厌氧除磷同步脱氮及影响因素研究

采用鸡粪污泥为种泥,在厌氧混合连续流反应装置内进行厌氧还原磷产生磷化氧功能菌的富集,进行硝酸盐、硫酸盐、不同碳源和氮源条件下厌氧除磷效率的研究,并考察磷化氧的生成与硝酸、总磷、氨氮去除的关系.结果表明,(1)SO_4~(2-)-S适宜的投加量为26 mg·L~(-1),不投加NO_3~--N.水中含有氧化态的无机物在厌氧条件下与磷争夺[H]导致厌氧除磷的效率下降.(2)合适的碳源为葡萄糖1 000 mg·L~(-1),纤维素不适合作为碳源,合适的氮源为蛋白胨500 mg·L~(-1),水中含有的还原糖和有机氮源促进磷化氧的生成.(3)pH值控制在6.5～7.0的范围,最适宜的生长温度在35℃左右.(4)氨氮的去除率随着总磷的去除率而增加,在厌氧条件下可达到同时脱氮除磷的效果.磷的去除由厌氧除磷菌还原磷生成磷化氧完成,氨氮由生成氮气或生成蛋白质来去除.     

厌氧-好氧生物除磷影响因素的控制

采用厌氧-好氧生物除磷工艺,研究了两个关键因子--化学需氧量与磷的比值和污泥负荷对系统除磷效果的影响及其控制.结果表明,原污水中化学需氧量与磷的比值越高,厌氧放磷越多,越有利于除磷;厌氧放磷与厌氧吸收碳源呈正相关;并且,进水化学需氧量与磷的比值的变化对整个系统碳源污染物的去除效果不会产生明显的影响.试验发现,厌氧条件下聚磷菌贮存碳源的多寡并不完全依赖于高能磷酸键水解提供的能量,原污水中化学需氧量越多,越有利于厌氧碳源的贮存.若要达到好的除磷效果,系统的污泥负荷必须控制在0.21～0.5 kg/(kg·d)之间,且污泥负荷越高,除磷效果越佳.     

猪场废水厌氧消化过程中的除磷效果

采用序批式半连续厌氧消化试验方法,研究猪场废水厌氧消化过程中磷的去除情况。结果表明,水力停留时间（HRT）为1、3、6和9 d的厌氧反应器平均除磷率分别为65.0%、81.1%、82.7%和83.0%,而COD平均去除率分别为54.5%、82.3%、87.0%和85.9%。厌氧反应器除磷能力随沼气产量的增加而增加,说明厌氧反应器中磷的去除与产甲烷过程密切相关。对厌氧消化前后的污泥进行浸提后发现,厌氧消化过程中,化学反应生成磷酸盐沉淀的除磷作用十分显著,污泥中正磷酸盐,与铁结合的磷化合物（Fe-RP）,还原可溶性磷,与钙、镁离子结合的磷化合物（Ca-RP、Mg-RP）以及无机或有机聚合磷增加量分别为0.027 8～0.101 5、0.013 5～0.081 0、0.2165～0.430 5、23.4～54.8和7.2～21.5 mg.g-1;且总体而言,HRT越长,污泥中与不同金属结合的磷增加量就越大。从HRT、磷和有机物的去除效果以及沼气产气速率3个方面综合考虑,猪场废水厌氧消化反应器的HRT控制在3 d为宜。     

一株新的反硝化短程除硫菌的鉴定及主要培养因素筛选

依据反硝化除硫原理,以味精废水污泥为种泥,利用全混流反应器富集并分离出同步反硝化短程除硫菌(SNBI),采用传统与现代分子生物学相结合的手段对其鉴定,以确定其分类地位;同时对SNB1的主要培养因素(营养和环境)进行筛选.结果表明:SNB1的形态特征及生理生化指标与Thauera selenatis最相似,同源性达99.0%,属短杆菌属,尚无中文命名;生理生化指标、富集条件及富集过程物料平衡显示SNB1是一株兼性厌氧反硝化除硫菌;培养SNB1的最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为蛋白胨,最佳培养温度为35℃,最适宜pH范围为7～9;最佳条件培养时,OD_(650)和对数细菌数量(CFU)呈直线相关,相关系数R~2=0.981.     

厌氧条件下剩余污泥中磷及相关指标的释放和变化规律

污水处理过程中产生的剩余污泥富含大量的氮磷元素,从剩余污泥中回收磷是解决磷资源日益缺乏的一种有效途径。探寻出剩余污泥中磷的释放规律是实现剩余污泥中磷回收的首要前提。因此,以实际污水处理厂污泥为研究对象,建立污泥停留时间为5d的中试模型系统。通过系统分析5d停留时间的厌氧条件下污泥中污泥浓度、上清液总磷和氨氮浓度的变化情况,为后续的污泥磷回收提供支撑条件。研究结果表明,在中试系统污泥停留时间5d的厌氧条件下,剩余污泥微生物衰亡自溶或被分解,胞内物质释放,从而使固态物质转化为液态,污泥中磷及相关的氮等物质得到了较大的释放,污泥上清液总磷和氨氮质量浓度可分别达到100和40 mg·L^-1以上。所释放出的氮磷浓度足以满足鸟粪石回收氮磷方法所需的最低经济性要求,为污泥进行厌氧消化后采用鸟粪石的方法回收释放的氮磷提供了重要的基础依据。研究中还发现5d停留时间下, SS和VSS都有不同程度的降低,二者分别减少8.34%和10.14%以上,其中VSS的减少量占SS减少量的65%左右。同时,进入厌氧反应系统的初始污泥浓度对于氮磷的释放有着较大的影响,反应系统的SS在6300~7200 mg·L^-1的条件下,磷和氮的单位质量污泥释放量达到最佳,分别达到单位干污泥0.015和0.006 mg·mg^-1。研究结果为剩余污泥中回收氮磷提供了重要的依据。     

序批式生物膜法同步除磷脱氮特性研究

对淹没序批式生物膜法去除有机物和磷及同步部分脱氮的特性进行了研究。其适合的载体装填密度为30％，水力停留时间为9h，其中厌氧3h，好氧6h，进水COD负荷从0．27kg/(m^3.d)到1．32kg/(m^3.d)均可使除磷率达90％以上，脱氮率达50％－60％。淹没式生物膜法除磷脱氮工艺中的优势菌属为假单胞菌属，其次依顺序为气单胞菌属，芽孢杆菌属，微球菌属，硝化矸菌属，生物膜具有生物量大（MLVSS达5531．7mg/L)，脱落污泥含磷量高（达5．67％），沉降性好（SVI为101．7）的特点，污泥产率为0．1996kg干泥／kgCOD。     

污泥转移序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺除磷特性

污泥转移序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺是由连续运行的生物选择器和数个并联的SBR主反应器构成的,通过污泥回流的方式提高了SBR反应阶段的活性污泥量并削减了沉淀阶段的污泥总量,从而强化其除污能力,并提高其容积利用率.新工艺处理城市生活污水的试验结果表明,污泥转移量对系统除磷影响显著;当污泥转移量为0、15%和30%时系统出水总磷的平均去除率分别为16.5%、74%和93%;生物选择器中厌氧释磷量与污泥中PHB(聚-β-羟基丁酸)含量呈现良好的正相关性.在适宜的运行模式下,SBR充水比45%、污泥龄10 d、污泥转移量30%,系统对总磷的平均去除率能达到93%以上,出水总磷浓度可控制在0.30 mg.L-1以下,且其它出水各项水质指标均能达到国家排放标准的要求.     

前置厌氧池DAT-IAT的工艺特性试验

试验采用前置厌氧池的DAT-IAT工艺方法,以城市污水为处理对象研究工艺的生物降解过程及除磷效果。试验结果表明:该工艺处理城市污水能获得很好的处理效果且工艺稳定性高。IAT池曝气4hCODCr平均去除率可达到97.6%;氨氮的去除率因受进水氨氮负荷影响使得变化范围较大,从53.3%到98.7%,平均去除率在90%以上;厌氧池的设置使总磷的去除效果尤为突出,平均去除率在90.0%以上。     

猪和奶牛粪污厌氧发酵中固相磷形态变化分析

采用H2O、NaHCO3、NaOH和HCl连续抽提法分析了猪和奶牛粪污厌氧发酵前后固相磷的形态和含量。结果表明,猪粪厌氧发酵后的出料(沼液)固相中酸溶磷(HCl-P)所占比例为85.50%,较进料显著提高(P0.05);NaHCO3提取态磷(NaHCO3-P)、残留磷、水提取态磷(H2O-P)和NaOH溶性磷(NaOH-P)所占比例分别为5.83%、4.71%、2.15%和1.81%,均较进料有不同程度降低。牛粪厌氧发酵后排放的沼液固相中HCl-P、NaHCO3-P、H2OP、残留磷和NaOH-P所占比例分别为53.73%、19.62%、12.66%、8.60%和5.39%,均较进料无显著变化。沼液固相中各形态无机磷占总磷的比例为60.98%~100.00%。厌氧发酵运行结束后,猪粪沼渣固相中各形态磷含量由高到低依次为HCl-P、NaHCO3-P、残留磷、H2O-P和NaOH-P,分别占沼渣固相总磷的87.43%、5.17%、4.33%、1.79%和1.28%;牛粪沼渣固相中各形态磷含量由高到低依次为HCl-P、NaHCO3-P、H2O-P、残留磷和NaOH-P,分别占沼渣固相总磷的69.74%、9.91%、8.75%、8.30%和3.30%。猪粪经厌氧发酵后,磷由液相向固相转移,而固相中水溶态磷向难溶态磷转化;牛粪沼渣中的磷较猪粪沼渣中的磷更难被作物吸收利用。     

赤子爱胜蚓处理畜禽粪的最适湿度和接种密度研究

采用室内接种法研究了赤子爱胜蚓处理牛粪、猪粪及鸡粪和药渣混合物的最适湿度和接种密度。结果表明 :赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪、未腐熟猪粪及未腐熟鸡粪和药渣混合物的最佳湿度分别为 70 %、75 %、6 5 % ,最佳接种密度为 8条·(10 0g) -1(风干物料 ) ;赤子爱胜蚓的繁殖在未腐熟牛粪中最好 ,而其生长在未腐熟猪粪中最好 ,在未腐熟鸡粪和药渣混合物中生长与繁殖均较差     

木薯渣堆肥及其对难溶性磷的活化试验研究

试验以干鸡粪、米糠、堆肥返料作调理剂,同时加入不同含量的磷矿粉,对木薯渣进行好氧堆肥,研究木薯渣堆肥过程中堆肥理化性质的变化及木薯渣堆肥对难溶性磷的活化作用。试验设置磷矿粉加入量10％（T1）、15％（T2）、20％（T3）和不加磷矿粉（CK）四个处理,干鸡粪、米糠、堆肥返料的添加量均为10％、15％和20％。在堆肥过程中,四个处理均在55℃以上高温持续了25d,超过了国家规定的标准。在堆肥结束时,各处理水分含量均降至30％左右,pH升高至弱碱性,淀粉降解率均在90％以上,水溶性碳（DOC）含量均降至10g.kg。以下,达到了基本腐熟的标准。证明木薯渣通过堆肥能达到稳定无害化状态。在堆肥结束时,T1、T2、T3有效磷增加量分别为12．58、12．81、12．96g.kg-1,对磷矿粉的活化率分别为23．53％、17．07％、14．50％,T1活化效果最好。研究结果表明木薯渣堆肥对难溶性磷有一定的活化作用,可为解决堆肥资源化产品中植物可利用磷含量偏低的难题开拓一条生物学途径：     

厌氧污泥释放磷的规律及鸟粪石法回收磷的应用研究

城市污水处理厂进行脱氮除磷工艺时,大量的磷从水体转入活性污泥中,如不能回收这部分磷,将造成磷的大量流失,这与磷矿稀缺的现状形成矛盾。通过建立污泥停留时间5 d和10 d的两个厌氧反应系统,对污泥中磷的释放规律进行研究,并采用鸟粪石法对上清液中的磷进行回收。研究结果表明,厌氧污泥上清液中的磷含量高达150 mg.L-1,SRT为5 d和10 d的系统,分别在4 d和2 d后磷的质量浓度由14 mg.L-1上升到100 mg.L-1,且基本上都以正磷酸盐的形式存在。将pH从8.3上升到9.0,磷的回收率可以从60%提升到90%,当pH达到8.8时,磷的回收率即可超过80%,表现出了较好的磷回收效果。研究还发现镁离子和磷酸根的摩尔比对磷的回收率的影响较小,在pH=8.8时,将镁磷比从1.43提升到1.83,磷的回收率仅从79.2%提升到85.5%;在pH=9.0时提高镁磷比对磷的回收基本没有影响。     

木薯渣堆肥及其对难溶性磷的活化试验研究

试验以干鸡粪、米糠、堆肥返料作调理剂,同时加入不同含量的磷矿粉,对木薯渣进行好氧堆肥,研究木薯渣堆肥过程中堆肥理化性质的变化及木薯渣堆肥对难溶性磷的活化作用。试验设置磷矿粉加入量10%(T1)、15%(T2)、20%(T3)和不加磷矿粉(CK)四个处理,干鸡粪、米糠、堆肥返料的添加量均为10%、15%和20%。在堆肥过程中,四个处理均在55℃以上高温持续了25d,超过了国家规定的标准。在堆肥结束时,各处理水分含量均降至30%左右,pH升高至弱碱性,淀粉降解率均在90%以上,水溶性碳(DOC)含量均降至10g·kg-1以下,达到了基本腐熟的标准。证明木薯渣通过堆肥能达到稳定无害化状态。在堆肥结束时,T1、T2、T3有效磷增加量分别为12.58、12.81、12.96g·kg-1,对磷矿粉的活化率分别为23.53%、17.07%、14.50%,T1活化效果最好。研究结果表明木薯渣堆肥对难溶性磷有一定的活化作用,可为解决堆肥资源化产品中植物可利用磷含量偏低的难题开拓一条生物学途径。     

COD对颗粒污泥厌氧氨氧化反应性能的影响

研究了COD对颗粒污泥厌氧氨氧化反应的影响,并对颗粒污泥的厌氧氨氧化脱氮性能进行了分析.厌氧颗粒污泥取自实验室长期运行的EGSB生物脱氮反应器,实验用水为人工配水,以葡萄糖为有机碳源;主要考察了COD对NH4 -N、NO2--N、NO3--N和TN去除的影响.结果表明:当进水不含COD时,反应器对NH4 -N、NO2--N和NO3--N和TN的去除率分别为12.5%、29.1%、16.1%和16.3%;当COD浓度分别为200mg/L、350mg/L和550mg/L时,反应器对NH4 -N的去除率分别为14.2%、14.2%和23.7%,对NO2--N的去除率均接近100%,对NO3--N的去除率分别为94.5%、86.6%和84.2%,对TN的去除率分别为50.7%、46.9%和50.4%,COD去除率分别为85%、66%和60%.分析发现,在反应初期,氨氮的去除主要通过厌氧氨氧化过程实现,随着反应的进行,反硝化菌活性逐渐提高,传统的反硝化过程占优势.同时还观察到,在反应初期COD对氨氮去除的抑制作用非常明显.图2参21     

污泥超声破解效应及厌氧消化性能研究

针对超声破解污泥的可行性进行了实验研究,重点考察了超声频率、比能耗、作用时间等因素对破解效应的影响,探讨了破解污泥的厌氧消化性能。结果表明,超声作用的施加可使污泥固体有效破解,污泥细胞内的活性有机物被释放至水相并形成溶解性有机物,表现为SCODCr的显著增加;采用低频、高比能耗及延长作用时间有利于获取高的SCODCr增加值;污泥在频率25kHz、比能耗2.0W/mL、作用时间30min条件下破解,其厌氧消化累计产气量可从破解前的268mL提高到473mL,相应TCODCr去除率、VS去除率分别从39.1%、33.5%提高至54.3%、61.7%。研究结果表明采用超声破解技术提高污泥的厌氧消化性是可行的。     

Research on polyhydroxyalkanoates and glycogen transformations: Key aspects to biologic nitrogen and phosphorus removal in low dissolved oxygen systems

In this paper, a study was conducted on the effect of polyhydroxyalkanoates (PHA) and glycogen transformations on biologic nitrogen and phosphorus removal in low dissolved oxygen (DO) systems. Two laboratory-scale sequencing batch reactors (SBR1 and SBR2) were operating with anaerobic/aerobic (low DO, 0.15–0.45 mg·L^-1) configurations, which cultured a propionic to acetic acid ratio (molar carbon ratio) of 1.0 and 2.0, respectively. Fewer poly-3-hydroxybutyrate (PHB), total PHA, and glycogen transformations were observed with the increase of propionic/acetic acid, along with more poly-3-hydroxyvalerate (PHV) and poly-3-hydroxy-2-methyvalerate (PH2MV) shifts. The total nitrogen (TN) removal efficiency was 68% and 82% in SBR1 and SBR2, respectively. In the two SBRs, the soluble ortho-phosphate (SOP) removal efficiency was 94% and 99%, and the average sludge polyphosphate (poly-P) content (g·g-MLVSS^-1) was 8.3% and 10.2%, respectively. Thus, the propionic to acetic acid ratio of the influent greatly influenced the PHA form and quantity, glycogen transformation, and poly-P contained in activated sludge and further determined TN and SOP removal efficiency. Moreover, significant correlations between the SOP removal rate and the (PHV+ PH2MV)/PHA ratio were observed (R²>0.99). Accordingly, PHA and glycogen transformations should be taken into account as key components for optimizing anaerobic/aerobic (low DO) biologic nitrogen and phosphorus removal systems.     

铝矿赤泥强化聚合氯化铝混凝除磷试验研究

对聚合氯化铝(PAC)投加赤泥前后的除磷效果及絮体进行了研究.结果表明,赤泥对PO3-4有吸附作用;投加一定量赤泥,提高了实验室模拟废水和实际污水中磷的去除率;与单用PAC相比,赤泥的加入增强了絮体的持磷性,增加了絮体的密实度,缩小了底泥的体积,强化了PAC的除磷性能.     

四环素类抗生素和铜复合污染对猪粪厌氧消化的影响

兽用抗生素和矿物元素添加剂可起到预防动物疾病、促进动物生长、提高饲料转化率等作用,因此被广泛应用于畜禽养殖业。本研究以猪粪中温厌氧消化为研究目标,采用全自动甲烷潜势测试系统,考察了一定浓度的四环素(TC:30 mg·kg~(-1)dry weight,DW)、土霉素(OTC:50 mg·kg~(-1)DW)和金霉素(CTC:15 mg·kg~(-1)DW)对厌氧累积产甲烷量和日产甲烷速率的影响。结果表明,TC、OTC和CTC对猪粪中温厌氧消化累积产甲烷量和日产甲烷速率均有促进作用(累积产甲烷总量提高比例分别为7.9%、0.4%和5.4%)。另外,采用超高效液相色谱-四极杆串联质谱对猪粪厌氧消化前后样品中四环素类抗生素及其代谢产物进行了分析。结果表明,液相中的四环素类抗生素在猪粪厌氧消化过程中得到了明显的去除,去除率达到90%~100%;而固相中只有金霉素和差向异构金霉素有明显的去除效果,去除率分别为41.69%和41.58%。采用Tessier连续提取法对猪粪厌氧消化前后样品中5种形态的铜包括可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态、有机物结合态、残渣态进行了分析,结果表明,猪粪厌氧消化后,可交换态、碳酸盐结合态和铁锰结合态的铜浓度比厌氧消化前分别降低了1%~9%、0.1%~3%、12%~19%,而有机态和残渣态的铜浓度却在厌氧消化后分别增加了15%~35%、1%~2%。厌氧消化后,70%~80%的铜都是以有机铜的形态存在。铜逐渐从不稳定态转化为相对稳定的有机态和残渣态铜,因此,厌氧消化过程使铜从可生物利用态转变为不可生物利用态,趋于稳定化。