连续流间歇曝气氧化沟处理生活污水脱氮除磷研究

为了提高低C/N(3.0～3.5)生活污水的脱氮除磷效率,对设置选择池和厌氧池的氧化沟工艺采用了微孔曝气加搅拌的实验方式和连续流间歇曝气的运行方式,通过对总循环周期(tc)、曝气率(fa)以及出水稳定性的分析讨论,得出TN负荷在0.02 kg N/kg MLSS·d下,控制氧化沟曝气时间与总停留时间比在40%左右时,能实现80%以上的除氮率和35%以上的除磷率.与连续曝气氧化沟相比,不仅出水水质更好,而且节省能量.     

以pH和ORP作为脉冲SBR工艺的实时控制参数

为了实现脉冲SBR深度脱氮的实时控制,以某污水处理厂市政污水为处理对象,考察了脉冲SBR在深度脱氮过程中pH及ORP的变化规律.试验结果表明,pH及ORP的变化规律与脉冲SBR有机物去除、硝化与反硝化过程存在较好的相关关系.可以根据pH和ORP变化曲线上的特征点对脉冲SBR进行实时控制.并考察了污水C/N(COD/NH4 -N)对pH及ORP的变化规律的影响.在硝化过程中,C/N对pH及ORP曲线变化点的出现没有影响;在反硝化过程中,应结合pH值"硝酸盐峰"和ORP"硝酸盐膝"来判断低C/N污水反硝化的终点.在该试验中,出水TN低于2 mg/L,TN去除率可达到96%以上.     

CAST工艺处理低C/N生活污水的强化脱氮性能

研究了不同运行条件对CAST工艺处理低C/N实际生活污水脱氮性能的影响,并对pH值和ORP的变化规律进行了分析。结果表明,传统4 h运行模式下,提高原水C/N比,TN去除效果并无显著提高;对于低C/N生活污水,降低充水比有利于提高出水TN去除率,然而,充水比降至16%时,系统因低负荷运行发生污泥膨胀。在不投加外碳源的情况下,采用分段进水交替A/O运行模式可大幅改善系统脱氮性能,且TN去除率随着交替次数的增多而提高,交替4次平均去除率达87.23%。系统采用实时控制方式运行时,可根据有机物降解、氨氧化及反硝化时pH值和ORP曲线上是否出现拐点,来判断反应系统的曝气以及搅拌时间是否过长、适当或不足。     

模拟光伏间歇曝气两级SBR的脱氮除磷效果

基于农村生活污水间歇排放和太阳能能量密度昼夜变化特征,模拟光伏间歇曝气两级SBR处理农村污水,将聚磷菌(PAOs)和硝化菌分开控制在2个反应器中生长,分别命名为厌氧(缺氧)/好氧SBR(A/OSBR)和硝化SBR(NSBR)。考察进水时间和回流对系统脱氮除磷效果的影响以及单个运行周期内污染物、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)和p H变化规律。结果表明,当进水时间为60 min和5 min,系统对TP的去除率分别为20.6%和56.5%;N-SBR出水与生活污水按1∶2比例进入A/OSBR中,系统对TN、TP的去除率分别为57%和30.6%;N-SBR具有稳定的硝化效果,NH+4-N的去除率均能达到90%以上。DO和p H曲线的突跃点与反应终点保持一致,可将其作为实时控制参数。     

以pH和ORP作为脉冲SBR工艺的实时控制参数

为了实现脉冲SBR深度脱氮的实时控制，以某污水处理厂市政污水为处理对象，考察了脉冲SBR在深度脱氮过程中pH及ORP的变化规律。试验结果表明，pH及ORP的变化规律与脉冲SBR有机物去除、硝化与反硝化过程存在较好的相关关系。可以根据pH和ORP变化曲线上的特征点对脉冲SBR进行实时控制。并考察了污水C／N（COD／NH4^＋-N）对pH及ORP的变化规律的影响。在硝化过程中，C／N对pH及ORP曲线变化点的出现没有影响；在反硝化过程中，应结合pH值“硝酸盐峰”和ORP“硝酸盐膝”来判断低C／N污水反硝化的终点。在该试验中，出水TN低于2mg／L，TN去除率可达到96％以上。     

以玉米芯为外加碳源的SBBR脱氮特性

针对低碳氮比生活污水总氮去除效果不佳的问题,以玉米芯作为SBBR生物载体和外加碳源,开展同步硝化反硝化脱氮特性研究。主要考察了碳源投加比及曝气时间对脱氮效果的影响。在最佳碳源投加比为1∶80、最适曝气时间为5.5 h时,出水COD、TN、NH_3-N分别为48.95、6.25和1.01 mg/L,满足城镇污水厂一级A排放标准。研究表明,采用玉米芯为外加碳源,可实现固体碳源释碳与反硝化需碳的平衡,有效增强低碳氮比污水的脱氮效果,同时能够保证出水COD满足排放标准。     

以剩余污泥水解酸化液为外加碳源的污水生物脱氮

为解决低碳氮比污水生物脱氮过程反硝化碳源不足的问题,利用剩余污泥水解酸化液为外加碳源,通过具有曝气段与非曝气段的一体化曝气生物滤池（BAF）,研究低碳氮比污水生物脱氮的性能与工艺条件。实验结果表明,预处理后的水解酸化液VFAs为3134．9～5251．4mg／L、ThODVFAs／COD为59．87％～91．85％,适合作为生物脱氮的外加碳源;水解酸化液的投配量、进水TN浓度对系统生物脱氮效果的影响较大,气水比、曝气段与非曝气段比例对系统的硝化和反硝化性能有重要的影响;在温度为25±1℃,水解酸化液COD平均为7555．1mg／L,进水TN、NH4-N和COD分别平均为43．88mg／L、39．04mg／L和56．8mg／L,碳源与污水投配的流量比为1：75的条件下,当BAF水力停留时间（HRT）为8h、曝气段与非曝气段比例为3：3、气水比为10：1、回流比为2：1时,NH4-N和TN的去除率分别超过98％和75％,出水COD平均为28．6mg／L。研究指出,剩余污泥水解酸化液经过预处理后可用作低碳氮比污水生物脱氮的外加碳源,有效地提高了反硝化效果,并不会造成二次污染,同时又可以实现剩余污泥的减量化和资源化。     

湿地植物作为低C?N比生活污水反硝化碳源的研究

以风车草、香根草、再力花、芦荻、美人蕉5种湿地植物作为低C/N比生活污水的反硝化碳源材料。静态碳源释放实验中,5种湿地植物释碳能力为风车草再力花芦荻香根草美人蕉,风车草COD释放量最高,可达(129.2±6.2)mg/(g·L),其TN、TP的释放量相对较低。静态反硝化脱氮实验中,风车草和再力花脱氮效果最好,反硝化出水中硝态氮质量浓度均降低至3mg/L左右,硝态氮去除率均达88%左右,出水COD均在100mg/L左右,COD去除率均达到84%左右。在低C/N比生活污水反硝化脱氮中试实验中,以风车草为反硝化碳源,出水中TN、COD去除率可分别达到73%、75%左右,说明风车草是一种良好的低C/N比生活污水深度处理的反硝化碳源材料。     

间歇曝气比在短程硝化中对硝化活性的影响

采用序批式间歇反应器(SBR)处理生活污水,温度控制在(25.0±0.5)℃,研究好氧曝气与缺氧搅拌时间比(间歇曝气比)分别为30min∶30min(A模式)和40min∶20min(B模式)对亚硝酸盐氮积累、污泥性能参数、反应速率(比氨氮氧化速率、比硝酸盐氮产生速率、比亚硝酸盐氮产生速率)、氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的影响。A模式下运行64个周期时,出水亚硝酸盐氮质量浓度为19.04mg/L,亚硝酸盐氮积累率高达99.21%;B模式下运行75个周期时,出水亚硝酸盐氮质量浓度为19.42mg/L,亚硝酸盐氮积累率高达95.47%;研究表明缺氧时间所占比例越大越有利于短程硝化的实现。在实现短程硝化过程中,A模式在38个周期之后AOB活性超过NOB活性;B模式在34个周期之后AOB活性超过NOB活性。     

低温条件下不同曝气方式对硫自养湿地脱氮效能的影响

为提高人工湿地的脱氮效率,将硫磺与石灰石按体积1∶1的比例填充于波形潜流湿地内,辅助间歇人工曝气,探讨了在冬季低温条件下,间歇曝气时间对波形潜流人工湿地脱氮效率和反硝化作用的影响,并分析了硫自养湿地的作用机理和节能减排特性。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,可以促进硝化和反硝化作用,有效地解决了人工湿地在冬季(10℃以下)脱氮效率低的问题。湿地冬季运行时,曝气间歇时间为4 h的条件下,TN去除率高达59.4%,相比连续曝气方式提高20%～30%。与传统处理工艺相比,硫自养湿地的能耗节省率达到50%以上,且在一定程度上减少了CO_2的排放,实现了高效脱氮和节能环保。     

间歇曝气潜流人工湿地的污水脱氮效果

采用间歇曝气运行方式,提升潜流人工湿地生活污水处理系统中的溶解氧浓度,强化脱氮效果。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,曝气时溶解氧浓度可达6~9 mg/L,停止曝气后,溶解氧浓度迅速下降至0.5 mg/L以下,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,分别促进好氧硝化和缺氧反硝化作用。在水力停留时间为3 d的情况下,间歇曝气潜流人工湿地系统对氨氮、总氮和COD的去除率分别可达到98.0%、87.6%和96.3%,较常规潜流人工湿地系统分别提高了74.1%、56.4%和18.1%,实现了氨氮、总氮和COD的同步高效去除。     

厌氧流化床微生物燃料电池同步除碳脱氮产电性能影响因素

研究了厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)除碳脱氮产电性能的影响因素。结果表明:(1)AFB-MFC对NH4+-N的去除不起作用。电压下降主要是由于进水有机基质浓度下降造成。(2)不添加NO3--N时,在满足AFB-MFC脱氮所需的电子供体条件下增加进水COD/TN有利于AFB-MFC产电。(3)3种无机氮共存下,AFB-MFC在进水有机碳与无机氮质量比(C/N)不低于1.37时,对COD、NO2--N和NO3--N具有理想的去除效果。AFB-MFB在一定进水C/N范围内(1.37～2.50),能得到稳定的输出电压及功率密度。(4)固定进水C/N时,AFB-MFC在高碳氮负荷下仍能得到较理想的NO2--N、NO3--N、COD去除效果,AFB-MFC对NH4+-N去除效果不明显;增加碳氮负荷,AFB-MFC输出电压及功率密度没有明显的改变。(5)有机基质浓度不变下,AFB-MFC中充足的电子供体可保证较高的NO3--N、COD去除率。AFB-MFC输出电压及功率密度随着时间延长而先增加至稳定值后下降。     

间歇曝气SBR工艺脱氮除磷试验研究

采用间歇曝气序批式反应器(SBR)工艺,通过曝气时间、交替次数的调整对该系统的脱氮除磷效果进行了研究,最终将工艺确定为厌氧1.5 h、好氧1.0 h、缺氧1.0 h、好氧20 min、缺氧1.0 h、好氧20 min.同时进行批式试验,对不同阶段的反硝化除磷菌(DPAOs)占除磷菌(PAOs)的比例进行了计算.结果表明:该系统与最初的厌氧/好氧SBR相比节省了44%的曝气量,且对COD、总氮、氨氮和磷的去除率分别达88%、89%、100%和100%,系统中DPAOs所占比例为39%.     

曝气强度对同时硝化反硝化（SND）脱氮过程中N2O排放的影响

为了控制污水脱氮中N2O排放,在不同曝气强度下研究了好氧硝化段同时硝化反硝化（SND）系统的N2O排放特性,并采用PCR—DGGE技术分析微生物群落特征。结果发现,随着曝气强度的增强,系统总氮去除率下降,但脱氮中N2O—N所占比例则上升,实验中从低到高3个曝气强度下,总氮去除率分别为80．01％、65．28％和58．62％,脱氮中N2O—N所占的比例为1．89％、7．84％和9．20％。PCR—DGGE分析显示,和低曝气强度下相比中、高曝气强度下系统微生物群落发生明显变化,但中曝气强度和高曝气强度下系统微生物群落表现出较高相似性。这表明,不同曝气强度下系统N2O排放受到氮素转化和微生物群落变化的影响。适宜曝气强度不仅提高总氮去除率,还可有效控制N2O排放。     

Nitrification/denitrification in an intermittent aeration process for swine wastewater

Abstract

Nitrogen removal by a methane fermentation plus activated sludge process with the intermittent aeration was presented based upon a full‐scale pig farm experiment. Swine wastewater had a T‐N/BOD ratio from 0.2–0.29. The BOD concentration input to the process ranged from 1050–1608 mg l^‐1 and the T‐N concentration from 273–350 mg l^‐1. More than 90% of organic carbon was removed in each experimental run. Only small concentrations of NO₃‐N were found in the effluent and higher than 60% of the T‐N and 73% of NH₄‐N which were loaded to the intermittent aeration tank was removed. The nitrogen balance of each run was calculated. Denitrification was estimated to be accountable for 45–90% of the T‐N removed in the intermittent aeration tank. Denitrification rate increased as the BOD concentration increased (> 1300 mg l^‐1). The T‐N removal percentage was a function of the T‐N/BOD ratio of the influent. Although higher DO concentration (> 3 mg l^‐1) did not enhance the denitrification rate, nitrification did maintain at relative higher rates at a lower DO concentration (ave. 1.5 mg l^‐1). An operational condition of intermittent interval of aeration/nonaeration at 1:1 hr is better than that of the condition at 3:1 hr. As a result, T‐N and NH4‐N were removed up to 30% and 40% respectively, and the denitrification rate reached 79% in the intermittent aeration tank. An experimental run in a pilot plant on treating anaerobically pretreated swine wastewater was observed to verify simultaneous nitrification/denitrification. The results of the full‐scale plant experimentation seem to be confirmed by those obtained from the pilot plant runs.     

Enhanced organics and nitrogen removal in batch-operated vertical flow constructed wetlands by combination of intermittent aeration and step feeding strategy

Oxygen and carbon source supply are usually insufficient in subsurface flow constructed wetlands. Simultaneous removal of organic pollutants and nitrogen in five batch-operated vertical flow constructed wetlands under different operating conditions was investigated. Alternate aerobic and anaerobic regions were created well with intermittent aeration. Four-month experiments showed that the wetland-applied intermittent aeration combined with step feeding strategy (reactor E) greatly improved the removal of organics, ammonium nitrogen (NH₄–N), and total nitrogen (TN) simultaneously, which were 97, 96, and 82 %, respectively. It was much better than non-aerated reactors A and B and outperformed intermittently aerated reactor D without step feeding. Continuous aeration (reactor C) significantly enhanced the organics removal and nitrification, but it limited the TN removal (29 %) seriously as a result of low denitrification level, and the high operation cost remained a question. The effect of plants was confirmed in this study, and the monitoring data showed that the plants could grow normally. Intermittent aeration as well as step feeding had no obvious influence on the growth of wetland plants in this study.     

C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响研究

就C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响进行了研究。结果表明,进水C/N值在5～13之间时,进水C/N不影响氧化沟系统对NH₃-N的去除效果。出水NH₃-N浓度＜1 mg/L,平均去除率达到97.40%。当C/N低于11时,TN、TP的去除率随C/N的升高而快速大幅提高,分别从5时的26.47%和14.99%升至11时的93.48%和97.03%。当C/N＞11时,氧化沟TN去除率达到93.48%,TP去除率接近100%,氧化沟具有了良好的同步脱氮除磷的效果,出水水质满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002一级A标准)要求。TP去除率与TN去除率相关系数R₂＝0.985。