HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。     

填料-生物转盘处理有机模拟污水

针对传统生物转盘启动慢、挂膜性能差、水力停留时间长等缺点,采用英国某生物技术公司研制的新型填料复合式生物转盘处理有机模拟污水,考察水力停留时间、转盘转速、有机负荷等因素对工艺运行效果的影响。结果表明,新型生物转盘启动快,微生物相变化明显,微生物量大,挂膜效率高;抗负荷冲击能力强,有机负荷大幅度变化对其影响较小;二级转笼处有机负荷相对较低,溶解氧高,微生物的种类、数量均比一级转笼多;该转盘处理有机模拟污水的最优水力停留时间为1.5 h,最佳转速为12.4 r/min,较传统生物转盘污水处理量大,且污水COD去除率高达97%,大大降低运行能耗,出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中的一级A标准。     

纳米生态基对水产养殖污水的处理效果

采用三因子四水平的正交设计,实验研究了纳米生态基在不同温度、溶解氧和水力停留时间下对水产养殖污水的处理效果,确定了纳米生态基处理养殖污水的最佳条件。结果表明,含氨氮和亚硝氮浓度较高的模拟养殖污水用纳米生态基挂膜,所需时间约为22 d。纳米生态基对氨氮的去除效果明显,平均去除率达到93.5%。对氨氮去除率的影响程度,水力停留时间>温度>溶解氧。当温度为30℃,DO为5.43 mg/L,HRT为0.33 h时,纳米生态基对氨氮的处理能力最佳,去除率达到94.6%。纳米生态基对亚硝氮的平均去除率为69.3%。对亚硝氮去除率的影响程度,水力停留时间>溶解氧>温度。当温度为21℃,DO为6.40 mg/L,HRT为0.33 h时,纳米生态基对亚硝氮的处理能力最佳,去除率为71.5%。纳米生态基处理养殖污水的最佳条件:温度为30℃,DO为6.40 mg/L,HRT为0.33 h。     

CASS工艺园区污水处理厂提标改造为AAO+三级处理工艺后的运行效果对比分析

为深入落实长江大保护政策,对南京经济技术开发区污水处理厂实施了提标改造。提标工艺为粗细格栅+曝气沉砂池+AAO+高效沉淀池+滤布滤池+消毒。结果表明：在该工艺运行过程中,进水可部分选择性地或全部越过厌氧池进入缺氧池,从而强化反硝化脱氮;在好氧池池末端前置投加除磷药剂,不仅可去除一定的COD和TP,还有强化二沉池污泥压缩、泥水分离的效果;借助碳源投加可提高来水可生化性;增加一套占地面积小、处理效果稳定的高效沉淀池+滤布滤池+消毒三级处理工艺,可控制出水水质,使其持续稳定达标;提标后出水COD、TP、TN、NH₃-N、SS的平均质量浓度分别由37.9、0.323、11.18、1.94、19 mg·L⁻¹降低至22.3、0.029、4.55、0.08、3 mg·L⁻¹,污水直接处理成本由0.47元·t⁻¹增加到0.78元·t⁻¹;提标后出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,部分指标满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类水标准要求。该提标改造项目的实施经济效益可行、社会效益显著,可为同类型污水处理厂提标改造工作提供参考。     

硫自养填充床生物反应器去除水中的高氯酸盐

建立了硫自养填充床生物反应器用于水中ClO4-的去除,考察水力停留时间(HRT)、水温的影响及副产物产生规律。结果表明,当进水ClO4-浓度为22.40~21.07 mg/L时,逐步缩短HRT为12、8、4、2、1.5和1 h,经4~6 d的适应期,反应器对其去除率可达99%以上;低浓度的NO3--N(2.17 mg/L)的存在对ClO4-的降解不产生抑制,两者可同步去除;3℃以内的水温波动对其去除影响较小,较大的温度波动(-8℃)会造成去除率下降;Cl-作为惟一还原产物,其浓度增多符合化学计量比。同时,研究证实了硫歧化反应的发生,出水SO42-浓度的增加量大于理论值,S2-离子浓度较低(4-完全去除时,出水pH值比进水降低约1.1个单位。     

Engelbart SST工艺农村生活污水一体化治理设备的应用效果及运行能耗

针对农村生活污水水质水量波动性大的特点,应用基于Engelbart SST工艺的一体化处理设备对农村生活污水进行了处理,并考察了该设备在水质波动情况下的处理效果与运行能耗。结果表明,在DO为0.3~0.5 mg·L⁻¹、回流比为1 000%~2 000%、HRT为12~15 h、MLSS为5 600~8 800 mg·L⁻¹的工艺条件下,配合化学除磷,设备COD、NH₃-N、TN、TP平均去除率分别可达到95.3%、94.9%、78.9%、92.2%。该设备表现出了良好的抗波动能力,在COD、NH₃-N、TN处理负荷较设计值波动幅度分别为−39.7%~171.0%、−34.8%~96.9%、−45.0%~61.1%的条件下,出水COD≤50 mg·L⁻¹、NH₃-N浓度≤5.0 mg·L⁻¹、TN浓度≤15 mg·L⁻¹。该设备利用曝气自动控制系统在经济DO条件下运行,吨水能耗为0.24~0.33 kWh。本研究结果可为农村污水处理的技术选择和运行提供参考。     

厌氧/生物滤池/潜流人工湿地组合工艺处理农村生活污水效果评估

采用"厌氧/生物滤池/潜流人工湿地"组合工艺处理农村生活污水,系统稳定后表现出良好的净污效能,其中TSS、COD和NH4+-N的去除效率分别为97.7%、89.6%和63.3%,但对TN和TP的处理效果相对偏低,仅为26.7%和32.4%。组合工艺中,厌氧池、生物滤池和人工湿地对TSS去除的贡献率分别为35.7%、9.8%和52.1%,对COD去除的贡献分别为22.4%、33.8%和31.3%,对TN去除的贡献5.4%、0.0%和22.0%。生物滤池主要表现为COD和NH4+-N的强化处理,而人工湿地则能有效去除TSS、TP及TN。因此,在保持工艺不变的情况下,需优化工艺运行参数,保持碳源供给与微生物脱氮除磷之间的平衡。     

不同调控策略对CANON工艺快速适应氨氮浓度提升的影响

针对进水氨氮浓度变化会影响CANON颗粒污泥功能微生物间的协同导致系统不稳定的问题,通过接种常温下贮存2个月的自养颗粒污泥,并采用3种调控策略（维持HRT不变,快速提升氨氮浓度(R1);维持HRT不变,逐级提升氨氮浓度(R2);逐级提升进水氨氮浓度同时调整HRT,以125 mg·L⁻¹为进水氨氮增幅(R3)）,分别考察各种调控策略对系统适应275 mg·L⁻¹和400 mg·L^-1氨氮浓度的效能影响,探讨调控策略与污泥性能的关系及游离氨(FA)、溶解氧(DO)的影响。结果表明,污泥性能提升期,负荷变化最为平稳的策略R3率先适应进水氨氮浓度的提升,仅44 d内总氮去除负荷可达到3.5 kg·(m³·d)⁻¹;污泥性能成熟期,快速提升负荷的策略R1可缩短适应时间至25 d,总氮去除率稳定在80%以上,去除负荷达到5.3 kg·(m³·d)⁻¹。FA会影响功能微生物活性,策略R1在污泥性能提升期,FA浓度高达16.6~26.7 mg·L⁻¹,一定程度上抑制了好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AMX)的活性,导致系统适应期延长。在污泥适应高氨氮负荷过程中,比氨氧化速率(S_AOR)和比总氮去除速率(S_NRR)逐渐提高,污泥浓度和颗粒粒径逐渐增大。f值(Δ$ {\rm{NO}}_3^{-}$-N/ΔTN)可作为DO调节的重要依据,DO与氨氮去除负荷呈良好的正相关性。     

室温下厌氧膜生物反应器处理生活污水的运行特性

为进一步改善农村、小城镇等分散型区域生活污水的处理现状,搭建了一套外置浸没式厌氧膜生物反应器（anaerobic membrane bioreactor,AnMBR）处理实际生活污水,在室温（18~37 ℃）下运行288 d,优化HRT为12~14 h。进水取自某校园中水处理站内的调节池出水,日水质变化较大,TCOD（总COD）、NH3-N、TN、TP的平均浓度分别为477、69.1、76.9、6.3 mg·L-1。自启动运行55 d后,AnMBR出水的TCOD平均值降至50 mg·L-1以下,并稳定运行117 d,期间进水容积负荷率VLR平均为0.83 kg·（m3·d）-1,TCOD去除率平均值为90.6%。AnMBR对氮和磷几乎无去除效果。     

提高低C/N值农村生活污水中TN的去除效果

高负荷渗滤田工艺处理农村生活污水后,出水中C/N值降低,后续反硝化池由于缺少碳源,系统出水中TN难以稳定达标。研究在不对整个系统构筑物进行大的改造、不增加外购碳源的前提下,通过往后续反硝化池掺混部分调节池原水的措施,提高了TN的去除效率。研究结果表明,通过掺混10%左右的调节池原水,系统TN的去除效率提高了约10%,由68.2%提升到了77.5%。系统出水中各主要指标均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准要求。系统运行费用低且实验未增加运行成本,工程可为气候条件相近、水质类似地区农村生活污水的处理提供借鉴。     

基于溶解氧和缺氧时长调控的间歇曝气策略对短程硝化脱氮工艺的影响

短程硝化的实现可推动能源节约型脱氮工艺的应用。通过阐述间歇曝气策略实现短程硝化的机理,分析了应用间歇曝气策略实例中的运行参数,总结了DO协同缺氧时长分别在单独短程硝化工艺、短程硝化-反硝化(PN/D)工艺以及短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺中的影响效果,如对功能菌活性和系统脱氮效率的影响;提出了以功能菌种、污泥存在形式等影响途径作为依据,基于DO协同缺氧时长的调控策略,并对各脱氮工艺中的运行参数进行优化,以期为各工艺系统实现最佳运行效果提供参考。     

包埋厌氧氨氧化颗粒污泥的生活污水CANON工艺脱氮特性

为实现厌氧氨氧化(Anammox)包埋填料在城市污水中的稳定脱氮,以除碳后的生活污水作为进水,通过间歇曝气的运行方式,研究了高氨氮废水处理系统中的厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)及利用其制成的Anammox包埋填料在生活污水CANON工艺中的脱氮性能及微生物群落结构。结果表明,在生活污水CANON工艺启动过程中,AnGS系统的氨氮去除率和总氮去除率最高分别仅为65.9%和59.3%,而包埋填料后在启动仅10 d后,氨氮去除率和总氮去除率分别可达98.9%和72.4%以上,同时出水NH₄⁺-N和TN均能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中一级A的排放要求。提高曝气阶段的DO质量浓度(2.9~3.1 mg·L⁻¹提升到3.9~4.1 mg·L⁻¹)会导致包埋填料出水NO₃⁻-N 质量浓度增长至9.7~11.1 mg·L⁻¹,从而破坏CANON工艺中的短程硝化导致出水总氮不达标。但将DO浓度恢复后,包埋填料CANON工艺的脱氮效果能够恢复。运行后的包埋填料中AAOB主要菌属Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia的占比为21.11%和1.04%,同时NOB主要菌属为Nitrospira,占比仅为0.53%,包埋填料在生活污水中能够保持AAOB菌群优势并有效抑制NOB的增长,因此将包埋固定化技术用于城市污水CANON工艺脱氮中具有广阔的前景。     

智能化曝气控制A/O工艺处理低C/N生活污水有效性及其脱氮机制

将新型智能化曝气控制系统（automatic oxygen supply device,AOSD）应用于A/O工艺中,研究AOSD系统曝气模式控制下的A/O工艺（I-A/O）与持续曝气模式的A/O工艺（C-A/O）对低C/N生活污水处理能力的有效性,并从系统活性污泥特性的角度探究I-A/O系统反硝化菌在脱氮过程中对碳素的摄取、利用途径。结果表明：低进水碳源负荷下,I-A/O与C-A/O系统对COD、NH4+-N的平均去除率稳定且均达80%以上;I-A/O系统对TN去除率高出C-A/O系统25.97%,其对TN具有明显的去除优势;2套系统对TP均无去除效果。I-A/O系统活性污泥好氧异养菌产率系数YH为0.142 mg·mg-1,活性污泥衰减系数Kd为0.018 d-1,均低于C-A/O系统;在进水低C/N水平下,I-A/O系统活性污泥可通过更强的吸附贮存碳源能力、较低的好氧异养菌竞争压力、溶胞作用为反硝化菌提供更多的碳源以便脱氮反应。C/N是I-A/O系统曝气总量节省率重要影响因素之一,相比于C-A/O系统,其处理低C/N生活污水可节约曝气系统约52%的曝气量。     

基于预处理+A3/O+MBR+RO组合工艺的高浓度制药废水处理流程优化及其运行效果

针对上海某制药工厂产生高浓度难降解有机废水的水质特性,采用预处理+A³/O+MBR+RO组合工艺进行处理。结果表明：该工艺处理高浓度制药废水性能良好,且工艺运行稳定,对COD、NH₃-N的平均去除率达到 96.2 %、99.1%;该运行系统能满足此类制药废水水质水量波动较大、可生化性较差的状况;废水经预处理单元时,采用动态调整投加药剂量的优化方式,以实现降低药剂使用成本;后进入生化单元,通过对溶解氧、内回流比的优化调整,厌氧池、好氧池溶解氧分别控制为0.2~0.3 mg·L⁻¹、2~5 mg·L⁻¹,好氧池至缺氧池内回流比控制为100 %~150 %,系统脱氮除磷效果良好;在经复合深度膜处理单元出水稳定后达标排放。该系统工艺所产生的剩余污泥采用板框压滤结合低温烘干的优化模式,降低污泥含水率,以减少污泥委外与后续的处理成本,从而达到减污降碳的环境经济效益。本项目排水水质满足上海市地方标准《污水综合排放标准》 (DB31/199-2018) 的三级标准与《污水排入城镇下水道水质标准》 (GB/T31962-2015) 的B级标准。该案例可为高浓度制药废水工艺实现减污降碳优化目标提供技术参考。