不同碳源和泥龄对反硝化聚磷的影响

在4个SBR装置(1#~4#)中,对4种不同比例的丙酸/乙酸合成废水采用厌氧/缺氧方式驯化富集反硝化聚磷菌(DPB),研究了碳源浓度和污泥龄对除磷的影响。实验结果表明:(1)厌氧段碳源COD浓度越高,释磷越充分,溶解性正磷酸盐(SOP)去除率越高;但当碳源COD浓度超过某个浓度值时,未反应完全的有机物残留于后续缺氧段对缺氧吸磷产生抑制作用。(2)污泥龄SRT=15 d时,活性污泥的性能较好,达到了较好的除磷效果。(3)在相同碳源浓度和相同的污泥龄下,随着丙酸/乙酸比例的提高,SOP的去除率逐渐的降低。说明在厌氧/缺氧环境下,碳源中丙酸比例的提高不利于系统中磷的去除。高乙酸含量的碳源更适合反硝化除磷系统。     

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.     

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...     

进水碳氮磷比对反硝化除磷效果及碳源转化利用影响

厌氧/缺氧序批式活性污泥反应器中,以乙酸钠为单一碳源培养反硝化聚磷菌,考察了碳氮磷比对反硝化除磷效果及碳源转化利用的影响。结果表明:(1)进水有机碳源的浓度直接影响厌氧段磷的释放。进水碳氮磷质量比为20∶6∶1时,系统反硝化除磷效果最佳,去除氮磷所需的耗氧有机物最少,磷酸盐和总氮去除率分别达到98.1%和98.8%。(2)胞内聚β-羟基丁酸(PHB)的积累和消耗与COD的降解、糖原质的合成有良好的相关性。进水COD越高,厌氧段PHB的储存量越大,合成1.0mg/g的PHB约需要降解5mg/L的COD。缺氧段PHB为反硝化除磷提供能量并再合成糖原质,生成0.63mol的糖原约需要消耗1mol的PHB。     

碳氮磷比例失调城市污水的同步脱氮除磷

为解决现行同步脱氮除磷工艺处理南方地区碳、氮、磷比例失调城市污水中,因C/N、C/P偏低,碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题,试验以碳源偏低的广州市城市污水为研究对象,采用厌氧/好氧交替运行的SBR系统,通过对厌氧、好氧时段的合理调控,在无需额外添加碳源的条件下,有机物、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别可达90%、72%、41%和99%,不仅能使有机物和氮的出水指标达到国家排放标准,而且总磷出水浓度能达0.5 mg/L以下。通过进一步分析同步高效脱氮除磷的影响因素和控制条件,得出合理污泥龄的控制是实现同步脱氮除磷的关键,厌氧/好氧交替运行的方式不仅强化了磷的释放和吸收,而且降低了碳源偏低和硝酸盐对同步脱氮除磷影响的结论。     

长期缺氧吸磷驯化下强化生物除磷系统污泥除磷方式的转化

采用交替厌氧/缺氧/好氧运行的序批式活性污泥反应器(SBR),通过梯度投加电子受体NO_3~-,考察长期缺氧吸磷驯化下强化生物除磷(EBPR)系统的性能及除磷方式的转化。结果表明,当进水COD为300～450mg/L、PO_4~(3-)(以P计,下同)和氨氮分别为8、14mg/L时,驯化期间TN去除率均保持在75%以上,长期缺氧吸磷驯化对COD和氨氮的去除没有影响。硝态氮投加量为5mg/L时,EBPR系统因电子受体投加不足除磷性能迅速恶化,增加硝态氮投加量至10mg/L,经过近30d的恢复,缺氧吸磷率最高可达97.67%,进一步提高硝态氮投加量至15mg/L,系统内硝态氮的积累导致缺氧吸磷率下降。污泥吸磷小试结果表明,经缺氧吸磷驯化后,即使除磷性能欠佳的低浓度电子受体系统污泥也具有良好的反硝化吸磷能力,可见经NO_3~-长期驯化的缺氧吸磷系统有利于筛选以NO_3~-为电子受体的反硝化聚磷菌。     

补充碳源对交替式厌氧/好氧生物滤池生物蓄磷/回收磷的影响

碳源不足是废水高效脱氮除磷、磷回收的限制因素,研究高效利用碳源同时能提高磷回收效果的的新工艺及其运行方式尤为重要。本研究采用连续式厌氧/好氧交替生物滤池(AABF)处理低碳磷比废水(COD/P=11),并研究碳源的补充方式(间歇型、连续型、连续循环型)、补充周期对生物滤池除磷、回收磷的影响;采用生物膜吸收并蓄积废水中的磷,并采用定期补充碳源方式诱导生物滤池内聚磷菌群(PAOs)充分释磷,以便形成高浓度的磷回收液,同时在PAOs胞内积累内源性碳,用于后续的生物除磷。结果表明,连续循环型碳源补充方式优于其他两种碳源补充方式,合理缩短碳源补充周期利于提高AABF的生物除磷以及磷回收效率;定期补充AABF进水碳源可增加AABF生物膜内聚羟基丁酸酯(PHB)含量、大幅提高AABF厌氧释磷浓度、提高厌氧释磷(磷回收)过程中PAOs的对碳源的利用效率。     

(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。     

间歇曝气SBR工艺脱氮除磷试验研究

采用间歇曝气序批式反应器(SBR)工艺,通过曝气时间、交替次数的调整对该系统的脱氮除磷效果进行了研究,最终将工艺确定为厌氧1.5 h、好氧1.0 h、缺氧1.0 h、好氧20 min、缺氧1.0 h、好氧20 min.同时进行批式试验,对不同阶段的反硝化除磷菌(DPAOs)占除磷菌(PAOs)的比例进行了计算.结果表明:该系统与最初的厌氧/好氧SBR相比节省了44%的曝气量,且对COD、总氮、氨氮和磷的去除率分别达88%、89%、100%和100%,系统中DPAOs所占比例为39%.     

厌氧-立体循环一体化氧化沟除磷脱氮工艺中影响厌氧释磷的因素研究

本研究考察了厌氧-立体循环一体化氧化沟工艺(AN-IODVC)中厌氧释磷效果及诸影响因素.研究结果表明,AN-IODVC除磷脱氮系统中好氧污泥的VSS/MLSS值比厌氧污泥小,好氧污泥含磷量与厌氧污泥含磷量的差值和TP去除率、厌氧磷释放率及厌氧ORP呈良好的线性相关关系.厌氧磷释放的最佳条件为:污水COD/TP＞55,维持厌氧区ORP低于-400mV.     

溶解氧对EBPR主流除磷及侧流磷回收性能的影响

采用交替厌氧/好氧(An/O)模式下运行的SBR,考察不同溶解氧(DO)浓度(1.0、0.5、0.1 mg·L−1)对同步侧流磷回收的强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal,EBPR)主流系统除磷及侧流磷回收性能的影响。结果表明,整个实验阶段主流系统对COD、${{\rm{NH}}_4^ + }$-N及TN的去除均能稳定达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》一级A标准,其中TN因出水${\rm{NO}}_3^ - $-N浓度的降低而降低,故TN去除率升高。DO为1.0 mg·L−1和0.5 mg·L−1时对磷的去除率分别为99.0%和95.4%,主流系统出水磷达标率分别为96.0%和84.0%。而当DO浓度过低(0.1 mg·L−1)时,硝化与吸磷对有限电子受体的竞争及吸磷时间不足导致反应结束时系统内平均磷残留量达1.02 mg·L-1,除磷率降至87.2%。鉴于侧流磷回收是对主流系统的磷剥夺,会影响污泥的好氧吸磷能力,继而厌氧阶段释磷量因侧流提取降低。与此同时,DO为1.0 mg·L−1时,侧流磷回收率较其余2个工况高,且此工况下主流系统的厌氧释磷及好氧吸磷能力均最高,考虑到主流工艺的可靠运行及出水稳定性,认为DO=1.0 mg·L−1为最优工况。     

基于氧利用速率表征好氧吸磷过程特性

过程监测及调控是废水生物除磷工艺得以长期稳定运行的基础。为了获取氧利用速率（OUR）在生物除磷过程的潜在应用及该过程氧利用特性,开展聚磷菌好氧吸磷过程的呼吸测量实验,分析了OUR曲线变化与磷酸盐浓度变化、胞内聚合物（PHAs）氧化、外源COD存在与否与浓度变化及pH变化之间的响应关系。研究得到如下结果：富集污泥无磷酸盐存在时,体系依然存在明显的氧利用行为,在不吸磷的情况下聚磷菌胞内的PHAs依然会好氧氧化;外源COD的存在将改变PAOs吸磷速率并延长好氧吸磷的结束时间;体系初始pH的不同导致好氧吸磷效率、吸磷过程pH变化趋势及变化程度的不同;不同的初始条件得到不同的OUR。分析证实,利用测量OUR来监测聚磷菌好氧吸磷过程的运行状态是可行的。     

预缺氧池配水比对Johannesburg工艺脱氮除磷效果的影响

以处理城市污水的中试规模Johannesburg工艺为对象,探讨不同配水比对预缺氧池的反硝化及Johannesburg工艺脱氮除磷效果的影响。在总HRT为12.86 h,预缺氧池HRT为0.6 h的条件下,当配水比分别为0%、10%、20%和30%时,预缺氧池硝酸盐去除率分别为37.67%、78.95%、87.62%和94.95%,对应的厌氧池磷酸盐浓度分别为8.72、19.37、16.1和12.99 mg/L。预缺氧池最佳配水比为10%,此时厌氧段释磷速率、好氧吸磷速率和缺氧吸磷速率分别为6.94、3.17和2.12 mg/(g MLSS·h),厌氧池中磷的最大浓度和污泥中的磷最大含量可达到19.37 mg/L和25.7 mg TP/g MLSS。出水COD、NH3-N、TN和TP等各项水质指标有80%以上的概率达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A标准。     

贫营养中药废水处理系统稳定性析因

云南某制药厂生产废水有机物浓度高、氮磷含量低(贫营养),但废水处理系统长期运行稳定,且处理效果好,COD和BOD的去除率均能达到90%以上。为揭示该贫营养污水处理系统长期高效稳定运行原因,分别从工艺运行和微生物学角度对该系统进行了全面分析。结果表明,该系统厌氧和好氧段氮磷含量低,TN、TP的质量浓度分别为9.68 mg·L⁻¹、1.17 mg·L⁻¹和6.18 mg·L⁻¹、0.25 mg·L⁻¹;该系统好氧池和厌氧池中均发现了以降解有机物为主的优势菌属,好氧池比厌氧池具有更高的微生物丰富度和多样性。好氧池中主要菌属为Amaricoccus、Methylibium、Reyranella和Plasticicumulans4种。其中,丰度最高的Amaricoccus占比为8.03%,该菌属能在氮、磷营养受限的环境中增殖。厌氧池中的优势菌属为Geobacter、Paludibacter、Leptolinea和Syntrophomonas。其中,占比2.49%的Leptolinea为贫营养菌属。贫营养环境条件对微生物群落的生长施加了选择压,促进了贫营养菌的优势增长。这些优势菌在废水处理系统降解污染物的各个阶段分工合作,保障了该系统的稳定运行和良好的处理效果。     

后置反硝化的设置对低温下碳源调控-回收磷工艺系统(BBNR-CPR)脱氮除磷的影响

采用连续运行式生物膜脱氮蓄磷-碳源调控回收磷系统(biofilm bio-nutrient removal carbon source regulated phosphorus removal,BBNR-CPR)处理低C/N比(3.4~6.9)模拟生活污水。通过反应器内生物膜来蓄积废水中的磷,同时采用周期性投加高浓度的外加碳源,诱导释放生物膜内蓄积的磷且对其进行回收。在此基础上,通过增设后置缺氧段,同时增加好氧内循环量、提高磷回收阶段补充碳源浓度等方式,强化BBNR-CPR系统的运行,以期实现低温下(<15 ℃)系统的同步脱氮蓄磷/回收磷的目标。结果表明,在低温下引入后置缺氧段,可节省27%的曝气能耗,并能维持该系统脱氮除磷性能的稳定性。在进水${{\rm{NH}}_4^ +} $-N、TP浓度分别为50 mg·L−1、15 mg·L−1的条件下,该系统对${{\rm{NH}}_4^ +} $-N、TN和TP的平均去除率分别达到了89.12%、82.14%和89.24%。在单个生物蓄磷-磷回收周期(7 d)内,随着系统运行时间的延长(第3~6天),生物膜内反硝化聚磷菌体内的PHA的不断消耗,系统的缺氧吸磷速率仍可维持稳定,第3和6天分别为7.51 mg·(L·h)−1和7.83 mg·(L·h)−1)。在该运行方式下,系统后置缺氧段每去除1.00 mg ${{\rm{NO}}_3^ - }$-N可耦合去除0.76 mg TP;且该阶段限制反硝化除磷的主要因素是进水氨氮转化时产生的硝态氮(反硝化吸磷电子受体)的浓度。通过对生物膜样本进行16S rRNA高通量测序分析,发现系统内的优势菌群为Candidatus Competibacter、Candidatus Nitrotoga、Phaeodactylibacter、Thiothrix和Dechloromonas。     

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%。     

厌氧-好氧接触氧化处理汽车脱脂废水研究

采用厌氧UASB-好氧接触氧化工艺对汽车脱脂废水进行连续处理实验研究。结果表明,在脱脂废水进水COD浓度为6 000 mg/L,厌氧水力停留时间为3.4 d,好氧水力停留时间为2.5 d条件下,COD总去除率平均为93%,厌氧段平均值为38%。厌氧段可以提高出水的可生化性,厌氧-好氧接触氧化工艺效果要明显优于好氧工艺。     

Investigation of OUR and NUR experiments for nitrogen and phosphorus removal with activated sludge: a lab-scale study

Activated sludge systems are widely used in wastewater treatment. Organic carbon removal and nutrient removal are important for stringent water discharge standards. Therefore, activated sludge systems are widely used to remove carbon, nitrogen and phosphorus in new wastewater treatment systems or upgrades of existing systems. The determination of system compounds and kinetic parameters for modelling of these systems are important. For this purpose, respirometric measurements are used to reveal the electron consumption rate of biomass. In order to determine OUR (oxygen uptake rate) and NUR (nitrate uptake rate) parameters, a laboratory scale activated sludge system, including anaerobic, anoxic and aerobic zones, was developed. The performance of the system was continuously controlled from influent and effluent samples. OUR and NUR measurements indicated the kind of nitrogen-phosphorus removal systems required. Moreover, phosphorus uptake in the anoxic zone was investigated. It was found that phosphorus uptake in the anaerobic zone was related to substrate type consumed biologically. The OUR and NUR were found to be lower than in continuous activated sludge measurements. This may be because the mixed culture of the system affected the system performance, owing to competition between denitrification bacteria and poly-P bacteria.     

高效聚磷菌的选育及其特性研究

从鱼塘底部污泥中分离驯化得到一株高效聚磷菌株P5,采用厌氧/好氧(A/O)方式培养,在厌氧阶段3 h的最大释磷量为17 mg/L;在好氧条件下培养16 h后,P5对总磷(PO43--P)浓度为10~30 mg/L的模拟废水的除磷率均可保持在90%,COD的去除率达到82.1%。染色实验表明,P5是革兰氏阴性球杆菌,菌体内含有异染颗粒。     

催化铁与生物法耦合除磷工艺特性

为了研究催化铁与生物耦合后对生物除磷特性的影响,实验采用人工配水用厌氧／好氧间歇流式富集培养聚磷微生物。对比发现,催化铁与生物耦合组中厌氧末段ORP降低了约60mV,pH值小幅度的上升（≤0．3）,整个培养过程中铁离子的浓度开始快速增加,之后趋于稳定（约40mgFe／gMLSS）。对好氧末段污泥SVI值比较发现,耦合工艺污泥沉降性能得到改善。除磷曲线比较发现,耦合组中厌氧末段磷的释放量下降,而好氧阶段磷的吸收速率增加;胞内聚合物提取表明,耦合组厌氧末段聚磷菌细胞内PHA含量有提高,好氧末段糖原含量有下降。磷形态提取分析表明,耦合组好氧末段污泥中无机态PO3 4-- P含量更高。低浓度铁离子可以起到与生物耦合同步除磷的目的,本工艺长期运行未发现耦合体系中催化铁对除磷的抑制作用。