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。     

侧流磷回收强化低碳源污水脱氮除磷效果的模拟与实验研究

以实验室营养物(BNR)去除工艺为研究对象,通过模拟预测与实验验证,对侧流磷回收强化低碳源污水脱氮除磷效果的影响进行研究.实验结果与模拟预测均显示,在低碳源生活污水(BOD5/TKN=3.2,COD/TKN=4.8,COD/TP=48.9)前提下,厌氧上清液侧流磷沉淀/回收可以使得出水氮、磷达标(TP≤0.5 mg P/L、TN≤15 mg N/L).研究结果表明,侧流磷回收可以相对提高后续生物脱氮除磷所需C/N、C/P比,从而强化低碳源污水生物营养物去除效果.模拟预测与实验验证几乎一致的结果表明,数学模拟技术完全可以取代传统实验,对所关心的工艺运行问题进行准确预测.     

改良型一体化氧化沟工艺在低碳源条件下脱氮除磷

针对在低碳源条件下脱氮除磷效果不佳,将倒置A2/O工艺的思想运用于一体化氧化沟工艺中,构建一种新型污水处理系统,即改良型一体化氧化沟工艺。实验考查了系统在低碳源条件下的脱氮除磷能力;结果表明:当缺氧区进水分配比r=0.8,泥龄SRT=10 d,好氧区水力停留时间HRT=12 h时,该系统对COD、NH4+-N和TP的去除率分别达70.8%、89.3%和72.1%,出水NOx--N为1.65 mg/L,同时处理效果稳定,出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准的要求。     

回流立式组合人工湿地处理生活污水的效果

针对目前我国农村存在的生活污水随意排放问题,构建了一种安装方便、工艺简单的回流立式组合人工湿地系统用于处理生活污水,研究其对污染物质的去除效果和过程,及不同基质（砾石、陶粒、火山石）间污染物质去除的差异。结果显示,回流立式组合人工湿地系统对COD、NH4+-N、TN、TP的去除率分别高达95%、99%、53%、57%,其中COD、NH4+-N的去除过程符合一级动力学模型。不同基质组湿地对生活污水处理效果存在显著差异（P4+-N、TN的去除效果较好,火山石组对COD、TP去除效果较好,可分别作为人工湿地脱氮除磷的优先选择。结果表明,回流立式组合人工湿地去除能力好、占地面积小、操作方便,是一种具有广阔发展前景的农村污水处理技术。     

超声波强化生物脱氮除磷技术

由于中国城市生活污水属于低碳源的污水,因此碳源已成为传统的生物脱氮除磷工艺的瓶颈。北京紫石千年环保设备有限公司和北京排水集团有限公司研究开发成功“超声波强化生物脱氮除磷技术”。该技术利用低频超声波处理污水处理厂的污泥,开发内部碳源,在减少污泥排放的同时,提高了脱氮除磷的效果为20％-30％。该技术吨水投资仅需60元,是最经济、高效的。     

天津市某污水处理厂脱氮效率的评价

城市污水处理厂作为城市污水处理的重要承担者,其处理能力不足势必会对下游水体产生严重影响,也给水体的再生利用带来了难度,污水处理厂的去除效率变得尤为关注。以2014年3-12月天津市某污水处理厂氮的监测数据为基础,对其脱氮效率进行了评价。结果表明:污水处理厂脱氮效率偏低,总氮平均去除率为55.61%,且出水仅达到二级排放标准(GB 18918-2002),水厂进水C/N、水温对总氮的去除效率影响很大;水厂氨氮的平均去除率为87.40%,其去除率受进水NH4+-N浓度影响很大,水厂对高浓度的进水NH4+-N(大于70 mg/L)去除效率偏低,而进水NH4+-N小于60 mg/L时,出水NH4+-N基本能满足一级A排放标准(GB 18918-2002);水厂出水的亚硝态氮含量很高,其主要受溶解氧和C/N的影响;水厂对有机氮的去除效果不佳,需要采用深度处理技术。     

基于预处理+A3/O+MBR+RO组合工艺的高浓度制药废水处理流程优化及其运行效果

针对上海某制药工厂产生高浓度难降解有机废水的水质特性,采用预处理+A³/O+MBR+RO组合工艺进行处理。结果表明：该工艺处理高浓度制药废水性能良好,且工艺运行稳定,对COD、NH₃-N的平均去除率达到 96.2 %、99.1%;该运行系统能满足此类制药废水水质水量波动较大、可生化性较差的状况;废水经预处理单元时,采用动态调整投加药剂量的优化方式,以实现降低药剂使用成本;后进入生化单元,通过对溶解氧、内回流比的优化调整,厌氧池、好氧池溶解氧分别控制为0.2~0.3 mg·L⁻¹、2~5 mg·L⁻¹,好氧池至缺氧池内回流比控制为100 %~150 %,系统脱氮除磷效果良好;在经复合深度膜处理单元出水稳定后达标排放。该系统工艺所产生的剩余污泥采用板框压滤结合低温烘干的优化模式,降低污泥含水率,以减少污泥委外与后续的处理成本,从而达到减污降碳的环境经济效益。本项目排水水质满足上海市地方标准《污水综合排放标准》 (DB31/199-2018) 的三级标准与《污水排入城镇下水道水质标准》 (GB/T31962-2015) 的B级标准。该案例可为高浓度制药废水工艺实现减污降碳优化目标提供技术参考。     

Anammox-MBR耦合工艺在生活污水中的脱氮性能及其机理

厌氧氨氧化工艺在处理生活污水过程中存在处理效率不稳定的问题,阻碍了其在生活污水处理中的工程应用。采用包括缺氧反应器、好氧反应器、膜组件3个部分的anammox-MBR (AX-MBR) 耦合工艺来处理生活污水,以期解决该问题。实验开始时,先投加污水处理厂好氧活性污泥进行启动,后降低反应系统的溶解氧,最后再投加厌氧氨氧化菌 (AnAOB) 。结果表明,投加AnAOB可有效提高AX-MBR的NH₄⁺-N去除率,NH₄⁺-N平均去除率由68%升至87%。实验过程中未对反应器进行温度控制,故在反应温度低于20 ℃时发现,AnAOB活性随着温度降低急剧下降。在低温环境运行时,可采用降低进水负荷的方式来保证处理效果。采用¹⁵N稳定同位素示踪法对AnAOB脱氮贡献率进行分析表明,AX-MBR氮元素的去除主要由AnAOB主导的途径完成,其脱氮贡献率可达65%。而16S高通量测序结果表明,缺氧反应器中的AnAOB主要为Candidatus Kuenenia,且缺氧反应器和好氧反应器的反硝化细菌丰度远大于氨氧化细菌丰度。这表明AX-MBR中NO₂^--N主要来源于部分反硝化,这在群落水平上证明了短程反硝化-厌氧氨氧化的存在。本研究结果可为厌氧氨氧化的工艺发展提供参考。     

改良型UCT工艺在农村生活污水处理中的应用

我国农村生活污水处理设施的进水COD往往低于设计水质,因而脱氮除磷过程中碳源不足,同时进水中TN、TP波动较大,导致现有工艺难以稳定实现脱氮除磷。针对这一问题,构建了基于改良型UCT工艺的一体化农村生活污水处理系统,并应用在江苏省常州市某村落。该处理系统可使污泥脱氮与混合液脱氮实现分离,在保证脱氮效率的同时,进一步减少硝酸盐进入厌氧区,以保证稳定的脱氮除磷效果。该系统已稳定运行超过2年,对COD、NH₃-N、TN、TP 等指标的平均去除率分别为87.8%、94.5%、72.9%和83.9%,出水水质满足江苏省《村庄生活污水治理水污染物排放标准》（DB32/T 3462-2018）中一级A标准。本案例可为我国农村生活污水处理的技术选择和运行提供参考。     

流量分配比对改良型多级A/O工艺去除污染物的影响

改良型多级A/O工艺处理低碳源(C/N4+-N分别低于23.7、2.23 mg/L,但对系统脱氮除磷及反硝化能力的影响较大。流量分配比为5:3:1:1时,系统能够有效利用进水碳源进行反硝化,且反硝化效果最好,出水TN、TP浓度分别为14.15和0.99 mg/L,去除率分别为79.6%和79.5%。总体而言,改良型多级A/O工艺对低碳源生活污水中污染物有很好的去除效果,这可为实际生活污水的处理提供理论依据。     

包埋厌氧氨氧化颗粒污泥的生活污水CANON工艺脱氮特性

为实现厌氧氨氧化(Anammox)包埋填料在城市污水中的稳定脱氮,以除碳后的生活污水作为进水,通过间歇曝气的运行方式,研究了高氨氮废水处理系统中的厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)及利用其制成的Anammox包埋填料在生活污水CANON工艺中的脱氮性能及微生物群落结构。结果表明,在生活污水CANON工艺启动过程中,AnGS系统的氨氮去除率和总氮去除率最高分别仅为65.9%和59.3%,而包埋填料后在启动仅10 d后,氨氮去除率和总氮去除率分别可达98.9%和72.4%以上,同时出水NH₄⁺-N和TN均能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中一级A的排放要求。提高曝气阶段的DO质量浓度(2.9~3.1 mg·L⁻¹提升到3.9~4.1 mg·L⁻¹)会导致包埋填料出水NO₃⁻-N 质量浓度增长至9.7~11.1 mg·L⁻¹,从而破坏CANON工艺中的短程硝化导致出水总氮不达标。但将DO浓度恢复后,包埋填料CANON工艺的脱氮效果能够恢复。运行后的包埋填料中AAOB主要菌属Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia的占比为21.11%和1.04%,同时NOB主要菌属为Nitrospira,占比仅为0.53%,包埋填料在生活污水中能够保持AAOB菌群优势并有效抑制NOB的增长,因此将包埋固定化技术用于城市污水CANON工艺脱氮中具有广阔的前景。     

剩余污泥在微氧条件下利用VFAs合成PHAs的工况优化

针对2种脱氮除磷工艺的剩余污泥,在微氧条件下,以花生渣厌氧发酵产生的VFAs为碳源,控制反应时间为5 h,DO≤0.2 mg·L⁻¹,COD为650~750 mg·L⁻¹,对比2种不同工艺的剩余污泥合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的量,并探究了增设前置曝气对微氧条件下剩余污泥合成PHAs的影响。结果表明,在微氧条件下,连续流中同步亚硝化反硝化脱氮除磷系统二沉池的剩余污泥(R1)和采用A²O工艺的实际水厂的剩余污泥(R2)合成PHAs最高量分别为108.6 mg·g⁻¹和58.58 mg·g⁻¹,R1比R2更具有合成PHAs的能力;在增设前置曝气实验中,曝气时间的延长和曝气量的增大均可促进PHAs的合成;当曝气气量为50 L·h⁻¹时,曝气20 min后,R1合成的PHAs最高为172.5 mg·g⁻¹。氧化还原电位(Eh)是微氧条件下PHAs合成过程中的重要指示参数,当Eh值为最低时,PHAs合成量最多。以上结果可为脱氮除磷工艺剩余污泥利用廉价碳源合成PHAs提供参考。     

主流程厌氧氨氧化耦合多种脱氮途径处理市政污水

采用厌氧-好氧-缺氧推流反应器,研究实现低碳氮比主流程厌氧氨氧化(anammox)耦合多种脱氮途径的启动条件,并对脱氮途径进行分析。首先进行短程硝化驯化启动,接着在缺氧池投加填料以及接种厌氧氨氧化细菌(AnAOB),进行主流程anammox工艺脱氮。结果表明,好氧池DO约为1.5 mg·L⁻¹时,NH₄⁺-N去除率为80%,亚硝氮积累率为50%,短程硝化驯化启动成功。AnAOB接种启动后,在维持缺氧池DO为0.3~0.5 mg·L⁻¹,缺氧池NH₄⁺-N去除量为好氧池的3倍时,可实现进水C/N为2,出水总无机氮 (TIN) 低于6 mg·L⁻¹,NH₄⁺-N去除率>95%,这表明anammox驯化启动成功。分析缺氧池氮素变化情况表明缺氧池存在anammox及反硝化多种脱氮途径。高通量测序结果可确定Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia等AnAOB菌属及Denitratisoma(反硝化菌)在缺氧池中显著存在,从微生物种群角度解析了anammox及反硝化等多种脱氮途径,使出水TIN<6 mg·L⁻¹。该工艺可调控主流程anammox耦合多种脱氮途径,为低C/N市政污水深度脱氮提供可行的技术途径。     

国家水体污染控制与治理科技重大专项产出城镇降雨径流污染控制技术的成熟度评估及该技术体系发展中面临的挑战

系统梳理了国家“水体污染控制与治理科技重大专项”在“十一五”和“十二五”期间有关课题产出的城镇降雨径流污染控制关键技术,通过对其进行技术和系统成熟度评价来解析我国城镇降雨径流污染控制技术的发展水平和面临挑战,为进一步推进相关技术的发展提供参考。结果表明：我国在城镇降雨径流污染控制技术领域已开展了大量研究工作,研发和应用的大部分单项关键技术的技术成熟度已达到7级,可在一定程度上解决我国城镇径流污染问题;在城镇降雨径流污染控制技术体系中,支撑技术系统成熟度为4级,达到系统发展验证阶段,能够用于开展系统的工程设计,减少集成风险;4个关键技术环节和城镇降雨径流污染控制技术系列的系统成熟度分别为3级和2级,在技术环节和系列方面仅仅形成系统及设计开发策略,能在一定程度上降低系统集成风险,形成组合技术。因此,我国城镇降雨径流污染控制技术的单项技术成熟度还需进一步提高,以加强技术和系统的集成,并开展集成创新,使整体技术系列能达到满足任务需求的设计、运行和处理能力,在系统生命周期内向应用效益最佳的方向优化和发展。     

冬季原位生态组合技术改善二级出水净化效果分析

为改善冬季低温条件河流原位生态组合技术对微污染水净化效果,将某硬质纳污河道改造为实验河道。通过进水流量控制、铁炭填料内电解和耐寒植物3种优化措施,考察人工浮岛、生态河床和生态滤坝组合技术对污水处理厂二级出水净化情况。结果表明,在改善措施完成后,组合技术对COD的去除效果由14.3%提高至19%,NH_4~+-N和TN的去除效果由7.8%和13%提高至15.5%和22.8%,TP去除效果由6.3%提高至12.9%。铁炭内电解增加了脱氮微生物种属和丰度,使微生物活性由0.22 mg·g~(-1)增加至0.3 mg·g~(-1),硝化/反硝化强度由0.97 mg·(kg·h)~(-1)/2.69 mg·(kg·h)~(-1)增加至1.26 mg·(kg·h)~(-1)/3.11 mg·(kg·h)~(-1),显著改善组合技术的脱氮效果。此外,沿水流方向布置耐寒挺水植物-浮水植物-沉水植物,进水TP中55%～86.9%的颗粒态磷得到去除。这对提升寒冷地区受污染河流治理效果具有参考价值。     

两阶段曝气生物滤池的硝化性能

曝气生物滤池(BAF)是近年来受到广泛关注的一种新型污水处理技术,具有占地面积少、投资费用低、处理效率高、出水水质好等优点。现已被应用于许多污水处理厂的二级处理、深度处理以及污水的回用。实验以陶粒为填料,自行设计了升流式两阶段BAFs(UBAFs)处理模拟生活污水,考察了反应器运行条件对COD与氨氮去除影响,并探讨了UBAFs反应器内氮流失及同步硝化反硝化情况。结果表明,UBAFs对生活污水处理具有良好的净化效果。在进水COD和氨氮浓度分别为200~363 mg/L和16.8~31.3 mg/L条件下,UBAFs处理出水水质均达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)标准,能够满足回用要求。通过采用氮平衡分析方法和借助电子扫描电镜技术,初步认为UBAFs反应器脱氮方式是由于在UBAFs第一阶段局部厌氧环境中以传统方式进行硝化反硝化脱氮,第二阶段是在好氧条件下,异养好氧硝化菌的同步硝化反硝化脱氮。     

低C/N进水城镇污水厂低溶解氧运行效能及微生物变化

低C/N进水污水厂通常需要外加碳源以保障脱氮除磷效能,运行费用高。本研究以摆脱低C/N污水处理对外碳源依赖及降低运营成本为目的,依托山东省某城镇污水厂(A²O工艺)开展基于低DO调控策略的污水厂综合效能研究。结果表明,在长期低DO运行策略下,污水厂逐渐停止外加碳源,在硝化液回流比由370%逐渐降至90%的过程中,TN平均去除率由76.3%提升至82.9%,且除磷效率有所提升。对好氧区氮平衡进行分析发现,在低DO运行条件下,好氧区NH₄⁺-N的转化逐渐以短程硝化和同步反硝化作用为主。微生物宏基因组学结果表明,在低DO条件下,NOB丰度由0.15%下降至0.06%,而具备反硝化功能的PAOs与GAOs的总体丰度由2.06%升高至3.57%。长期低DO、无外加碳源运行条件下,脱氮效能的显著提升主要由于好氧区短程硝化和同步反硝化作用的比例升高所致。低DO对AOB抑制作用小,对NOB抑制作用显著,导致NO₂⁻-N的积累,保障了脱氮效能;PAOs与GAOs利用厌氧期储存的内碳源在好氧区反硝化脱氮,提升了脱氮效能;而内碳源利用率的提升又促进了PAOs的生长,提升了除磷效能。此外,污水厂低DO运行策略下,节省了运营成本,吨水处理费用降低了0.3元。     

新型污水处理工艺不排泥,出水直接回用

江西金达莱环保研发中心有限公司的“低能耗高效城镇污水、污泥同步处理技术4S—MBR”,是依托原创的特性菌MBR工艺,可实现污水污泥处理同步、处理回用同步、脱氮除磷同步、节能高效同步的新型污水处理工艺,首创高效复合型特性菌MBR工艺,实现基本不排污泥、连续高效脱氮除磷、出水直接回用、工艺运行无人值守、设备标准化和成套化及一体化。     

铁/锰矿基人工湿地脱氮除磷性能及机理

铁氧化物和锰氧化物均可在缺氧条件下介导氨氮(NH₄⁺-N)的氧化去除,这2项技术被称为铁氨氧化(Feammox)和锰氨氧化(Mnammox)。此外,金属氧化物对总磷(TP)也有去除能力,因此,在人工湿地中具有良好的应用前景。为比较铁矿基和锰矿基人工湿地的脱氮除磷效果,本研究建立了铁矿基人工湿地(CW-Fe)、锰矿基人工湿地(CW-Mn)和砾石对照组人工湿地(CW-C)3组人工湿地。结果表明,CW-Fe和CW-Mn的脱氮除磷性能均优于CW-C。尽管锰矿对NH₄⁺-N的吸附作用最强,但CW-Fe却表现出了更优越的NH₄⁺-N长期去除性能。在基质对NH₄⁺-N的吸附饱和后,CW-Fe对NH₄⁺-N的去除率仍有39.93%~62.4%,而CW-Mn只有29.15%~35.4%。由于铁矿和锰矿溶出的金属离子能与磷酸盐结合形成稳定的沉淀,从而有效去除TP,CW-Fe和CW-Mn均有优异的TP去除性能。CW-Mn的TP去除率最高,为95.26%,其次是CW-Fe,为79.97%。在微生物方面,具有还原铁氧化物和氧化NH₄⁺-N潜力的Bacillus和Exiguobacterium在CW-Fe中均得到了显著富集。结合水质数据及脱氮相关功能菌的分析,推测出Feammox中可能更倾向于将NH₄⁺-N直接氧化为N₂,而Mnammox则是更倾向于先将NH₄⁺-N氧化为NO_x⁻-N。本研究可为探索同步脱氮除磷的低能耗污水处理工艺及人工湿地中基质的选择提供案例参考。     

废铁屑-Ti(RuO2)三维电极高效处理高氮磷低C/N污水

高氮磷、低C/N比污水愈发常见,其处理技术的开发具有重要意义.利用废铁屑构建废铁屑-Ti(RuO2)三维电极,处理实际高氮磷、低C/N比污水.探讨了铁屑填充率、反应时间和槽电压对电氧化效率的影响及Cl-对NH4+-N氧化的催化作用,并进行了动力学分析.结果 表明:30％体积的铁屑可将COD、NH4+-N、TN和TP去除...