无机碳强化处理焦化废水EGSB反应器运行效能

为实现处理焦化废水的颗粒污泥的快速培养,进而高效处理焦化废水,在22~27 ℃环境温度下,平行运行2个EGSB反应器,用焦化废水驯化处理啤酒废水颗粒污泥,对微氧运行（与厌氧对比）,有机营养物添加（厌氧、微氧运行）、无机碳营养添加（厌氧、微氧运行）3种情况时的污染物质（COD）去除效果进行实验研究。研究结果表明：与厌氧相比,微氧运行能够明显强化焦化废水中毒性污染物质的去除。在焦化废水驯化初期,多次水质冲击（1 500 mg·L-1COD, 220 mg·L-1氨氮→2 000 mg·L-1COD,70 mg·L-1氨氮→700 mg·L-1COD,104~220 mg·L-1氨氮）,微氧运行时COD平均去除率为24.8%（厌氧运行时仅为5.16%）。微氧运行虽然保证了污泥床的有效膨胀,但COD去除率的提高仍然有限。有机营养物的添加并没有使得COD去除率大幅提高,厌氧时为22.8%,微氧时为37.5%。无机碳营养（碳酸氢钠）的添加能够大幅提高焦化废水中COD去除率,厌氧时提高到53.8%;微氧时提高到75.4%,增幅分别达到31.0%和37.4%。微氧运行条件与无机碳营养的耦合作用能强化焦化废水中COD的去除,快速驯化培养处理焦化废水颗粒污泥。通过给处理焦化废水微氧EGSB反应器内添加碳酸氢钠,40 d就能完成高活性颗粒污泥的培养,高效处理焦化废水中各种污染物质。进水COD、酚类、氰化物和硫氢化物分别为54.8-1 927 mg·L-1,10.1-154.3 mg·L-1,0.9-57.8 mg·L-1和66.7-340.4 mg·L-1、进水流量1.2 L·h-1、HRT10 h 时,COD去除率达到78%~86%,酚类、氰化物、硫氢化物的平均去除率分别高达98.9%、93.1%和97.5%。     

混凝-A3-MBR处理餐厨垃圾发酵废液运行条件优化与特性

采用混凝-两级厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器（A3-MBR）处理实际餐厨垃圾发酵废液,通过对运行参数进行优化确定最优工况,并考察其在该条件下长期运行的处理效果。结果表明,混凝预处理的最适pH为8,最佳混凝剂投加量为1 000 mg·L-1。A3-MBR系统在最优运行条件：总HRT为110 h,回流比为200%,进水COD负荷控制在2.3~3.6 g·（L·d）-1下可稳定运行。当系统进水COD、TN、NH3-N和TP浓度分别为（10 984±383）、（335.9±16.2）、（209.1±6.7）和（37.2±2.3）mg·L-1时,系统进水有机负荷为2.3~3.5 g·（L·d）-1,在最优条件下处理系统出水的COD、TN、NH3-N和TP分别为（202±23）、（62.1±7.1）、（0.33±0.13）和（8.3±0.9）mg·L-1,其去除率分别为98.2%、81.5%、99.8%和77.8%。A3-MBR系统对有机物具有良好的去除效果,厌氧段未积累挥发性脂肪酸。最终出水中溶解性有机物主要为II区芳香族蛋白质类似物,残留的挥发性有机物以酯类物质为主。     

多级生物膜反应器对煤气化废水的处理

采用4级生物膜反应器串联处理煤气化废水,分析了反应器的启动过程、污染物去除能力及沿程水质特征,考察了水力停留时间（HRT）、进水污染物负荷对处理效果的影响。结果表明：系统在16 d的培养时间内可快速完成微生物的驯化及固定化;在连续进水、持续曝气的运行方式下,各反应器均具备对NH4+-N、COD、TN及SS的同步去除能力,在HRT=55.6 h、ρ（NH4+-N）=245~363 mg·L-1、ρ（COD）=761~1 764 mg·L-1、ρ（TN）=262~377 mg·L-1、ρ（SS）=121~143 mg·L-1的进水条件下,反应器出水NH4+-N、COD、TN及SS的质量浓度分别为0.23~1.37、16.3~26.1、91.6~139和12.3~18.5 mg·L-1,平均去除率分别为99.8%、98.1%、65.8%和88.2%,同步硝化反硝化效率为70.1%;在HRT≥39.2 h、进水NH4+-N负荷≤0.203 kg·（m3·d）-1、进水COD负荷≤1.357 kg·（m3·d）-1的条件下,出水NH4+-N、COD浓度均能满足GB 31571-2015排放标准要求。     

MTF-CWs工艺对剩余污泥厌氧消化液的强化脱氮效果

采用多级潮汐流人工湿地（multi-stage tidal flow constructed wetlands, MTF-CWs）处理城市污水处理厂剩余污泥厌氧消化液（excess sludge anaerobic digester liquids, ES-ADL）,以垂直潮汐流的运行方式强化硝化,并根据进水NH4+-N和TN浓度分为2种不同工况。实验结果表明：在进水COD、NH4+-N和TN浓度分别为（293.68±9.62）、（845.70±11.53）和（847.00±11.47）mg·L-1的条件下（工况1）,出水COD、NH4+-N和TN浓度分别为（84.47±8.10）、（8.81±1.74）和（351.50±7.78）mg·L-1,COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为72.45%、98.93%和56.48%;在进水COD、NH4+-N和TN浓度分别为（413.31±7.47）、（1 023.85±8.32）和（1 025.78±8.31）mg·L-1的条件下（工况2）,出水COD、NH4+-N和TN浓度分别为（51.60±6.05）、（9.58±3.13）和（359.92±7.68）mg·L-1。COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为87.34%、99.05%和64.68%。在上述2种工况条件下,可将城市污水处理厂ES-ADL回流引起的氮循环累积量分别降低58.50%和62.19%。溶解氧消耗计算结果表明：MTF-CWs并没有提供NH4+-N的氧化（全程硝化或短程硝化过程）所需要的溶解氧;氮平衡计算结果表明：2种工况条件下通过非传统硝化-反硝化途径（如厌氧氨氧化）去除的总氮负荷分别占据总氮去除负荷的86.30%和82.53%。采用Miseq高通量测序技术进行菌群分析,结果表明：在反硝化脱氮贡献最大的人工湿地单元存在大量的厌氧氨氧化细菌Candidatus Kuenenia,且其占比随着取样深度（0.05～0.20 m）增加而增加（其丰度由5.08%增加到13.18%）,表明MTF-CWs处理ES-ADL时存在厌氧氨氧化途径。     

低温UASB处理青霉素综合废水及动力学分析

采用逐步降温法启动上流式污泥床反应器（UASB）并对其过程做动力学分析。UASB反应器采用逐渐提高进水COD负荷的方式在25℃进行启动,当COD去除率达到70%完成启动。启动完成后,降低温度运行反应器,在20℃时COD的去除率达到65%左右。在25℃条件下,出水氨氮浓度增加,总氮浓度有增加趋势,随后出水总氮浓度降低;在20℃负荷提高和稳定时期,出水的氨氮浓度逐渐降低,总氮浓度逐渐升高。建立低温条件下厌氧处理高浓度有机废水的动力学模型,分析结果看出20℃运行阶段的基质比降解速度高于25℃阶段基质比降解速度,在20℃条件下厌氧污泥活性最大,污泥性能最佳。推测原因,可能是由于25℃时进水浓度较高,且废水中含有大量抑制性物质（1.1 mg·L-1）,较大影响了微生物的降解速率、而在20℃时进水浓度降低,废水中的抑制性物质也有所降低,为0.75 mg·L-1。     

COD降解菌剂的构建及在污水处理中的评估

采用微生物育种技术,从活性污泥中分离筛选得到活性菌株,结合微生物生态学原理,对高效去除污水中COD的复合菌剂构建原则进行探究。通过考察单菌的COD去除效果与絮凝效果,获得7株菌。分别在SBR和A/O模拟系统中进行验证,按COD-03比例复合时,SBR系统出水COD从300 mg·L-1降到约120 mg·L-1（进水COD 1 200 mg·L-1）,较其他组具有极显著性降低（α=0.01）;A/O系统出水COD从约500 mg·L-1降到将近100 mg·L-1（进水COD 1 200 mg·L-1）。结果表明,复合菌剂构建策略具有良好的应用性和可操作性,在COD微生物增效菌剂制备方面具有良好可行性。     

微电场-零价铁-UBF提高有机硫对位酯生产废水同步产甲烷反硝化效能

有机硫化合物对位酯生产废水具有COD高、含硫酸盐和有机硫高以及碳硫比低的特点,针对单一厌氧反应器在处理废水时只能在较低COD容积负荷(OLR)下运行的问题,在提高有机硫对位脂生产废水产甲烷反硝化效能的基础上,采用微电场-零价铁联合方式处理该类废水。实验结果表明:OLR(以COD计)为6.67 g·(L·d)-1,进水COD为20 000 mg·L-1时,复合床的COD去除率为70%,产甲烷率为1.41 L·(L·d)-1,反硝化率为87%,对位脂降解率为74%;在COD/TSO24-(总硫酸盐)为1.57时,COD去除率、产甲烷率和反硝化率可分别能稳定在60%、 1.18 L·(L·d)-1和79%;在COD/TSO24-为0.88时,产甲烷菌受到中等程度的抑制;当COD/TSO24-恢复为1.57时,厌氧系统在7 d后恢复,说明联合系统有很强的恢复能力。综合上述结果,与单一的UBF处理相比,采用微电场-零价铁能显著提高UBF的运行负荷和同步产甲烷反硝化能力,同时也能使反应器承受更低的碳硫比。     

前置反硝化生物滤池深度脱氮效能与影响因素

前置反硝化生物滤池具有良好的脱氮性能,被广泛用于污水的深度处理。采用该工艺对城市污水处理厂尾水进行深度处理,通过调节硝化液回流比（50%、100%、150%）和水力负荷（1.0、1.5和2.0 m3·（m2·h）-1）,考察前置反硝化生物滤池工艺对COD、TN、NH4+-N的去除效果。结果表明,当硝化液回流比为100%时,系统对污染物去除效果最好。在进水COD、TN、NH4+-N平均浓度为120、35和15 mg·L-1的水质条件下,出水COD、TN、NH4+-N平均浓度可降到7.62、5.02和0.60 mg·L-1,去除率分别为93.65%、85.65%和96.00%。在水力负荷为1.5 m3·（m2·h）-1条件下,系统对COD、TN和NH4+-N的平均去除率达到了83.00%、90.14%和95.73%,出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准。     

常温下沼气循环AnMBR处理丙酮和异丙醇混合废水

研究了沼气循环厌氧膜生物反应器（MCAnMBR）在常温下（24.4~31.5℃）处理丙酮、异丙酮混合废水的运行性能。结果表明,MCAnMBR在处理丙酮、异丙醇废水时能获得较好的效果,容积负荷提升快,有机物去除率高,气体产率高,并且运行十分稳定。工艺考察阶段,缩短HRT保持进水COD为37 000 mg·L-1,容积负荷为7.2~14.8 kg·（m3·d）-1（以COD计）,平均去除率为91.18%。稳定运行阶段,HRT=60 h,容积负荷为14.92 kg·（m3·d）-1（以COD计）,平均去除率为98.12%,气体产率为0.244~0.323 L·g-1（以COD计）。膜截留与沼气循环装置大大强化了MCAnMBR在高MLSS下的混合和传质效能,使其能在高容积负荷下稳定运行。     

ANAMMOX与反硝化协同作用及氮素负荷研究

向成功启动并稳定运行630 d后的UASB生物膜反应器系统连续添加有机物,分析其对厌氧氨氧化反应脱氮效果的影响,并进行氮素浓度负荷试验.在厌氧氨氧化反应器系统中连续投加有机COD(葡萄糖),系统运行稳定,有机COD(葡萄糖)存在对系统去除氮素能力影响不大,有机COD去除率达到92.0%,仅用23 d,在同一反应器系统中成功实现了厌氧氨氧化与反硝化协同作用脱氮.氮素浓度负荷试验阶段,进水氨氮(NH 4-N)、亚硝氮(NO-2-N)以及总氮(TN)浓度负荷分别从0.063 kg/(m3·d)和0.063 kg/(m3·d)和0.126 kg/(m3·d)提升到了0.239 kg/(m3·d)、0.315 kg/(m3·d)和0.554 kg/(m3·d),相应去除率分别为84.0%、93.0%和85.0%,厌氧氨氧化工艺的UASB生物膜反应器对氮素浓度负荷仍有很大提升空间.     

厌氧氨氧化工艺的启动及微生物群落结构分析

构建了2个装载不同填料的厌氧污泥床（UASB）反应器（R1：载活性炭的K3填料;R2：普通K3填料）,对比研究了2种厌氧氨氧化系统的启动特征、脱氮性能,分析了R1反应器的微生物群落结构变化规律,并对R1不同高程的基质去除特征和微生物群落组分进行了解析。结果发现,R1在第86天启动成功,短于R2的100 d,长期运行后R1和R2的最大氮容积负荷（NLR）分别为2.156和2.122 g·（L·d）-1,最大氮去除负荷（NRR）分别达到1.855和1.815 g·（L·d）-1。在R1中,内部基质浓度随高度增加而降低,进水NH4+-N浓度较低时（50、100 mg·L-1）和较高时（350、450 mg·L-1）,基质的去除分别集中在反应器高度0~7 cm和17~37 cm处,而且厌氧氨氧化菌含量与氮去除率间呈正相关关系。另外,R1运行过程中厌氧氨氧化优势菌种由Candidatus brocadia（20 d）变为Candidatus Jettenia和Candidatus Kuenenia的混合菌种（134 d）。     

NO对厌氧氨氧化反应的影响

通过在厌氧氨氧化塔式生物滤池内通入不同浓度的NO气体,探究NO对厌氧氨氧化反应的影响。当NO进气浓度升高至4 018 mg·m-3,NO2--N进水浓度降低至20 mg·L-1时,NO-N在电子受体中的比例升高至78.8%,NO去除速率最高达165.8 mg·d-1,证明厌氧氨氧化菌可以利用NO-N为电子受体进行厌氧氨氧化反应脱除NO。在这一过程中,TN去除负荷与不通入NO时相比下降了74.3%,NO3--N生成∶NH4+-N消耗比从0.26下降至0.13。当NO进气浓度升高至8 036 mg·m-3时,NO对厌氧氨氧化菌产生了抑制,TN去除负荷和NO消耗速率分别下降了47.1%和69.6%,同时NO2--N在电子受体中的比例升高至56.9%。实验证明,提高NO2--N进水浓度能降低高浓度NO对厌氧氨氧化菌的抑制性。     

响应面法优化海绵铁/碳微电解技术预处理腈纶废水

以腈纶废水的进水pH值、海绵铁投加量、铁碳质量比及反应时间为考察因素,COD去除率为评价指标,在单因素实验基础上,通过Box-Behnken方案构建与拟合响应曲面模型,分析了此4个独立因素及因素之间的交互作用对COD去除效果的影响,确定了最佳预处理工艺,即当进水pH为2,海绵铁投加量为35 g·L-1,铁碳质量比为0.5,反应时间为75 min时,COD去除率可达29.59%,回归模型的预测值为29.68%,该模型可靠。并考察了预处理对生化系统的影响,在进水COD均值923.09 mg·L-1条件下,最终出水浓度为232.89 mg·L-1,去除率为74.77%,较单独生化处理提高25.49%。     

外循环式UASB反应器处理槟榔废水

在中温（35±2℃）条件下,利用外循环式UASB反应器处理中高有机浓度的槟榔加工废水,并着重探讨了水力停留时间（HRT）对厌氧消化的影响。研究表明,当反应器稳定运行,水力停留时间为1 d,进水COD浓度5 000 mg/L左右,容积负荷在2.53-5.25 kg COD/（m3·d）时,COD去除率在38%以上,出水COD〈3 000 mg/L,平均产气率为0.41 m3/kg COD;若水力停留时间延长至4 d,容积负荷为1.26-1.30 kg COD/（m3·d）,COD去除率可以达到79%,出水COD〈1 200 mg/L,出水可生化性下降,BOD5/COD平均为0.28,实验取得了良好的处理效果,为利用厌氧技术处理槟榔加工废水提供了设计依据。     

AnMBR/A/OMBR处理焦化废水的运行条件优化与运行效果

采用厌氧膜生物反应器/缺氧/好氧膜生物反应器（AnMBR/A/OMBR）处理某焦化厂实际焦化废水,通过优化运行参数使该工艺达到最佳运行工况,并考察最佳运行条件下系统长期稳定运行的处理效果。结果表明,向进水添加磷源能满足微生物的生长需求并促进脱氮过程,同时控制OMBR内的pH能较好地保证系统出水NH3-N的去除率和稳定性。AnMBR/A/OMBR系统的最佳运行条件为：总HRT为61.3 h,进水TP浓度为（2.3±0.3）mg·L-1,OMBR内pH为（7.5±0.2）、DO为4~6 mg·L-1,回流比为2∶1。当系统进水COD、TOC、NH3-N和TN的平均浓度分别为（1790±17） mg·L-1、（447.3±9.1） mg·L-1、（107.3±5.2） mg·L-1和（221.9±5.6） mg·L-1时,在最优条件下系统出水的平均浓度分别为（254±76） mg·L-1、（53.8±3.2） mg·L-1、（3.9±1.1） mg·L-1和（70.0±8.8） mg·L-1,去除率分别为（85.7±0.9）%、（88.0±0.7）%、（96.4±1.1）%和（68.5±3.7）%。进水中Ⅰ、Ⅱ区芳香族蛋白质类似物和Ⅳ区溶解性微生物副产物的总和所占比例达88.5%,系统出水中Ⅱ区芳香族蛋白质类似物占40%,含量最高。     

厌氧折流板反应器处理屠宰废水的实验研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理屠宰废水,采用低负荷的方法驯化污泥,结果表明:其启动过程比较快,易培养出颗粒化的活性污泥;在常温下,当HRT=20 h,有机容积负荷为2.5 kg COD/m3·d时,COD的最佳去除率为94%;当进水浓度由1 500 mg/L提高到3 200 mg/L时,COD的去除率从91%降到86%,仅降低5%,表明厌氧折流板反应器对冲击负荷的适应能力较强.     

COD/N对潜流人工湿地脱氮效能及N2O排放的影响

人工湿地因其低能耗、易管理的优点被广泛应用于水处理和生态修复,尤其在发展中国家有其适用性。为探讨COD/N对潜流人工湿地脱氮效能及氧化亚氮（N2O）的排放影响,分别构建5组微型人工湿地CW1~CK,进水化学需氧量/总氮（COD/N）分别为20：1、10：1、7：1、4：1和0：1。结果表明,湿地出水DO浓度均低于0.5 mg·L-1,不同的COD/N下无显著差异,但pH表现为随COD/N的升高而降低。进水COD/N为10、7和4的湿地中COD去除率在80%以上,而进水COD/N=20的湿地中COD去除率不足70%。5组COD/N湿地中氨氮（NH4+-N）的平均去除率依次为（61±16.6）%、（23±14.1）%、（30±12.5）%、（28±14.5）%和（74±7.0）%,在碳源充足或无碳源的条件下有利于NH4+-N的去除。除COD/N=0外,其余湿地中出水未检测到硝态氮（NO3--N）。湿地中总氮（TN）的去除变化与NH4+-N相似。5组湿地系统中,N2O的平均释放通量和累积排放量,分别在0.83~11.84 mg·（m2·h）-1和30.65~490.80 mg·m-2之间。COD/N=4的人工湿地系统中,N2O的平均释放通量和累计排放量显著高于其他处理（p2O形态去除的氮占系统去除TN的百分比为4.87%。COD/N对潜流人工湿地的脱氮和N2O减量具有调控作用。     

有机负荷对ABR处理疫病动物尸骸废水的产酸及产甲烷特性影响

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理疫病动物尸骸废水,研究了不同进水有机负荷对其产酸及产甲烷特性的影响。结果表明,进水有机负荷由0.9 g/(L·d)升至8.1 g/(L·d)时,COD最终去除率达87%以上;负荷进一步提高至11.9 g/(L·d)时,各格室中最终VFAs积累总量分别达到4 320、3 420和2 510 mg/L,COD去除率降至61%。反应器内主要产酸类型为乙酸型,其次为丙酸和丁酸,随着负荷的提高,逐渐出现少量异戊酸、戊酸、己酸和异己酸。乙酸平均百分含量随负荷的升高而降低,丙酸和丁酸则反之。当进水负荷为4.6 g/(L·d),3个格室甲烷产率分别达到最大值:0.33、0.32和0.33 L/g。当负荷高于8.1 g/(L·d)时,总VFAs、丙酸和丁酸的积累成为厌氧产甲烷过程的抑制因素。     

多壁碳纳米管短期作用对厌氧颗粒污泥的影响

研究了不同质量浓度（1、20和100 mg·L-1） 多壁碳纳米管（multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs） 短期（7 d） 作用对厌氧污泥系统的影响。结果表明：1、20和100 mg·L-1的 MWCNTs反应器出水中的COD、pH、VFA与对照组变化规律一致;其中,100 mg·L-1的MWCNTs可以诱导更快的底物利用率。不同质量浓度MWCNTs反应器的产气量和甲烷体积分数与对照组之间相比无显著差异（P>0.05）。运用修正Gompertz 方程拟合甲烷产量曲线以及计算最大比产甲烷速率（Umax,CH4）和最大比COD去除速率（Umax,COD）表明厌氧产甲烷菌产气特性没有受到MWCNTs的影响。实验研究结果为以后研究碳纳米管在厌氧废水处理中的影响提供了提供新的思路和方法。     

多级潮汐流人工湿地对污泥厌氧消化液中氨氮及有机物的去除特征

针对城市污水处理厂污泥厌氧消化液回流而引起城市污水处理厂处理系统内氨氮累积的问题,采用多级潮汐流人工湿地(MTF-CWs),研究MTF-CWs对污泥厌氧消化液中氨氮和有机物的去除特征及其主要去除途径。经过260 d的运行,结果表明,NH4+-N和COD平均进水浓度分别为859.55 mg·L-1和446.52 mg·L-1,MTF-CWs对NH4+-N和COD均有较好的处理效果,平均去除率分别为66.50%和47.10%。在MTF-CWs中,转化为NO2--N和NO3--N占被去除NH4+-N的73.21%,硝化反应是NH4+-N去除的主要途径,MTF-CWs的平均硝化速率为0.3 kg·(m3·d)-1。TN的平均去除率为17.63%,去除效果较差,其原因在于原水中缺少反硝化所需要的碳源。