好氧颗粒污泥的性质及其在脱氮除磷中的应用

阐述了好氧颗粒污泥的污泥特性、培养条件和影响因素 ,比较了三种SBR反应器中颗粒污泥特性的差异 ,介绍了好氧颗粒污泥的形成机理及其在脱氮除磷过程中的应用情况     

不同粒径曲霉-好氧颗粒污泥的微环境对脱氮除磷能力影响

针对目前实验室好氧颗粒污泥颗粒化慢,稳定性差等问题。以自发成球的曲霉为核心,开发了絮状污泥的快速颗粒化技术,提高体系运行稳定性。对形成的大 (3.0 mm<d≤5.0 mm) 、中 (1.5 mm<d≤3.0 mm) 、小 (d≤1.5 mm) 3种尺寸的曲霉-好氧颗粒污泥 (Aspergillus-AGS) 进行了性能对比,然后结合脱氮除磷性能实验监测数据,对曲霉投加后菌群结构的演变进行分析。大尺寸的Aspergillus-AGS是最优选,能促进胞外多聚物的分泌,从而有利于颗粒化性能提高,维持颗粒稳定结构,并且提高了污染物去除效率。在投加不同粒径的反应器中,通过菌群分析,曲霉Aspergillus作为优势载体菌种在对照组絮状污泥、大、中和小尺寸反应器中占比分别是4.17%、85.67%、47.20%和58.00%。此外,大尺寸颗粒反应器中,细菌种类NOB、PAO占比相比其他反应器明显更高,其中反硝化菌Ferruginibacter、Castellaniella等丰度较高,脱氮除磷有明显优势,L-AGS体系6 h内氨氮的去除率为77.2%,总氮去除率为52.8%,总磷的去除率为49.2%,硝酸盐的去除率为93.9%。     

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0．5mg／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。     

好氧颗粒污泥处理低碳氮比实际生活污水的运行效能

以低碳氮比实际生活污水为基质,在不外加碳源的前提下,在序批式活性污泥反应器(SBR)内培养好氧颗粒污泥(AGS)。结果表明：经过30 d的连续运行可成功培养出好氧颗粒污泥,成熟的好氧颗粒污泥SVI约为50 mL·g⁻¹,MLSS为4.5 g·L⁻¹左右,平均粒径达到608.3 μm;反应器连续运行超过180 d,在整个运行过程中,以C/N为2~6的实际生活污水为基质,COD平均去除率为89.5%,TN平均去除率为78.5%,TP平均去除率可达70%以上。好氧颗粒污泥脱氮除磷的沿程实验结果显示,其可实现同步高效脱氮除磷,氮的去除主要源于同步硝化反硝化,其独特的分层结构能够保证在外部较高的溶解氧环境下颗粒污泥内部同时完成反硝化过程。     

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。     

厌氧、缺氧、好氧多级交替SBR脱氮除磷试验研究

以实际生活污水为研究对象,采用厌氧、缺氧、好氧多级交替序批式反应器(SBR)工艺,通过曝气时间、交替次数的凋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1.0h-缺氧1.0h-好氧20 min-缺氧 1.0 h-好氧20min.试验结果表明:该系统与传统的SBR相比节省了44%的曝气量,且对COD、TN、TP去除率分别达85%、78%、99.5%,同时发现曝气过程 NO2-N和NO3-N的累积可能会对好氧吸磷产生抑制作用.     

DS-EBPR颗粒污泥和絮状污泥除磷效能

为提高反应器的稳定性,同时对硫循环协同反硝化生物除磷（DS-EBPR）颗粒污泥和絮体污泥的脱氮除磷效果以及物质转化规律进行对比研究,实验采用序批式活性污泥反应器（SBR）分别培养DS-EBPR絮体污泥和颗粒污泥。结果表明：GSBR（颗粒污泥SBR）乙酸根平均去除率和磷平均去除率均高于FSBR（絮体污泥SBR）;且GSBR中PHA（聚羟基脂肪酸）的作用机制相比于FSBR明显优于glycogen（糖原）,表明GSBR具有更好的功能微生物富集作用;反应器运行过程中poly-S（聚硫颗粒）储存形式的转变表明DS-EBPR系统中poly-S的转化形式并不是根据反应阶段固定的,而是根据系统能量供需状态变化的,且对比硫循环转化效果显示GSBR的能量利用效率高于FSBR。     

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%.     

高负荷条件下好氧颗粒污泥同步脱氮除碳特性及微生物群落结构分析

为研究高负荷条件下好氧颗粒污泥的形成过程、同步脱氮除碳效果和微生物群落结构特点,构建了一个序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)。结果表明,C/N=40进水条件下能够完成颗粒化,成熟后的好氧颗粒污泥呈表面光滑结构紧实的椭球体。随着颗粒粒径增大,其比好氧速率提高、含水率下降、沉降性能变好、生物量增加。颗粒形成过程产生的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)先增加后受水质冲击减少,之后又明显提高,整个过程中多糖与蛋白质之比(PS/PN)持续下降,EPS中的蛋白质对颗粒的形成影响较大。SBR中的好氧颗粒污泥能够同时高效去除进水中的COD、N H_4~+-N和TN,去除率分别为94%、96%和93%,反应器的反硝化性能良好。C/N=40时,采用MiSeq高通量测序方法对成熟好氧颗粒污泥中的群落结构进行研究,发现存在促进颗粒化的优势菌门(包括Saccharibacteria、Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Firmicutes和Chloroflexi)。同时,在颗粒污泥中,异养硝化、好氧/缺氧反硝化菌属丰度较高,表明异养硝化-好氧/缺氧反硝化菌属可能存在于好氧颗粒污泥中。     

UniFed SBR工艺除磷脱氮机理研究

采用UniFed SBR工艺试验装置处理实际生活污水,确定了出水不受进水扰动影响的合适排水比.当将进水/排水时间固定为2 h,排水比不高于41.67%时,可以实现进水与出水的分离,保证良好的出水水质.通过试验分析了UniFed SBR工艺的除磷脱氮机理在于:进水/排水阶段在反应池底部先后发生了反硝化作用和厌氧释磷反应,后续曝气阶段发生硝化作用和好氧吸磷,因此通过该工艺,可实现同步除磷脱氮.     

好氧颗粒污泥法处理石化废水

实验以吉林石化污水处理厂初沉池出水为原水在SBR中培养好氧颗粒污泥。实验初期,依次以比例为40%、60%的含石化废水的培养液进行培养,于第15天SBR中出现颗粒污泥,此后直接采用石化废水培养,同时逐步缩短沉降时间,第27天起反应器出水稳定,COD去除率达到89%,TN、NH3-N和TP去除率分别达到56%、86%和90%。采用此方法培养的颗粒污泥平均粒径约为1.3 mm,外表棕黄色,颗粒表面粗糙,在扫描电子显微镜(SEM)下观察到好氧颗粒污泥主要由杆状菌和丝状菌组成,颗粒内部存在若干孔隙。研究结果表明,在SBR中通过逐步增加石化废水进水比例,缩短沉降时间可以快速培养出好氧颗粒污泥,好氧颗粒污泥处理石化废水效果良好。     

碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,分别以丙酸钠、乙酸钠/丙酸钠(1:2 碳/碳)、乙酸钠和葡萄糖为外加碳源,建立同步脱氮除磷的静置/好氧/缺氧序批式反应器(SOA-SBR)。通过比较长期运行过程中各反应器的脱氮除磷效果,考察不同碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响,并通过分析典型周期内氮、磷元素及微生物体内储能物质的变化,探究其影响机理。结果表明,丙酸钠为碳源时SBR能获得96%的最佳除磷效果以及78.3%的总氮去除率;乙酸钠为单一碳源时可取得92.3%的除磷率和93.7%的总氮去除率;而混合碳源对于氮、磷的去除能力介于丙酸钠和乙酸钠之间;葡萄糖为单一碳源时系统对于磷和总氮的去除率仅26%和36.7%。丙酸钠和乙酸钠均能取得良好的同步脱氮除磷效果,但乙酸钠对总氮去除能力更佳。通过分析典型周期中内聚物含量变化表明,微生物体内聚羟基脂肪酸酯(PHA)和糖原质含量的变化与系统反硝化能力和溶解性正磷酸盐(SOP)去除效果呈正相关性。     

螺旋升流式反应器脱氮除磷系统的运行效果与污泥性能分析

对螺旋升流式反应器脱氮除磷及去除COD的运行效果进行了研究 ,该系统连续稳定运行 6个月的结果表明 ,能保证出水平均质量浓度TN小于 1 0mg/L ,TP小于 0 5 0mg/L ,COD小于 31mg/L ,对TN、TP和COD的去除率分别达 86 %、96 %和 94 %以上。并且对SUFR系统的污泥性能进行了分析 :(1 )螺旋升流特征使本反应系统中的污泥易于颗粒化 ;(2 )SUFR系统中的微生物种群具有多样性 ;(3)污泥在好氧反应器中表现出了同步硝化反硝化功能 ;(4 )污泥在缺氧反应器表现出了反硝化吸磷现象     

SBAR内不同有机负荷下2种好氧颗粒污泥形成及除磷性能

在SBAR中首先采用低有机负荷继而提高负荷的方法成功培养出2种不同类型的好氧颗粒污泥。在长期培养过程中,对SBAR系统中的微生物特征包括污泥浓度、SVI沉降指数等指标及系统对废水中COD和氮磷去除性能进行评估。在稳定阶段,通过在不同浓度NaCl溶液中测试和对比SBAR内2种颗粒污泥的沉降性能。结果表明,系统经过89 d的低有机负荷(0.75 kg COD/(m3·d))运行,小颗粒污泥缓慢形成,表面光滑,外观规则为近似球形;大幅度提高有机负荷(1.6 kg COD/(m3·d))促使大颗粒污泥的快速形成,多数为椭球形,并且颗粒边缘清晰透明;经过93 d稳定运行,成熟的小颗粒和大颗粒的平均直径分别为0.35 mm 和1.35 mm;随着大颗粒污泥的增多,系统除磷效果明显增强;在不同盐浓度(0%~15%)条件下大颗粒污泥比小颗粒污泥沉降速度更高;小颗粒污泥在大于2%的NaCl溶液出现悬浮现象而大颗粒仅在15%的NaCl溶液出现悬浮现象,进一步说明大颗粒污泥密度相对较大。     

污泥回流分离工艺（RSSP）除磷脱氮试验研究

介绍了一种新型的脱氮除磷工艺——回流污泥分离工艺（return sludge separate process）,及其运行情况。该工艺在传统的厌氧缺氧好氧（A²/O）的模式下,针对硝酸盐对厌氧释磷的抑制问题进行改进,提出回流污泥的气浮浓缩分离方案,以提高系统的脱氮除磷效果。研究结果表明,在进水COD为250～400 mg/L,NH⁺₄-N为30～45 mg/L,PO^3-₄-P为8～10 mg/L左右时,该工艺对NH⁺₄-N和PO^3-₄-P的去除率分别可达79.3%和95%。该系统与A²/O的平行比较数据表明,该系统能够提高氮磷综合处理效率,解决A²/O处理工艺中存在无效释磷和硝酸根抑制问题。     

反硝化除磷颗粒污泥培养方式的对比实验研究

采用两完全相同的气升式间歇反应器（SBAR）进行反硝化除磷颗粒污泥培养方式的对比实验研究。R1始终以厌氧/好氧/缺氧（A/O/A）模式运行,在颗粒化的同时富集反硝化除磷菌（DPAOs）;R2以厌氧/好氧（A/O）模式培养颗粒,待颗粒形成后加入缺氧段,形成A/O/A模式,强化富集DPAOs。结果表明,R2中颗粒化时间较短,但所形成颗粒的沉降速率和比重分别为30.4 m/h和1.022 g/cm³,低于R1培养颗粒的35.9 m/h和1.061 g/cm³;R1中颗粒对于COD、NH⁺₄-N、TN和TP的平均去除率分别是86%、98%、82%和91%,高于R2中的86%、99%、74%和66%;反应器运行至183 d时,DPAOs所占比例分别为44.7%和20.9%。     

生物脱氮除磷工艺中的微生物及其相互关系

本文着重对近年来脱氮除磷微生物学方面的研究进展进行了综述 ,分析了生物脱氮除磷反应器中各类功能微生物间的相互作用关系 ,营养物代谢机理和对处理效率的贡献 ,讨论了脱氮除磷生物学应深入研究的一些问题。     

超长污泥龄对MPR工艺脱氮除磷效果的影响

针对高MLSS下系统的稳定运行及脱氮除磷效果,采用微压内循环生物相反应器(MPR)处理模拟城市污水,探究了超长污泥龄(SRT)在50、70、90d时,MPR不断减少剩余污泥排放量下的脱氮除磷效果.结果表明,当SRT由50d提升至90d时,MPR工艺的脱氮能力得到增强,TN的平均去除率由75.97％提高到84.60％.在...