Effect of initial pH control on biological phosphorus removal induced by the aerobic/extended-idle regime

Recently, it has been reported that biological phosphorus removal (BPR) can be induced by an aerobic/extended-idle (AEI) regime. This study further investigated the effect of initial pH ranging from 6.6 to 8.2 on BPR in the AEI process, and compared the BPR performance between the AEI and the anaerobic/oxic (A/O) regimes under their optimal initial pH value. Experimental results firstly showed that phosphorus removal linearly increased with initial pH increasing from 6.6 to 7.8, but slightly decreased when initial pH increased from 7.8 to 8.2. The optimal initial pH should be controlled at 7.8, and the phosphorus removal at initial pH 7.8 was approximately 1.7-time than that at initial pH 6.6. The mechanism studies showed that the biomass cultured at initial pH 7.8 contained more polyphosphate accumulating organisms (PAOs), lower glycogen accumulating organisms (GAOs), and had higher activities of exopolyphosphatase and polyphosphate kinase than that cultured at initial pH 6.6. Cyclic studies revealed that initial pH control affected the transformations of intracellular polyhydroxyalkanoates and glycogen, which might thereby influence microbial competition between PAOs and GAOs. Then, BPR performance between the AEI and the A/O regimes by adjusting initial pH at 7.8 was also compared. The results showed the AEI regime could drive a better BPR than the generally accepted A/O regime (98% vs 88%). Finally, controlling initial pH at 7.8 to promote BPR in the AEI process was confirmed for a municipal wastewater.     

污泥停留时间对单级好氧生物除磷的影响

以丙酸钠为单一碳源,设置4组不同污泥停留时间(SRT)的SBR(R1:SRT=9 d;R2:SRT=12 d;R3:SRT=18 d;R4:SRT=24 d),考察SRT对单级好氧生物除磷的影响。实验结果表明,当SRT分别为9、12、18和24 d时除磷效率分别为34.2%、85.0%、93.3%和76.7%,单位VSS除磷量分别为1.97、4.62、4.70和3.59 mg-P/g-VSS,SVI分别稳定在89、93、98和123 mL/g左右。随着SRT增大,系统除磷效率及单位VSS除磷量先升高后下降,并在SRT=18 d时达到最大值,而污泥沉降性能逐渐变差。分析各组反应器中内聚物的变化表明,R1中的微生物在外源基质消耗阶段利用糖原质的分解合成多β羟基烷酸盐(PHA),但PHA消耗阶段没有磷酸盐的大量吸收,表现出聚糖菌的代谢方式;R2、R3和R4中的微生物在外源基质消耗阶段通过TCA循环合成PHA,在PHA消耗阶段大量合成聚磷,表现出聚磷菌的代谢方式。     

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.     

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.     

(AO)_2SBR同步脱氮除磷的研究

以人工配水为研究对象,采用厌氧/好氧/缺氧/好氧交替运行的序批式反应器,研究了(AO)2SBR系统同步脱氮除磷的效果,并结合批式实验讨论了同步脱氮除磷的反应机理。研究结果表明,该系统以厌氧1.5 h、好氧1 h、缺氧3h、好氧0.5 h的方式运行,在DO=2.5 mg/L,SRT=15 d的条件下,具有良好的脱氮除磷效果,配水中的总氮、总磷、COD和总有机碳的去除率分别为96.26%、99.87%、90.46%和85.57%。批式实验表明,合成的内碳源越多,氨氮的硝化越充分,反硝化除磷越多。     

生物化学协同除磷研究

采用聚合硅酸铝和聚合硅酸铁两种混凝剂，比较了将混凝剂直接投加到反应器中和对生物反应器出水再进行混凝沉淀2种工艺的除磷效果，并对2种混凝剂的除磷效果进行了比较。结果表明：对于聚合硅酸铝，没有生物协同作用；对于聚合硅酸铁，投加量在40mg／L以下时具有生物协同作用，30mg／L时协同作用最明显；而且聚合硅酸铁的除磷效果好于聚合硅酸铝。     

生物化学协同除磷研究

采用聚合硅酸铝和聚合硅酸铁两种混凝剂,比较了将混凝剂直接投加到反应器中和对生物反应器出水再进行混凝沉淀2种工艺的除磷效果,并对2种混凝剂的除磷效果进行了比较.结果表明:对于聚合硅酸铝,没有生物协同作用;对于聚合硅酸铁,投加量在40 mg/L以下时具有生物协同作用,30 mg/L时协同作用最明显;而且聚合硅酸铁的除磷效果好于聚合硅酸铝.     

Enhanced biological phosphorus removal and recovery

Activated sludge systems designed for enhanced nutrient removal are based on the principle of altering anaerobic and aerobic conditions for growth of microorganisms with a high capacity of phosphorus accumulation. Most often, filamentous bacteria constitute a component of the activated sludge microflora. The filamentous microorganisms are responsible for foam formation and activated sludge bulking. The results obtained confirm unanimously that the filamentous bacteria have the ability of phosphorus uptake and accumulation as polyphosphates. Hydrodynamic disintegration of the foam microorganisms results in the transfer of phosphorus and metal cations and ammonium-nitrogen into the liquid phase. It was demonstrated that the disintegration of foam permits the removal of a portion of the nutrients in the form of struvite.     

污水生物除磷研究进展

水体富营养化是世界性难题,其中磷通常是主要限制因子.生物除磷工艺简单,污泥产量少,可节约能源,运行费用也较低,便于操作和磷的回收.在介绍水体中磷的来源、污染特点及其造成危害的基础上,着重综述了国内外生物除磷的研究进展,并对生物除磷存在的问题和发展趋势提出了一些看法.     

Fe0钝化膜的生物还原及其脱氮除磷

微生物的异化Fe(Ⅲ)还原是一种能够利用Fe(Ⅲ)作为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程。结合这一特性,考察了在兼性厌氧/严格厌氧条件下Fe⁰钝化膜作为Fe(Ⅲ)源时的生物还原能力以及对N、P等营养元素的去除效果。结果表明,严格厌氧条件下微生物异化Fe(Ⅲ)还原能力较好,富集培养至7 d,累计Fe(Ⅱ)浓度达到最大,最大产生速率为98.69 mg/(L·d),同时TP去除率高达97.1%以上。而体系对NH₄⁺-N、TN的去除相对滞后,培养至13 d,去除率开始增大,最终分别达到86.6%和76.1%。这为装填有海绵铁+聚氨酯泡沫载体的SBBR中填料的原位再生问题提供了解决思路。     

强化生物除磷的机理模型研究进展

主要论述了以乙酸盐及葡萄糖作为基质的强化生物除磷的相关机理模型。当以乙酸盐为底物时．重点需要明确导致工艺中微生物代谢模式差异的原因及厌氧条件下还原力供给方式的问题;当以葡萄糖为底物时．主要需要解决厌氧条件下供能方式以及各种微生物之间的关系。某些抑制条件(如供氧不足)可能会促进强化生物除磷效果的实现。强化生物除磷各种机理的差异主要由所驯化的优势微生物种类及其代谢模式不同而造成的。     

铁盐化学除磷对活性污泥生物除磷系统的影响

在小型处理系统中生物除磷同步化学除磷简便易行,但加入的除磷剂本身和形成的化学沉淀物的积累可能会对生物系统造成影响。采用序批式生物反应器,对铁盐的2种投加剂量下对活性污泥系统的影响进行了研究。结果表明,向SBR系统中连续投加15 mg·L-1三氯化铁,表观上系统总体的除磷效率较未投加前有一定幅度的提高,活性污泥的沉降性能得到改善,但这削弱了系统的内在生物除磷效力。随着化学除磷的进行,系统污泥胞内PHA含量减少、糖原含量增加;污泥中PAOs相对数量下降而GAOs的相对数量显著增加,优势菌发生演替。结束投加后,污泥的活性可以缓慢恢复。说明该浓度下长时间连续进行同步化学与生物除磷,会对系统造成一定的损害,但这种损害在停止化学除磷后具有一定的可恢复性。而连续投加3 mg·L-1三氯化铁的SBR系统总体除磷效率较未投加前有所提高,且没有对生物除磷系统产生明显抑制作用,能够较好实现化学除磷和生物除磷的协同。     

Fe^0钝化膜的生物还原及其脱氮除磷

微生物的异化Fe（Ⅲ）还原是一种能够利用Fe（III）作为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程。结合这一特性,考察了在兼性厌氧／严格厌氧条件下Fe^0钝化膜作为Fe（111）源时的生物还原能力以及对N、P等营养元素的去除效果。结果表明,严格厌氧条件下微生物异化Fe（Ⅲ）还原能力较好,富集培养至7d,累计Fe（II）浓度达到最大,最大产生速率为98．69mg／（L·d）,同时TP去除率高达97．1％以上。而体系对NH4-N、TN的去除相对滞后,培养至13d,去除率开始增大,最终分别达到86．6％和76．1％。这为装填有海绵铁＋聚氨酯泡沫载体的SBBR中填料的原位再生问题提供了解决思路。     

A/A/O工艺脱氮除磷运行效果分析

为提高城市污水处理厂科学运行管理水平和出水质量,通过对某污水处理厂污水处理工艺的沿程采样分析,对比分析了A/A/O工艺脱氮除磷效果与工艺运行控制参数之间的相关关系。结果表明,A/A/O工艺对总氮去除率为83.2%,出水中氮的形态主要为硝酸盐氮;出水中总磷浓度基本达到一级A标准,总磷去除率在86.3%以上;缺氧段具有明显...     

污水生物除磷若干影响因素分析

在系统阐述污水生物除磷机理的基础上,深入分析了微生物群体平衡、城市污水水质、环境因子以及工艺运行参数和运行方式等方面对生物除磷效果的影响.分析结果表明:生物除磷系统的溶解氧浓度不宜太高,一般好氧区DO＜2 mg/L,厌氧区DO＜0.2 mg/L;厌氧段存在硝酸盐对生物释磷有负面影响,缺氧段存在一定浓度的硝酸盐有利于生物聚磷;碳源必须充分、易降解;TKN/COD＜0.1的城市污水有利于生物除磷;pH偏碱性可提高生物除磷效率;低温对生物除磷效果影响不明显.     

催化铁耦合生物除磷工艺中生物与化学除磷的关系

研究证明,将催化铁添加至传统生物除磷工艺的厌氧段,可使得生物除磷和化学除磷两者作用耦合。为了研究工艺中生物除磷与化学除磷的关系,采用不同催化铁投配率分别为0、1和2 g Fe/(mg P·d)的3组反应器进行实验。结果表明,催化铁投配率为1 g Fe/(mg P·d)时,系统的除磷效率最佳,去除率在90%以上,生物除磷与化学除磷耦合作用好;负荷为2 g Fe/(mg P·d)时,系统在未达到稳定之前即发生恶化,生物除磷作用受到抑制。铁化合物的积累量过多是系统出现恶化的主要原因:在污泥中铁含量小于30 mg Fe/g MLSS时,生物除磷作用与化学除磷作用两者协同,除磷效率提高;当污泥中铁含量超过52.8 mg Fe/g MLSS时,出现竞争,生物除磷作用受到抑制;通过排泥,降低污泥中铁含量,则除磷功能可以得到恢复。     

An observation on sludge granulation in an enhanced biological phosphorus removal process

A sequencing batch reactor (SBR) seeded with flocculated sludge and fed with synthetic wastewater was operated for an enhanced biological phosphorus removal (EBPR) process. Eight weeks after reactor startup, sludge granules were observed. The granules had a diameter of 0.5 to 3.0 mm and were brownish in color and spherical or ellipsoidal in shape. No significant change was observed in sludge granule size when operational pH was changed from 7 to 8. The 208-day continuous operation of the SBR showed that sludge granules were stably maintained with a sludge volume index (SVI) between 30 to 55 mL/g while securing a removal efficiency of 83% for carbon and 97% for phosphorus. Fluorescent in situ hybridization (FISH) confirmed the enrichment of polyphosphate accumulating organisms (PAOs) in the SBR. The observations of sludge granulation in this study encourage further studies in the development of granules-based EBPR process.     

不同碳源下缺氧/好氧连续流系统生物除磷效果及其机理

为了考察前期发现的以淀粉为唯一碳源、缺氧好氧生物脱氮系统对含多种有机物的废水中磷的脱除,在以淀粉为唯一碳源、已能稳定生物除磷(除磷率达72％)的缺氧好氧连续流生物脱氮系统中,改变进水碳源组成及浓度,测定了系统对磷去除的变化、分析了系统除磷与进水碳源的关系.结果 表明,在进水中淀粉浓度保持为400 mg·L-1(以COD...     

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。     

曝气对电解除磷的影响研究

针对高浓度含磷废水,重点分析了电解除磷工艺中曝气对磷去除率、pH、电导率、电极钝化的影响.结果表明:(1)在电流密度为20 mA/cm2、磷初始质量浓度为200 mg/L,初始pH为5.5～6.5的条件下,当曝气量为1.0、1.5、2.0 L/min时,60 min内磷去除率均接近100%,而且出水中未检测出磷,符合<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)中一级标准,30～40 min内,磷去除率达到了95%以上,磷残余质量浓度小于10 mg/L,相比未曝气的情况,磷去除率有了显著提高;(2)在电流密度为20 mA/cm2、磷初始质量浓度为200 mg/L、初始pH约为3的条件下,曝气溶液的pH在前30 min呈上升趋势.30 rain后趋于平缓,最终停留在8左右;(3)在电流密度为20 mA/cm2、磷初始质量浓度为200 mg/L、初始pH约为3的条件下,曝气溶液的电导率在整个电解除磷过程中先逐步下降,30～40 min后逐步趋于稳定;(4)曝气对于抑制电极钝化、提高磷去除率有着显著效果.