A2/O工艺中的反硝化除磷

A2/O工艺是一种最简单的同步脱氮除磷工艺,但由于其系统中固有的基质竞争和污泥龄等矛盾,在实际应用中特别是处理低C/N比污水时脱氮除磷效率较低.反硝化除磷工艺作为近年来颇受关注的污水生物处理新技术.由于在脱氮除磷过程中可以在碳源利用上耦合,可从一定程度上缓解A2/O工艺中的基质竞争矛盾,使得其在处理低C/N比污水时也能实现较高的脱氮除磷效率.就反硝化除磷的技术原理,结合其在A2/O工艺中的最新研究成果及其控制策略,对A2/O工艺中的反硝化除磷的实现、维持及影响因素进行了分析和探讨,并对其发展方向进行了展望.     

新型高效反硝化除磷工艺

针对传统生物脱氮除磷工艺中存在的问题,简述了反硝化除磷工艺所具有的优点及其代谢途径．提出了两种典型的反硝化除磷工艺,并介绍了反硝化除磷技术的影响因素和测定方法。反硝化除磷技术的应用可解决传统生物脱氮除磷工艺中硝化菌污泥龄与聚磷菌污泥龄的差别以及反硝化菌与聚磷菌之间有机物之争的难题。     

改进型A~2/O工艺处理城市生活污水的脱氮除磷效能研究

在分析传统A2/O工艺缺陷的基础上,提出了一种改进型A2/O工艺。为了防止回流污泥中的硝酸盐进入厌氧区,在传统A2/O工艺的厌氧区后面增加一个体积较小的缺氧选择池,回流污泥进入缺氧选择池,并进行反硝化消耗回流污泥中的硝酸盐;同时,在缺氧区通过反硝化除磷实现"一碳两用"。结果表明,改进型A2/O工艺有较好的脱氮除磷效果,在COD为298mg/L、TN为55mg/L左右、TP为7mg/L左右时,系统对COD、TN、TP的平均去除率分别为88.44%、77%、95%。     

西安市某污水处理厂A2/O工艺除磷效果分析

基于西安市污水处理厂出水一级A达标排放的要求,对西安市某污水处理厂A2/O工艺运行效果进行监测分析,结果表明,该污水处理厂出水总磷一级A达标率仅为31.61%,出水总磷浓度偏高成为该污水处理厂一级A达标的限制因素。通过对污水处理厂现场调研与水质沿程监测分析发现,该污水处理厂污泥水中含有大量SS和TP,此部分污泥水回流至系统前端导致生物池进水总磷浓度急剧升高,生物池超负荷运行导致出水总磷偏高。同时由于生物池碳源不足,厌氧池释磷作用微弱,影响了系统的除磷效果。针对以上问题,进行了初沉池运行方式调整、强化污泥处理、出水增设滤池等一系列改造措施。改造后系统除磷效果明显提高,出水TP降低至（0.39±0.08）mg·L-1,基本可以达到一级A排放标准。     

A2/O+硫磺填料柱组合工艺脱氮除磷的效果

以某城市污水厂进水为研究对象,采用A2/O+硫磺填料反应柱组合工艺,考察其对COD、总氮、总磷以及溶解性磷处理效果的改善。组合工艺出水水质稳定后,连续运行55 d,并对工艺的出水进行常规指标分析。结果表明:组合工艺的脱氮除磷效果较单个A2/O工艺都得到了较大的改善,而COD去除效果变化不大。A2/O系统对COD有良好的去除效果,出水的COD平均去除率能达到94%;TN和TP去除效果相对较差,出水平均去除率分别为60%和57.4%。经硫磺填料反应柱的脱氮除磷作用,系统出水TN去除率提高到84%,TP去除率提高到69.8%,COD去除率变化不大,升高到95.3%。     

缺氧池填料投配比对A~2/O-MBR工艺反硝化除磷的影响

按20%的投配比往好氧1,2池中加入相同数量的悬浮式填料,将传统A2/O工艺转变为A2/O-MBR复合工艺。通过处理实际市政污水,重点考察了在缺氧池中不同填料投配比条件下,复合工艺的去除效果以及反硝化除磷效果。实验结果表明,当缺氧池中填料投配比为20%时,装置总体的处理效果最好。COD、总氮、氨氮和总磷的去除率分别达到了81.1%、80.3%、100%和85.2%。当投配比为10%时,反硝化除磷效果最明显,占总除磷量的48.3%。从经济角度出发,10%的投配比为最佳投配比。     

缺氧池填料投配比对A2/O-MBR工艺反硝化除磷的影响

按20%的投配比往好氧1,2池中加入相同数量的悬浮式填料,将传统A2/O工艺转变为A2/O-MBR复合工艺.通过处理实际市政污水,重点考察了在缺氧池中不同填料投配比条件下,复合工艺的去除效果以及反硝化除磷效果.实验结果表明,当缺氧池中填料投配比为20%时,装置总体的处理效果最好.COD、总氮、氨氮和总磷的去除率分别达到...     

A2/O工艺缺氧池中反硝化聚磷菌的比例、特性研究及菌株鉴定

用释磷/聚磷装置和微生物筛选、分离方法研究A2/O工艺缺氧池污泥,确定缺氧池中反硝化聚磷菌(DPB)的比例,筛选、分离得反硝化聚磷单菌株且对单菌株聚磷特性进行研究.结果表明,缺氧池中DPB占聚磷菌(PAO)的比例约为21.5%.从缺氧池分离得到的肠杆菌科、气单胞菌属和假单胞菌属都是DPB,而不动杆菌属仅是好氧PAO,葡萄球菌属和微球菌属仅是一种专职的反硝化菌.反应过程中同时存在O2和NO3时,肠杆菌科优先利用水中的O2进行聚磷;在缺氧环境中,肠杆菌科在COD为30mg/L时的聚磷效果优于COD为180 mg/L时的聚磷效果.可见DPB的反硝化和聚磷的特性与电子受体的存在形式和COD有密切关系.因此,改良传统A2/O工艺和研发同步反硝化聚磷装置时,必须控制缺氧反硝化聚磷单元中混合液的DO和COD.     

高原生活污水多阶折流A2O处理工艺优化运行与磷去除特性

为探究适应高原环境且出水稳定达标的城镇污水低碳处理工艺,在拉萨某污水处理厂内搭建多阶折流A²O一体化中试装置,针对实际生活污水,考察了装置启动及参数优化过程中的脱氮除磷性能,并结合污泥磷含量对工艺磷去除特性进行了分析。结果表明：通过调整工艺参数可优化厌氧释磷和反硝化除磷的反应状态,当进水量为3 m³·d⁻¹,气水比、污泥内回流比和污泥外回流比分别为20、4.5和9.5时,在连续运行 95 d不排剩余污泥状态下,出水COD、TN、NH₄⁺-N和TP分别为(26.1±12.9)、(7.3±1.6)、(1.2±0.6)和(0.9±0.1) mg·L⁻¹,反硝化除磷是磷的主要去除途径。多阶折流A²O工艺单位质量污泥TP含量相较西藏污水厂平均水平高60%,具有更强的储磷能力,随着单位质量污泥TP含量和污泥量的增加,系统可储磷总量不断提高。     

NO2--N和盐度对反硝化除磷及N2O释放的影响

以驯化好的反硝化除磷污泥为研究对象,通过批式实验考察了NO2--N和NaCl浓度对反硝化除磷率及N2O释放的影响。当进水亚硝酸盐的浓度由15 mg·L-1升高至25和40 mg·L-1时,除磷率由68.81%±0.5%降至66.25%±1%和62.88%±0.8%,TN的去除率由90.6%±0.7%降至74.55%±1.5%和51.65%±2%,N2O释放量分别为4.82、13.83和17.06 mg。当NaCl质量分数为0%、0.5%、1%和2%时,TN的去除率由74.55%±1%降至68%±2%、64.2%±1%和54.3%±2.5%,除磷率由66.37%±1.5%降至61.29%±1%、50.47%±2%和36.7%±0.5%,N2O-N转化率为41.1%±2%、41.4%±2.5%、48.94%±0.6%和51.03%±2%。因此,NO2--N和NaCl质量分数的升高均会降低脱氮除磷效率,但增加了N2O释放量;兼顾脱氮除磷效率前提下,NO2--N为25 mg·L-1、NaCl质量分数为1%是N2O释放量增加的优化条件。     

改良型A2／O-MBR工艺的反硝化除磷性能研究

重点考察了-种改良型膜生物反应器（A2／O—MBR）的脱氮除磷性能。该工艺主要特点在于对膜池硝化回流液进行了固液分离,并将上清液和浓缩污泥分别回流至缺氧池和厌氧池,这种改进提高了系统对氮、磷的同步去除效率。实验结果表明,在水力停留时间（HRT）为12h,污泥龄（SRT）为30d,混合液回流比为200％的运行条件下,进水COD、NH4＋-N、TN和TP平均浓度分别为（225±38）、（24．8±3．9）、（26．7±2．9）和（2．90±0．53）mg／L时,增加膜池硝化回流液固液分离装置前后,系统对COD和NH4＋-N的去除都维持在较高水平,而系统对TN和TP的去除效果显著提高,出水TN和TP平均浓度分别由（14．9±3．3）mg／L和（1．95±0．72）mg／L下降到（9．4±1．9）mg／L和（0．91±0．38）mg／L,表明增加膜池硝化回流液固液分离装置显著改善了A2／O-MBR系统的脱氮除磷效果。反硝化除磷活性实验结果进一步表明,改进后系统中反硝化除磷活性占总除磷活性的比例由51．5％上升至61．7％,说明增加膜池硝化回流液固液分离装置强化了系统的反硝化除磷性能。     

污水反硝化除磷技术研究进展

应用反硝化除磷技术,可解决传统生物脱氮除磷工艺中硝化菌与聚磷菌之间污泥龄的矛盾,以及反硝化与释磷之间的有机物之争的难题,是目前除磷技术的研究热点之一。针对传统生物脱氮除磷工艺中存在的碳源不足、耗能大等问题,介绍了几种典型的反硝化除磷工艺,并分析了反硝化除磷技术的影响因素。     

厌氧／缺氧SBR反硝化除磷效能的研究

采用厌氧 缺氧SBR反应器对以硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷过程进行了研究。结果表明 ,反硝化聚磷菌完全可以在厌氧 缺氧交替运行条件下得到富集。稳定运行的厌氧 缺氧SBR反应器的反硝化除磷效率 >90 % ,出水磷浓度 <1mg L。进水COD浓度对反硝化除磷的效率影响很大 ,在COD浓度 <180mg L时 ,进水COD浓度越高 ,除磷效率也就越高。较高浓度的进水COD浓度将导致有剩余的COD进入缺氧段 ,对反硝化吸磷构成不利影响。污泥龄为 16d时 ,厌氧 缺氧SBR反应器取得稳定和理想的反硝化除磷效果。污泥龄减少到 8d ,由于反硝化聚磷菌的流失导致反硝化除磷效率的下降。当污泥龄恢复到 16d时 ,经过一段时间的运行 ,反硝化聚磷菌重新得到富集 ,除磷效率恢复到 90 %以上。     

反硝化除磷菌驯化富集方式的探讨

以SBR反应器分别采用一段式和二段式培养方法对反硝化除磷菌进行了驯化富集.结果表明,一段式和二段式培养方法驯化完成后的活性污泥沉降性能均较好,污泥体积指数(SVI)分别约为60、50 mL/g,反硝化除磷菌占聚磷菌的比例达到了77%和71%.两种培养方法下反硝化除磷菌PO3-4-P去除率和脱氮率分别达到了97%和95%以上,缺氧结束时水中PO3-4-P质量浓度小于1 mg/L.驯化完成后污泥的含磷率最高达到了3.7%(质量分数).因此,采用一段式或二段式驯化方法均能实现反硝化除磷菌的有效富集.     

亚硝化/反硝化除磷同步发生的控制策略

针对碳源偏低城市污水,采用厌氧/限氧的序批式活性污泥反应器（A/LOSBR）,在连续（CA）和间歇曝气（IA）模式下,研究了亚硝化/反硝化除磷同步发生所需的最适控制策略。实验结果表明,在CA模式下,恒定30 L·h-1的气量,进行同步亚硝化/反硝化除磷的TN和PO43--P去除率分别为88.5%和95.9%;在IA模式下,恒定30 L·h-1的气量,且曝气百分数（AF）和曝气频率（fIA）值为0.5和24时,曝气量比CA模式节省了23%,该工艺的TN和PO43--P去除率分别为91.1%和92.9%。由此可知,同一气量下,IA模式比CA模式的更经济节能,且IA模式在低AF和高fIA工况下进行的同步亚硝化/反硝化除磷过程更稳定持续。     

MFC强化同步短程硝化反硝化工艺的启动

微生物燃料电池(MFC)可在阴极实现反硝化、短程反硝化和同步硝化反硝化并产生电能,但在MFC阴极实现同步短程硝化反硝化的研究尚未见到报道。为了探讨MFC阴极同步短程硝化反硝化工艺的性能,将双室曝气阴极MFC与A/O脱氮工艺结合处理人工模拟低碳氮比废水。通过静置运行15 d使得MFC阴极室亚硝态氮得以积累,氨氧化菌得以富集。随即改为连续运行后第21天成功启动同步短程硝化反硝化MFC;阴极出水氨氮浓度为0.3 mg/L,亚硝态氮浓度为15.9 mg/L,硝态氮浓度为0.6 mg/L,亚硝化率达到95%以上,阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上,COD去除率达到85%以上。结果表明,将MFC与同步短程硝化反硝化工艺结合,通过阴极室中氧气得电子获得高pH,可以强化同步短程硝化反硝化工艺,完成生物脱氮的同时回收电能,并具有减少外加碱度的优势。     

改良A^2/O工艺的工程实践

城市污水处理厂采用多点进水的改良A^2/O生物脱氮除磷工艺,取得了较好的脱氮除磷效果.在工艺运行中,通过采取有效的调控措施,保证了生化池脱氮除磷各反应单元的溶解氧要求,得到了较佳的工艺运行参数控制范围.     

利用亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集

依据DPB原理,利用SBR动态反应器和静态释/聚磷装置.以A2/O工艺厌氧段污泥为种泥,研究以亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集,同时对选择、富集污泥的反硝化聚磷性能进行了考察.结果表明:利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌存在于A2/O厌氧段污泥中,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧方式运行后,聚磷菌总数由1400个/mL增加到32 000个/mL,其中反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例也由14.5%提高到81%,磷酸盐和亚硝酸盐去除率分别由最初的8.65%和7.55%上升到91%和95.62%;筛选与富集利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌时,缺氧段进水COD的浓度须控制在10 mg/L以下;当体系处于稳定状态,且亚硝酸盐氮浓度高达30 mg/L时,并未对反硝化聚磷菌的生存产生抑制和体系运行产生干扰,此时磷酸盐出水低至1.06 mg/L.