一体化A/O移动床生物膜反应器中DO、TN分布及脱氮效果研究

采用一体化A/O移动床生物膜法工艺,以模拟生活污水研究了该工艺的除碳脱氮效果,并对一体化移动床生物膜反应器的好氧区和缺氧区各纵向断面的COD、DO、NH₃-N、TN、NO^-₃-N和NO^-₂-N进行了检测,通过对缺氧区各断面的DO和TN浓度分布情况,分析了脱氮的产生过程。试验结果表明: 在水力停留时间HRT＝12 h,好氧区DO保持5 mg/L左右,COD进水浓度处于250～400 mg/L时,COD的去除率均在90%以上,且出水COD均在40 mg/L以下;TN进水浓度为20～50 mg/L时,NH₃-N去除率高于90%,其出水浓度可达到5 mg/L以下,脱氮效率也较高,TN去除率可达到65%～85%。COD和NH₃-N的浓度分布状况表明该一体化A/O移动床生物膜反应器的流态趋于全混式。     

容积负荷对ANAMMOX生物滤池脱氮效能的影响及其基质动力学

采用2套启动成功的上向流厌氧氨氧化（ANAMMOX）生物滤柱,通过调节进水NaNO₂和（NH₄）₂SO₄ 的浓度负荷及水力负荷,改变进水容积负荷,探讨容积负荷对ANAMMOX生物滤柱脱氮效能的影响及其动力学模型。结果表明,滤速恒定条件下,通过提高进水基质浓度来提高进水TN容积负荷,其容积负荷去除动力学过程符合Monod-Haldane基质抑制模型。进水NH₄⁺-N与NO₂^--N浓度分别低于100 mg/L和133 mg/L时,反应器脱氮效果不受明显影响,TN容积去除负荷可达4.21 kg/（m³·d）,TN去除率可达80%以上。进水基质浓度恒定条件下,通过提高滤速来提高进水TN容积负荷,其容积负荷去除动力学过程符合零级动力学方程。不受基质浓度抑制的条件下,滤速为3.0 m/h、进水容积负荷为8.82 kg/（m³·d）时,反应器总氮容积负荷去除量可达7.15 kg/（m³·d）,总氮去除率可达81.1%。     

MBBR与A/O法对污水中有机物及氮处理效果的研究

实验在不同水力停留时间（HRT）、进水COD浓度和不同COD容积负荷条件下考察了移动床生物膜反应器（MBBR）和活性污泥A/O工艺对污水中有机物及氮的处理效果。结果表明,MBBR工艺去除有机物和脱氮效果均优于A/O工艺。在进水COD和NH₃－N浓度分别为1000和25 mg/L,HRT为8 h时,MBBR的COD和TN去除率分别为92％和94％,而A/O工艺分别为78％和82％。造成这种结果的原因是MBBR的生物活性高,并且在生物膜内发生了同时硝化反硝化。MBBR脱氮能力受COD冲击明显小于A/O,但在较低进水COD浓度下,两者TN去除率均较低。     

侧沟式一体化OCO工艺中DO和C/N对同步硝化反硝化的影响

以自配模拟生活污水为处理对象,研究了不同DO和C/N对侧沟式一体化OCO反应器同步硝化反硝化和COD降解效果的影响。实验结果表明,维持进水COD均值约为300 mg/L,TN约为40 mg/L,MLSS约为2 600 mg/L,进水流量为20 L/h时,COD去除率随着DO的增大逐步提高,当好氧区DO均值约为2.0 mg/L时,同步硝化反硝化效果最好,TN去除率达到了80%以上;维持好氧区DO均值约为2.0 mg/L,MLSS约为2 600 mg/L,进水流量为20 L/h时,不同C/N对COD去除率影响不大,当进水C/N约为8时,同时硝化反硝化效果最好,TN去除率均值达到了82%。     

一体化A/O工艺碳氮比对脱氮除碳的影响

依据好氧硝化和缺氧反硝化生物脱氮除碳工艺原理,设计了一体化生物膜法A/O反应器,并将其应用于生活污水处理,取得了理想的处理效果。实验结果表明,水力停留时间HRT＝12 h,COD进水浓度处于150～500 mg/L范围内,COD的去除率均在90%以上,且出水均在40 mg/L以下;当C/N比为8.5以下时,NH₃-N去除率高于90%,其出水浓度小于5 mg/L;当C/N比为7.5左右时,具有较高的总氮脱除效果,TN去除率可达到70%。     

C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响研究

就C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响进行了研究。结果表明,进水C/N值在5～13之间时,进水C/N不影响氧化沟系统对NH₃-N的去除效果。出水NH₃-N浓度＜1 mg/L,平均去除率达到97.40%。当C/N低于11时,TN、TP的去除率随C/N的升高而快速大幅提高,分别从5时的26.47%和14.99%升至11时的93.48%和97.03%。当C/N＞11时,氧化沟TN去除率达到93.48%,TP去除率接近100%,氧化沟具有了良好的同步脱氮除磷的效果,出水水质满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002一级A标准)要求。TP去除率与TN去除率相关系数R₂＝0.985。     

硫/沸石固定床去除硝酸盐工艺研究

采用硫/沸石固定床反应器去除水中硝酸盐。实验结果表明,在硫/沸石固定床反应器内通过自养反硝化作用能使水体中硝酸盐得到有效的去除。在硫与沸石的体积比为1∶2,水力停留时间为2 h,进水COD为50 mg/L时,出水硝酸盐去除率可达到95%以上;不外加碳源,总氮的去除率仍可达80%以上;在不投加CaCO₃的情况下,出水pH可始终保持7.0;温度对该反应器硝酸盐的去除率影响不大,进水水温为12℃时总氮（TN）去除率仍可达91.1%。     

C/N比和曝气量影响MBR同步硝化反硝化的研究

通过连续运行MBR研究了C/N比和曝气量对同步硝化反硝化的影响,结果表明,在环境温度13～23℃,MLSS为6.0～6.8 g/L,进水NH⁺₄-N浓度50 mg/L,曝气量0.5 m³/h,HRT为6 h实验条件下,总氮去除率随着进水C/N比的增加而增加,在C/N比为6∶1～8∶1时,TN去除率达到79%～89%,低的C/N比抑制反硝化,过高的C/N比增加了碳源补加的成本。改变反应曝气量,当C/N比为6∶1,曝气量为0.4 m³/h时,TN的去除率达到了最大值85%。曝气量过高或过低,TN去除率均下降。并对在不同曝气量下MBR 内的DO 值分布进行了初步研究。     

气升回流一体化工艺处理生活污水简

针对分散型生活污水处理开发了气升回流一体化工艺,以校园生活污水为对象,研究其对生活污水中污染物的去除效果。该系统由好氧区、厌氧区、沉淀区和气升室组成,以曝气的剩余气体的气升作用实现混合液的回流,节省动力消耗。结果表明,本工艺对COD、氨氮及悬浮物（SS）有较好的去除效果,去除率分别达到80%、90%和75%左右,出水COD、NH₄⁺-N及SS平均浓度在40 mg/L、6.5 mg/L和10 mg/L左右。当进水COD在100~1 000 mg/L之间波动时,出水水质稳定。该工艺有较强的抗冲击负荷能力,且可实现剩余污泥的自消解。本工艺具有结构紧凑、占地少,运行费用低,维护简单的特点。     

不同流量分配比对多级A/O工艺去除有机物及脱氮的影响

采用三级A/O工艺分段进水工艺处理低碳源生活污水,考察了进水流量分配比对系统去除有机物、硝化反硝化能力以及去除TN的影响。通过对水质指标沿程监测结果表明,不同流量分配比(4∶3∶3,5∶3∶2,6∶3∶1)对系统去除有机物及硝化效率影响不大,出水COD、氨氮分别均在30 mg/L、1 mg/L以下。但反硝化效果受流量分配比的影响较大,在流量比为5∶3∶2时,有效利用原水中碳源进行反硝化,反硝化效果最好。在流量比为5∶3∶2的情况下,TN出水为5.7 mg/L去除率为82.9%,优于流量分配比为6∶3∶1和4∶3∶3时的脱氮效果。总体而言,分段进水工艺在对碳源的有效利用及能耗节省方面优于单点进水。     

不同曝气参数下间歇增氧垂直流人工湿地脱氮的分层效应

以新型间歇增氧垂直流人工湿地(IA-VFCW)为研究对象,揭示了不同工况对人工湿地污染物去除的分层效应及去除效果的影响。结果表明∶不同曝气参数对细砾石层、煤渣层污染物去除的影响较小;对曝气区、湿地植物区污染物去除的影响较大。当进水${\rm{NH}}_4^ + $-N质量浓度为25 mg·L−1、COD为200 mg·L−1时,细砾石层、煤渣层对${\rm{NH}}_4^ + $-N和TN平均去除率分别为10.8%、9.3%和13.3%、11.6%,两区域中均无${\rm{NO}}_2^ - $-N、${\rm{NO}}_3^ -$-N的积累;细砾石层对COD去除的贡献较大,COD平均去除率为67.2%。曝气区对${\rm{NH}}_4^ + $-N、TN去除贡献较大,${\rm{NH}}_4^ + $-N、TN的最大去除率分别达到69.3%、40.9%,COD平均去除率为25.4%。在低曝停比下,曝气量的增加将提高IA-VFCW对TN的去除性能;在高曝停比下,曝气量的增加会降低IA-VFCW对TN的去除效果,且会造成${\rm{NO}}_３^ - $-N积累。在曝气量2 m3·h−1、曝停比1/3、曝停周期6 h工况下IA-VFCW具有较好的污染物去除效果,${\rm{NH}}_4^ + $-N去除率为94.9%、TN去除率为77.0%、COD去除率为90.0%。IA-VFCW脱氮性能明显优于传统垂直流人工湿地。     

焦化废水中COD、挥发酚和硫氰化物同步高效去除

采用两级膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在微氧条件下处理焦化废水,考察了该工艺对焦化废水中挥发酚、硫氰化物、氰化物和COD的去除效果。研究结果表明,在进水流量为1 L/h,总水力停留时间(HRT)为24 h的条件下,两级EGSB反应器对COD的去除效果较好。稳定运行时,在进水挥发酚为56.8~185.1 mg/L、硫氰化物为287.1~539.9 mg/L、氰化物为0.17~0.72 mg/L的条件下,系统对其平均去除率分别为99.9%、96.8%和82.6%,出水挥发酚和氰化物均能达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》的一级标准。进水COD浓度在1 084~1 880 mg/L之间,平均去除率为76.9%,出水平均浓度为325 mg/L。     

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。     

湿地底质环境对不同浓度污水的净化效果

实验以扎龙湿地底泥做为介质,模拟表面流湿地系统,研究了不同底质和进水浓度对表面流湿地净化效率及其稳定性的影响。通过对各个指标去除率均值,变异系数和方差的综合分析,表明在本实验设计的高、中、低3种浓度梯度下,高、中浓度进水时,湿地底质的净化效果更好。粘土对TN、NO3--N去除效果最好,粉砂土对NH4+-N、COD去除效果较好。3种底质对磷的去除效果没有显著差异。此外,随着进水浓度的不同,底质因素的影响也发生相应的变化。即粘土和粉砂土的去除率受进水浓度影响大,亚砂土的去除效果相对稳定。实验结果客观反映了扎龙湿地不同底质地段的净化污水功能,为表面流人工湿地净化不同浓度的污水水质和选择最佳净化效果的湿地底质提供理论依据。     

低进水浓度CASS工艺沿程污染物去除特征及微生物群落变化

南方部分城镇污水浓度偏低,而循环式活性污泥法(CASS)能较好地处理低浓度污水,处理性能与微生物群落特征密切相关,但鲜有研究涉及其沿程微生物群落结构变化。本研究选取广东省某CASS城镇污水厂作为典型案例,分析其沿程污染物去除特征和微生物变化,从微生物学角度探讨污染物的去除机理。结果表明：低进水浓度CASS生化池沿程耗氧有机物(以COD计)、TN、NO₃⁻-N、TP主要在污泥选择区被吸附降解,进水1 h COD和TP值降至最低,NH₄⁺-N主要在主反应区被氧化降解,生化池可去除污水中56.42%的耗氧有机物(以COD计)、41.71%的TN、77.78%的NH₄⁺-N、99.59%的TP。生化池主要优势菌门有变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门和浮霉菌门,变形菌门是影响微生物多样性变化的关键菌门。属水平上,进水1 h选择区Zoogloea、Aeromonas和Thauera丰度较高,主反应区Nitrospira丰度较高;进水结束选择区Nitrospira丰度较高,主反应区Terrimonas和Lactobacillus丰度较高;沉淀1 h选择区Thauera丰度提高,主反应区Nitrosomonas丰度较高,主要发生氨氧化;闲置结束选择区脱氮菌类型多丰度高,主反应区Sulfuritalea、Haliangium、Zoogloea丰度较高。沿程功能性微生物丰度变化与污染物浓度变化相对应。NO₃⁻-N对微生物群落结构的塑造影响最显著(解释度为38.92%)。氮代谢途径表明沿程主反应区均发生全程硝化反硝化,选择区均发生短程硝化和全程反硝化,除进水1 h外,其余阶段选择区的反硝化功能基因丰度均比主反应区高。     

复合人工湿地中低浓度有机物的去除及Monod模型模拟

以复合人工湿地工程实例为研究对象,研究了其在连续5个月内对低浓度有机污染物的深度处理效果,采用简化的Monod动力学模型对研究湿地进行模拟并验证,讨论了污染负荷与去除率的相关性以及BOD/COD比值对有机污染物降解系数的影响。研究湿地总面积为5 000 m2,进水水量为860～1 560 m3/d,水力停留时间为1.48～2.69 d,水力负荷为0.17～0.31 m/d,进水中有机污染物浓度较低(BOD53.0～25.6 mg/L;COD 22.9～89.8 mg/L)。结果表明,复合湿地组合形式对BOD5和COD的去除率分别介于37.9%～79.0%和41.0%～68.7%之间,简化的Monod模型对湿地中BOD5和COD去除的预测值与实验观测值吻合程度较好;BOD5、COD的去除率分别随着进水BOD5和COD浓度的增加而增大,而增长趋势逐渐变缓,当有机污染负荷低时,模型的K值较小;低浓度有机污染物在VSF、FWS和HSF湿地中的去除效率与有机物是否容易或者缓慢被微生物降解的性质相关性较差,这可能与人工湿地中存在的其他因素促进了有机污染物的去除有关。     

侧沟式膜泥法一体化OCO工艺中水力停留时间对脱氮除碳的影响

在传统OCO工艺基础上设计了一体化OCO工艺,在厌氧区放置填料,将二沉池和生物反应器合建,并就水力停留时间(HRT)对生物反应器脱氮除碳的影响进行研究。在进水COD为260～360 mg/L,好氧区DO为2 mg/L左右,缺氧区<0.5 mg/L,MLSS为4 500 mg/L左右时,分别研究了不同HRT下的脱氮除碳效果。研究结果表明：随着HRT的逐渐增大,出水COD值无明显波动,COD去除率达到90%以上,出水氨氮随着HRT的增大而降低;但仅当HRT为12 h左右时,氨氮和总氮均有良好的去除效果,去除率分别可达到93%和80%。     

城市垃圾焚烧渗沥液中Ca2＋对厌氧EGSB处理效果的影响

研究了城市生活垃圾焚烧厂渗沥液中Ca2＋对厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）处理效果的影响,并采用静态实验方法考察了Ca2＋对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响。实验结果表明,进水COD为17000mg／L的条件下,当Ca2＋浓度低于6000mg／L时,EGSB对COD去除率达93％以上;当Ca2＋浓度高于6000mg／L时,COD去除率随运行时间明显下降,并在污泥中形成大量沉淀。静态实验结果表明,废水中低浓度Ca2＋促进了厌氧颗粒污泥的产甲烷活性,但高浓度Ca2＋明显抑制了其产甲烷活性,这是导致高Ca2＋浓度条件下EGSB对COD去除率降低的主要原因。研究表明,颗粒污泥产甲烷活性恢复程度随Ca2＋浓度增加而减弱。     

Performance of a submerged membrane bioreactor system for biological nutrient removal.

A pilot submerged membrane bioreactor coupled with biological nutrient removal was used to treat the primary effluent at a municipal wastewater treatment plant. Long-term experiments were conducted by varying hydraulic retention time from 6 to 8 hours and solids retention time from 20 to 50 days, respectively. The performance was assessed by monitoring key wastewater parameters, including chemical oxygen demand (COD), nitrogen, and phosphorus concentration in individual anoxic, anaerobic, aerobic, and membrane separation zones. Results showed that the tested system can consistently achieve COD, nitrogen, and phosphorus removal efficiencies at 80 to 98%, 70 to 93%, and 89 to 98%, respectively. Effluent COD remained low as a result of efficient solid retention, even though there was great variation in influent quality. However, total nitrogen increased proportionally with influent concentration. At a 50-day solids retention time, higher COD and nitrogen oxides specific utilization rates in the anoxic zone resulted in a high production of nitrogen oxides in the subsequent aerobic zone.