫外光联用。