BAF-MBR用于污水深度处理与同步化学除磷

以南方城镇生活污水为研究对象,对BAF-MBR组合系统进行研究。BAF-MBR组合系统运行稳定,去污完全,出水COD、NH4+-N、TN、TP的浓度分别达到7.11、0.16、8.85和0.34 mg·L-1,均达到了污水回用的最高要求。在后置MBR池内进行同步化学除磷时,FeSO4·7H2O的投加量为20 mg·L-1时,出水TP达到0.34 mg·L-1,一定程度上加剧了膜污染;Al2（SO4）3·18H2O的投加量为30 mg·L-1,出水TP达到0.33 mg·L-1,能有效减缓膜污染进程。     

改良型A2／O-MBR工艺的反硝化除磷性能研究

重点考察了-种改良型膜生物反应器（A2／O—MBR）的脱氮除磷性能。该工艺主要特点在于对膜池硝化回流液进行了固液分离,并将上清液和浓缩污泥分别回流至缺氧池和厌氧池,这种改进提高了系统对氮、磷的同步去除效率。实验结果表明,在水力停留时间（HRT）为12h,污泥龄（SRT）为30d,混合液回流比为200％的运行条件下,进水COD、NH4＋-N、TN和TP平均浓度分别为（225±38）、（24．8±3．9）、（26．7±2．9）和（2．90±0．53）mg／L时,增加膜池硝化回流液固液分离装置前后,系统对COD和NH4＋-N的去除都维持在较高水平,而系统对TN和TP的去除效果显著提高,出水TN和TP平均浓度分别由（14．9±3．3）mg／L和（1．95±0．72）mg／L下降到（9．4±1．9）mg／L和（0．91±0．38）mg／L,表明增加膜池硝化回流液固液分离装置显著改善了A2／O-MBR系统的脱氮除磷效果。反硝化除磷活性实验结果进一步表明,改进后系统中反硝化除磷活性占总除磷活性的比例由51．5％上升至61．7％,说明增加膜池硝化回流液固液分离装置强化了系统的反硝化除磷性能。     

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。     

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。     

生物处理组合工艺用于制革废水处理

针对制革废水高COD、高总氮的问题,提出了基于上流式厌氧污泥床（UASB）、上流式反硝化污泥床（UDNSB）、生物接触氧化池的生物处理组合工艺,进行了为期321 d的现场中试研究。研究结果表明,对于COD、TN、NH4+-N平均浓度分别为2 740、278和193 mg·L-1的制革废水,在硝化液回流比R为300%,UASB反应器、UDNSB反应器、生物接触氧化池的水力停留时间（HRT）分别为11、22和57 h,平均容积负荷分别为5.63 kg COD·（m3·d）-1、0.30 kg TN·（m3·d）-1和0.11 kg NH4+-N·（m3·d）-1的条件下,该组合工艺处理出水COD、TN和NH4+-N的平均浓度分别为190、69.8和4.6 mg·L-1,其平均去除率分别达到92%、73%和97%以上。     

玉米芯为外碳源对SBBR反硝化除磷性能的影响

为实现污水厂低碳氮比尾水深度脱氮除磷,考察以玉米芯为外碳源满足反硝化除磷最佳碳氮比要求时有机物及氮、磷的去除效果。在DO-1条件下,SBR系统最佳进水C/N为6,此时出水TN和TP分别为3.57 mg·L-1和1.24 mg·L-1;投加玉米芯作为外碳源和生物载体构建SBBR系统,可将进水C/N从3.5提升至6,同时出水COD保持在40 mg·L-1左右,出水TN和TP分别降至3.04 mg·L-1和0.54 mg·L-1。研究表明,以玉米芯为固体碳源和生物载体的SBBR系统的脱氮除磷效果优于相同C/N条件下的SBR系统,玉米芯的粗糙表面和纤维结构为反硝化除磷菌提供了良好的缺氧环境和载体基础,使得SBBR系统的生物量及活性整体增强。     

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。     

新型复合药剂原位修复河道底泥污染

采用新型复合药剂开展河道底泥原位修复技术研究,通过考察河道水质改善效果、底泥中磷含量及形态的变化确定药剂的最佳投加量。结果表明,投加复合药剂对上覆水体中TN、NH4+-N和TP均有不同程度的净化效果,且净化效果随药剂量的增加而增强,最高去除率分别达到23.52%、21.79%和81.5%,上覆水体COD去除率随药剂投加量增多呈先升后降的趋势,最高（投加量为600 mg·L-1）达到57.6%。从底泥磷含量及形态变化来看,投加药剂增大了底泥TP含量并促进底泥不稳态磷向稳定态磷转化。因此,从经济成本和修复效果方面综合分析,以投加量为600 mg·L-1对底泥污染原位修复较为合适。     

高效垂直流人工湿地+多级生态塘深度处理污水厂尾水

采用高效垂直流人工湿地+多级生态塘组合工艺对污水厂尾水进行深度处理。研究发现,组合工艺进水流量为900 m3·d-1时为最优工况;在最优运行工况下组合工艺对污水处理厂尾水有显著的净化效果,对COD、NH3-N、TN和TP的去除效果可高达59.22%、81.06%、93.11%和55.81%,出水达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类标准;生态塘能强化NH3-N和TN去除效果,可进一步除磷,降低富营养化风险;运行一年至少减少COD排放量9.85 t·a-1,NH3-N排放量1.73 t·a-1,TN排放量4.96 t·a-1,TP排放量0.16 t·a-1,具有良好的环境效益和经济效益。     

生物絮凝-AAAO中试系统污染物去除特性及反硝化除磷菌的培养

为降低污水处理成本并实现出水稳定达标,采用中试规模生物絮凝-AAAO工艺处理城镇生活污水,并模拟生物絮凝污泥厌氧消化所产生的碳源,用于强化反硝化除磷菌(DPAO)驯化效果。实验结果表明：生物絮凝系统抗冲击负荷能力较强,化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)平均去除率可达67.23%、27%与68.93%。将模拟厌氧消化后产生的碳源投加至厌氧池促进DPAO的驯化后,AAAO系统对COD、TN和TP去除率分别提升31.53%、37.67%和26.37%,反硝化吸磷率最高可达62.97%,二沉池出水COD、TN均满足一级A出水标准,TP可低于0.30 mg·L⁻¹。生物絮凝-AAAO工艺脱氮除磷效果较好,可为污水处理厂节能降耗运行奠定基础并有望得到广泛应用。     

应用GPS-X软件模拟CAST污水处理厂及优化化学除磷

利用GPS-X软件模拟某污水处理厂循环式活性污泥法(CAST)工艺的处理效果,同时对其化学除磷过程提出改进措施。结合实测进水COD组分(SS,XSandSA),对ASM2模型参数(μh、Ks、kh、Kx)进行了校核,参数优化结果为:μh=4.36 d-1,Ks=1.6 g COD/m3,kh=2.01 d-1,Kx=0.01 g COD/m3。经模型组分和参数校正后出水COD、NH4+-N以及TN的模拟结果与实测值的误差小于10%。根据进水TP浓度和流量变化,实时灵活地调整化学药品投加量,模拟结果显示可以节约50%左右的消耗量。     

投加厨余发酵产物强化MBR的脱氮除磷效果

实验中采用一体式膜生物反应器处理低有机负荷校园生活污水,但是碳源不足严重制约了该工艺的生物脱氮除磷效果,故以厨余厌氧发酵产物作为外加碳源,考察投加碳源对MBR处理效果的影响。结果表明,厨余发酵液的投加对COD、NH4+-N的去除效果影响不大,出水浓度分别在20 mg/L、1 mg/L以下;外加碳源促进了营养物质的去除,TN的出水平均浓度由18.7 mg/L降至7.6 mg/L,TP的出水平均浓度由1.8 mg/L降至0.9 mg/L。同时污泥混合液中MLVSS/MLSS由54%提高至65%,污泥沉降性能提升,EPS含量减少,污泥粘度降低。     

宽叶香蒲表面流人工湿地脱氮除磷效果研究

以运行A/O工艺的生化反应器出水为处理对象,在中试规模上研究了宽叶香蒲表面流人工湿地的脱氮除磷效果及影响因素.结果表明,在工况Ⅰ条件下,COD去除率为43.2%,COD面积负荷去除率为4.79 g/(m2·d),COD面积负荷去除率常数为0.18 m/d,SS、NH4+-N和NO-3-N的去除率分别为41.2%、9.4%、3.4%,TN去除率为11.8%,TN面积负荷去除率为1.36g/(m2·d),TN面积负荷去除率常数为0.04 m/d,TP去除率为30.1%,TP面积负荷去除率为0.29 g/(m2·d),TP面积负荷去除率常数为0.13 m/d;在工况Ⅱ条件下,COD去除率为18.7%,COD面积负荷去除率为1.19 g/(m2·d),COD面积负荷去除率常数为0.06 m/d,SS、NH4+-N、NO2--N、NO3--N的去除率分别为31.6%、29.8%、65.0%,29.2%.TN去除率为31.4%,TN面积负荷去除率为2.33 g/(m2·d),TN面积负荷去除率常数为0.12 m/d,TP去除率为29.4%,TP面积负荷去除率为0.22 g/(m2·d),TP面积负荷去除率常数为0.11 m/d.在COD面积负荷去除率,TN面积负荷去除率、TP面积负荷去除率分别为4.90～9.80、2.76～8.83、0.57～1.39 g/(m2·d),水力停留时间(HRT)为0.4～1.1 d条件下,随HRT,水温、(NO2+-N+NO3--N)/TN的增加,表面流人工湿地的TN面积负荷去除率线性增加.     

倒置A~2/O-MBR(平板膜)处理城市污水的中试研究

针对城市生活污水,研究了两点进水倒置A2/O-MBR(平板膜)系统(以下简称系统)对COD、NH+4-N、TN、TP、出水SS影响。结果表明,该系统对COD、NH+4-N具有较高的去除率,出水符合GB18918-2002中一级A标准;当混合液回流比为200%时,系统出水TN浓度小于15 mg/L;正常排泥后,系统对TP的去除率达83%左右;平板膜破损会导致出水SS、COD会受到影响。膜对COD、TP、SS有直接截留作用,由于系统出水几乎没有固体损失,可以精确控制污泥龄,有利于世代周期较长的硝化菌和反硝化菌生长;系统中的污泥浓度可以提高至15 000 mg/L,此时,即使进水量提高0.5倍,出水水质仍保持良好。     

循环比对氧化沟脱氮除磷效果及磷转化途径的影响

在改良型氧化沟工艺的循环廊道内增设缓流板,以此改变循环廊道过流断面面积,进而调控循环比(循环廊道断面通过的循环流量和进水流量的比值)。利用胞内、胞外聚合物的分析及物料平衡的方法,研究了增设缓流板、调控循环比前后系统同步脱氮除磷效果和磷转化途径的变化及聚磷菌种含量的差别。结果表明,增设缓流板,循环比为27时,COD、NH+4、TN和TP的平均去除率分别为93.3%、87.1%、78.1%和96.0%,反硝化聚磷菌占总聚磷菌的比例为46.1%;而不设缓流板,循环比为241时,COD、NH+4、TN和TP的平均去除率分别为91.2%、82.7%、67.2%和86.4%,反硝化聚磷菌占总聚磷菌的比例为17.54%。综上可知,增设缓流板控制循环比,有助于提高反硝化聚磷菌的富集,有助于提高反硝化吸磷量,同时有助于提高氧化沟工艺的同步脱氮除磷效果。     

微气泡曝气方式对生物膜反应器运行性能的影响

运行OHR（Original Hydrodynamic Reaction）混合器微气泡曝气生物膜反应器,比较不同曝气方式下,生物膜反应器对污染物的去除性能及能耗情况。结果表明,微气泡曝气生物膜反应器可以实现废水中碳氮同步去除,连续曝气时COD、NH3-N和TN平均去除率分别为88.5%、53.4%和43.4%,平均去除负荷分别为1.60、0.089和0.092 kg·（m3·d）-1。生物膜反应器采用微气泡间歇曝气,随着曝气时间的减少,溶解氧（DO）浓度下降,反应器COD和NH3-N去除性能随之降低;COD和NH3-N去除效果下降与生物膜好氧生物活性降低相一致。受硝化作用抑制影响,同步硝化反硝化过程对TN的去除性能也有所降低。采用微气泡间歇曝气能够降低曝气能耗。同时,随着曝气时间的减少,单位COD去除所需能耗降低,单位NH3-N去除所需能耗有所升高,单位TN去除所需能耗基本不变。     

好氧反硝化菌强化序批式活性污泥反应器处理生活污水

研究了好氧反硝化菌强化序批式活性污泥反应器(SBR1)处理生活污水的性能,同时以只接种相同量普通活性污泥的序批式活性污泥反应器(SBR2)作为对照组。结果表明:(1)反应前21天启动期间,SBR1对污水COD、NH+4-N和TN的平均去除率分别可达到77.79%、94.96%、63.21%,对COD和TN的平均去除率明显好于SBR2。(2)当C/N为4∶1(质量比,下同)和6∶1时,SBR1对COD和TN的去除率明显高于SBR2;当C/N为8∶1时,SBR1对COD和TN的去除效果达到最好,对两者的平均去除率分别达到85.31%和61.14%;当C/N为10∶1和12∶1时,两反应器对废水COD去除效果的差距缩小,但SBR1对TN的平均去除率分别为58.98%和51.64%,明显高于SBR2。(3)SBR1投加的好氧反硝化菌适应较低的C/N环境,且能在生活污水中快速增殖,保持了很好的污泥悬浮液浓度和沉降性能,在35d形成成熟的颗粒污泥。     

间歇曝气SBR处理垃圾渗滤液的脱氮性能

采用两级串联间歇曝气序批式反应器（intermittent aeration sequencing batch reactor,IASBR）处理高氨氮低碳氮比的垃圾渗滤液,研究在控温（25±2）℃,进水碳氮比（COD/TN）为3.0条件下的脱氮性能。进水氨氮（NH4+-N）和总氮（TN）浓度分别为（1 100±70）mg·L-1和（1 520±65）mg·L-1,1级和2级IASBR的水力停留时间（HRT）分别为5 d和4 d。运行结果表明,经1级IASBR处理后,出水TN浓度降低至约250 mg·L-1,其中以有机氮（TON）为主,NH4+-N浓度约25 mg·L-1;经2级IASBR处理后,出水TN和NH4+-N 浓度分别稳定在40 mg·L-1和20 mg·L-1以下,TON去除率高达90%以上。两级串联IASBR组合工艺表现出良好的深度脱氮性能,出水TN浓度稳定达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中TN ≤ 40 mg·L-1的排放标准;同时,1级IASBR出水COD浓度高达1 150 mg·L-1,经过2级IASBR处理后出水COD降至约770 mg·L-1。     

厌氧-接触氧化工艺二级出水混凝除磷

为解决厌氧-接触氧化工艺处理生活污水除磷效果欠佳的问题,采用聚磷硫酸铁（PPFS）对该工艺二级出水进行混凝除磷实验研究。考察了PPFS投加量、初始pH值、温度、浊度以及与助凝剂（聚丙烯酰胺）复配对除磷效果的影响。研究表明,PPFS可有效降低出水TP浓度,当投加量为40 mg·L-1时,TP浓度能从3.71 mg·L-1降至0.34 mg·L-1左右,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A排放标准限值（TP≤0.5 mg·L-1）。利用PPFS对生物除磷工艺二级出水进行化学除磷是一种有效、可行的选择。     

不同填料潮汐流人工湿地处理SBR尾水的对比

通过构建室内潮汐流沸石-石灰石混合填料和沸石填料人工湿地装置,探讨了不同基质人工湿地对SBR尾水中污染物的去除效果。结果表明,沸石对NH4+-N的吸附能力强,且潮汐间歇运行方式使系统一直保持高效的去除NH4+-N的能力,石灰石中Ca、Mg含量高,对P有较好的吸附。潮汐流沸石-石灰石混合填料、沸石填料人工湿地对NH4+-N的去除率分别为99.8%、96.7%,对TP的去除率分别为59.6%、24.9%。石灰石呈中性偏碱性,有利于水中硝化菌、反硝化菌和某些异养菌群的生长。潮汐流沸石-石灰石混合填料、沸石填料人工湿地对TN的去除率分别为43.0%、28.0%,对COD的去除率分别为43.4%、36.7%。沸石-石灰石混合填料人工湿地上层基质中微生物量最高,达到20.45 nmol·g-1填料（相当于E.coli大小的细胞2.0×109个）。2组系统中微生物量具有较明显的分层现象,且上层高于下层,这与污染物随水流推流方向的浓度变化一致。