曝气生物滤池处理生活污水研究

研究了上向流式曝气生物滤池反应器对生活污水COD和NH3-N的启动性能.结果表明,在启动期间,COD和NH3-N的最佳去除率分别达到了94.8%和93.2%;稳定运行期间,在气水比为3:1的条件下,曝气生物滤池对COD和NH3-N的平均去除率分别为95.9%和93.7%;沿程COD和NH3-N的去除率随着滤层高度的增加...     

曝气生物活性炭滤池深度处理高浓度氨氮原水

实验研究曝气生物活性炭滤池对于高浓度氨氮原水的处理效果以及工艺运行稳定情况。以某自来水厂常规工艺沉淀池出水预加硫酸铵作为研究对象,原水氨氮平均浓度3.67 mg/L,实验条件:温度31.2℃,pH 7.13,滤速8~12 m/h,气水比0.5和1。采用3种不同工况条件进行实验,确定滤速10 m/h和气水比0.5的为最佳运行工况。在此工况下曝气生物活性炭滤池对于氨氮和COD Mn的平均去除率分别达到87.5%和19.2%,亚硝酸盐积累率为0.9%;出水氨氮浓度达到生活饮用水卫生标准GB5749-2006。同时炭滤池的出水浊度相比进水略微上升。     

臭氧曝气沸石生物滤池处理硝基苯废水

利用臭氧曝气沸石生物滤池处理硝基苯废水,了解了该方法对废水中的硝基苯、氮和磷的去除效果,考察了水力停留时间的变化对污染物去除效果的影响。臭氧曝气沸石生物滤池与空气曝气沸石生物滤池相比,臭氧曝气生物滤池对硝基苯、COD、氨氮的去除效果优于空气曝气沸石生物滤池,对总磷的去除效果与空气曝气沸石生物滤池差别不大。当臭氧曝气沸石生物滤池的HRT=4 h、臭氧浓度为126 mg/L时,对初始浓度为100 mg/L的硝基苯污水去除率接近99%。在相同条件下,空气曝气沸石生物滤池对硝基苯的去除率仅为59%。在HRT=4 h、臭氧浓度为126 mg/L时,臭氧曝气沸石生物滤池与空气曝气沸石生物滤池对COD的去除率为94%和83%,对NH4+-N的去除率为64%和59%,对TP的去除率为42%和45%。     

改进式曝气生物滤池处理高氨氮废水的研究

针对化肥氨氮废水排放量大、氨氮浓度高、C/N低等特点,通过实验研究探讨了添加高效菌种后采用改进式曝气生物滤池对化肥氨氮废水的处理性能、机理及实用性,并与SBR、普通BAF(Biofor)工艺和未添加高效菌种的改进式曝气生物滤池进行了对比。实验结果表明,添加高效菌种后改进式曝气生物滤池可以将氨氮≤200 mg/L,COD≤150 mg/L的化肥废水有效地处理至氨氮≤5 mg/L,COD≤50 mg/L,同时对总氮去除率达60%以上。     

两级曝气生物滤池启动过程研究

曝气生物滤池是在普通生物滤池的基础上开发的污水处理新工艺.研究了两级曝气生物滤池处理生活污水时各级的启动状况,考察了出水中主要污染物和生物滤池内生物量随时间的变化情况.结果表明,氧化有机物的碳化曝气生物滤池的启动速度要远快于氧化氨氮的硝化曝气生物滤池.鉴于这两部分在启动期间表现出来的不同特性,在处理生活污水的时候,为了获得更快的同步启动速度,这两级曝气生物滤池应分别启动,并重点针对硝化滤池增加强化措施.     

曝气生物滤池多孔释碳填料的研制及其对氨氮废水的处理研究

以核桃壳、水泥、沸石为原料制备新型多孔释碳填料(WZ填料),并用其装填搭建曝气生物滤池(BAF)处理氨氮废水。结果表明:WZ填料中沸石∶核桃壳∶水泥的最佳配比(质量比)为1.00∶0.02∶0.30,制得的WZ填料比表面积大,适合微生物生长,可长时间稳定释碳,20d内的释碳量稳定保持在80mg/L左右,WZ填料有助于缩短BAF挂膜启动时间,延长水力停留时间(HRT)可提升BAF对污染物的去除效果,BAF对进水氨氮浓度适应范围较广,在进水氨氮为30～50mg/L时,BAF稳定运行期对氨氮的平均去除率达95%以上,COD平均去除率达76%左右。可见,WZ填料释碳量高且持久性强,有助于解决城市污水处理中反硝化碳源不足问题,提高脱氮效率。     

多级流化床-曝气生物滤池中试处理高氨氮废水

采用多级流化床-曝气生物滤池组合工艺,以高氨氮工业废水为处理对象,研究了中试系统的启动方法、稳定运行阶段对污染物的去除效能及与传统活性污泥法相比的优势。结果表明：采用控制进水流量和逐步增加进水负荷的运行方法,历时近50 d,可实现中试系统的启动;启动阶段,系统对COD和NH₄⁺-N的平均去除率分别为68.74%和97.92%,出水COD和NH₄⁺-N的质量浓度平均分别为176.35 mg·L^-1和13.52 mg·L^-1;稳定运行阶段,系统在进水流量为2.0 m³·d^-1 的工况下,对COD和NH₄⁺-N的平均去除率分别为92.66%和99.32%,出水COD和NH₄⁺-N的质量浓度平均分别为152.24 mg·L^-1和1.32 mg·L^-1,其中,出水的NH₄⁺-N可以稳定达到地表水Ⅳ类水标准。与传统活性污泥法工艺相比较,该中试系统可以实现对COD的去除率从85.37%增加到92.66%,对NH₄⁺-N的去除率从72.53%增加到99.32%。     

二级曝气生物滤池处理城市污水的快速启动

综述了快速挂膜启动方法的最新进展，并通过对二级曝气生物滤池的快速启动试验，表明按设计流速和气水比进行连续培养形成的生物膜，具有生物的固着性好、适应高强度水力冲刷、耐冲击负荷、挂膜迅速的优点。     

应用曝气生物滤池深度处理垃圾渗沥液

北京市某垃圾填埋场渗沥液经二级处理后，其出水中COD、NH4^＋-N、SS和色度等主要污染物质仍不能达标排放。采用升流式曝气生物滤池（UBAF）对垃圾渗沥液进行深度处理后，COD、NH4^＋-N、SS和色度的去除率可分别达到70％、85％、87％～94％和80％，其出水水质可达标排放。     

有机负荷影响好氧颗粒污泥特性的研究

好氧颗粒污泥形成后,逐步提高进水有机负荷(OLR)至好氧颗粒污泥解体,分析OLR对系统运行特性、污泥表面特性及胞外蛋白和多糖的影响.进水OLR在4～8 g/(L·d)、污泥负荷(SLR)稳定在0.42～0.77 g/(g·d)、污泥龄为17.8～60.0 d时,好氧颗粒污泥系统处于最优运行阶段.好氧颗粒污泥形成后,随着进水OLR的提高,十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)能够直观地反映出胞外蛋白分泌量逐渐减少,而多糖分泌量呈相反趋势,导致蛋白/多糖(PN/PS,质量比)值从4.8降至0.9左右.当进水OLR从4 g/(L·d)增至12 g/(L·d)时,污泥表面相对疏水性从75.8%降至38.5%,这可能与胞外蛋白分泌量减少及多糖分泌量增加有关.PN/PS值的降低可能是好氧颗粒污泥在高OLR下解体的内在原因.因此,微生物分泌的胞外多聚物(EPS)中较高的PN/PS值利于好氧颗粒污泥的长期稳定运行.     

高有机负荷对好氧颗粒污泥形成和稳定性能的影响

为探究高有机负荷(organic loading rate,OLR)对好氧颗粒污泥在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中的形成和稳定性能的影响及高OLR条件下微生物群落结构的特征,采用连续监测方法对运行过程中颗粒污泥形貌、水质、沉降性能以及EPS的变化进行探究。结果表明：在OLR为14.4 kg·(m³·d)⁻¹的条件下,颗粒化进程较快,43 d完成颗粒造粒;并且高OLR引起丝状菌在颗粒表面大量附着,造成颗粒沉降性能和水质处理能力不稳定;通过改变进水中蛋白胨的占比来抑制丝状菌生长,使好氧颗粒污泥系统重新恢复稳定;在此过程中,混合液悬浮固体质量浓度(mixed liquid suspended solids,MLSS)、混合液挥发性悬浮固体质量浓度(mixed liquid volatile suspended solids,MLVSS)随OLR的增加而增加,但受丝状菌增加的影响会下降,而在丝状菌消除之后,MLSS和MLVSS恢复增长;SVI随OLR的增加不断下降,而受丝状菌增加的影响会呈现上升趋势,在丝状菌消除后,颗粒沉降性能恢复,SV₃₀/SV₅在1.0左右波动;胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)受OLR和丝状菌影响较大,尤其是紧密结合型的EPS;恢复正常的颗粒污泥可高效去除进水中的COD、NH₄⁺-N和TN,去除率分别为91.5%、92.0%和79.4%;采用MiSeq高通量测序的方法发现高OLR下好氧颗粒污泥中去除有机物和氮的优势菌门为Saccharibacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria;异养硝化、好氧反硝化菌丰度较高。由此可以看出,异养硝化-好氧反硝化可能是好氧颗粒污泥的主要脱氮方式。本研究结果可为SBR系统控制好氧颗粒污泥中丝状菌的生长,维持好氧颗粒污泥稳定性提供参考。     

气浮/曝气生物滤池/多级过滤/离子交换工艺在印染中水回用中的应用

以宁波某印染企业印染中水回用工程为例,对已建工程进行了具体介绍和分析,探讨了气浮/曝气生物滤池(BAF)/多级过滤/离子交换工艺在印染中水回用中的应用.结果表明,在染色机清污分流的基础上,气浮/BAF/多级过滤/离子交换工艺可以成功应用于印染中水回用,同时具有良好的环境效益和经济效益.     

植物种类与水力负荷对人工湿地去除污染物的交互作用

人工湿地去污效能不仅受水力负荷(HL)影响,还与植物种类有关。为研究这2种因素对污染物去除的交互作用,根据植物根系长度,分别构建短根型、中根型及长根型植物潜流人工湿地中试系统,在运行稳定后,考察不同植物种类在不同水力负荷(152、230、305和460 mm/d)下的去污效果。结果表明:植物种类对COD去除率的影响差别不显著,对氮磷去除率有显著影响,且去除率符合长根型 > 中根型 > 短根型;水力负荷对COD、TN、NH4+-N和TP的去除均有显著影响,随着水力负荷减小去除率均逐渐升高;植物种类与水力负荷的交互作用对各污染物去除率均有显著影响,且受水力负荷影响较大,TN、NH4+-N的去除在水力负荷较小时交互作用较明显,COD去除的最优HL为230 mm/d。因此,在人工湿地设计时应考虑植物种类与水力负荷的交互作用。     

水力负荷和回流比对前置反硝化BAF系统处理玉米青贮液的影响

采用前置反硝化BAF系统处理玉米青贮液,在前期实验的基础上重点考察了水力负荷和回流比对COD、NH3-N、TN的去除效果。结果表明,前置反硝化BAF系统处理玉米青贮渗出液有着良好的除碳脱氮效果;在气水比为2：1、水力负荷2．60m3／（m2·h）、回流比为300％的条件下COD、NH3-N、TN的去除率分别达到89．6％、84．5％和81．3％;出水浓度分别为22．36、16．28和22．81mg／L;水力负荷影响着系统内生物膜的更新速度、生物膜的厚度以及水的剪切力大小;回流比对该系统脱氮性能有着重要影响,当回流比从50％提高到300％时TN去除率显著提高,从42．3％增加到81．3％,增加了39．0％。     

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.     

C/N比对好氧颗粒污泥性能的影响

在SBR内接种活性污泥,研究了进水C/N比对好氧颗粒污泥的影响。结果表明,在高C/N比的条件下污泥不易快速颗粒化,沉降性能差,低C/N比有利于反应器内微生物的积累,MLSS最高可达8 740 mg/L,然而过低的C/N比将导致颗粒粒径增加,结构疏松以致解体,丝状微生物过度繁殖,不利于系统的稳定。对有机物的去除受进水C/N比的影响不明显,颗粒初步形成后对COD的去除率基本维持在87%左右;在C/N比为6.67～2.86之间时,除磷效果较好,平均去除率稳定在80%以上,而C/N比过高或过低,污泥颗粒化程度差,体系内缺乏除磷所需的微观环境,不利于磷的去除;进水C/N比对NH4＋-N的去除效果影响明显,C/N比为10时,好氧颗粒污泥具有良好的脱氮效果,NH4＋-N的平均去除率达90.59%,但低C/N比能抑制硝化菌和反硝化菌的活性,当进水C/N比由5降低至2时,反应器对NH4＋-N的去除率由65.23%下降到38.77%。     

O_3/BAF工艺系统中有机物生物降解数学模型

研究臭氧预氧化/曝气生物滤池（O3/BAF）联合工艺深度处理实际城市污水二级出水过程中,后续BAF系统中有机物的生物降解数学模型。以有机底物浓度、填料层高度两个基本变量为控制条件,研究BAF的总体运行常数和填料特性常数,得出BAF有机物生物降解动力学方程为（Se/S0）=exp（（-Kn/qSh0））。出水与进水COD浓度比值（Se/S0）的对数与反应器填料高度（h）之间可表达成一次函数关系。在不同的进水浓度（S0）下,根据ln（Se/S0）~h和关系式m=（K/qS0n）,得到方程ln（qm）=-nln（S0）＋lnK。BAF总体运行常数K和填料特性常数n分别为1.708和0.5063。该模型对BAF工艺有如下指导意义：可以根据设计流量、进水有机物浓度和出水浓度,初步确定BAF的尺寸（如横截面积、高度等）。     

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。     

O3/BAF工艺系统中有机物生物降解数学模型

研究臭氧预氧化/曝气生物滤池（O₃/BAF）联合工艺深度处理实际城市污水二级出水过程中,后续BAF系统中有机物的生物降解数学模型。以有机底物浓度、填料层高度两个基本变量为控制条件,研究BAF的总体运行常数和填料特性常数,得出BAF有机物生物降解动力学方程为S_e/S₀=exp(－Kh/qSⁿ₀)。出水与进水COD浓度比值（S_e/S₀）的对数与反应器填料高度（h）之间可表达成一次函数关系。在不同的进水浓度（S₀）下,根据ln（S_e/S₀）~h和关系式m=K/qSⁿ₀,得到方程ln(q_m)=－nln(S₀)+lnK。BAF总体运行常数K和填料特性常数n分别为1.708和0.5063。该模型对BAF工艺有如下指导意义：可以根据设计流量、进水有机物浓度和出水浓度,初步确定BAF的尺寸（如横截面积、高度等）。