O池溶解氧水平对石化废水A/O工艺污染物去除效果和污泥微生物群落的影响

以实际石化废水为处理对象,研究溶解氧浓度对A/O反应器生物降解特性的影响.A、B两组反应器平行运行以进行对比,O段的溶解氧浓度分别控制在2~3 mg·L-1和5~6 mg·L-1.反应器稳定运行近半年的结果表明:在HRT为20 h时,A组反应器出水的COD(72.5 mg·L-1±14.8 mg·L-1)略高于B组(68.7 mg·L-1±14.6 mg·L-1),COD平均去除率分别为67.0%和68.8%;出水氨氮的平均浓度和去除率为0.8 mg·L-1和95%左右.出水的BOD5均低于5 mg·L-1.表明A/O反应器对有机物的生物降解比较彻底,溶解氧浓度对其没有显著影响.对O段污泥进行454高通量测序结果表明:变形菌门、浮霉菌门和拟杆菌门细菌所占比例较高,在A、B组反应器中的比例分别为58.7%和59.2%、14.7%和12.7%以及10.8%和12.4%.高溶解氧运行的反应器B具有较高的菌群丰度和多样性,氨氧化菌Nitrosomonas、亚硝酸氧化菌Nitrospira和专性好氧菌如Planctomyces的比例较高.厌氧反硝化菌如Azospira和Acidovora在反应器A中的含量较高.在属的水平,鉴定出的Novosphingobium、Comamonas、Sphingobium和Altererythrobacter属细菌具有降解多环芳烃、氯代硝基苯、农药和石油化合物的功能,有利于石化废水的降解.     

基于沸石循环的倒置A/O工艺对市政污水脱氮效果试验研究

针对市政污水处理成本高、出水总氮含量不达标的问题,提出了一种基于沸石循环的倒置A/O生物脱氮工艺用于处理市政污水,并采用正交试验方法研究了溶解氧(DO)、内回流比(r)和污泥回流比(R)对该工艺脱氮效果的影响,且在最佳运行条件下进行了模拟市政污水连续稳定运行试验以及实际市政污水处理效果验证试验。结果表明:该工艺去除COD的能力较强且稳定;DO和r对该工艺脱氮效果的影响显著;当DO为1.0mg/L、r为100%、R为100%时,该工艺可实现优化稳定运行,其出水水质优于我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级A标准限值的要求,可使COD的平均去除率达到95%以上,NH3-N的平均去除率高达99%,TN的平均去除率达到91%以上。     

溶解氧对氧化沟生物脱氮除磷的影响

采用有效容积为240 L的中试Carrousel氧化沟处理模拟生活污水,研究了溶解氧对氧化沟同步硝化反硝化脱氮和除磷效果的影响。结果表明:溶解氧的变化对系统中有机物的去除影响不显著;过高或过低的溶解氧均会降低系统总氮和总磷的去除率,溶解氧控制在1.0～1.5 mg/L,系统可获得较高的氨氮和总氮去除率,当溶解氧为1.5 mg/L时,总磷去除率达最高,为71.00%;溶解氧对污泥沉降性能影响显著,低溶解氧运行易引起污泥膨胀。     

间歇式潜流人工湿地中COD、NH_4-N动态变化特征

采用酸化、两段间歇流人工湿地处理生活污水。废水经酸化预处理后 ,COD平均去除率 30 % ,NH4 N平均去除率 13 6 3%。第 1段人工湿地为潜流 ,周期 12h ,进水 6h ,排水 6h ,水力停留时间 (HRT) 3d ,COD去除率 6 0 %～ 80 % ,最高达 88 5 6 % ;NH4 N去除率 5 0 %～ 70 %。第 2段人工湿地为下行流 ,周期 2 4h,进水 12h ,排水 12h ,HRT 1d ,COD平均去除率 5 3 2 % ;NH4 N平均去除率大于 99%。对第 1段湿地中COD、NH4 N空间变化的研究表明 ,间歇运行所产生的大气复氧对COD、NH4 N的去除具有明显的强化作用。COD的去除基本不受温度影响 ,而NH4 N的去除受温度影响较大     

低溶解氧污泥微膨胀节能方法在A/O中的试验验证

采用实际的生活污水,在A/O系统中验证了低溶解氧污泥微膨胀节能理论与方法.结果表明,A/O系统在微膨胀运行期间SVI值能稳定维持在150～230 mL/g之间,单纯低溶解氧不会造成污泥沉降性能的严重恶化.相对于高溶解氧、污泥沉降性能良好时的运行情况,微膨胀期间COD和总氮去除率略有升高,分别为86%和63%,氨氮去除率略有下降,平均为70%,且约有10%～25%的氮可通过同步硝化反硝化去除.丝状菌的网捕作用使出水的SS浓度明显减低,出水浊度低于3 NTU.维持DO=0.5 mg/L所需的理论供气量相对DO=2.0 mg/L时可节约17%,对实际的小试结果比较发现可节约57%的曝气量.     

微氧水解强化复合型人工湿地中试反应器的性能研究

考察两组微氧水解强化复合型人工湿地(MA-HCW)组合的中试反应器,对城市黑臭水体的净化处理效果。两组反应器分别种植风车草和菖蒲两种植物,运行的水力负荷为0.2 m~3/(m~2·d)。结果表明,种植风车草的人工湿地系统(A系统)的总体净化效果略优于种植菖蒲的人工湿地系统(C系统)。A系统的COD、BOD5、TN、NH_4~+-N、TP、TSS平均去除率分别为69.65%、75.2%、58.33%、38.46%、59.8%、82.1%。研究表明,微氧水解功能段有效降低了进水中TSS的浓度,起到预防湿地系统堵塞的作用。数据分析显示COD、NH _4~+-N和TN的去除率与溶解氧和温度有相关性。     

A/O-动态膜生物反应器处理低碳氮比废水的研究

采用自行设计的A/O-动态膜生物反应器对低碳氮比废水进行处理,结果表明:五种进水碳氮比1.38、3.14、4.07、5.15、6.78分别运行条件下,反应器对COD的去除率在81.3%~95.2%之间,平均去除率达89.5%;氨氮去除率由65.2%提高到92.2%,平均去除率87%;总氮去除率由11%上升到40%左右;反应器处理低碳氮比废水取得了较好的去除效果,同时还表现出较强的抗冲击负荷能力。     

微氧升流柱-好氧与传统缺氧-好氧处理生活污水性能比较

采用M/O(微氧升流柱-好氧)工艺,通过控制M柱(微氧升流柱)ρ(DO)使其处于缺氧环境,从而代替传统A/O工艺的缺氧段. 在相同运行条件下对2种工艺处理生活污水的性能进行对比研究. 结果表明:在HRT(水力停留时间)为12h、内循环污泥回流比为200%、外循环污泥回流比为50%的条件下,M/O和A/O工艺对ρ(COD_Cr)的平均去除率分别为88.0%和83.0%,M/O工艺比A/O工艺高6%,出水ρ(COD_Cr)均小于50mg/L;对NH₄+-N的平均去除率分别为95.0%和93.3%,去除效果相差不大;而对TN的去除存在明显的差异,M/O工艺对TN的去除率平均值达67.5%,比A/O工艺高近16%. 在将近160d的运行过程中,M/O工艺抗冲击负荷能力明显优于A/O工艺,出水水质波动较小、运行稳定,并且脱氮效果得到强化.      

A/O型拔风跌水复氧过滤器处理农村生活污水

以A/O工艺为基础、生物滴滤池为原型,提出了一种A/O型拔风跌水复氧过滤器(ERWDF)试验装置,并以河南省平舆县韩庄村生活污水为研究对象,对试验装置稳定运行期间出水中COD、NH~+_4-N、TN和TP进行了测定,研究了不同条件下ERWDF的复氧效果和工艺系统的处理效率。结果表明:试验装置稳定运行期内对COD、NH~+_4-N、TN和TP的平均去除率分别为82.45%、85.79%、65.68%和45.49%,出水中总氮平均浓度能够满足河南省地方标准《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》中一级标准的要求,说明ERWDF的复氧效果良好;水中溶解氧浓度在ERWDF内由上至下逐渐增加,随着水力负荷的增加,ERWDF中溶解氧浓度降低;本次试验装置水力负荷宜保持在3.00～5.00 m~3/(m~2·d)之间,回流比宜保持在300%,其污水处理费用仅为0.34元/t。     

间歇梯度曝气的生活污水好氧颗粒污泥脱氮除磷

本研究设置了3个SBR反应器R1、R2和R3,分别采用(A/O)_3-SBR梯度曝气、(A/O)_3-SBR恒定曝气和传统(A/O)-SBR方式运行,以实际城市生活污水为进水基质,探讨了不同曝气方式下的营养物去除性能和好氧颗粒污泥特性,为低强度城市污水的碳源合理利用提供合理的方式.由实验结果可知,R1、R2和R3中颗粒在稳定时期对COD的平均去除率分别为88.68%、 89.05%和88.96%,对TN的平均去除率分别为76.97%、 71.99%和64.92%,对TP的平均去除率分别为96.28%、 85.05%和78.97%,且反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例分别为25.52%、 19.60%和12.77%.结果表明,厌氧、好氧和缺氧交替的运行方式更有利于反硝化聚磷菌(DPAOs)的富集,且梯度曝气较恒定曝气方式富集更多,这对碳源不足的低强度城市生活污水处理有重要意义;同时R1中曝气段溶解氧逐级降低,提高了颗粒同步硝化反硝化率和降低了能耗,有利于总氮(TN)的高效去除. 3组反应器在运行后期颗粒粒径分别为727.368、 815.072和895.041μm,且通过对颗粒进行显微观察可以看出, R2和R3中颗粒不如R1中密实.此外,R1、R2和R3运行后期PN/PS值分别为6.31、 5.63和4.83,颗粒稳定时期EPS含量(以VSS计)分别为103.97、 92.22和76.98 mg·g~(-1),表明间歇梯度曝气的方式有利于刺激EPS的分泌,尤其是PN的分泌,使PN/PS值较高,细胞疏水性增强,颗粒密实稳定.     

新型单级A/O程序无回流复合膜生物反应器处理氨氮废水的试验

采用单级A/O程序复合膜生物反应器(HSMBR)处理高氨氮废水,研究在低DO浓度下系统对有机物、氨氮和总氮的去除效率。研究结果表明:在低DO浓度下,CODCr、氨氮的平均去除率分别为94.4%和92.8%。由于进水CODCr/TN值仅为2.01,则使得总氮平均去除率仅为69.4%,但是当系统亚硝化累积率从60.5%～67.1%提高到83.5%～86.4%时,系统总氮去除率提高了17.7%。另外,维持低DO浓度可以实现亚硝酸型同时硝化反硝化反应。     

A/O生物脱氮工艺处理生活污水中试(二)系统性能和SND现象的研究

应用A/O中试装置处理实际生活污水,研究了低DO浓度下系统对有机物、氨氮和总氮的去除效果.研究结果表明,低DO浓度下COD和氨氮的平均去除率分别为85%和92%.由于进水C/N比仅为2.93,总氮平均去除率仅为64%,但提高亚硝酸氮积累率可以提高总氮去除率,当亚硝化率从15%增加到85%,总氮去除率将增加12%.氨氮去除率和硝化速率、总氮去除率具有较好的相关性.维持低DO浓度可以实现亚硝酸型同步硝化反硝化反应,基于氮的物料平衡可知它占系统总氮去除率的5%～12%,增加DO浓度将破坏同步硝化反硝化(SND)现象.     

城市污水脱氮除磷中试研究及其影响因素分析

采用改良A2/O工艺对城市污水进行中试研究,研究了反应系统对各个污染物的去除效果,并考察了温度、DO和混合液回流比对生物脱氮除磷的影响。结果表明:系统稳定运行的情况下,出水COD、TN和氨氮达GB 18918—2002的一级A标准,出水TP达一级B标准。系统对COD、TN、氨氮和TP的平均去除率分别为91%、68%、77.3%和80.6%。温度和DO对COD和TP的去除效果影响较小,对TN和氨氮则影响较大。温度在26.5℃时,对氮的去除效果最好。为保证系统脱氮除磷均能高效进行,DO应控制在2～4 mg/L,混合液回流比取1.5。     

接触氧化过滤一体化生物反应器处理城市污水

针对一种采用组合填料的接触氧化过滤一体化生物反应器,进行了以间歇方式处理城市污水的试验研究.结果表明,在曝气时间为60 min,DO为2～3 mg/L,反应器上部填料层容积负荷率(以COD计)为2.4 kg/(m~3·d),生物滤床初始滤速为5 m/h时,反应器出水COD、NH_4~+-N、浊度的平均去除率分别为90.6%、81.4%和96.7%,但TP去除效果欠佳,平均去除率为60.1%.     

MBR处理猪场废水过程中抗生素抗性基因的去除

以猪场废水中典型的抗生素抗性基因(antibiotic resistant genes, ARGs)为研究对象,针对MBR工艺处理猪场废水,研究生物处理过程抗性基因去除及其与工艺参数的关系。膜生物反应器(membrane bio-reactor, MBR)小试装置对猪场废水中COD和TN的平均去除率分别达到95.5%和92.4%。在污泥龄(sludge retention time,30 d)较长时,MBR对ARGs的拷贝数去除率在1.5~2 logs,而将SRT缩短至15 d时去除率最高可达3.78 logs。环境因子(DO、pH、Temp、SS、COD、NH+₄-N和TN)对MBR出水中ARGs拷贝数和丰度的影响呈现出相同趋势。因此,通过降低SRT、提高DO、pH、和温度等措施,可以提高ARGs拷贝数和丰度的消减效率,具有实际应用价值和指导意义。     

A/O工艺生物除磷和好氧反硝化效果及影响因素研究

采用A/O工艺处理低碳源城市污水,研究了生物除磷和好氧反硝化脱氮效果及其影响因素。试验结果表明:①磷的出水浓度低于0.8mg/L,去除率达到92%~98%;②影响好氧反硝化的主要因素为DO和HRT。当DO控制在2mg/L左右,HRT控制在6h时,好氧反硝化效果最好。增加了脱氮效率,减少了碳源和需氧量。NH4+-N去除率高达94%,总脱氮率可高达76%左右。     

垂直流动态强化下基质对污染物的吸附活性及机理

基质作为人工湿地的骨架部分,对污染物的去除发挥着重要作用。选择黄土球、无烟煤与页岩陶粒,在不同进水负荷的垂直流动态条件下,对污染物去除进行比较,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其矿物组成与表面形貌进行分析,以深入探讨黄土球等基质的吸附活性及机理。结果表明:黄土球因其本身的去质子化作用,对NH₄+-N具有极好的吸附活性,试验初始阶段NH₄+-N去除率达到80%;同时,在较高磷浓度的进水负荷下,黄土球的静电作用与原子配位反应提升了其对可溶性反应磷(SRP)及颗粒磷(PP)的吸附能力;此外,黄土球的物理吸附作用对于COD的去除率均值达到50%,并改善水体中以芳香类为主的溶解性有机质(DOM)组成;无烟煤同样具有高效的吸附活性,对TP去除率能达到80%,单位基质磷吸附能力为6.89 mg/kg;无烟煤吸附机理以静电吸附为主,致使去除水体中的SRP效率更高,占据磷去除总量的44%;页岩陶粒则源于自身丰富的金属矿物成分,对PP有良好的结合吸附作用。3种基质在连续试验中均表现出对不同污染物的吸附活性,在连续试验中对污染物的"吸附疲性"也有着显著差异。基于试验结果和机理分析发现,黄土球具有潜在的湿地基质应用价值,并有助于改善水质中的DOM组分。     

MBR工艺处理高盐度废水试验

采用MBR工艺对高盐度废水处理的影响因素进行研究。试验条件如下:污水中海水比例为50%,COD为700~800 mg/L,氨氮为80~100 mg/L,HRT为12 h,污泥浓度为7~8 g/L。试验结果表明:在高盐度条件下,采用低溶解氧(DO为1~2 mg/L),COD和氨氮的平均去除率可分别达到91.91%和91.44%;但氨氮负荷提高到0.4 kg/(m3.d)左右时,其平均去除率仅为62.47%。通过降低DO浓度和提高进水氨氮浓度可以使亚硝化率达到50%以上,但不能保持稳定的亚硝酸盐积累。     

低温低氨氮SBR短程硝化稳定性试验研究

在11~15℃条件下,采用序批式反应器(SBR)研究(50±5)mg/L氨氮浓度下短程硝化的稳定性.结果表明,2种溶解氧浓度(初始DO浓度分别为0.9~1.5,4.5~5.0mg/L)下反应器均能达到良好的稳定性和去除效果,150个周期内亚硝化率一直维持在95%以上,氨氧化率85%以上,平均SVI为35.22mL/g,2种DO水平下的平均氨氮污泥负荷分别为0.15,0.23kgN/(kgMLSS·d).当初始DO浓度为4.5~5.0mg/L时,21~23℃条件下无法实现短程硝化的稳定运行,经过42个周期亚硝化率降至70%,而31~33℃条件可以实现短程硝化的恢复并维持其稳定.经过不同温度条件下的对比分析及FISH试验研究,表明11~15℃与31~33℃均可抑制NOB的活性,从而有利于实现生活污水短程硝化的稳定运行.     

粉煤灰对苯酚废水的吸附研究

在静态条件下研究了粉煤灰对苯酚的吸附性能,结果表明:平均粒径29.06μm,孔隙率64.0686%,在吸附时间50min,粉煤灰用量120 g/L,pH=7.45条件下,对75 mL浓度为30 mg/L的苯酚模拟废水,吸附效果最好,可达82.4%。粉煤灰吸附苯酚机理复杂,偏向于单分子层吸附的Langmuir吸附等温线模式:q=0.042Ce/(1+0.095Ce),吸附反应为一级反应,速率方程为lnC=-0.0096t+3.3097(C0=30 mg/L)。