SBR工艺脱氮除磷浅谈

城市排水中通常含有大量的磷、氮等物质,而这些物质会对水资源产生极大的污染,不符合环境保护的原则。为了提高污水处理的效果,许多城市的污水处理厂都采用了SBR工艺,尤其是在一些中小城市中,SBR脱氮工艺除磷工艺获得了广泛的应用。本文对中小城市中的污水处理特点和类型进行了分析,并对该工艺的使用现状进行了介绍,对其中存在的问题也提出了相应的解决措施。     

新型SBR脱氮除磷试验研究

为了提高SBR工艺脱氮除磷的效率,依据传统SBR工艺(序批式活性污泥法)在反应器装置进行改造优化,在反应器装置中应用生物膜的原理安装小型生物转盘,在人为时间控制与配置下处理污水。研究表明,新型SBR工艺TP、NH_4~+-N进水浓度分别为4 mg/L~6mg/L、13mg/L~16mg/L,出水浓度分别0.6 mg/L~0.9mg/L、1.5mg/L~2mg/L对TP、NH_4~+-N平均去除率约为91%、92%,出水水质指标完全达到城镇污水排放一级A(GB18918-2002)。新型SBR工艺装置简单、占地面积小、处理效果好等优点,小型生物转盘管理维护简单,适用处理低浓度的生活污水,是值得广泛推广的一项新型工艺。     

泥膜复合SBR工艺的脱氮除磷效果的研究

为了提高传统sBR脱氮除磷效率,采用泥膜复合sBR工艺处理人工模拟生活污水,通过小试试验探讨了不同泥龄系统脱氮除磷能力的影响。结果表明：系统不仅对TN、TP表现出稳定良好的去除效率,出水TN、TP浓度符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）的一级A标准;而且提高了系统抗冲击负荷能力。     

SBR双颗粒污泥系统脱氮除磷性能研究

以模拟废水为研究对象,对SBR双颗粒污泥系统的脱氮除磷性能进行了考察.试验结果表明,A₂N双颗粒污泥系统能使硝化菌和聚磷菌分别在各自最佳的环境中生长,有利于系统脱氮除磷的稳定和高效运行,可控制性也得到了提高.在COD为300 mg·L^-1条件下,系统对COD的平均去除率达到78.8%,大部分COD被聚磷菌用来合成PHA;当溶解氧控制在3.55~4.90 mg·L^-1和5.60~6.60 mg·L^-1之间时,硝化SBR对氨氮的去除率分别为87.0%和94.5%.除磷SBR仅设置缺氧段时,磷去除率为72%;增设后曝气段后,磷去除率增至85%.NO_x^--N(NO₂^--N+ NO₃^--N)的去除主要发生在缺氧段,在反硝化除磷时作为电子受体被去除,平均去除率为90.6%.     

恒液位SBR工艺脱氮除磷研究

实验对恒液位SBR工艺脱氮除磷进行了研究。结果表明,交替缺氧/好氧段,可以有效的实现硝化反硝化脱氮和好氧摄磷,缺氧时,进水补充的碳源及时满足了反硝化的需求,系统同时还存在同步硝化反硝化作用。厌氧段,溶解氧快速降至0mg/L在进水补充的碳源条件下释磷充分,从而保证后期摄磷完全,整体高效脱氮除磷。     

污泥龄对A2/O工艺脱氮除磷效果的影响

污泥龄(SRT)作为活性污泥法设计与运行的参数已显示出比其它参数更加重要。试验以实际生活污水为对象,研究SRT分别为5、10、15、20、25、30d时,系统CODCr、NH4+-N、TN、PO43-P的去除率以及污泥特性的变化,试验期间其它运行参数保持不变。试验结果表明:SRT=15d时系统总体脱氮除磷效果最好,此时CODCr、NH4+-N、TN、PO43-P去除率分别为:93%、98%、81%、82%,并对SRT=15d时系统中氮磷的浓度变化曲线进行分析。     

EM菌强化SBR脱氮除磷的试验研究

重点讨论了有效微生物群（EM）在SBR反应器中对生活污水的TP，NH3－N和TN和TN的去除效昆，结果表明，当EM投加量（VEM／V污水）为1／1000－1／1000时，能显著提高SBR工艺对TP，NH3－N和TN的去除率和降解速度，具有节能降耗的优点，当EM投加量（VEM／V污水）在1／1000－5／1000范围内，TN的去除率随EM量的增加而逐渐提高。     

NBIAS中污泥龄对脱氮除磷效果的影响

探讨无回流间歇曝气系统 (简称 NBIAS) ,处理城市污水的污泥龄 ( SRT)对脱氮除磷及有机物去除效果的影响。通过原污水流程试验和人工合成污水静态模拟实验 ,试验结果表明 :在水温为 2 0℃～ 30℃ ,污泥负荷为 0 .2 5～0 .45kg CODcr/ kg MLSS· d,SRT为 1 8～ 2 2 d,HRT为 8～ 1 0 h时 ,利用原污水作为碳源 ,NBIAS在保持较高的 CODcr去除率的同时 ,总氮和总磷的去除率均在 80 %以上。     

SBR的反硝化吸磷脱氮现象研究

通过改变生物除磷脱氮工艺SBR(A／O／A／O)的运行参数，对其缺氧段进行研究，发现：进入缺氧段的聚磷菌体内的PHB是否充足，是缺氧吸磷现象是否明显的关键。在SBR的缺氧段也存在反硝化吸磷现象，此反应装置的活性污泥中含有大量的可利用NO3^-作为电子受体，进行缺氧反硝化吸磷的反硝化聚磷菌(DPB)。     

内循环SBR反应器无厌氧段实现同步脱氮除磷

研究了内循环SBR反应器在模拟城市生活污水处理中脱氮除磷的效果.结果表明,在曝气时间为4h,曝气开始时DO浓度为6mg·L-1,pH值7～8时,反应器对COD、NH4 -N、TP均有较好的去除效果,进水中COD浓度、NH4 -N浓度、TP浓度分别由170～260mg·L-1、20～30mg·L-1、8～20mg·L-1降到出水的4～48mg·L-1、0～2.0mg·L-1和0～1.4mg·L-1,COD、TIN(NH4 -N NO3--N N02--N)的去除率分别为89.7%±6.5%、70%左右,NH4 -N的转化率为97.4%±3.6%、TP的去除率为95.6%±4.4%.在本研究的实验过程中反应器进水后未经过传统除磷理论认为所必须的厌氧段而直接曝气,TP的去除效果仍然良好且运行稳定,这和传统的理论与研究有所区别.     

SBR后置缺氧反硝化除磷的启动及去除性能

为实现对氮磷的高效同步去除,采用将缺氧后置的SBR工艺,以生活污水为处理对象,考察反硝化除磷工艺的启动与运行效果.结果表明,先通过短污泥龄(SRT)驯化富集聚磷菌(PAOs),再延长污泥龄并引入缺氧段,39d即可实现反硝化除磷工艺的启动,COD、TP、NH₄⁺-N、TN去除率分别为92.9%、98.4%、100%和87.6%.进水COD与TN比(C/N)对系统氮磷去除有一定影响:C/N短暂的降低幅度不超过17.65%时,氮磷去除效率并没有明显变化;当超过33.3%时,脱氮除磷性能下降,但伴随着运行时间的延长,出水COD浓度减少,反硝化除磷菌(DPAOs)在PAOs比例也会提升,这在一定程度上弥补了DPAOs反硝化脱氮效率的下降.周期实验表明,pH值与DO可以作为厌氧释磷结束与周期结束的实时控制参数,大大缩短反应时间,降低曝气能耗.     

前置A2NSBR系统硝化和反硝化除磷的特性

以处理实际低C/N生活污水的前置A₂NSBR系统为研究对象,考察系统内生物膜的硝化特性和活性污泥的反硝化除磷特性.试验研究了有机物和NO₂^--N浓度对生物膜硝化性能的影响,以及不同电子受体浓度对反硝化吸磷速率的影响.结果测得硝化速率为11.3mgNH₄⁺-N/（L·h）,在填充率40%的条件下容积负荷为0.27kgNH₄⁺-N/（m³·d）,有机物的存在会对硝化有抑制,但是系统表现出了良好的抗有机负荷冲击能力,硝化速率为9.72mg NH₄⁺-N/（L·h）.NO₂^--N处理对AOB活性几乎无影响,对NOB活性抑制作用明显,当NO₂^--N浓度为400mg/L时,NOB活性仅为1.63%,几乎接近完全被抑制.根据本次不同电子受体条件下除磷批次试验的结果,好氧吸磷速率为17.62mg P/（g VSS·h）,以NO₃^--N为电子受体的缺氧吸磷速率是12.94mg P/（g VSS·h）,从而可知缺氧聚磷菌占总聚磷菌的比例大约是73.4%,其中在NO₂^--N浓度为30mg/L出现吸磷抑制,当NO₂^--N和NO₃^--N共存时,NO₂^--N在初始浓度为15mg/L便出现吸磷抑制.     

进水C/N对A~2/O-BCO工艺反硝化除磷特性的影响

采用厌氧/缺氧/好氧与生物接触氧化工艺组成的双污泥系统(A~2/O-BCO)处理实际生活污水.通过投加乙酸钠调节进水碳氮比(C/N=2.44~8.85),考察了系统的反硝化除磷特性.试验结果表明:进水有机物主要是通过改变硝化性能(即缺氧段反硝化负荷)以及聚-β-羟基链烷酸脂(PHA)的贮存和利用,进而影响系统的脱氮除磷效果.当进水C/N为4~5时,COD、TN和PO_4~(3-)-P去除率分别达到88%,80%和96%,实现了有机物、氮和磷的同步高效去除.碳平衡分析表明,A~2/O反应器去除的COD占去除总量的71.86%~77.28%,BCO反应器去除的COD仅占2%~12%,碳源的高效利用是A~2/O-BCO工艺在低C/N条件下实现深度脱氮除磷的重要原因.此外,通过进水C/N与曝气量、硝化液回流比、厌/缺氧反应时间等相关性的分析,提出了系统的优化运行策略.     

Removal of nitrogen and phosphorus in a combined A2/O-BAF system with a short aerobic SRT

A bench-scale anaerobic/anoxic/aerobic process-biological aerated filter （A^2/O-BAF） combined system was carded out to treat wastewater with lower C/N and C/P ratios. The A^2/O process was operated in a short aerobic sludge retention time （SRT） for organic pollutants and phosphorus removal, and denitrification. The subsequent BAF process was mainly used for nitrification. The BAF effluent was partially returned to anoxic zone of the A^2/O process to provide electron acceptors for denitrification and anoxic P uptake. This unique system formed an environment for reproducing the denitdfying phosphate-accumulating organisms （DPAOs）. The ratio of DPAOs to phosphorus accumulating organisms （PAOs） could be maintained at 28% by optimizing the organic loads in the anaerobic zone and the nitrate loads into the anoxic zone in the A^2/O process. The aerobic phosphorus over-uptake and discharge of excess activated sludge was the main mechanism of phosphorus removal in the combined system. The aerobic SRT of the A^2/O process should meet the demands for the development of aerobic PAOs and the restraint on the nitrifiers growth, and the contact time in the aerobic zone of the A^2/O process should be longer than 30 min, which ensured efficient phosphorus removal in the combined system. The adequate BAF effluent return rates should be controlled with 1--4 mg/L nitrate nitrogen in the anoxic zone effluent of A^2/O process to achieve the optimal nitrogen and phosphorus removal efficiencies.     

Influence of carbon source and temperature on the denitrifying phosphorus removal process

To supply the valuable operating parameters for the popular usage of the new denitrifying phosphors removal process, it is essential to study the dominant biochemical reactions and the characteristics of denitrifying phosphorus removing bacteria (DPB). Thus, parallel batch experiments using DPB sludge were carried out to assess the effect of substrates (sewage, HAc, and endogenous carbon source) on denitrifying dephosphorus removal efficiency in this study. The results showed that the initial specific phosphorus release rate increased with the high concentration of the short-chain volatile fatty acids ratio in the influent, and sufficient phosphorus was released by DPB. This improved the subsequent denitrification and phosphorus uptake efficiency. The specific endogenous denitrification mainly relies on the internal carbon source (PHB) stored by poly-P bacteria. Denitrifying phosphorus removing bacteria were very hungry when the internal PHB was consumed. Consequently, the specific endogenous denitrification rate was low and the phosphorus uptake did not happen. On the other hand, in the experiment, the denitrifying phosphorus removal performance under two temperature conditions (8–10°C and 25–26°C) was also investigated and analyzed. It was found that the lower temperature decreased the specific phosphorus release and uptake rate, but did not inhibit the denitrifying phosphorus removal completely. Therefore, the negative influence of the low temperature on the overall phosphorus removal was not significant. Translated from Acta Scientiae Circumstantiae, 2006, 26 (2): 186–192 [译自: 环境科学学报]     

A2O工艺和A2O+BCO工艺的脱氮除磷性能比较

以实际低C/N生活污水为研究对象,依次分别采用A²O工艺和A²O+BCO（生物接触氧化）工艺考察系统的脱氮除磷性能.试验在进水负荷和运行参数基本维持不变的情况下运行134d.结果表明,相对于A²O系统,A²O+BCO系统由于采用双污泥工艺,硝化菌和聚磷菌（PAOs）污泥龄分离,同时反硝化除磷"一碳两用",碳源利用率更高,TN和TP去除率分别提高了18%和28%.其次FISH试验表明,在稳定运行的A²O+BCO工艺中,PAOs比例为22%,远远超过A²O中7%的比例,从微生物角度证明了脱氮除磷效果好的原因.     

BioDopp中试系统强化脱氮除磷及微生物菌群分析

为论证存量市政污水处理厂同时提标和扩容的可行性,以北京市某低C/N的生活污水处理中心提标扩容改造项目为依托,采用基于BioDopp工艺的IFAS-微氧AO技术构建了中试系统,考察了该工艺对有机物和氮磷营养物的去除效能及其微生物菌群特征,并核算了其经济效益.试验结果表明,基于实际污水污染物浓度较低,通过逐渐提高处理水量以提高负荷的启动策略是可行的.中试装置启动8d后,系统稳定运行,出水COD、NH₃-N、TN和TP浓度分别为18.9,0.4,8.3和0.7mg/L.高通量测序结果表明,该工艺强化了对功能菌,尤其是反硝化聚磷菌的富集,其总相对丰度7.6%,达接种活性污泥的23.6倍.该系统HRT 16.6h,仅为该污水处理中心原工艺(27.2h)的61.0%,节地优势显著;生物除磷效率高,节省药剂投加成本;且微氧控制和空气提推回流大幅降低了污水处理的曝气和回流能耗,由此可见,BioDopp工艺可用于紧凑型污水处理厂建设,是污水处理厂高效节能减碳利器.     

硝化液回流比对A2/O-BCO工艺反硝化除磷特性的影响

以低C/N城市生活污水为处理对象,重点考察了硝化液回流比对A2/O - BCO(生物接触氧化)工艺脱氮除磷特性的影响.在A2/O反应池水力停留时间(HRT)为8h,污泥回流比为100% 条件下,将硝化液回流比分别设定为100%、200%、300%和400%进行试验.结果表明, 系统在A2/O中实现了反硝化除磷,具有很好的同步氮磷的去除效果,出水COD浓度均在50mg/L以下.上述不同硝化液回流比下总氮(TN)去除率分别为48.8%、66.5%、75.6%和62.5%,总磷(TP)去除率分别为86.0%、90.3%、91.0%和95.0%.在硝化液回流比为300%时,系统平均出水TN和TP浓度分别为14.96mg/L和0.49mg/L.系统反硝化除磷量随着硝化液回流比的增大略有增加,在硝化液回流比为400%时,反硝化除磷量高达磷总去除量的98%.     

SBR不同进水中反硝化除磷颗粒污泥的培养

分别以人工配水、加Ca~(2+)人工配水和实际生活污水为进水水源,在A/O/A运行模式的3套SBR反应器(R1、R2和R3)中培养反硝化除磷颗粒污泥,研究了其生化特性和启动过程的除污性能,分析了反硝化除磷能力,最后对颗粒化机理进行了探讨,重点考察了反硝化除磷颗粒污泥启动过程中对COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除情况.结果表明,R1~R3均在30 d内成功得到反硝化除磷颗粒污泥,颗粒污泥平均粒径大于600μm,比重和比耗氧速率较大,含水率较低;培养过程中出水COD平均值低于40 mg·L~(-1),出水TN、NH+4-N及TP平均浓度低于1 mg·L~(-1);系统稳定后一个典型周期内试验表明,COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除效果良好,对COD、NH+4-N、TN及TP的去除率可达90%以上;R1~R3中最大比释磷速率分别达14.34、8.32和2.32 mg·g·h~(-1)(以每g MLVSS每小时释放的P量(mg)计),R1~R2中最大比吸磷速率分别达14.13和2.34mg·g·h~(-1)(以每g MLVSS每小时吸收的P量(mg)计);试验结果表明,Ca~(2+)对颗粒化有促进作用.     

A~2/O-曝气生物滤池工艺处理低C/N比生活污水脱氮除磷

以低C/N比实际生活污水为研究对象,重点考查了A2/O-曝气生物滤池生化系统的脱氮除磷特性.同时,考虑到A2/O工艺的主要功能是除磷及反硝化,而曝气生物滤池则以硝化为目的.因此,通过缩短A2/O的泥龄,可将硝化过程从A2/O中分离出去,让曝气生物滤池完成硝化,实现硝化菌和聚磷菌的分离,并解决了硝化菌和聚磷菌泥龄之间的矛盾.试验结果表明,该生化系统可实现有机物、氮和磷的同步去除.在平均C/N比为4.2,内回流比R为250%的条件下,平均进水COD、TN、TP分别为239.9、57.3和5.1mg·L-1,平均最终出水COD、TN、TP分别为34.1、13.3和0.1mg·L-1,去除率分别为85.8%、76.9%和98.3%.曝气生物滤池对氨氮几乎保持了100%的去除率.序批试验表明,反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例为40.5%.