SBR快速实现短程硝化及影响因素

基于建立的序批式反应器(SBR),探索实现城市生活污水短程硝化的主要控制因素。研究结果表明,废水温度维持在(30±1)℃、pH值为7.8~8.2的条件下,采用间歇曝气的运行方式,仅驯化培养29 d,成功实现短程硝化,亚硝氮积累率为95%左右。通过对比发现,间歇曝气方式优于连续曝气方式,间歇曝气能有效地将溶解氧(DO)浓度控制在1.0 mg/L以下,从而有利于进行短程硝化反应。此外,温度和pH可以影响亚硝氮的积累效果;当温度在25~35℃、进水pH为7.8~8.2时,亚硝氮的积累情况较好,积累率在91%以上。     

低C/N进水城镇污水厂低溶解氧运行效能及微生物变化

低C/N进水污水厂通常需要外加碳源以保障脱氮除磷效能,运行费用高。本研究以摆脱低C/N污水处理对外碳源依赖及降低运营成本为目的,依托山东省某城镇污水厂(A²O工艺)开展基于低DO调控策略的污水厂综合效能研究。结果表明,在长期低DO运行策略下,污水厂逐渐停止外加碳源,在硝化液回流比由370%逐渐降至90%的过程中,TN平均去除率由76.3%提升至82.9%,且除磷效率有所提升。对好氧区氮平衡进行分析发现,在低DO运行条件下,好氧区NH₄⁺-N的转化逐渐以短程硝化和同步反硝化作用为主。微生物宏基因组学结果表明,在低DO条件下,NOB丰度由0.15%下降至0.06%,而具备反硝化功能的PAOs与GAOs的总体丰度由2.06%升高至3.57%。长期低DO、无外加碳源运行条件下,脱氮效能的显著提升主要由于好氧区短程硝化和同步反硝化作用的比例升高所致。低DO对AOB抑制作用小,对NOB抑制作用显著,导致NO₂⁻-N的积累,保障了脱氮效能;PAOs与GAOs利用厌氧期储存的内碳源在好氧区反硝化脱氮,提升了脱氮效能;而内碳源利用率的提升又促进了PAOs的生长,提升了除磷效能。此外,污水厂低DO运行策略下,节省了运营成本,吨水处理费用降低了0.3元。     

交替好氧/缺氧短程硝化反硝化工艺处理低C/N城市污水

采用好氧/缺氧交替运行模式处理低C/N城市污水,考察了低温环境下启动短程硝化反硝化的可行性,重点研究了好氧池区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ溶解氧分布对短程硝化反硝化脱氮效果的影响。结果表明,采用好氧/缺氧交替运行模式,对好氧池溶解氧进行分区优化后,在低温环境下启动短程硝化反硝化具有可行性。在所采用的7种工况中,较为优化的工况是区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ,溶解氧分别为0.8～1.2、0.5、1.2～1.8 mg·L~(-1),该工况下亚硝态氮累积率稳定在78%以上,出水总氮去除率在73%左右。相比短程硝化反硝化启动前,去除率提高了19.4%,氨氮浓度低于0.60 mg·L~(-1),出水氮素指标显著优于GB 18918-2002一级A排放标准,出水COD去除率为86.9%～94.9%,出水总磷浓度低于0.15 mg·L~(-1),可控性仍然较强。对于已启动短程硝化反硝化的A/O工艺处理低C/N城市污水,全年可节约碳源投加资金97×10~4元左右,节约电费42×10~4元左右,有效实现了成本与水质的双赢。以上结果可为短程硝化反硝化工艺的工程推广提供参考。     

短程硝化反硝化工艺处理低C/N餐厨废水

针对餐厨废水的水质特点,提出低C/N下的短程硝化反硝化餐厨废水处理组合工艺。通过控制微氧区、好氧区DO分别为0.5 mg/L和2.5 mg/L;硝化液,微氧区混合液和污泥回流比分别为200%、100%和100%,可以实现NO2--N累积率达到90%以上,COD、氨氮平均去除率为73.42%和98.57%。较低的C/N使得反硝化效果不佳,对反应器进水补充适量的甲醇作为碳源,在COD/TN约为4的情况下,以NO2--N为主的反硝化可以使反应器对TN的去除率达到94%,出水各项指标符合相关排放标准,实现了餐厨废水高效和经济的生物脱氮。     

纯种氨氧化菌短程反硝化特性

以Comamonas aquatica LNL3为研究对象,根据其既能短程硝化又能短程反硝化的特性,采用好氧方式富集和固定化菌种,再以厌氧方式驯化,得到具有高效短程反硝化特性的纯种氨氧化菌。采用扫描电镜对固定化前后的载体进行表征,且用正交试验考察了不同环境因子(温度、pH、碳氮比、溶解氧)对Comamonas aquatica LNL3短程反硝化的影响。结果表明,所用载体与Comamonas aquatica LNL3有良好的亲和性,适于微生物的固定化;环境因子对Comamonas aquatica LNL3短程反硝化影响大小顺序为:温度>pH>DO>C/N;在环境条件改变过程中当温度为35℃,pH=8,C/N=3,DO=2.5 mg/L时,Comamonas aquatica LNL3短程反硝化速率达到最大,为32.63 mg/(L.h);研究结果还表明,Comamonas aquatica LNL3具有好氧反硝化特性,适宜处理低碳氮比废水。     

序批式生物膜反应器不同填料挂膜及短程硝化特性研究

以实际生活污水为研究对象,采用序批式生物膜反应器(SBBR),填充不同种类的填料,针对其各自的挂膜特征和短程硝化的实现与稳定的特性进行了研究.结果表明,与立方体海绵填料相比,炭纤维填料的SBBR能够更快地实现挂膜启动,硝化效果稳定、高效(NH_4~+-N去除率高达99.3%);立方体海绵填料更易在常温下,实现NO_2~--N大量积累的短程硝化,但是相比而言,硝化效率不高.升高温度至30 ℃左右时,能够在30 d内实现炭纤维填料的短程硝化,通过过程控制可以实现短程硝化的稳定.荧光原位杂交技术(FISH)检测结果证实,SBBR中短程硝化的实现与稳定是因为菌群得到了优化,氨氧化细菌成为优势菌种.     

基于曝气方式控制的碳捕获预处理黑水部分亚硝化工艺

短程硝化是短程生物脱氮工艺的前提与难点,通过曝气控制实现短程硝化具有操作灵活、成本低等优点。本文采用序批式活性污泥反应器,对比分析了高氧持续曝气、间歇曝气和低氧持续曝气3种曝气方式实现碳捕获预处理黑水短程硝化的效果和微生物群落结构的差异。结果表明：相对于高氧持续曝气和间歇曝气,低氧持续曝气工况亚硝态氮累积率(NAR)更高,出水NO₂⁻-N/NH₄⁺-N更接近厌氧氨氧化进水的水质要求;高氧持续曝气工况能逐步洗脱Nitrospira,同时提高AOB和Nitrobacter的相对丰度;低氧持续曝气工况显著降低了Nitrobacter的相对丰度,但低DO条件下AOB丰度降低并出现了Nitrospira。以上研究结果表明,针对碳捕获后的黑水,采用高氧持续曝气与低氧持续曝气交替组合运行的控制策略有助于实现更好的短程硝化效果和运行稳定性。     

硫化物抑制亚硝酸氧化菌推动短程硝化反硝化生物脱氮技术

利用硫化物对亚硝酸盐氧化菌的抑制作用,快速建立短程硝化。通过改变供氧条件,硫化物作为电子供体推动自养反硝化,实现同一序批反应器一体化脱氮。采用序批反应器SBR处理模拟市政污水,在DO浓度（1.5±0.5） mg·L-1,硫化物浓度50 mg·L-1,温度25 ℃,水力停留时间12 h的条件下,共运行90 d,控制反应器厌氧低氧时间,达到90%以上的总氮去除率。同时研究了硫化物对短程硝化的抑制作用、最适宜运行pH条件、污泥颗粒大小变化、污泥产生量等。硫化物抑制亚硝酸盐氧化菌推动短程硝化反硝化生物脱氮技术有着反应条件可控性高、短程硝化建立时间短、脱氮效果好等优点,适用于低碳氮比的市政污水处理。     

高浓度氨氮废水同步硝化反硝化性能研究

利用序批式反应器研究了溶解氧浓度和进水碳氮比对高浓度氨氮废水脱氮性能的影响.结果表明,溶解氧浓度降低实现了短程同步硝化反硝化,并提高了反应器脱氮效率.反应器运行经历了外部碳源的摄取、PHB储存、PHB有氧氧化和同步硝化反硝化作用,PHB作为同步硝化反硝化过程中反硝化的电子供体.     

碳源及反硝化芽孢杆菌强化低C/N比景观水体的生物脱氮

实验探讨了添加碳源及投加反硝化细菌对低碳氮比景观水体生物脱氮的影响。结果表明,有机碳源及B.subtilis FS05均能显著促进实验水体的生物脱氮作用,实验水体在28℃静置72 h后,乙醇添加组的TN、氨氮、硝酸盐及亚硝酸盐的去除率分别达到了62.7%、67.0%、69.8%和29.4%,而同样条件下,B.subtilis FS05投加组的去除率分别达到了66.9%、73.4%、66.0%和82.2%。从水质变化趋势可以看出,投加B.subtilis FS05能在更短时间内完成生物脱氮过程,其中,硝酸盐和亚硝酸盐去除速率最快,分别仅需要18 h和12 h。     

DO对好氧颗粒污泥短程同步硝化反硝化脱氮的影响

以模拟城市污水为处理对象,研究了不同溶解氧下序批式活性污泥反应器（SBR）的短程同步硝化反硝化过程特征及处理效果。试验结果表明,溶解氧浓度是实现短程同步硝化反硝化的一个重要控制参数。在亚氮积累阶段,控制温度为28～32℃,pH值为7.5～7.8,当进水NH⁺₄-N为30 mg/L左右,COD为250 mg/L左右时,亚硝酸盐氮的积累率达到96%～98%。在试验阶段,常温下控制溶解氧在0.5～1.0 mg/L,可保证氨氮的去除率达到95%～97%,总氮的去除率达到82%～85%。     

序批式生物膜反应器挂膜启动实现短程硝化

常温条件下(20～25℃),以模拟的人工配水为研究对象,采用序批式生物膜反应器(SBBR),在初期挂膜的基础上,笔者运用两种不同的挂膜方式即重新加入新泥和不加新泥而加大进水COD浓度来实现生物膜的快速启动。实验表明,2种挂膜启动通过14 d的培养与富集,NH4+-N与COD的处理效果都能分别达到85%和75%以上。将剩余污泥排尽后,采用第1种挂膜方式的反应器通过连续间歇曝气,达到了比较好的短程硝化效果。调整溶解氧,并且通过先下降后上升曝气量的方式,能进一步提高亚氮的出水。最终在DO为3.6 mg/L时,亚氮的积累率能达到平均74%左右,达到了比较好的亚硝化效果。而第2种挂膜方式培养的生物膜则以好氧反硝化菌为主,去除的氨氮由同化作用和培养的好氧反硝化菌去除,以后者为主。通过比较可以看出,为了实现短程硝化,第1种挂膜方式比第2种更具有优越性,有利于硝化菌种的生长和亚氮的积累,而第2种方式则有利于培养好氧反硝化菌。     

同步硝化反硝化工艺中DO浓度对N2O产生量的影响

采用序批式生物膜反应器(SBBR),在连续曝气全程好氧的运行条件下,考察不同溶解氧浓度对同步硝化反硝化脱氮性能及N2O产量的影响.控制溶解氧浓度恒定在1、2、2.5和3 mg/L.结果表明,DO为2 mg/L和2.5 mg/L时,氨氮去除率分别为97.9%和98.5%,同步硝化反硝化率均为99%.DO为2 mg/L时,...     

同步硝化反硝化工艺中DO浓度对N2O产生量的影响

采用序批式生物膜反应器（SBBR）,在连续曝气全程好氧的运行条件下,考察不同溶解氧浓度对同步硝化反硝化脱氮性能及N2O产量的影响。控制溶解氧浓度恒定在1、2、2.5和3 mg/L。结果表明,DO为2 mg/L和2.5 mg/L时,氨氮去除率分别为97.9%和98.5%,同步硝化反硝化率均为99%。DO为2 mg/L时,系统中N2O产生量最低,为0.423 mg/L,占氨氮去除量的1.4%;DO为3 mg/L时N2O的产生量最高,为2.01 mg/L,是DO为2 mg/L时的4.75倍。系统中亚硝酸盐的存在可能是高溶解氧条件下N2O产量增加的主要原因,同步过程中没有NOx-的积累即稳定的SND系统有利于降低生物脱氮过程中N2O的产生量。     

亚硝化/反硝化除磷同步发生的控制策略

针对碳源偏低城市污水,采用厌氧/限氧的序批式活性污泥反应器（A/LOSBR）,在连续（CA）和间歇曝气（IA）模式下,研究了亚硝化/反硝化除磷同步发生所需的最适控制策略。实验结果表明,在CA模式下,恒定30 L·h-1的气量,进行同步亚硝化/反硝化除磷的TN和PO43--P去除率分别为88.5%和95.9%;在IA模式下,恒定30 L·h-1的气量,且曝气百分数（AF）和曝气频率（fIA）值为0.5和24时,曝气量比CA模式节省了23%,该工艺的TN和PO43--P去除率分别为91.1%和92.9%。由此可知,同一气量下,IA模式比CA模式的更经济节能,且IA模式在低AF和高fIA工况下进行的同步亚硝化/反硝化除磷过程更稳定持续。     

序批式生物膜反应器同步硝化反硝化的曝气时间控制及其机制分析

装有鲍尔环填料的序批式生物膜反应器（sBBR）具有很好的同步硝化反硝化（SND）效果。从试验结果可以看出,SBBR具备了生成和保存内碳源以及产生缺氧区的良好条件;当硝化结束后,应立即停止曝气,可以降低出水TN并实现节能。分析了生物膜内各种基质、DO、聚β-羟基丁酸（PHB）的变化曲线,描述了生物膜内发生SND的过程和机制,并提出了SBBR中达到良好SND效果的曝气时间控制方式。     

低COD／N—NH4比废水的同时硝化反硝化生物处理策略

从生化反应计量学出发,提出了对低ＣＯＤ／Ｎ－ＮＨ４比废水可以通过控制营养配比,调控溶解氧浓度和控制生物硝化及生物反硝化,经过ＮＯ＾－２途径进行同时硝化反硝化的生物处理策略。对香港低ＣＯＤ／Ｎ－ＮＨ４比的垃圾渗漏水用时硝化反硝化处理的成功进行了讨论。     

序批式生物膜反应器同步硝化反硝化的曝气时问控制及其机制分析

装有鲍尔环填料的序批式生物膜反应器(SBBR)具有很好的同步硝化反硝化(SND)效果.从试验结果可以看出,SBBR具备了生成和保存内碳源以及产生缺氧区的良好条件;当硝化结束后,应立即停止曝气,可以降低出水TN并实现节能.分析了生物膜内各种基质、DO、聚β-羟基丁酸(PHB)的变化曲线.描述了生物膜内发生SND的过程和机制,并提出了SBBR中达到良好SND效果的曝气时间控制方式.     

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。     

间歇曝气条件下短程硝化的实现及影响因素研究

研究间歇曝气条件下短程硝化的实现及温度、pH值和DO对实验效果的影响。以城市生活污水为研究对象,采用间歇曝气方式进行短程硝化实验,利用接种法培养驯化亚硝化细菌。实验研究结果表明,经过22 d的培养驯化,成功获得了亚硝化细菌,亚硝酸盐的积累率达到90％左右。在温度为25℃、pH为7.5、DO＜1 mg/L的条件下,亚硝酸...