悬浮和附着活性污泥反应器处理低温废水的特性比较

在水温6℃下,进行了实验室规模的序批式移动床生物膜反应器(sequencing batch moving bed biofilm reactor,SBMBBR)及传统的序批式反应器(SBR)污水处理特性的比较研究。结果表明,在容积负荷分别为1.3、2.2和3.4 kg/(m~3·d)的3个工况下,2个反应器的COD平均去除率均不低于95%,总氮平均去除率均不低于43%,总磷平均去除率均不低于64%。2个反应器中都观察到明显的同步硝化反硝化过程,且对氮的去除有较大的贡献。与SBMBBR相比,SBR系统表现出相对更高的出水有机污染物去除的稳定性,出水水质波动性低。从总体的污染物去除效果分析,在水温6℃时,在相同的工艺条件下,悬浮和附着活性污泥反应器处理低温废水的工艺没有显著的差异。     

膜生物反应器低温污水处理效能研究

通过连续实验,考察了温度变化对膜生物反应器除污染效果的影响,重点研究了低温条件下(10±2)℃溶解氧(DO)和水力停留时间(HRT)对膜生物反应器净化效能的影响规律.研究结果表明,温度的突然降低会导致污泥的氧吸收速率下降,系统对COD的去除效率从90.1%迅速降低至68.2%,但经过1个月的低温运行后,活性污泥的氧吸收...     

模拟人工湿地中基质酶对PhACs的动态响应

基质酶是催化土壤生物化学反应的重要催化剂,其对有机污染物具有高度敏感性。实验测定了5座人工湿地(CWs)反应器中过氧化氢酶、脱氢酶和脲酶活性的动态变化及其与进水医药活性物质(PhACs)浓度、湿地植物的关系。结果显示:种植植物反应器3种基质酶的活性均高于未种植植物的反应器;随培养时间增长过氧化氢酶的活性逐渐提高,在培养150 d后达到最高;脱氢酶和脲酶的活性随培养时间增长先升高后降低,分别于120 d和90 d时达到最高;不同基质酶对不同PhACs浓度响应不同,脲酶活性均表现为被抑制,而脱氢酶和过氧化氢酶活性在低PhACs浓度时被激活,在高PhACs浓度时被抑制。为CWs应用于去除水环境中存在的PhACs类污染物提供参考。     

厌氧、好氧、厌氧/好氧交替状态对活性污泥性质的影响

实验采用活性污泥处理模拟印染废水,研究厌氧、好氧、厌氧/好氧交替3种条件对活性污泥性质的影响。3种实验条件下,污泥沉降比(SV%)均基本保持在18%~25%之间,污泥容积指数(SVI)保持在62~66 m L/g之间。活性污泥混合液中胞外聚合物(EPS)除EPSB-蛋白质浓度持续升高外,其余形式均呈现积累、达到最大值后下降的趋势,其中厌氧/好氧交替条件下EPS浓度最高而好氧条件下最小。在整个实验期间,活性污泥的脱氢酶活性基本呈上升状态,在厌氧/好氧间歇曝气条件下脱氢酶活性最高、好氧条件次之、厌氧条件最低,最终3种条件下的脱氢酶活性分别为31.27、26.63和24.37 mg/(g·h)。活性污泥中ATP浓度基本呈现先增加后减小、再趋于稳定的变化趋势。实验结果表明,活性污泥表观产率系数顺序是好氧厌氧厌氧/好氧交替运行,厌氧/好氧交替实现了系统内污泥减量,微生物的产率系数和能量状态密切相关。脱氢酶活性对污染物的降解影响明显,而实验条件下微生物能量状态和污泥减量并不对污染物降解产生影响。     

出水回流对强化循环高效厌氧反应器(SCAR)处理印染废水的影响

采用强化循环高效厌氧反应器(strengthen circulation anaerobic reactor,SCAR)处理实际印染废水,在HRT=13.5 h、平均容积负荷为4.1 kg COD/(m3·d)的条件下,研究回流强度对反应器运行效果的影响。在回流比R=3和4时,反应器对COD的平均去除率最高,而由于PVA难生物降解特性,回流比对PVA的去除效率影响不大。各回流比条件下,反应器出水pH值均较进水时高,系统中未出现VFA累积现象。不同回流比条件下,反应器中颗粒污泥均保持良好沉降性能,系统对COD的去除效果与脱氢酶活性、辅酶F420之间密切相关。     

微氧环境下硝基苯废水的处理效果

采用微氧条件下的序批式活性污泥反应器(SBR)处理硝基苯废水。研究结果表明,在水力停留时间(HRT)为24h,曝气量为600mL/min的条件下,反应器对硝基苯的平均去除率为100.00%,对其共存污染物COD、氨氮也有较好的去除效果,平均去除率分别为97.78%和78.55%,对TN和TP的去除效果相对较差,其平均去除率仅为24.18%和19.09%。气相色谱/质谱(GC/MS)分析表明,硝基苯降解的主要中间产物为苯胺,说明反应器中硝基苯首先是通过还原途径降解为苯胺,苯胺再进一步被降解为CO2、H2O和NH3。考察了不同曝气量(200、400、600mL/min)条件对处理效果的影响,结果表明,曝气量的降低直接导致了反应器中DO浓度的降低,导致COD、苯胺的去除效果变差。曝气量由600 mL/min降低至200 mL/min,COD平均去除率由97.78%降低至82.09%,出水苯胺平均质量浓度由0mg/L升至15.04mg/L。     

曝气浸没固定生物膜反应器处理化粪池出水

研究了以丝瓜络作为生物膜载体的曝气浸没固定生物膜反应器在处理化粪池出水时的可行性以及运行性能。结果表明,丝瓜络生物膜反应器可以在2周内成功启动;水力停留时间(HRT)对COD和氨氮的去除效果有显著影响,在水力停留时间为4 h的条件下,系统对COD和氨氮的去除率分别达到了78.5%和96.4%。另外,系统有较强抗有机污染物冲击负荷的能力,当COD和氨氮的进水浓度分别为59.3 mg/L和15.9 mg/L时,系统对有机污染物的去除效果较佳,去除率分别达到了80.0%和98.9%。     

热电厂双膜法中水深度处理系统运行效果与问题分析

中水已成为热电厂的重要水源,其深度处理是影响电厂水处理系统的关键。为评估双膜法在电厂深度处理中的潜力与稳定性,考察了山东某热电厂石灰混凝-超滤(UF)-反渗透(RO)系统不同季节的处理效果及污染物去除特征与各工段贡献率。研究表明：双膜法对浊度、色度、电导、碱度、COD和TOC的去除率分别达95.82%、96.62%、96.73%、98.22%、96.42%和89.13%,在夏季严重膜污堵的条件下,也可保障产水达标,是一种有效的中水深度处理技术。预处理仅去除某些大分子腐殖酸类有机物、硬度类物质、悬浮物,富里酸类有机物、氮等其他溶解性物质主要由RO去除(去除率均60%),因此,存在膜结垢和污堵的风险。不同季节污染物浓度变化不显著,但夏季高温条件下微生物代谢和繁殖速率较高,荧光指数(fluorescence index, FI)大于2,生物指数(biological index, BIX)为1.2左右,这是夏季膜污堵爆发的关键原因。     

基于不同共代谢碳源降解4-氯苯酚的研究

鉴于氯酚废水在环境中的广泛存在及其显著的难生物降解性,采用序批式生物反应器(SBR)处理4-氯苯酚(4-CP)废水,探讨不同共代谢碳源降解4-CP对污染物去除和活性污泥中胞外聚合物(EPS)的影响。结果表明:分别以可溶性淀粉(DS)和乙酸钠(SA)为共代谢碳源时,4-CP可被有效降解去除;当两个SBR处于稳定运行阶段时,其进水COD、氨氮、磷酸盐和4-CP均具有良好的去除效果,去除率可达到85%以上,且在单个SBR运行周期中的去除趋势一致;两个SBR的活性污泥EPS中多糖和蛋白质无显著差异,以SA为共代谢碳源降解4-CP的活性污泥更易分泌胞外蛋白质。     

一株高效耐冷菌的分离鉴定及降解特性研究

寒冷地区水温偏低,污水生物处理效果差,出水达标困难。从寒冷地区水土样品中,分离到数株能在2℃下生长的低温菌株,选择优势菌N进行重点研究。从脱氢酶活性机制上,考察了不同条件对N菌株降解能力的影响;对比研究了它与常温活性污泥降解能力和脱氢酶活性的差异。结果表明:N菌株属于耐冷型低温微生物,结合16S rDNA序列同源性分析及生理生化特性鉴定为黄假单胞菌;5℃曝气8 h,接种废水COD、氨氮去除率均在90%以上;低温条件下,该耐冷菌对生活污水降解率比常温活性污泥高出40%,脱氢酶具有更高的活性,在低温污水处理方面具有广阔的应用前景。     

新型微氧反应器对沼液的处理性能

针对现有微氧反应器存在回流能耗高、工程放大困难等问题,设计了2类新型曝气沉淀一体化微氧反应器。根据污泥滞留能力、污染物去除性能初步测试,优选出升流式矩形反应器和改进型圆形反应器作为沼液处理实验的微氧反应器。结果表明：2个反应器的平均NH₄⁺-N去除负荷为0.410 kg·(m³·d)⁻¹,平均TIN去除负荷为0.105 kg·(m³·d)⁻¹,出水SS均小于0.10 g·L⁻¹,都拥有优良的滞泥能力和污染物去除能力,无显著性差异(P>0.05)。在污泥浓度相近的情况下,升流式矩形反应器中污泥的VSS/SS由64.4%增至78.0%,这说明生物量明显增加,而改进型圆形反应器中污泥的VSS/SS降至62.1%;污泥指数显示升流式矩形反应器的污泥沉降性能更好。从污泥性状和工程放大可能性考虑,升流式矩形反应器更适合在工程上应用。     

交替缺氧/好氧CAST工艺污染物去除特性

以模拟城市污水为处理对象,采用循环式活性污泥法(CAST)反应器,对交替缺氧/好氧模式下系统去除污染物的性能进行了研究。结果表明,运行期间系统内有机物的去除率稳定,出水COD小于40 mg/L,COD平均去除率为91.7%;NH4+-N、TN的平均去除率分别为83.9%、72.4%,出水TN以NO3--N为主;系统的除磷性能良好,磷酸盐的平均去除率为90.6%。此外,出水COD、TN和TP均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB-18918-2002)的一级A要求。     

不同运行模式对同步脱氮除磷CAST工艺快速启动及其稳定维持的影响

以实际生活污水为处理对象,考察了传统进水/曝气和改良型分段进水的交替缺氧-好氧(A/O)2种运行模式对CAST工艺的快速启动及脱氮除磷性能稳定维持的影响。结果表明,传统进水/曝气运行模式下,系统达到最佳营养物去除性能所需启动时间30 d,稳定运行阶段TN平均去除80.66%,磷的去除率维持在66.30%左右;采用改良型交替运行模式,反应器达到稳定运行状态仅需18 d,系统稳定运行时TN平均去除81.36%,磷去除率稳定维持在90%以上,出水磷浓度在0.3 mg/L以下,出水水质达到国家污水综合排放标准一级A(GB8978-2002)。研究还发现,传统运行模式下,由低温引起的污泥沉降性能变差导致系统污泥严重流失,反应器几乎丧失污染物去除性能;而低温对交替运行模式下的反应器除磷性能几乎没有影响,总氮去除则因氨氮不完全硝化而大大降低。     

清洁型一体化污水处理系统研究

针对城镇分散型污水处理的特点,开发了一种清洁型一体化污水处理系统.该系统由立体循环一体化氧化沟(IODVC)、污泥减量区和臭气处理区优化整合而成.中试试验结果表明:该系统可以使微生物有效处理污水,并实现污泥减量和臭味气体净化.经该系统处理的污水,出水COD、NH4 -N、SS的浓度维持在35 mg/L、1 mg/L和20 mg/L以下;同时,臭味气体得到有效去除,氨气和硫化氢等臭味气体可以达标排放;经过生物减量,排放的剩余污泥减少了46.4%;污泥的比阻有所降低.本系统占地少,运行操作简便,无二次污染,属于适合中小型污水处理的技术工艺.     

Co-treatment of acid mine drainage with municipal wastewater: performance evaluation

Co-treatment of acid mine drainage (AMD) with municipal wastewater (MWW) using the activated sludge process is a novel treatment technology offering potential savings over alternative systems in materials, proprietary chemicals and energy inputs. The impacts of AMD on laboratory-scale activated sludge units (plug-flow and sequencing batch reactors) treating synthetic MWW were investigated. Synthetic AMD containing Al, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn and SO₄ at a range of concentrations and pH values was formulated to simulate three possible co-treatment processes, i.e., (1) adding raw AMD to the activated sludge aeration tank, (2) pre-treating AMD prior to adding to the aeration tank by mixing with digested sludge and (3) pre-treating AMD by mixing with screened MWW. Continuous AMD loading to the activated sludge reactors during co-treatment did not cause a significant decrease in chemical oxygen demand (COD), 5-day biochemical oxygen demand, or total organic carbon removal; average COD removal rates ranged from 87–93 %. Enhanced phosphate removal was observed in reactors loaded with Fe- and Al-rich AMD, with final effluent TP concentrations <2 mg/L. Removal rates for dissolved Al, Cu, Fe and Pb were 52–84 %, 47–61 %, 74–86 % and 100 %, respectively, in both systems. Manganese and Zn removal were strongly linked to acidity; removal from net-acidic AMD was <10 % for both metals, whereas removal from circum-neutral AMD averaged 93–95 % for Mn and 58–90 % for Zn. Pre-mixing with screened MWW was the best process option in terms of AMD neutralization and metal removal. However, significant MWW alkalinity was consumed, suggesting an alkali supplement may be necessary.     

摇动床生物膜反应器和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的研究

利用摇动床生物膜反应器(简称摇动床)技术具有的容积负荷高与污泥产量低的优点,在普通活性污泥池的前部填充高性能丙烯酸树脂纤维(Biofringe)填料,研究了摇动床和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的有效性。结果表明,该组合技术具有很强的有机物去除能力,当进水COD平均质量浓度由1500mg/L上升到2514mg/L时,出水COD的平均去除率基本保持在96%以上;整个运行阶段的出水COD浓度均满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的二级标准;当进水NH4+-N浓度增加时,NH4+-N的去除率由99.7%降低到76.5%,但是在试验运行的整个阶段,摇动床和活性污泥法组合技术系统都表现出较强的硝化能力;活性污泥池中最高的混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度为10625mg/L,最高MLSS约为普通活性污泥法的4倍;运行结束后的污泥产率为0.186,污泥产率仅为普通活性污泥法的50%左右。     

基于SBBR的单级自养脱氮快速启动

以普通活性污泥为接种污泥,采用人工配制无机氨氮废水进行单级自养脱氮工艺快速启动研究。启动过程经历了污泥适应期、部分短程硝化选择期以及单级自养脱氮实现期3个阶段。经过29 d的培养驯化,通过控制游离氨的方法实现了部分短程硝化。当出水中亚硝酸盐积累率达到60%左右时,立即将序批式生物膜反应器(SBBR)由连续曝气改为间歇曝气,间歇曝气使得厌氧氨氧化菌(AAOB)的富集与亚硝酸氧化菌(NOB)的淘汰同时进行,并且避免了高浓度亚硝酸盐对AAOB的抑制作用,从而实现了单级自养脱氮的快速启动。实验仅用50 d成功启动了SBBR单级自养脱氮工艺,总氮容积去除负荷达到0.173 kg N/(m3·d),氨氮的平均去除率达到98.68%,总氮的平均去除率达到80.87%。成功启动之后,反应器内只有少量的悬浮污泥,大部分的污泥都附着在填料上,污泥颜色呈褐色,而反应器内壁及出水管上附着的污泥呈浅砖红色,表明反应器内富集了大量的AAOB。     

UASB反应器处理PTA废水的启动及污泥特性分析

采用上流式厌氧污泥床（UASB）反应器,以精对苯二甲酸（PTA）废水为处理对象,研究了中温条件下反应器的启动、颗粒污泥的形态和产甲烷活性及微生物群落结构。实验结果表明：采用逐渐提高进水负荷和减少水力停留时间的运行方法,历时近200 d,可实现UASB 反应器的启动。此时,反应器对COD的去除率保持在80%以上,对应的容积负荷也达到4.0 kg·（m3·d）-1以上。反应器内污泥实现颗粒化,颗粒污泥的体积平均粒径为416.53 μm,产甲烷活性为121.2 mL·（g·d）-1 （以VSS计）。颗粒污泥表面存在大量菌胶团,杆菌和丝状菌镶嵌其中。菌胶团有助于微生物的聚集,加速污泥颗粒化过程。Syntrophorhabdus是降解PTA废水中苯类污染物的重要微生物,占细菌量的27.4%,而Methanosaeta则是主要的产甲烷菌,占古细菌总量的67.3%。该研究可为UASB 处理PTA废水的启动提供依据。     

Effect of operational parameters on the removal of particulate chemical oxygen demand in the activated sludge process.

The removal of particulate material in the aeration basin of the activated sludge process is mainly attributed to bioflocculation and hydrolysis of particulate substrate. The bioflocculation process in the aeration tank of the activated sludge process occurs only under favorable conditions in the system, and several common operational parameters affect its performance. The principal objective of this research was to observe the effect of mixed liquor suspended solids, solids retention time (SRT), and extracellular polymer substances on the removal of particulate substrate by bioflocculation. A first-order particulate removal expression, based on flocculation, accurately described the removal rates for supernatant suspended solids and colloidal chemical oxygen demand. Based on the results presented in this investigation, a mixed liquor concentration of approximately 2200 mg/L, an SRT of at least 3 days, and a contact time of 30 minutes are needed for relatively complete removal of the particulate substrate in a plug-flow reactor.     

MBBR一体式耦合短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥水

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理已回收磷后的实际污泥水,在进水平均氨氮浓度为167.51 mg·L⁻¹、HRT为22.24 h、DO为0.5 mg·L⁻¹和温度为24~26 ℃的条件下实现了一体式短程硝化-厌氧氨氧化过程的耦合,对氨氮和总无机氮的最大去除率可达96%和79.7%。但是,一体式反应器受DO浓度影响较大,维持稳定的DO浓度对于系统的氮去除非常重要。荧光原位杂交(FISH)及高通量测序结果表明,MBBR的生物膜及活性污泥中Nitrosomonas菌分别占总菌数的10.46%和21.46%,厌氧氨氧化菌的优势菌种Candidatus Kuenenia在生物膜和活性污泥中分别占总菌数的4.13%和0.71%。因此,MBBR中活性污泥主要完成亚硝化,生物膜主要完成厌氧氨氧化,常温条件下,两者在一个反应体系中共同完成了对污泥水中氮的高效自养脱除。以上结果表明了一体式反应器处理实际污泥水的可行性,可为该工艺在实际工程中的应用提供参考。