混合碳源浓度对单级好氧生物脱氮除磷的影响

以乙酸钠和丙酸钠1:2混合作为碳源,进水COD浓度分别为200,400,600,800mg/L,研究混合碳源浓度对单级好氧生物脱氮除磷的影响,并通过比较微生物体内储能物质的变化,探讨混合碳源浓度对生物脱氮除磷性能影响的机理.结果表明,当进水磷和氨氮浓度分别为12,30mg/L时,随着进水COD由200增加至800mg/L,磷去除率由39.9%提升至86.4%(氮去除率从13.5%提升至96.4%).进水COD为400mg/L时单位挥发性悬浮固体(VSS)的磷和氮去除量达到最高[分别为(4.31±0.08)和(6.15±0.22)mg/g].当进水COD由200增加至400mg/L时生物除磷活性增强,而COD继续增加会使污泥沉降性能变差,脱氮除磷生物活性降低.好氧吸磷和同步硝化反硝化主要由微生物体内储能物质多β羟基烷酸盐(PHA)驱动,当进水COD为400mg/L时单位VSS消耗的PHA最多.混合碳源浓度通过影响碳源的好氧代谢,使微生物体内储能物质的积累/转化量不同,进而影响系统的脱氮除磷性能.     

菌株ZD8的分离鉴定及其异养硝化和缺氧/好氧反硝化特性研究

从稳定运行的ASBR厌氧氨氧化反应器中分离筛选出一株在缺氧和好氧条件下均具有高效反硝化能力的菌株ZD8,该菌株为假单胞属(Pseudomonas sp.),大小2 μm×0.25 μm,无鞭毛和芽孢.实验结果表明,缺氧条件下,ZD8最适合的碳源为柠檬酸钠;当C/N为10时,具有最佳的反硝化效果.菌株ZD8在缺氧条件下不具有硝化能力.在好氧条件下菌株ZD8获得最佳反硝化效果的C/N为22,最适合pH范围是7.2~9.9.菌株ZD8在好氧条件下具有高效的异养硝化能力,NH₄⁺-N平均去除速率为8.3 mg·L^-1·h^-1.当以KNO₃为氮源时ZD8的反硝化速率为13.1 mg·L^-1·h^-1;而以NaNO₂为氮源时,其反硝化速率为6.98 mg·L^-1·h^-1.在同时存在NH₄⁺-N和NO₃^--N或NH₄⁺-N和NO₂^--N的系统中,菌株ZD8均首先利用NH₄⁺-N发生硝化作用,NH₄⁺-N的存在对反硝化具有抑制作用,并且NH₄⁺-N对NO₂^--N的反硝化抑制作用更强;在同时存在NO₃^--N和NO₂^--N的系统中,菌株ZD8优先利用NO₃^--N进行好氧反硝化脱氮.     

低温投加短程硝化污泥下城市污水SPN/A工艺运行特性

以城市污水为研究对象,考察低温条件下通过生物添加强化氨氧化菌（AOB）活性,并进一步提高短程硝化-厌氧氨氧化一体化（SPN/A）工艺脱氮效果的可行性.平行运行2个序批式反应器（SBR） SBR1与SBR²,在间歇曝气条件下运行,控制温度由30℃梯度下降至15℃（30,27,24,21,18,15℃）,随后逐步回升至30℃.在降温与升温过程中,向SBR²中定期投加短程硝化污泥强化AOB活性,SBR1作为空白试验不进行投加.结果表明,30℃时SBR1与SBR²在不外加短程硝化污泥的条件下均可成功启动并稳定运行,脱氮效果均良好;温度降至15℃时,SBR1与SBR²出水NH₄⁺-N分别为36.38,33.10mg/L,总氮去除率分别为30.72%与35.76%,2个反应器脱氮效果均变差,SBR²较SBR1抗低温能力较强;梯度升温至30℃时,SBR1与SBR²总氮去除率分别升至52.43%与63.60%.通过考察SBR1与SBR²菌群活性可知,2个反应器的菌群活性均随着温度降低而降低,但SBR²的AOB丰度活性均高于SBR1;温度回升阶段,2个反应器的菌群活性有所升高,其中SBR²亚硝酸盐氧化细菌（NOB）活性受到抑制持续降低,推测这是因为SBR²中的AOB活性得到强化后,产生更多的亚硝酸盐,厌氧氨氧化菌（Anammox）可获得基质增多,造成Anammox活性丰度较高,所以SBR²脱氮效果相对较好.因此,在低温条件下通过生物添加强化SPN/A系统中AOB活性,可提高系统抗温度冲击能力,利于系统脱氮效果的恢复.     

运用活性污泥一号模型对缺氧——好氧生物废水处理工艺的模拟

随着污水生物处理技术的进步,很多相关的数学模型被开发出来用以描述污水生物处理工艺的机理,并指导其设计和运行管理.最为著名和应用广泛的当属国际水质协会(IAWQ)推出的活性污泥数学模型系列(Activated Sludge Model 1～3),即ASM模型.通过以反应器动力学为基础,使用活性污泥一号模型(ASM1)对缺氧-好氧生物废水处理工艺建立数学模型并且加以模拟的结果,得出了在不同的工况参数和反应条件(分别是污泥龄,缺氧池与好氧池的体积比,回流和内回流)下各级反应器中污染物质(主要是可溶性有机污染物,氨氮和硝态氮)浓度的变化规律,可以为实际工艺的设计与运行提供参考和依据.     

浅谈A/O生物脱氮工艺的设计计算

本文论述了A/O生物脱氮工艺的特点,讨论了A/O工艺的合理设计问题,并介绍了用于计算A/O生物脱氮效率、缺氧池、好氧池及需氧量的公式.     

工业废水为主的城市污水A/O工艺启动研究

文章研究了以工业废水为主的城市污水A/O处理工艺的启动。结果表明,水解酸化池的酸性出水经过曝气池氧化后,pH值基本稳定在7.41左右。随进水中工业废水比例的增加,水解酸化池的COD去除率明显下降,但曝气池的出水质量仍较好。氨氮的去除率起初下降,接着逐渐提升并趋于稳定,但总氮的去除率一直呈上升趋势。色度随工业废水比例的增加而增大,但出水色度一直维持在较好的水平。     

The first metagenome of activated sludge from full-scale anaerobic/anoxic/oxic (A2O) nitrogen and phosphorus removal reactor using Illumina sequencing

The anaerobic/anoxic/oxic (A2O) process is globally one of the widely used biological sewage treatment processes. This is the first report of a metagenomic analysis using Illumina sequencing of full-scale A2O sludge from a municipal sewage treatment plant. With more than 530,000 clean reads from different taxa and metabolic categories, the metagenome results allow us to gain insight into the functioning of the biological community of the A2O sludge. There are 51 phyla and nearly 900 genera identified from the A2O activated sludge ecosystem. Proteobacteria, Bacteroidetes, Nitrospirae and Chloroflexi are predominant phyla in the activated sludge, suggesting that these organisms play key roles in the biodegradation processes in the A2O sewage treatment system. Nitrospira, Thauera, Dechloromonas and Ignavibacterium, which have abilities to metabolize nitrogen and aromatic compounds, are most prevalent genera. The percent of nitrogen and phosphorus metabolism in the A2O sludge is 2.72% and 1.48%, respectively. In the current A2O sludge, the proportion of Candidatus Accumulibacter is 1.37%, which is several times more than that reported in a recent study of A2O sludge. Among the four processes of nitrogen metabolism, denitrification related genes had the highest number of sequences (76.74%), followed by ammonification (15.77%), nitrogen fixation (3.88%) and nitrification (3.61%). In phylum Planctomycetes, four genera (Planctomyces, Pirellula, Gemmata and Singulisphaera) are included in the top 30 abundant genera, suggesting the key role of ANAMMOX in nitrogen metabolism in the A2O sludge.     

连续流间隙曝气前缺氧生物反应器处理分散污水的生产性试验研究

针对一种用于小流量分散型污水处理的连续流间隙曝气前缺氧生物反应器进行生产性试验.在持续近1年的运行监测和工况优化过程中,考察了不同曝气时间比、混合液回流比、水力停留时间(HRT)等组合工况下该生物反应器去除COD、氮、磷的效果.结果表明,反应器可以维持高的污泥浓度,进而高效去除污水中的COD.脱氮效率可通过调节工艺运行参数来提高:在进水流量一定时,减少曝气时间比(即增加停曝时长);在曝气强度一定时,调低混合液回流比;当进水流量升高时,同时增加曝气时间比与循环时长.当反应器达到稳态运行后,在水温17.4~28.6℃、曝气时间比0.5、曝气阶段平均溶氧浓度约1.0 mg·L~(-1)、总HRT 16.6 h、混合液回流比1.5条件下,COD、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别可达90%、90%、70%~80%、80%,出水COD、NH_4~+-N、TN指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A排放标准,出水TP指标满足一级B排放标准.     

药物对A/A/O系统中NDMA及其总前体物去除的影响

在厌氧/缺氧/好氧(A/A/O)脱氮除磷系统中分别投加氯苯那敏和雷尼替丁,研究了这两种含有二甲胺基团的药物对A/A/O系统中N-亚硝基二甲胺(NDMA)及其总前体物去除效果的影响.结果表明, A/A/O系统对氯苯那敏和雷尼替丁的去除率较低,分别为32%和58%,且主要通过厌氧过程去除.外加氯苯那敏会导致系统对总氮的去除率从58%降至24%,同时引起出水氨氮浓度上升.雷尼替丁的投加会明显抑制系统对NDMA的去除,其去除率从90%降至66%.A/A/O反应器中NDMA的去除并不完全受生物脱氮过程的影响.由于具有较高的NDMA生成潜能,外加氯苯那敏,雷尼替丁会引起进水中NDMA总前体物浓度大幅增加,且导致A/A/O系统对NDMA总前体物的去除率明显下降 (从70%降到31%~33%).