厌氧／缺氧SBR反硝化除磷效能的研究

采用厌氧 缺氧SBR反应器对以硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷过程进行了研究。结果表明 ,反硝化聚磷菌完全可以在厌氧 缺氧交替运行条件下得到富集。稳定运行的厌氧 缺氧SBR反应器的反硝化除磷效率 >90 % ,出水磷浓度 <1mg L。进水COD浓度对反硝化除磷的效率影响很大 ,在COD浓度 <180mg L时 ,进水COD浓度越高 ,除磷效率也就越高。较高浓度的进水COD浓度将导致有剩余的COD进入缺氧段 ,对反硝化吸磷构成不利影响。污泥龄为 16d时 ,厌氧 缺氧SBR反应器取得稳定和理想的反硝化除磷效果。污泥龄减少到 8d ,由于反硝化聚磷菌的流失导致反硝化除磷效率的下降。当污泥龄恢复到 16d时 ,经过一段时间的运行 ,反硝化聚磷菌重新得到富集 ,除磷效率恢复到 90 %以上。     

反硝化除磷的影响特性试验

采用SBR反应器（厌氧/缺氧/好氧工艺）,分别研究了乙酸盐及硝酸盐浓度变化对反硝化除磷的影响特性.试验结果表明,当进水COD浓度＞230 mg/L时,乙酸盐浓度的变化对释磷、除磷速率等影响并不显著.在硝酸盐浓度＜30 mg/L时,硝酸盐浓度越高,缺氧段除磷速率也就越高.在C/P＞23,C/N＞5条件下,SBR系统对磷、氮去除率在90%以上.     

反硝化除磷的影响特性试验

采用SBR反应器(厌氧/缺氧/好氧工艺),分别研究了乙酸盐及硝酸盐浓度变化对反硝化除磷的影响特性。试验结果表明,当进水COD浓度>230mg/L时,乙酸盐浓度的变化对释磷、除磷速率等影响并不显著。在硝酸盐浓度<30mg/L时,硝酸盐浓度越高,缺氧段除磷速率也就越高。在C/P>23,C/N>5条件下,SBR系统对磷、氮去除率在90%以上。     

亚硝酸盐对反硝化聚磷菌除磷性能的影响

为考察亚硝酸盐对反硝化聚磷菌（DPB）的影响,试验以模拟污水为研究对象,采用2个相同的SBR反应器,分别进行亚硝酸盐浓度对DPB的抑制影响和亚硝酸盐对DPB驯化过程的研究。结果表明,当亚硝酸盐浓度高于20 mg/L时,未经亚硝酸盐驯化的DPB反硝化除磷性能受到明显抑制,而经过亚硝酸盐驯化后的DPB在亚硝酸盐浓度为32 mg/L左右时,依然保持良好的反硝化吸磷性能,但以亚硝酸盐为电子受体的反硝化吸磷速率要比硝酸盐为电子受体的低21%。由此说明,亚硝酸盐对DPB反硝化除磷的抑制作用是相对的,可通过亚硝酸盐对DPB的诱导驯化来降低此抑制作用,但硝酸盐比亚硝酸盐更适合作为DPB反硝化除磷的电子受体。     

利用亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集

依据DPB原理,利用SBR动态反应器和静态释/聚磷装置.以A2/O工艺厌氧段污泥为种泥,研究以亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集,同时对选择、富集污泥的反硝化聚磷性能进行了考察.结果表明:利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌存在于A2/O厌氧段污泥中,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧方式运行后,聚磷菌总数由1400个/mL增加到32 000个/mL,其中反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例也由14.5%提高到81%,磷酸盐和亚硝酸盐去除率分别由最初的8.65%和7.55%上升到91%和95.62%;筛选与富集利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌时,缺氧段进水COD的浓度须控制在10 mg/L以下;当体系处于稳定状态,且亚硝酸盐氮浓度高达30 mg/L时,并未对反硝化聚磷菌的生存产生抑制和体系运行产生干扰,此时磷酸盐出水低至1.06 mg/L.     

硝酸盐浓度及投加方式对反硝化除磷的影响

采用SBR反应器，详细研究了硝酸盐浓度及其投加方式对反硝化除磷过程的影响。结果表明，缺氧环境下的反硝化吸磷速率与作为电子受体的硝酸盐浓度有很大的关系，硝酸盐浓度越高．吸磷速率越快。当硝酸盐浓度较低．不足以氧化反硝化聚磷菌细胞内的PHB从而导致体系反硝化除磷效率的下降。相同浓度的硝酸盐，采用流加的方式可以获得比一次性投加更高的反硝化吸磷速率。缺氧环境下，反硝化脱氮量与磷的吸收量成良好的线性关系．借助于反硝化聚磷菌，反硝化脱氮与除磷可在一种环境中完成，有效解决了废水中COD不足的问题．同时达到了节省能源和降低污泥产量的目的。     

内置缺氧区的改良型Pasveer氧化沟工艺脱氮除磷性能研究

针对传统Pasveer氧化沟内缺氧段碳源难以被反硝化菌充分利用的问题,采用内置缺氧区的改良型Pasveer氧化沟工艺,并进行中试规模实验研究,考察了不同内回流比条件下系统的脱氮除磷效果。研究结果表明,在内回流比为200%的情况下,系统的脱氮除磷效果最好,出水TN和TP的浓度分别降至12.7 mg/L和0.34 mg/L,去除率分别达到61.9%和89.2%。内置缺氧区的设置一方面能使有限的碳源充分用于反硝化,另一方面,促使了反硝化吸磷现象的发生,这使得系统在进水碳源较低的情况下仍能够获得上佳的脱氮除磷效果。但是,过高的内回流比会导致好氧区亚硝酸盐的积累,这对生物除磷是不利的。     

改进型A~2/O工艺处理城市生活污水的脱氮除磷效能研究

在分析传统A2/O工艺缺陷的基础上,提出了一种改进型A2/O工艺。为了防止回流污泥中的硝酸盐进入厌氧区,在传统A2/O工艺的厌氧区后面增加一个体积较小的缺氧选择池,回流污泥进入缺氧选择池,并进行反硝化消耗回流污泥中的硝酸盐;同时,在缺氧区通过反硝化除磷实现"一碳两用"。结果表明,改进型A2/O工艺有较好的脱氮除磷效果,在COD为298mg/L、TN为55mg/L左右、TP为7mg/L左右时,系统对COD、TN、TP的平均去除率分别为88.44%、77%、95%。     

进水氨氮浓度对好氧/缺氧/延长闲置SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,考察了不同进水氨氮浓度(20,40和60 mg/L)条件下好氧/缺氧/延长闲置SBR的脱氮除磷效果,并通过分析典型周期内氮磷元素及微生物体内各储能物质的变化,探究了进水氨氮浓度对好氧/缺氧/延长闲置SBR脱氮除磷性能的影响机理.结果表明,进水氨氮浓度为20,40和60 mg/L时,系统总磷(TP)去除率分别为96.6%、90.1%和81.8%,总氮去除率分别为93.1%、74.9%和60.0%.研究表明,进水氨氮浓度可影响好氧释磷与吸磷、聚羟基脂肪酸酯(PHAs)合成、缺氧反硝化以及闲置段释磷.进水氨氮浓度越高,用于微生物生长的碳源越多,PHAs的合成量越少,则好氧段吸磷减少;较高的进水氨氮浓度使缺氧段反硝化不彻底,较多的硝态氮将抑制下一周期好氧段释磷,系统脱氮除磷性能减弱.     

为置缺氧区的改良型Pasveer氧化沟工艺脱氮除磷性能研究

针对传统Pasveer氧化沟内缺氧段碳源难以被反硝化菌充分利用的问题,采用内置缺氧区的改良型Pasveer氧化沟工艺,并进行中试规模实验研究,考察了不同内回流比条件下系统的脱氮除磷效果。研究结果表明,在内回流比为200％的情况下,系统的脱氮除磷效果最好,出水TN和TP的浓度分别降至12．7mg／L和0．34mg／L,去除率分别达到61．9％和89．2％。内置缺氧区的设置一方面能使有限的碳源充分用于反硝化,另一方面,促使了反硝化吸磷现象的发生,这使得系统在进水碳源较低的情况下仍能够获得上佳的脱氮除磷效果。但是,过高的内回流比会导致好氧区亚硝酸盐的积累,这对生物除磷是不利的。     

降低负荷以提高反硝化颗粒污泥的稳定性

在上流式污泥床反应器（USB）内,接种好氧活性污泥,以甲醇为碳源,NO-3为电子受体,经过40多d培养,得到良好的反硝化颗粒污泥,粒径2～3 mm,MLSS为36 g/L,氮去除速率和COD去除速率分别在0.15 g NO₃-N/(g VSS·d)和0.8 g COD/(g VSS·d)。当负荷提高至6.44 g NO₃-N/(L·d)继续运行1周后,观察到反应器内颗粒污泥出现上浮,浓度降低,颗粒粒径多数在3～5 mm,外观呈乳白色。为恢复反应器稳定运行,当负荷降至3.86 g NO₃-N/(L·d)时,上浮现象减轻,当负荷降至2.57 g NO₃-N/(L·d)时,上浮现象消失,颗粒污泥密度由不稳定时的1.0018 g/cm³提高到1.0126 g/cm³,颗粒粘连现象基本消失,污泥氮去除速率在0.19 g NO₃-N/(g VSS·d),连续运行30 d,系统保持稳定。分析认为,颗粒污泥表面微生物生长速度过快是导致不稳定的主要因素,较长的泥龄有利于系统稳定。     

城市污水处理厂反硝化聚磷菌的聚磷持久性

以桂林市第四污水处理厂氧化沟活性污泥为对象,研究在具有厌氧-缺氧-好氧环境的污水处理构筑物中富集存在的反硝化聚磷菌聚磷能力的持久性问题。结果表明,在此环境中富集的反硝化聚磷菌在经过3个周期的厌氧-缺氧条件下运行,最大释磷率由0.90 mg P/（g VSS.h）下降为0.07 mg P/（g VSS.h）,反硝化聚磷率由0.17 mg P/（g VSS.h）下降为0.04 mg P/（g VSS.h）。比较而言,在厌氧-缺氧-好氧环境下最大释磷率及聚磷率降幅较小,释磷率由0.59 mg P/（gVSS.h）下降为0.37 mg P/（g VSS.h）,反硝化聚磷率由0.17 mg P/（g VSS.h）下降为0.10 mg P/（g VSS.h）,厌氧-缺氧-好氧运行条件比单纯的厌氧-缺氧运行条件更有利于维持反硝化聚磷菌的聚磷性能。     

反硝化除磷颗粒污泥的活性恢复及对生活污水处理能力

实验利用序批式反应器(SBR)考察反硝化除磷颗粒污泥搁置1个月后重新投入运行,其活性恢复能力及对实际生活污水的处理效果。结果表明,颗粒污泥搁置后外观由淡黄色转变为灰黑色,颗粒重新投入反应器,11 d后颜色基本恢复,污泥浓度及活性迅速增加;对COD处理能力的恢复历时14 d,去除率稳定在80.32%以上;颗粒污泥对NH4+-N和PO34--P的去除在40 d时也恢复到正常水平;反硝化聚磷菌(DNPAOs)活性恢复期为50 d。颗粒污泥对低碳氮比的实际生活污水处理结果显示,当C/N<5.1时(生活污水比例>60%),无法满足系统内微生物生长要求,需要外加适量碳源进行补充。     

苯污染地下水系统反硝化菌分布及其净化过程

生物降解作用是地下水系统有机污染物自然衰减过程中最重要的破坏性衰减机制。在分析中,以我国某受苯污染水源地的地下水系统为对象,研究了该地下水中反硝化菌的分布,筛选出2株土著反硝化菌,通过生物降解实验证明其具有降解苯的能力,同时结合水源地历年的水质监测数据,首次从地球化学及生物学2个方面说明了该地下水中存在反硝化菌对苯的生物净化作用,为进一步研究该地下水中苯自然衰减规律奠定基础。     

3株反硝化聚磷菌的分离与鉴定

通过烛缸法培养富集、分离,结合除磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和PHB颗粒染色辅助检验相结合的方法筛选,得到3株具有较高脱氮除磷效率的反硝化聚磷菌DNPA8, DNPA9和DNPA10。在富氮富磷培养基中培养48 h,各菌株的脱氮率均大于75%,除磷率均大于78%。采用多相分类的方法确定了3株反硝化聚磷菌的分类地位,DNPA8为嗜麦芽寡养单胞菌,DNPA9为水生丛毛单胞菌属首次发现的反硝化聚磷菌;DNPA10为约翰逊氏不动杆菌。该研究结果为富营养化水体的治理提供了有效的菌种资源。     

油田水反硝化技术抑制硫酸还原菌

利用反硝化技术对江苏油田5个联合站的采出水,进行了添加不同抑制剂的浓度、种类、不同配比和接种DNB菌对SRB、DNB的菌落数量、硫化氢的产生量和氧化还原电位的影响的静态实验。研究结果表明:投加一定浓度的硝酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐,对油田采出水SRB的生长都有不同程度的抑制作用,而同等浓度的抑制效果表现为亚硝酸盐>硝酸盐>钼酸盐,同时投加DNB和0.3～0.5 g/L(比例为1∶1)的亚硝酸盐/硝酸盐可较好地抑制油田采出水中的SRB和硫化氢的产生,其中0.5 g/L抑制效果最明显,可抑制硫化氢的产生10 d以上,SRB和硫化氢抑制率分别可达87%和98%。以不同药剂的常压静态腐蚀实验结果表明,抑制剂的腐蚀速率比杀菌剂和缓蚀剂略高,但低于石油天然气行业中标准规定的0.0076 mm/a,也远低于对照样的0.152 mm/a。     

木屑-硫磺填充床反硝化生物滤池强化硝酸盐去除

针对污水处理厂二级出水深度脱氮的需求,设计了以木屑与硫磺颗粒为填料（质量比1:1）的反硝化生物滤池,对碳氮比失衡的污水处理厂二级出水进行深度脱氮处理。结果表明,木屑释放碳源速率在10 d之后趋于稳定,COD中（40.6±10.0）%是反硝化菌可直接利用的VFA。反硝化生物滤池运行的最佳HRT为10 h,在此条件下,进水硝酸盐（以N计）浓度为30 mg·L-1时,出水硝酸盐浓度最低为11.5 mg·L-1,亚硝酸盐（以N计）浓度最低为1.4 mg·L-1,反硝化生物滤池内未发生硝酸盐异化还原（DNRA）作用,出水无氨氮积累。出水SO42-浓度最高为73.8 mg·L-1。反硝化生物滤池运行稳定后,出水中COD未超过30 mg·L-1,木屑释放的碳源与异养反硝化过程消耗的碳源持平,经反硝化生物滤池深度处理的出水中无过量残留有机物。出水pH稳定在6.9~7.4范围内,反硝化生物滤池无需外加碱类物质。     

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。