基于模型辅助的污水处理厂抗冲击负荷定量化研究

利用BioWin模型进行动态模拟,在满足出水水质达标的前提下,从进水污染物最大处理能力、不同冲击时长下进水污染物最大浓度两个维度,定量化评估了陶家污水处理厂的抗冲击负荷能力。结果表明：污水处理厂能处理的进水COD、NH₃-N和TP最大浓度为306.08 mg/L、24.90 mg/L和4.22 mg/L,分别为正常进水COD、NH₃-N和TP浓度的169%、198%和213%;污水处理厂抗冲击负荷能力随冲击时长逐渐降低,当遭受1～10 h的冲击时长时,污水处理厂能承受的最大冲击负荷为正常进水浓度的250%～130%;污水处理厂最大抗冲击负荷时长为6小时,6小时以上抗冲击负荷能力为正常进水浓度的1.3倍,即COD、NH₃-N和TP浓度为235.3 mg/L、16.35 mg/L和2.57 mg/L;TP是制约该污水处理厂抗冲击负荷能力的关键因子。     

SBR法处理油页岩废水试验研究

对油页岩废水水质进行分析,采用SBR工艺进行处理,以废水COD和总石油烃为控制指标,结合污泥脱氢酶的活性,探索SBR工艺运行的最佳条件;并利用修正的Monod公式,对SBR池中生化动力学进行研究,确定了其动力学参数,反应级数及反应速率常数.结果表明,在温度为24～28℃,pH值为6.58 ～ 7.24,DO为3.36～4.36mg/L,水力停留时间为36 h条件下,处理效果较佳.在进水水量为15L,COD为491.008 mg/L,总石油烃为33.25 mg/L时,废水COD去除率可达70％,总石油烃去除率可达90％.     

长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果

为保证磷的去除率,城市污水处理厂生物除磷系统污泥龄一般控制在15 d左右.污泥龄越短,剩余污泥排放量越大,污泥处理费用越高.为探明长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果及其作用机理,采用厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR反应器,以无水乙酸钠、葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨为混合碳源,模拟城市污水处理系统,对污泥龄分别为12d、20d和48 d的生物除磷系统出水总磷质量浓度进行连续监测,研究污泥龄与胞内聚合物PHB(聚羟基丁酸)和PHV(聚羟基戊酸)质量比的关系.结果表明,对于进水COD为450 mg/L,总磷质量浓度达8 mg/L的城市生活污水生物除磷系统,由于碳源充足,污泥龄达到48 d仍能保证出水总磷质量浓度长期稳定达标,长泥龄不会影响除磷效果.由于我国生活污水水质的变化,城市污水处理厂最佳污泥龄约为48d.污泥龄对聚磷菌体内的PHA(聚羟基烷酸)质量比及组成有重要影响.随着污泥龄的增长,PHA总量增加,聚磷菌得到了更多的吸磷驱动力,好氧时间不断减少,除磷效率不断增加.随着污泥龄的增长,聚菌体内的PHV质量比增加,而PHB质量比基本不变,因此PHB在PHA中占的比例有所下降.     

高效厌氧反应器处理高浓度生活污水

研究了采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)处理高浓度生活污水的可行性.试验结果表明,采用EGSB处理生活污水,出水水质较好.COD去除率达到80%-93%,出水COD值在100mg/L以下;最佳水力停留时间为1 h;SS的去除率在92%-95%之间;出水氨氮值高于进水值,出水总磷值略低于进水值,氮磷去除效果较差.试验说明采用EGSB反应器处理高浓度生活污水是可行的.     

铁离子对膜生物反应器中污泥性质及膜污染的影响

以处理模拟生活污水的平板膜-生物反应器为依托,将进水铁离子质量浓度分别调配成6 mg/L、1g mg/L、40 mg/L,考察三价铁离子对膜生物反应器中污泥性质及膜污染的影响.结果表明,投加铁离子对平板膜-生物反应器的出水水质影响不大.随着铁离子投加质量浓度的增加,跨膜压差(TMP)增长趋势变小,膜污染得到缓解,其中铁离子投加质量浓度为40 mg/L时,膜污染控制效果最好.铁离子的投加强化了生物絮凝作用,造成污泥质量浓度的上升,溶解性微生物产物(SMP)和松散型胞外聚会物(LB-EPS)质量比的下降.从膜阻力分析可以看出.投加铁离子主要是降低SMP和LB-EPS等凝胶层污染物引起的外部阻力.     

SBR法处理颜料中间体废水的研究

研究了SBR法处理颜料中间体高浓度有机废水时,污泥浓度、曝气时间、pH等参数对该工艺处理效果的影响.结果表明,当SBR周期为8 h(进水0.2 h,反应6 h,沉淀1 h,排水0.5 h,闲置0.3 h), MLSS为2-4 g/L,进水CODCr1.2 g/L,pH 7.00-8.50时,COD去除率可达70%.     

味精废水培养好氧颗粒污泥的研究

以味精厂废水厌氧污泥混合普通活性污泥作为接种污泥,采用味精废水在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,通过预曝气调整进水负荷,经95 d成功培养出好氧颗粒污泥。培养出的颗粒污泥呈黄色,轮廓整齐,平均粒径为0.5 mm,对COD和氨氮的平均去除率高达91.8%和96.6%,反应器内SVI值保持在20mL/g左右,污泥质量浓度达8 000 mg/L左右。     

UASB+SBR工艺处理皂素生产废水的快速启动研究

皂素生产废水为难处理高浓度酸性含硫有机废水.其中高含量的硫酸盐在厌氧条件下产生大量的H2S,造成了对厌氧微生物的抑制作用,严重影响厌氧生物处理的效果,甚至使厌氧消化完全失败,使该类废水的处理较为困难.为了有效解除硫酸盐对生物处理设施中微生物的抑制,找出皂素生产废水的快速启动运行的方法,本文选用了UASB SBR组合工艺进行了2个月左右的动态连续流实验,对硫酸盐抑制的解除方法进行了研究,提出了相应的解除硫酸抑制厌氧消化的方法,找到了UASB快速启动的有效方法.小试连续运行实验结果表明,在UASB中加入适量铁屑和活性炭颗粒,以生活污水处理厂剩余污泥为种泥可以成功实现UASB SBR处理系统的快速启动,消除DO2-4对生物处理系统的影响,并在较短的时间内(21 d左右)培养出了厌氧颗粒污泥.UASB启动后,在进水COD质量浓度34 000mg/L左右时,COD的去除率一直保持在95%以上,出水COD质量浓度维持在1 300 mg/L左右.厌氧出水经过SBR处理后,出水水质达到了<综合污水排放标准>中的二级排放标准要求.该快速启动方法可供类似酸性高浓度有机废水处理和调试参考.     

利用普通反硝化活性污泥快速启动厌氧氨氧化试验

采用有效容积为6.3 L的上流式流化床接种普通污泥,进行了厌氧氨氧化反应器的启动,研究了先富集反硝化污泥再启动厌氧氨氧化反应器的过程特征。首先投配硝氮质量浓度70 mg/L、以葡萄糖为碳源、COD为200 mg/L的模拟废水增强污泥的反硝化能力。运行6 d后,出水硝氮质量浓度在10 mg/L左右,反应器对硝氮的去除率稳定在80%以上,污泥具有较高的反硝化活性。随后投配氨氮质量浓度50~60 mg/L、亚硝氮质量浓度30~58 mg/L的废水进行厌氧氨氧化菌培养。培养一开始出水氨氮质量浓度就比进水低,第31 d氨氮的去除率达到50%以上。逐步提高进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度,从100 mg/L、140 mg/L、200 mg/L到420 mg/L,氨氮和亚硝氮去除率亦不断提高。第40 d后,反应器氨氮去除量、亚硝氮去除量和硝氮增加量之比在1∶(1.3±0.2)∶(0.3±0.1)范围内小幅波动,表明厌氧氨氧化反应已经成为反应器内的主导脱氮反应。经过76 d的培养,在进水氨氮和亚硝氮质量浓度分别为405.23 mg/L和488.24 mg/L时,反应器对它们的去除率达到80%和95.22%,最大氮去除速率为0.93 kg/(m3·d)。研究表明,采用上流式流化反应器先富集反硝化菌再培养厌氧氨氧化菌和采用逐步提高进水负荷的启动策略,对于快速培养高活性Anammox污泥、启动反应器是有效的。     

内聚营养源SRB污泥固定化技术最佳污泥选择的研究

以某污水厂的氧化沟污泥和剩余污泥为培养对象,经厌氧驯化成以硫酸盐还原菌(SRB)占优的污泥.在pH值为6.0-7.0,最佳温度为35℃,硫酸盐质量浓度为4 g/L,剩余污泥固定化小球在反应时间为24 h,Zn(Ⅱ)的进水质量浓度为400 mg/L时,Zn(Ⅱ)的去除率达到了100%,而氧化沟污泥固定化小球Zn(Ⅱ)的去除率只有90%左右;剩余污泥固定化小球在反应时间为8 h,Cd(Ⅱ)的进水质量浓度为500 mg/L时,Cd(Ⅱ)的去除率就达到了95%左右,而氧化沟污泥固定化小球Cd(Ⅱ)的去除率不到80%.实验结果表明剩余污泥是硫酸盐还原菌污泥固定化技术的最佳污泥.     

膜生物反应器处理生活污水的试验条件研究

研究了用MBR处理生活污水时,不同曝气时间、不同污泥浓度对生活污水中CODCr去除效果的影响,同时对比了膜出水和上清液的实验数据。实验结果表明,曝气7 h以后系统对CODCr的去除趋于稳定,污泥质量浓度在7-8 mg/L之间时,CODCr可以达到排放标准。操作简单,出水水质稳定,有很强的推广意义。     

隔油-涡凹气浮组合生化工艺处理含油污水的工程应用

介绍了隔油-涡凹气浮组合生化工艺处理含油污水的工艺设计和运行效果。经过一段时间的调试及运行,在进水COD为1 800 mg/L,含油量为2 800 mg/L的条件下,经过该工艺处理,出水COD保持在60 mg/L左右,含油量为4.0 mg/L左右,出水水质达到《中华人民共和国国家标准污水综合排放标准》(GB8978-1996)的Ⅰ级标准,该工艺处理含油污水是切实可行的。     

MBBR-A2O/MBR处理农村生活污水动力学研究

采用MBBR-A2O/MBR(又称BCO-MBR)工艺,对水质特征呈现低碳源高氮磷、水质波动大和日变化系数大等特点的农村生活污水进行研究。对比MBBR-A2O/MBR工艺在5种不同水力停留时间下的(0.42 d、0.50 d、0.75 d、1.25 d、1.50 d)运行状况,挑选出最佳的水力停留时间,并利用Lawrence-McCarty模型构建该工艺的污染物降解动力学方程。结果表明,随着水力停留时间(HRT)的延长,MBBR-A2O/MBR工艺对污染物的去除效果逐渐提升。当HRT为1.25d,CODCr、NH3H、TN、TP平均进水质量浓度分别280.67mg/L、36.88 mg/L、50.59 mg/L、2.51 mg/L时,平均出水质量浓度分别为34.33 mg/L、3.19 mg/L、5.13 mg/L、0.63 mg/L,平均去除率分别可达87.86%、89.92%、89.85%、74.95%。CODCr、NH3H、TN出水质量浓度在城镇污水排放标准一级A限值以下,TP出水质量浓度达到一级B标准,因此确定最佳的HRT为1.25 d。污染物降解动力学计算所得模拟值与实际出水质量浓度测量值拟合度良好,其中CODCr模拟值与平均测量值一致性最高,相对误差在0.02~0.14,NH3H与TN的相对误差分别在0.19~0.60和0.1~0.33。这表明污染物降解动力学方程可以较好地模拟工艺出水的污染物质量浓度。CODCr降解动力学方程常数为Vmax=0.19 d-1,KS=82.97 mg/L;NH3H降解动力学方程常数为Vmax=0.02d-1,KS=8.49 mg/L;TN降解动力学方程常数为Vmax=0.024 d-1,KS=8.10 mg/L。研究的动力学常数与传统活性污泥法动力学常数相比,KS较高,而Vmax较低,导致Vmax较低的主要原因可能是测定的污泥质量浓度高于实际有效的质量浓度。研究对利用MBBR-A2O/MBR工艺处理农村生活污水和传统活性污泥工艺提标改造具有一定的应用参考价值。     

上流式厌氧氨氧化反应器氮负荷提升过程中的运行性状

接种厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation,ANAMMOX)颗粒污泥至上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket,UASB),并控制进水NO_3~--N/NO_2~--N质量比为1∶1。在(33±1)℃下,通过研究不同进水总氮质量浓度(200 mg/L、400mg/L、600 mg/L)和水力停留时间(12 h、8 h、6 h、4 h)下的脱氮效能、污泥形态及微生物群落结构,多维分析上流式ANAMMOX反应器氮负荷提升过程中的运行性状。结果表明,在进水NO_3~--N和NO_2~--N质量浓度均为200 mg/L、总氮质量浓度为400 mg/L、水力停留时间为6h的运行工况下反应器可获得最佳处理效能,NO_3~--N、NO_2~--N和总氮去除负荷分别达到0.76 kg N/(m3·d)、0.75 kg N/(m3·d)和1.32kg N/(m3·d),三者去除率分别为95.0%、93.8%和82.5%。氮负荷提升过程中的污泥形态和微生物群落结构动态变化显示,相较于水力停留时间的缩短,进水总氮质量浓度增加对上流式ANAMMOX反应器运行过程的影响更为显著,其不仅导致了颗粒污泥解聚,还显著降低了微生物种群的多样性和均匀度。核酸测序结果表明,反应器中分布着3种潜在的ANAMMOX优势功能菌,且三者丰度会随进水总氮质量浓度增加而发生明显演替。研究表明,在上流式ANAMMOX反应器氮负荷提升过程中,进水总氮浓度的控制更为关键。     

DO和碳源投加方式对同步硝化反硝化的影响

采用SBR反应器,以人工模拟高浓度氨氮废水为进水,研究DO质量浓度和碳源投加方式对同步硝化反硝化的影响.结果表明,在连续投加碳源的条件下,当SBR内的DO质量浓度分别为3 mg/L、0.9 mg/L、0.5 mg/L、0.3 mg/L时,都发生了同步硝化反硝化,TN的去除率分别为24.87%、33.80%、37.07%及29.06%;DO质量浓度为0.5mg/L时,TN去除效率最高.SBR内的氨氮负荷可以达到0.64kg N/(m3·d),即使在0.3 mg/L的低溶解氧环境下,COD和氨氮的去除率都可以达到90%以上.控制SBR内DO质量浓度恒定为0.5mg/L,采用一次性投加碳源方式时,TN去除率仅有30.31%;当采用连续投加碳源方式时,TN去除率为50% - 60%;采用半连续投加碳源方式时,TN的去除率可达81.48%.试验过程中,活性污泥絮体粒径为0.2～0.5 mm,大于普通的活性污泥工艺中的絮体.较大的絮体使得絮体内存在较大的缺氧区,有利于取得较高的脱氮效率.     

土壤渗滤系统出水氨氮浓度不稳定的成因探究

为解决土壤渗滤系统出水氨氮浓度不稳定的问题,设计了土壤与河泥按不同比例组合的混合填料土壤渗滤系统,并以模拟生活污水为考察对象,在水力负荷为0.15 m/d的条件下,研究了进水氨氮负荷、溶解氧质量浓度及容积利用率对系统出水氨氮质量浓度的影响。结果表明:当进水氨氮质量浓度由20 mg/L增加至35 mg/L时,出水氨氮质量浓度在短时间内也会大幅提升,9~15 d可恢复处理能力;系统出水氨氮质量浓度随进水溶解氧质量浓度降低而升高,当进水溶解氧质量浓度小于0.5 mg/L时,出水氨氮质量浓度甚至高于进水;容积利用率为38.72%的系统出水氨氮质量浓度低于容积利用率为25.82%的系统;增加土壤中有机质含量,可以改善土壤环境,缩短系统启动时间,提高系统容积利用率,增强土壤渗滤系统抗冲击负荷能力,从而使出水氨氮质量浓度保持在较低水平。     

碳源和硝酸盐对SBBR反硝化除磷影响的试验研究

研究碳源和硝酸盐对填加聚氨酯载体的SBBR反硝化除磷的影响。在SBR中填加聚氨酯载体,将生物膜法和活性污泥法相结合,形成序批式生物膜反应器(SBBR),在厌氧/缺氧交替运行条件下利用NO3-作为电子受体,研究NaAc浓度、NaAc与丙酸钠的比例、NO3-浓度及NO3-投加方式等因素对除磷效果的影响。PO43-质量浓度在9~11 mg/L之间,COD质量浓度为200 mg/L时,SBBR有较佳的除磷效果;当进水NaAc与丙酸钠配比为2时,进水COD自身降解速率较慢,且不影响除磷效果;分批次(这里分2次)投加硝酸盐有利于硝酸盐向亚硝酸盐的转化;NO3-质量浓度为65 mg/L左右时,能获得较好的除磷、除氮效果。填加聚氨酯载体的SBR装置除磷效果较理想;碳源和硝酸盐对SBBR反硝化除磷影响显著。     

电渗析法处理含铬废水的研究

建立了一套电渗析法处理电解锰厂铬钝化清洗废水的小试装置,以某电解锰厂铬钝化清洗废水为处理对象,通过实验确定了电渗析法的极限电流密度,研究了电压、进水流量、进水浓度、浓水循环等参数对电渗析处理工艺出水水质的影响。结果表明,该电渗析装置的极限电流为0.41 A,极限电流密度为1.33mA/cm2;最佳操作电压20 V,适宜的进水流量20 L/h,进水浓度对淡水水质影响不大;采用浓水循环工艺,淡水产率可提高至约80%,浓室总铬、锰离子质量浓度超过4 000 mg/L,为浓水的后续处理处置创造了条件。     

温度和COD对SBR反硝化同时除磷系统除磷能力的影响

以除磷脱氮SBR(Sequencing batch reactor)系统作为研究对象,考查了温度和COD对其反硝化,以及除磷能力的影响.结果表明,反硝化除磷适宜温度范围为18～37℃.在此温度范围内反硝化除磷速率随温度升高而提高,而且温度变化基本上不影响反硝化除磷系统PO34-去除量和NO3-转化量之间的定量关系.同时实验还发现,反硝化同时除磷系统比传统的厌氧/好氧除磷系统节省33%的碳耗.当进水PO34--P质量浓度8.0～9.2 mg/L而COD质量浓度低至220～240 mg/L时就可以保证出水PO43--P质量浓度小于0.5 mg/L.而传统的厌氧/好氧SBR除磷脱氮系统则需将进水COD质量浓度提高至350 mg/L时才能实现这一目标.     

剪切力对好氧颗粒污泥的影响及其脱氮除磷特性研究

以普通絮状活性污泥为接种污泥,以人工配制模拟生活污水为进水,采用有机负荷调控法,在SBR反应器内培养富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,研究剪切力对好氧颗粒污泥理化特性及生物学特性的影响,并探讨好氧颗粒污泥的同步脱氮除磷特性.首先SBR以厌氧/好氧方式运行,采用有机负荷调控法培养出富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,其粒径在1.0～2.0 mm,SVI在20～22 mL/g,MLVSS/MLSS为91.0％,活性污泥比耗氧速率(SOUR)为45.32 mg/(g·h).颗粒污泥具有良好的沉降性能和较高的生物量,磷酸盐去除率为78％ ～ 99％.然后通过控制搅拌机转速研究4种不同剪切力(以剪切应力表示为0.120 N/m2、0.151 N/m2、0.184 N/m2、0.220 N/m2)条件下好氧颗粒污泥的颗粒化进程、颗粒污泥形态及生物活性.结果表明,当剪切力在0.120-0.220 N/m2之间时,剪切力越大,培养出的好氧颗粒污泥的结构越密实,形状越规则,生物活性越强;在一定范围内(0.120～0.184N/m2),剪切力越大,污泥的颗粒化进程越快,培养出的颗粒污泥的粒径越大;但当剪切力为0.220 N/m2时,污泥的颗粒化进程反而变慢,培养出的较大的颗粒污泥解体,颗粒污泥的粒径反而变小.最后采用逐渐增加进水NH;-N负荷的方法诱导具有同步脱氮除磷能力的好氧颗粒污泥,25d后,SBR对NH4+-N、TN、PO3-4--P的去除率分别达到99.7％、89.8％及94.5％.