生物脱氮除磷工艺的现状与发展

为遏制水体的富营养化,氮、磷的排放标准日趋严格,生物脱氮除磷工艺能有效地去除水体中的氮、磷.文中介绍了生物脱氮除磷的传统工艺和新发展的工艺,并认为今后应对生物脱氮除磷机理加以深人的研究,并对今后的发展趋势作了展望.     

城市污水脱氮除磷结合工艺评述

城市污水脱氮除磷结合工艺是一种重要的水污染控制技术,根据脱氮与除磷机理之间的冲突,比较分析了目前主流的脱氮除磷结合工艺的优缺点,同时提出了一些建议.     

人工湿地脱氮除磷特性研究

针对流域水体富营养化加剧和二级处理水氮磷指标较高的问题,提出以人工湿地对二级出水继续低耗、理想地脱氮除磷。研究中通过对照不同进水水质条件下,不同结构人工湿地的脱氮除磷效能,探讨了人工湿地内的主要脱氮除磷途径。研究表明,表面流湿地内植物对氨氮吸收／吸附和硝化过程为主要氮转化途径,潜流湿地内直接反硝化过程为主要脱氮途径,脱氮效率30％～40％;磷在人工湿地内主要依赖除磷填料床的物化吸附、共沉淀去除,除磷效率达80％以上。     

改进型双泥反硝化除磷脱氮工艺 --一种可望从根本上解决脱氮除磷矛盾的新工艺

在对单污泥系统同时脱氮除磷内在矛盾分析的基础上,探讨了目前国内外双泥系统优化脱氮除磷的可行性,提出了强化解决氮磷矛盾的新工艺——改进型双泥反硝化除磷脱氮工艺。本研究利用SBR反应器对改进型工艺进行了实验室模拟,并为该系统的进一步完善提出了建议。     

侧流磷回收强化主流脱氮除磷微观现象评价

在低碳源污水脱氮除磷时外加碳源虽然明显有效,但这会增加运行费用,且增加间接碳排放量。为此,考虑侧流磷回收强化主流脱氮除磷工艺,以解决低碳源进水对脱氮除磷的限制。基于变型UCT工艺,建立侧流磷回收单元,仅以调节pH方式实现磷沉淀。结果表明,实验确定的最佳侧流比为15%,调节侧流上清液pH至9.5~10.5即可实现较高的磷回收效率。此外,分析了侧流磷回收强化主流脱氮除磷作用,并进一步评估污泥性状、微生物活性与丰度等微观变化。通过实验,详细剖析并总结了侧流磷回收强化主流脱氮除磷工艺引起的微观现象,重点对污泥沉淀性能、胞外聚合物（EPS）变化、微生物（硝化细菌、聚磷菌、反硝化除磷菌等）活性与丰度等进行了深入分析与评价。以上研究结果有助于侧流磷回收强化主流脱氮除磷工艺推广应用。     

浅论生物除磷脱氮的机理及工艺

对污水生物法除磷脱氮的机理作了简要分析，并介绍了几种高效、经济、实用的生物除磷脱氮工艺。     

城市污水生物脱磷除氮工艺的新进展

阐述了生物除磷和反硝化脱氮的机理，由此引出脱氮除磷在基质竞争和泥龄方面的矛盾，提出了解决该矛盾的两种可行方案：针对方案，着重介绍了目前脱氮除磷工艺的新进展。     

改良A2/O工艺的工程实践

城市污水处理厂采用多点进水的改良A2/O生物脱氮除磷工艺,取得了较好的脱氮除磷效果.在工艺运行中,通过采取有效的调控措施,保证了生化池脱氮除磷各反应单元的溶解氧要求,得到了较佳的工艺运行参数控制范围.     

凹凸棒石-钢渣复合滤料用于农村分散式生活污水脱氮除磷

针对分散式农村生活污水,开展了凹凸棒石-钢渣复合滤料脱氮除磷的室内研究,采用批式实验确认了最佳复配比例,探讨了环境因素（反应时间、初始pH值、水温和阴离子表面活性剂（AS））的影响,并采用滤柱实验分析了复合滤料的长期运行效果。结果表明,凹凸棒石：钢渣比宜采用6：1（质量比）。反应时间显著影响复合滤料的脱氮除磷效果,且反应时间可采用2 h。初始pH值显著影响脱氮除磷效果,中性条件有利于脱氮,而碱性条件有利于除磷。水温明显影响脱氮效果,但较小影响除磷效果。AS基本未影响脱氮效果,但显著影响除磷效果。滤柱的NH4+-N和P去除率分别达90.5%~94.2%和61.3%~64.2%。凹凸棒石-钢渣复配滤料具有连续稳定地脱氮除磷能力,且最佳HRT宜采用1.25 h。     

改良A^2/O工艺的工程实践

城市污水处理厂采用多点进水的改良A^2/O生物脱氮除磷工艺,取得了较好的脱氮除磷效果.在工艺运行中,通过采取有效的调控措施,保证了生化池脱氮除磷各反应单元的溶解氧要求,得到了较佳的工艺运行参数控制范围.     

双泥膜法SBR脱氮除磷效果研究

通过实验室小试,以人工模拟生活污水为研究对象,考察了基于反硝化除磷理论开发的双泥膜法SBR工艺的脱氮除磷效果。长期试验结果表明：双泥膜法SBR工艺能使硝化菌和除磷菌各自在最佳的环境中生长,解决了传统工艺中脱氮和除磷的矛盾,节省了碳源和能源,并取得了稳定高效的脱氮除磷效果。在进水C∶N∶P为25∶5∶1,换液比为75%的情况下,系统对COD,TP和NH⁺₄-N的平均去除率分别为89.13%、96.12%和86.78%。     

深圳某水质净化厂A/A/O微曝氧化沟深度脱氮除磷工艺效果分析

为探究A/A/O微曝氧化沟深度脱氮除磷工艺的性能,根据深圳市某水质净化厂长期监测数据,分析了进水污染物浓度、生物池沿程脱氮除磷性能和微生物相。结果表明：进水可生化性一般,生物脱氮可行,但生物除磷效果有限,需借助化学除磷增强除磷效果,投药浓度与进水BOD₅/TP值变化趋势呈负相关;生物池好氧段微生物的氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率能满足硝化反应的正常进行;但缺氧段反硝化速率较低,是生物脱氮的限制因素,可通过降低内回流DO和增加缺氧段碱度来增强微生物的反硝化速率;生物池中有大量的累枝虫、钟虫、盾纤虫和轮虫,且成熟期菌胶团数量较多,结构紧密;深度处理对TP和SS的去除率分别为60.3%和33.71%。物料平衡分析结果显示,被同化的氮含量和反硝化的氮含量各占43%和57%,通过微生物合成和吸附被去除的磷含量和与除磷药剂形成化学沉淀的磷含量各占49.06%和50.94%。本研究结果为水质净化厂深度脱氮除磷提供了思路,可为提高出水水质标准提供参考。     

CAS-BT复合反应器同步脱氮除磷试验研究

在CAST反应器中引入自制悬浮填料,构成了CAS-BT复合反应器,采用人工配制废水,对其同步脱氮除磷效果进行了试验研究.试验结果表明,当TN为178.05 mg/L、TP为28.32 mg/L时,CAS-BT工艺取得了很好的同步脱氮除磷效果,TN和TP的去除率分别达到97.55%和98.10%.进行同步脱氮除磷时,CAS-BT比其他的水处理工艺更具优势.     

投加介体对污水低温生物反硝化除磷的影响及磷形态变化

污水生物反硝化除磷可以克服传统生物脱氮除磷工艺碳源不足的缺点,利用硝酸盐代替氧气作为电子受体,同时进行脱氮除磷和有机物去除,实现“一碳两用”,但是低温会降低反硝化除磷效率。在低温(10±1) ℃条件下,利用序批式反应器(SBR)(90 min厌氧,330 min缺氧,1^#(空白对照)和2^#(投加介体)),投加氧化还原介体1,2-萘醌-4-磺酸盐(NQS),研究了反硝化除磷效率的变化。结果表明：相较于空白对照实验,投加介体NQS强化了污水低温生物反硝化除磷效果,总氮去除率从37.67%提高至51.47%,提高了1.37倍;总磷去除率从53.45%提高至96.50%,提高了1.81倍。此外,研究还发现介体NQS的投加促进了水中磷酸盐形成有机磷(Org-P)的过程,污泥中磷的主要形态是可溶性磷(SRP)和Org-P,最大含量分别为35.78 mg∙L⁻¹和51.09 mg∙L⁻¹;空白对照反应器污泥中磷的主要形态是SRP和Fe-P,最大含量分别为45.61 mg∙L⁻¹和40.67 mg∙L⁻¹。以上研究结果可为低温条件下提高污水生物反硝化除磷效果提供参考。     

污泥回流比对厌氧/好氧工艺除磷效果影响的研究

以长距离输送的合流制污水为进水,考察不同污泥回流比下厌氧/好氧(A/O)工艺对COD、N、P的去除效果,深入研究污泥回流比对生物除P代谢过程的影响.结果表明,污泥回流比对COD及NH+4-N的去除没有明显影响,但对TN、TP、PO3-4-P的去除影响较大.随着污泥回流比的增大,聚磷菌(PAO)的厌氧释P量逐渐减小,P的去除率逐渐降低.减小污泥回流比,可延长A/O工艺厌氧池实际HRT,增加PAO在厌氧池可有效利用的碳源,使PAO在厌氧池充分释P,从而提高除P效率.     

种植不同植物的表面流人工湿地净化效果和微生物群落差异分析

为了解植物种类对表面流人工湿地的净化效果的影响及其与微生物群落的关系,研究了4种植物条件下表面流人工湿地的氮磷平衡以及微生物群落结构。结果表明,各组人工湿地对氨氮(45.53%~80.95%)、总氮(53.67%~80.30%)和总磷(32.97%~55.77%)都有较好的处理效果,种植植物的人工湿地比未种植的人工湿地具有更高的氨氮、总氮和总磷去除效果,其中黄菖蒲组对氮的去除效果最好,美人蕉组对磷的去除效果最好。在表面流人工湿地中,微生物作用(34.84%~45.44%)是人工湿地氮去除的主要途径,基质吸附(20.90%~23.91%)是人工湿地磷去除的主要途径,但是种植植物的人工湿地的氮磷通过微生物去除的量更高。高通量测序分析表明,相较于未种植植物的人工湿地,种植植物的人工湿地显示出更高的微生物丰富度、多样性和更高的脱氮除磷功能微生物的丰度。假单胞菌属、不动杆菌属、芽孢杆菌属和硝化螺菌属是人工湿地中主要的脱氮菌属,也是种植植物的人工湿地高生物脱氮的原因。假单胞菌属和不动杆菌属丰度增加是种植植物的人工湿地高生物除磷的原因。     

碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,分别以丙酸钠、乙酸钠/丙酸钠(1:2 碳/碳)、乙酸钠和葡萄糖为外加碳源,建立同步脱氮除磷的静置/好氧/缺氧序批式反应器(SOA-SBR)。通过比较长期运行过程中各反应器的脱氮除磷效果,考察不同碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响,并通过分析典型周期内氮、磷元素及微生物体内储能物质的变化,探究其影响机理。结果表明,丙酸钠为碳源时SBR能获得96%的最佳除磷效果以及78.3%的总氮去除率;乙酸钠为单一碳源时可取得92.3%的除磷率和93.7%的总氮去除率;而混合碳源对于氮、磷的去除能力介于丙酸钠和乙酸钠之间;葡萄糖为单一碳源时系统对于磷和总氮的去除率仅26%和36.7%。丙酸钠和乙酸钠均能取得良好的同步脱氮除磷效果,但乙酸钠对总氮去除能力更佳。通过分析典型周期中内聚物含量变化表明,微生物体内聚羟基脂肪酸酯(PHA)和糖原质含量的变化与系统反硝化能力和溶解性正磷酸盐(SOP)去除效果呈正相关性。     

Understanding the granulation process of activated sludge in a biological phosphorus removal sequencing batch reactor

The granulation of activated sludge was investigated using two parallel sequencing batch reactors (SBRs) operated in biological nitrogen and phosphorus removal conditions though the reactor configuration and operating parameters did not favor the granulation. Granules were not observed when the SBR was operated in biological nitrogen removal period for 30 d. However, aerobic granules were formed naturally without the increase of aeration intensity when enhanced biological phosphorus removal (EBPR) was achieved. It can be detected that plenty of positive charged particles were formed with the release of phosphorus during the anaerobic period of EBPR. The size of the particles was about 5-20 μm and their highest positive ζ potential was about 73 mV. These positive charged particles can stimulate the granulation. Based on the experimental results, a hypothesis was proposed to interpret the granulation process of activated sludge in the EBPR process in SBR. Dense and compact subgranules were formed stimulated by the positive charged particles. The subgranules grew gradually by collision, adhesion and attached growth of bacteria. Finally, the extrusion and shear of hydrodynamic shear force would help the maturation of granules. Aerobic granular SBR showed excellent biological phosphorus removal ability. The average phosphorus removal efficiency was over 95% and the phosphorus in the effluent was below 0.50 mg L⁻¹ during the operation.     

染发污水对生物处理效能的影响

以生活污水、含染发污水的混合污水及低浓度染发污水为对象,通过实验研究了SBR去除其COD、总磷、氨氮和总氮效能及活性污泥CAT活性变化特征,结果表明,染发污水对SBR法去除COD、总磷、氨氮影响不大,通过生物方法可以处理低浓度染发污水,染发污水COD、总磷、氨氮和总氮的去除效率可分别达到79.11%、92.16%、74.51%和55.93%,但由于染发污水的环状有机物有可能抑制了异养菌的作用,影响总氮的生物去除效果,使染发污水比生活污水的总氮去除率低14.70%;在反应器正常运行的典型周期内,3种污水的活性污泥CAT活性均呈先高后低的总体变化趋势,且活性污泥CAT活性分别依生活污水、混合污水、染发污水降低。     

添加反硝化菌群的A2/O反硝化除磷低碳工艺启动

为探究反硝化除磷低碳工艺的实际效果,采用序批式反应器(SBR)根据底物反应速率来调节底物的流加速率,并以温度(20±2) °C、pH(7.5±0.2)和溶解氧(DO)为0的反应条件富集反硝化菌群。得到可同时利用亚硝酸盐和硝酸盐为电子受体的反硝化菌群,将其添加至厌氧-缺氧-好氧(A²/O)工艺中,以刺激反硝化细菌在反应器中发挥生物除磷功能,并开展工艺启动研究。结果表明：在加入反硝化菌群后,A²/O工艺发生了明显的反硝化除磷反应,且系统运行稳定;反硝化除磷途径的TP去除负荷均值约为0.014 8 kg·(m³·d)⁻¹;厌氧出水TP平均值为11.95 mg·L⁻¹,且缺氧吸磷量与好氧吸磷量的平均比率约为2.40,即平均反硝化除磷率高达73.34%。这表明在单污泥A²/O工艺中成功实现了反硝化除磷的启动,从而证明了反硝化菌群的生物强化作用,其中的反硝化除磷功能菌群的相对优势菌属包括Dechloromonas、Rhodobacter、Thermomonas等。本研究可为探索基于传统活性污泥系统的低碳生物脱氮除磷工艺,并更好地利用反硝化除磷菌(DPAOs)提供了案例参考。