铁盐同步除磷研究

对铁盐化学同步除磷进行了研究 ,通过试验比较了硫酸亚铁和氯化铁的除磷效果 ,前者的效果优于后者。并就污泥回流对除磷的影响进行了模拟试验 ,结果说明污泥回流可以节约药剂投加量。     

催化铁耦合生物除磷工艺中生物与化学除磷的关系

研究证明,将催化铁添加至传统生物除磷工艺的厌氧段,可使得生物除磷和化学除磷两者作用耦合。为了研究工艺中生物除磷与化学除磷的关系,采用不同催化铁投配率分别为0、1和2 g Fe/(mg P·d)的3组反应器进行实验。结果表明,催化铁投配率为1 g Fe/(mg P·d)时,系统的除磷效率最佳,去除率在90%以上,生物除磷与化学除磷耦合作用好;负荷为2 g Fe/(mg P·d)时,系统在未达到稳定之前即发生恶化,生物除磷作用受到抑制。铁化合物的积累量过多是系统出现恶化的主要原因:在污泥中铁含量小于30 mg Fe/g MLSS时,生物除磷作用与化学除磷作用两者协同,除磷效率提高;当污泥中铁含量超过52.8 mg Fe/g MLSS时,出现竞争,生物除磷作用受到抑制;通过排泥,降低污泥中铁含量,则除磷功能可以得到恢复。     

铁盐同步除磷研究

对铁盐化学同步除磷进行了研究，通过试验比较了硫酸亚铁和氯化铁的除磷效果，前者的效果优于后者。并就污泥回流对除磷的影响进行了模拟试验，结果说明污泥回流可以节约药剂投加量。     

长期缺氧吸磷驯化下强化生物除磷系统污泥除磷方式的转化

采用交替厌氧/缺氧/好氧运行的序批式活性污泥反应器(SBR),通过梯度投加电子受体NO_3~-,考察长期缺氧吸磷驯化下强化生物除磷(EBPR)系统的性能及除磷方式的转化。结果表明,当进水COD为300～450mg/L、PO_4~(3-)(以P计,下同)和氨氮分别为8、14mg/L时,驯化期间TN去除率均保持在75%以上,长期缺氧吸磷驯化对COD和氨氮的去除没有影响。硝态氮投加量为5mg/L时,EBPR系统因电子受体投加不足除磷性能迅速恶化,增加硝态氮投加量至10mg/L,经过近30d的恢复,缺氧吸磷率最高可达97.67%,进一步提高硝态氮投加量至15mg/L,系统内硝态氮的积累导致缺氧吸磷率下降。污泥吸磷小试结果表明,经缺氧吸磷驯化后,即使除磷性能欠佳的低浓度电子受体系统污泥也具有良好的反硝化吸磷能力,可见经NO_3~-长期驯化的缺氧吸磷系统有利于筛选以NO_3~-为电子受体的反硝化聚磷菌。     

磁性硅球对SBR活性污泥脱氮除磷性能的影响

为研究磁性硅球(Fe_3O_4@SiO_2)对序批式活性污泥反应器(SBR)污水处理系统中脱氮除磷性能的影响,建立了3个相同的SBR(编号依次为1号、2号和3号),在2号和3号反应器中分别投加0.5 g·L~(-1)的纳米Fe_3O_4和Fe_3O_4@SiO_2,1号反应器为不投加任何磁性材料的对照组。结果表明:Fe_3O_4@SiO_2对SBR中的污泥性能有显著的影响,3号反应器在运行20 d时,反应器内活性污泥结构完整,饱满密实,污泥粒径多集中分布在0.3～1.0 mm,颗粒化现象明显,而1号反应器无明显颗粒污泥,2号反应器虽能看到有少部分的颗粒污泥,但分布不均匀;Fe_3O_4@SiO_2对污泥胞外蛋白(PN)、胞外多糖(PS)的含量有促进作用,并能改善污泥的沉降性能,第70天时,3号反应器内PN和PS含量分别为318.89 mg·g~(-1)和28.51 mg·g~(-1),污泥沉降指数(SVI)为35.22 mL·g~(-1),性能优于1号和2号反应器;在除污方面,2号和3号反应器对污水总氮(TN)和总磷(TP)去除率比1号反应器分别提升了10.80%、15.20%和9.40%、12.40%,3号反应器表现出最高的脱氮除磷性能;此外,在典型周期内,3号反应器对氮素及磷的去除速率明显高于1号反应器,在240 min内,1号和3号反应器对TN去除速率分别为4.56 mg·(L·h)~(-1)和5.84 mg·(L·h)~(-1),对TP去除速率分别为0.44 mg·(L·h)~(-1)和0.51 mg·(L·h)~(-1)。由此可见,经SiO2包覆后所制备的Fe_3O_4@SiO_2,提高了其在水体的分散性,增大了与污泥的接触程度,极大促进了污泥经磁聚、吸附作用富集到其表面形成颗粒污泥,并利于脱氮除磷等微生物截留和附着,提高活性污泥反应系统的脱氮除磷效果和去除速率。以上结果可为进一步探索磁性纳米材料对SBR活性污泥脱氮除磷性能影响提供参考。     

厌氧-接触氧化工艺二级出水混凝除磷

为解决厌氧-接触氧化工艺处理生活污水除磷效果欠佳的问题,采用聚磷硫酸铁(PPFS)对该工艺二级出水进行混凝除磷实验研究。考察了PPFS投加量、初始p H值、温度、浊度以及与助凝剂(聚丙烯酰胺)复配对除磷效果的影响。研究表明,PPFS可有效降低出水TP浓度,当投加量为40 mg·L~(-1)时,TP浓度能从3.71 mg·L~(-1)降至0.34 mg·L~(-1)左右,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准限值(TP≤0.5 mg·L~(-1))。利用PPFS对生物除磷工艺二级出水进行化学除磷是一种有效、可行的选择。     

固定化污泥除磷的初步研究

采用ＰＶＡ－硼酸法固定以假单胞菌为优势生物的活性污泥,考察并比较了固定化污泥与未固定污泥在好氧,加硝酸盐条件下的除磷效果以及酸,碱对除磷的影响。结果表明,固定化污泥有明显的除磷能力和较好的抗酸,碱冲击能力,硝酸盐的存在有利于废水生物除磷。     

溶解氧对EBPR主流除磷及侧流磷回收性能的影响

采用交替厌氧/好氧(An/O)模式下运行的SBR,考察不同溶解氧(DO)浓度(1.0、0.5、0.1 mg·L~(-1))对同步侧流磷回收的强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal,EBPR)主流系统除磷及侧流磷回收性能的影响。结果表明,整个实验阶段主流系统对COD、NH_4~+-N及TN的去除均能稳定达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》一级A标准,其中TN因出水NO_3~--N浓度的降低而降低,故TN去除率升高。DO为1.0 mg·L~(-1)和0.5 mg·L~(-1)时对磷的去除率分别为99.0%和95.4%,主流系统出水磷达标率分别为96.0%和84.0%。而当DO浓度过低(0.1 mg·L~(-1))时,硝化与吸磷对有限电子受体的竞争及吸磷时间不足导致反应结束时系统内平均磷残留量达1.02 mg·L~(-1),除磷率降至87.2%。鉴于侧流磷回收是对主流系统的磷剥夺,会影响污泥的好氧吸磷能力,继而厌氧阶段释磷量因侧流提取降低。与此同时,DO为1.0 mg·L~(-1)时,侧流磷回收率较其余2个工况高,且此工况下主流系统的厌氧释磷及好氧吸磷能力均最高,考虑到主流工艺的可靠运行及出水稳定性,认为DO=1.0 mg·L~(-1)为最优工况。     

玉米芯为外碳源对SBBR反硝化除磷性能的影响

为实现污水厂低碳氮比尾水深度脱氮除磷,考察以玉米芯为外碳源满足反硝化除磷最佳碳氮比要求时有机物及氮、磷的去除效果。在DO0.3 mg·L-1条件下,SBR系统最佳进水C/N为6,此时出水TN和TP分别为3.57 mg·L-1和1.24 mg·L-1;投加玉米芯作为外碳源和生物载体构建SBBR系统,可将进水C/N从3.5提升至6,同时出水COD保持在40 mg·L-1左右,出水TN和TP分别降至3.04 mg·L-1和0.54 mg·L-1。研究表明,以玉米芯为固体碳源和生物载体的SBBR系统的脱氮除磷效果优于相同C/N条件下的SBR系统,玉米芯的粗糙表面和纤维结构为反硝化除磷菌提供了良好的缺氧环境和载体基础,使得SBBR系统的生物量及活性整体增强。     

同步化学除磷对A~2/O工艺除污染效能与活性污泥性能的影响

考察了A2/O同步化学除磷工艺中Al2(SO4)3投加量对TP、COD、NH+4-N和TN的去除率与活性污泥性能的影响。结果表明,常温(18~32℃)条件下同步化学除磷最适宜的Al2(SO4)3投加量为铝、磷摩尔比0.5∶1,此条件下出水TP、COD、NH+4-N和TN浓度均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。研究同时发现,Al2(SO4)3投加后,活性污泥的沉降性能和污泥活性均有所增强,其中SVI值由93.8 m L·g-1降至81.3 m L·g-1,Zeta电位由-5.5 m V降至-11.8 m V,胞外聚合物EPS含量增加了59.9%,蛋白质与多糖的比例由5.2降至2.1,比耗氧速率由4.2 mg·(g·min)-1升高到6.7 mg·(g·min)-1(以MLSS计)。微生物菌群结构分析结果表明,投药后污泥中微生物种类由投药前的8种减少为6种,硝化菌和反硝化菌比例有所降低,聚磷菌比例升高为6%。在低温(0~10℃)条件下,Al2(SO4)3投加量需有所增加,当铝、磷摩尔比为1∶1时,反应器出水TP、COD、TN和NH+4-N浓度方可达到一级A标准。     

氧化锌纳米颗粒对SBR中活性污泥脱氮性能及硝化细菌丰度的影响

在SBR中添加氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs),研究ZnO-NPs对活性污泥脱氮性能及硝化细菌丰度的影响。结果表明,低浓度(1 mg·L~(-1))ZnO-NPs对活性污泥脱氮性能无影响,高浓度(10、50 mg·L~(-1))ZnO-NPs可抑制活性污泥硝化性能,且对硝化菌活性抑制作用小于亚硝化菌。ZnO-NPs浓度梯度增加至50 mg·L~(-1)较直接投加50 mg·L~(-1)ZnO-NPs对污泥活性抑制作用小。高浓度ZnO-NPs改变活性污泥微生物胞外聚合物(EPS)产量和性质。SBR运行结束时,高浓度ZnONPs的添加导致亚硝化菌相对丰度大幅度减小,而对硝化菌相对丰度影响较小。     

丝绸厂汰头废水除磷试验研究

针对丝绸厂汰头废水高有机物浓度高氮磷的特点,对该废水的化学除磷工艺及生物化学组合除磷工艺的除磷效能进行了对比研究,考察了有机负荷、运行工况、工艺组合、药剂种类和投加量等对除磷效能的影响.试验结果表明:对汰头废水采用厌氧-生物除磷-生物脱氮-化学除磷组合工艺除磷经济高效,当生物除磷SBBR工艺单元有机负荷为3 kgBOD5/m3·d,运行工况为进水0.5 h-厌氧2 h-曝气4 h-沉淀1 h-排水0.5 h,化学除磷工艺单元投加60 mg/L聚合氯化铝(PAC)时,可使COD及PO3-4分别为10 000 mg/L和114 mg/L的进水,出水COD及PO3-4分别为93 mg/L和0.23 mg/L;总ηCOD91.5%,ηPO3-4为99.8%.其中生物除磷工艺单元承担的ηPO3-4为75%;化学除磷工艺单元承担的ηPO3-4为24.8%.     

BAF-MBR用于污水深度处理与同步化学除磷

以南方城镇生活污水为研究对象,对BAF-MBR组合系统进行研究。BAF-MBR组合系统运行稳定,去污完全,出水COD、NH+4-N、TN、TP的浓度分别达到7.11、0.16、8.85和0.34 mg·L-1,均达到了污水回用的最高要求。在后置MBR池内进行同步化学除磷时,Fe SO4·7H2O的投加量为20 mg·L-1时,出水TP达到0.34 mg·L-1,一定程度上加剧了膜污染;Al2(SO4)3·18H2O的投加量为30 mg·L-1,出水TP达到0.33 mg·L-1,能有效减缓膜污染进程。     

DS-EBPR颗粒污泥和絮状污泥除磷效能

为提高反应器的稳定性,同时对硫循环协同反硝化生物除磷(DS-EBPR)颗粒污泥和絮体污泥的脱氮除磷效果以及物质转化规律进行对比研究,实验采用序批式活性污泥反应器(SBR)分别培养DS-EBPR絮体污泥和颗粒污泥。结果表明:GSBR(颗粒污泥SBR)乙酸根平均去除率和磷平均去除率均高于FSBR(絮体污泥SBR);且GSBR中PHA(聚羟基脂肪酸)的作用机制相比于FSBR明显优于glycogen(糖原),表明GSBR具有更好的功能微生物富集作用;反应器运行过程中poly-S(聚硫颗粒)储存形式的转变表明DS-EBPR系统中poly-S的转化形式并不是根据反应阶段固定的,而是根据系统能量供需状态变化的,且对比硫循环转化效果显示GSBR的能量利用效率高于FSBR。     

低曝气下PAC强化SBR工艺同步脱氮除磷

采用序批式反应器(SBR)处理模拟生活污水,研究不同曝气量(30、24、18和12 L/h)下活性污泥同步脱氮除磷规律,并在最佳曝气量下,比较了粉末活性炭-序批式反应器(PAC-SBR)和SBR的脱氮除磷效率,分析了低曝气下PAC-SBR的运行特性和优越性。实验结果表明,当曝气量为24 L/h时,SBR内出水效果较好,其COD、TN和TP的平均去除率分别可以达到90.02%、81.13%和88.12%。在这个最佳曝气量下,PAC-SBR具有明显的优势,其COD、TN和TP的平均去除率均高于SBR,并且PAC-SBR具有较好的污泥沉降性能和较高的活性污泥浓度。在PAC-SBR中,活性污泥以PAC作为微生物载体强化了生物降解效果,并改善了低曝气下污泥絮体的结构,促使反应器内先后形成缺氧-厌氧-微氧/缺氧-缺氧的环境,利于同步硝化反硝化和反硝化聚磷,提高了PAC-SBR的同步脱氮除磷效率。     

污水生物除磷技术的现状与研究进展

阐述了生物除磷原理和各种生物除磷技术的研究与应用现状,对传统工艺如A/O工艺、A2/O工艺、Bardenpho工艺、UCT工艺、Orbal氧化沟、改良型UCT工艺、序批式活性污泥法(SBR)工艺、VIP除磷工艺等进行了简单的原理介绍和细致的应用描述,并作出了分析与评价。最后,提出单级活性污泥法除磷系统的优化与加强对生物除磷机制的研究是生物除磷技术的主要发展方向。     

不同电子受体浓度对反硝化除磷的影响及动力学特性

以A~2/O-移动床生物膜反应器(MBBR)长期稳定运行的反硝化除磷污泥为研究对象,通过在厌氧段投加乙酸钠、缺氧段投加NO_3~--N,考察反硝化聚磷菌(DPAOs)在不同电子受体浓度(NO_3~--N:10、20、30、40、50 mg·L~(-1))下的脱氮除磷特性以及内碳源转化利用规律。实验结果表明:缺氧段电子受体不足导致吸磷受限,微生物由于处于饥饿状态出现糖原(GLY)降解,增加二次释磷的风险;而电子受体过量会抑制DPAOs的生物活性,降低内碳源的转化利用效率和同步脱氮除磷效果。当NO_3~--N浓度为30～40 mg·L~(-1)时,NO_3~--N和PO_4~(3-)-P去除率分别为92.28%～96.37%和99.39%～100%,聚-β-羟基链烷酸脂(poly-β-hydroxyalkanoate,PHAs)利用率为84.6%～86.2%,达到较好的同步脱氮除磷效果且实现了内碳源的高效利用。动力学参数对比结果表明,不同电子受体浓度下比吸磷速率(PUR)和比反硝化速率(DNR)在4.32～8.18 mg·(g·h)~(-1)、1.81～6.08 mg·(g·h)~(-1)(以VSS计)范围内波动,且NO_3~--N/PO_4~(3-)-P比值可间接反映DPAOs生物活性。     

COD对强化生物除磷系统的影响及OUR的变化规律

以实际生活污水为研究对象,在SBR系统中采用厌氧/好氧运行方式,考察强化生物除磷(EBPR)系统中好氧阶段COD浓度对聚磷菌除磷性能的影响以及不同好氧阶段COD浓度下的OUR变化规律.实验分4个阶段进行,分别为不投加外碳源、厌氧结束时投加不同体积的乙酸钠作为外碳源,使COD分别提高50、100和300mg/L.4种工况...     

臭氧耦合ASBR/SBR控氮磷污泥减量化水处理工艺

针对传统污泥减量化工艺中氮磷难以达标的问题,以ASBR/SBR组合工艺为基础辅助臭氧氧化预处理,提出了臭氧耦合ASBR(anaerobic sequencing batch reactor)/SBR(sequencing batch reactor)工艺实现污泥减量与氮磷协同控制,系统评价了该工艺对污泥减量和脱氮除磷效果。结果表明,未投加臭氧时,SBR的污泥表观产率系数Yobs(即降解每克COD产生的悬浮固体的量)均值为0.228 g·g~(-1),投加臭氧(投量为0.074 g·g~(-1))后Yobs均值降低至0.132 g·g~(-1),降低了42%;臭氧投加前后出水COD、NH+4-N、TN和PO3-4-P去除率变化不大,分别在91%、95.2%、74.7%和49.4%左右;投加臭氧使得SOUR(specific oxygen uptake rate)(即每小时每克污泥所需氧气量)由2.8 mg·(g·h)~(-1)降低至2.4 mg·(g·h)~(-1),表明臭氧氧化并未明显抑制生物活性;此外,投加臭氧使得MLVSS/MLSS由0.85降低至0.83,表明实验过程中未发现惰性物质的累积。实验结果表明,臭氧耦合ASBR/SBR工艺在实现污泥减量和控制氮磷方面具有一定的工程应用价值。     

复合生物活性填料对活性污泥生物特性的影响

为了考察生物活性填料对活性污泥生物特性的影响,采用电子扫描显微镜、激光粒度仪和Miseq高通量测序技术,分别对SBR中污泥的形态、粒径和微生物群落分布进行了研究。结果表明,投加生物填料可以降低污泥的产率,促进污泥沉降,增强脱氮除磷效能;投加生物活性填料的SBR相比对照组SBR的污泥结构紧密,污泥颗粒分布均匀,且颗粒粒径大;内置填料和外置填料的活性污泥粒径在28.988~124.573μm的颗粒占据了大部分的比例,而对照组的活性污泥粒径在0.554~23.538μm的颗粒占据了大部分的比例;3个微生物群落主要分布在Sphingobacteriales、Xanthomonadales、Burkholderiales、Rhodocyclales、Flavobacteriales和Spirochaetales等6个目内;内置填料活性污泥微生物群落(17.12%)和外置填料活性污泥微生物群落(23.17%)中的黄色单胞菌目,要比对照组活性污泥微生物群落(5.51%)的比例高,说明通过复合生物活性填料的作用,能够改善活性污泥微生物群落的除磷能力,这与反应器实际运行效果和污泥粒径分析研究内容一致。