亚硝酸对聚磷菌好氧吸磷抑制作用研究

为确定亚硝酸对聚磷菌好氧吸磷的抑制作用,利用批量实验研究了在不同pH下不同浓度的亚硝态氮对聚磷菌好氧吸磷过程的影响.实验结果表明,亚硝酸对聚磷菌好氧吸磷具有更直接的影响;亚硝酸质量浓度达到0.001 00 mg/L时,聚磷菌好氧吸磷即会受到50％的抑制.聚磷菌受到较低浓度的亚硝酸抑制时,其在无亚硝酸存在的环境中好氧吸磷能力基本能恢复.     

盐度对活性污泥硝化功能的影响

利用批量试验研究了盐度对常规活性污泥(非耐盐污泥)硝化功能的影响;通过逐步提高试验水的NaCl浓度驯化活性污泥,考察了驯化污泥的硝化功能;并进一步研究了适应于某NaCl浓度的耐盐硝化菌在受到盐度冲击时,其硝化功能的变化.结果表明,常规活性污泥中的硝化菌对盐度较敏感,当试验水中的NaCl质量浓度达到10.0 g/L时,污泥比硝化速率降低86%;通过逐步提高试验水的NaCl浓度对活性污泥进行长期驯化,可以驯化出耐盐硝化菌,耐盐污泥的比硝化速率接近于常规活性污泥的比硝化速率;适应于某NaCl浓度的耐盐硝化菌在受到盐度冲击时,NaCl浓度突然增加会对其产生更强的抑制作用.     

盐度对活性污泥驯化前后硝化特性的影响

通过批量试验系统研究了盐度对常规活性污泥硝化作用的影响以及污泥在含盐环境中经过驯化后其硝化功能的变化.试验结果表明,硝化菌比亚硝化菌对盐度更敏感,废水中含盐浓度为5 g/L时,对常规活性污泥中的亚硝化菌影响不大,硝化菌会受到一定程度的抑制;当含盐浓度超过10 g/L时,硝化菌和亚硝化菌均会受到严重抑制;含盐浓度大于30 g/L时,亚硝化菌和硝化菌已经完全受到抑制.在污泥驯化初期,耐盐硝化菌群数量较少,比硝化速率较低,硝化产物中亚硝态氮大量积累;随着驯化时间的延长,耐盐硝化菌群数量增加,比硝化速率增加,亚硝态氮累积量减少.污泥经过驯化后,硝化菌群可以逐渐适应高盐环境,在含盐浓度为30 g/L时硝化反应仍能进行.     

利用亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集

依据DPB原理,利用SBR动态反应器和静态释/聚磷装置.以A2/O工艺厌氧段污泥为种泥,研究以亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集,同时对选择、富集污泥的反硝化聚磷性能进行了考察.结果表明:利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌存在于A2/O厌氧段污泥中,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧方式运行后,聚磷菌总数由1400个/mL增加到32 000个/mL,其中反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例也由14.5%提高到81%,磷酸盐和亚硝酸盐去除率分别由最初的8.65%和7.55%上升到91%和95.62%;筛选与富集利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌时,缺氧段进水COD的浓度须控制在10 mg/L以下;当体系处于稳定状态,且亚硝酸盐氮浓度高达30 mg/L时,并未对反硝化聚磷菌的生存产生抑制和体系运行产生干扰,此时磷酸盐出水低至1.06 mg/L.     

反硝化除磷菌驯化富集方式的探讨

以SBR反应器分别采用一段式和二段式培养方法对反硝化除磷菌进行了驯化富集.结果表明,一段式和二段式培养方法驯化完成后的活性污泥沉降性能均较好,污泥体积指数(SVI)分别约为60、50 mL/g,反硝化除磷菌占聚磷菌的比例达到了77%和71%.两种培养方法下反硝化除磷菌PO3-4-P去除率和脱氮率分别达到了97%和95%以上,缺氧结束时水中PO3-4-P质量浓度小于1 mg/L.驯化完成后污泥的含磷率最高达到了3.7%(质量分数).因此,采用一段式或二段式驯化方法均能实现反硝化除磷菌的有效富集.     

常规运行模式下循环式活性污泥工艺除磷性能的研究

研究了常规运行模式下循环式活性污泥(CAST)工艺对磷酸盐的去除,考察了运行周期内反应器选择区和主反应区中磷酸盐、硝酸盐的浓度变化,并分析了CAST反应器的除磷途径和限制性因素,在此基础上测定了系统内反硝化聚磷菌所占的比例。研究表明,系统运行稳定后,出水磷酸盐的平均值为1.9mg/L,平均去除率约为62%;系统除磷是在聚磷菌和反硝化聚磷菌的共同作用下完成的,其中反硝化聚磷菌所占比例为81.1%。     

A2/O工艺缺氧池中反硝化聚磷菌的比例、特性研究及菌株鉴定

用释磷/聚磷装置和微生物筛选、分离方法研究A2/O工艺缺氧池污泥,确定缺氧池中反硝化聚磷菌(DPB)的比例,筛选、分离得反硝化聚磷单菌株且对单菌株聚磷特性进行研究.结果表明,缺氧池中DPB占聚磷菌(PAO)的比例约为21.5%.从缺氧池分离得到的肠杆菌科、气单胞菌属和假单胞菌属都是DPB,而不动杆菌属仅是好氧PAO,葡萄球菌属和微球菌属仅是一种专职的反硝化菌.反应过程中同时存在O2和NO3时,肠杆菌科优先利用水中的O2进行聚磷;在缺氧环境中,肠杆菌科在COD为30mg/L时的聚磷效果优于COD为180 mg/L时的聚磷效果.可见DPB的反硝化和聚磷的特性与电子受体的存在形式和COD有密切关系.因此,改良传统A2/O工艺和研发同步反硝化聚磷装置时,必须控制缺氧反硝化聚磷单元中混合液的DO和COD.     

苯酚对活性污泥硝化与反硝化动力学的影响

通过批次试验,研究苯酚与活性污泥缺氧和好氧接触对微生物硝化和反硝化作用的影响。结果表明:(1)苯酚对缺氧2h后的活性污泥硝化有抑制作用,且苯酚浓度越高,抑制作用越强。当苯酚浓度较低时对自养菌的最大比氨氧化速率(AUR)的抑制作用能用竞争性抑制Monod方程拟合,半数抑制质量浓度(IC50)为19.2mg/L。(2)苯酚对直接曝气的活性污泥比对缺氧接触2h后再曝气的活性污泥的硝化抑制作用更强,当苯酚从0mg/L增加到10.0mg/L,AUR由2.51mg/(L·h)降至0.36mg/(L·h),且在10.0mg/L时,硝化抑制率(IR)高达85.7%。(3)苯酚的抑制效应随着缺氧时间延长而逐渐降低。当苯酚为10.0mg/L时,直接曝气的活性污泥受到的硝化抑制最强,IR为85.8%,并在缺氧4h后IR降为0。(4)当碳源充足时,活性污泥的反硝化菌对苯酚的耐受力较强,苯酚对活性污泥的反硝化过程没有影响,微生物的反硝化速率(NUR)维持在5.279～5.308mmol/(mg·h)。     

反硝化聚磷一体化设备中的聚磷菌

研究了新型生物脱氮除磷新工艺反硝化聚磷一体化设备中反硝化厌氧池活性污泥的兼性厌氧微生物组成，数量及其在该除磷系统中功能，结果表明，稳定运行期反硝化厌氧池内活性污泥混合液的兼性厌氧微生物总数大大多于启动期，稳定期和启动期分离的兼性厌氧微生物有假单胞菌属，副球菌属和肠杆菌科，通过对三种纯菌株进行吸放磷研究，三种菌都有不同程度的聚磷功能，说明反硝化菌也具有聚磷作用。     

NaCl盐度对耐盐脱氮污泥硝化功能的影响

利用序批式活性污泥反应器(SBR)研究NaCl盐度对耐盐脱氮污泥硝化功能的影响,在此基础上考察瞬时盐度冲击对氨氧化细菌(AOB)、亚硝酸氮氧化细菌(NOB)的抑制及恢复情况。实验结果表明,当废水中NaCl浓度为0~50g/L时,AOB几乎没有影响,NOB影响较小。当NaCl浓度为60 g/L时,AOB影响较小,NOB受到一定程度的抑制。当NaCl浓度为70 g/L时,AOB、NOB均受到严重的抑制;耐盐脱氮污泥能够适应NaCl浓度50 g/L的瞬时冲击,盐度降低有利于AOB、NOB的恢复。当耐盐脱氮污泥受到NaCl浓度60 g/L的瞬时冲击时,系统发生"中毒"现象,盐度降低至0 g/L时,AOB、NOB均有不同程度恢复。     

NaCl盐度波动对处于污泥膨胀的耐盐脱氮污泥沉降性能的影响

以处于污泥膨胀的耐盐脱氮污泥为研究对象,分别采用有效容积为2和240L的SBR装置（编号1#和2#）,在进水NH3-N浓度为40—100mg／L,pH为7．45～8．0,溶解氧为3～5mg／L,温度为28～30℃的条件下,分别研究不同NaCl盐度（0、10、20和30g／L）对污泥沉降性的影响。实验结果表明,在NaCl盐度条件下,可以明显改善耐盐脱氮污泥的沉降性。NaCl盐度越高,污泥絮凝体体积减小、丝状菌及原生动物减少趋势越明显,污泥沉降性效果越好。在30g／L盐度时,1#和2#SBR的SV30分别从95％和80％降至53％和30％,SVI分别从185．5和170．8mL／g降至127．3和78．4mL／g。     

微气泡曝气中氧传质特性研究

气泡曝气过程中氧传质对于好氧生物处理过程具有重要意义。采用水力旋转剪切微气泡发生装置,考察了运行条件和水质特性对微气泡曝气中氧传质特性的影响。结果表明,微气泡曝气可获得较高的气含率和气泡停留时间;表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)可以提高微气泡曝气的气含率和气泡停留时间。微气泡曝气中氧的总体积传质系数明显高于传统气泡曝气。总体积传质系数随着空气流量的增加而增加;氧传质效率随着空气流量的增加而减小,且对空气流量的变化更为敏感。在温度15~35℃范围内,微气泡曝气中氧的总体积传质系数随着温度的增加而增加,变化关系与传统气泡曝气基本相同,但对温度的变化更为敏感。微气泡曝气中,表面活性剂SDS会使氧的总体积传质系数略有降低,其不利影响明显小于传统气泡曝气;氧的总体积传质系数随盐度(NaC l浓度)增加而逐渐增加,并在NaC l浓度5 000 mg/L后趋于稳定。     

两相分配式生物反应器处理高盐废水中的苯酚

采用新型两相分配式生物反应器(TPPB)和前期研究得到的高效苯酚降解菌对高盐废水中苯酚的降解进行研究,研究中确定煤油为反应系统的最佳有机溶剂,并考察了废水苯酚含量、废水盐度以及搅拌器搅拌速度对苯酚降解的影响。结果表明,反应系统能正常降解苯酚含量为1 000～2 500 mg/L的高盐苯酚废水;反应系统在含盐量为100 g NaCl/L、搅拌速度为50 r/min的运行工况条件下,降解时间缩短为52 h,总酚去除率为20.58 mg/(L.h)。     

Immobilized cell augmented activated sludge process for enhanced nitrogen removal from wastewater.

The immobilized cell augmented activated sludge (ICAAS) system combines a cell immobilization technique and an offline enricher-reactor for the bioaugmentation of the activated sludge system to improve treatment performances. In this study, enhanced nitrogen removal using ICAAS was investigated. Laboratory-scale, offline, batch enricher-reactors were used to maintain nitrification and denitrification activities of coimmobilized nitrifiers and denitrifiers used to augment a laboratory-scale completely mixed activated sludge system (CMAS) treating synthetic wastewater. Cellulose triacetate was the media used to entrap nitrifiers and denitrifiers at a 2:1 mass ratio. The ICAAS augmented with the coimmobilized cells between 5 and 20% by volume gained 24 +/- 5% higher nitrogen removal than a control CMAS, which provided nitrogen removal of 28 +/- 7%. The ICAAS scheme is a viable alternative for upgrading existing activated sludge systems to gain better nitrogen removal. .     

生物处理含盐污水的盐抑制动力学

生物处理含盐污水时,由于无机盐对生物系统的影响,常常会导致低的有机物去除速率和去除效率。为了定量盐度对有机物生物去除的影响,研究生物处理含盐污水的盐抑制动力学,为具体设计含盐污水生物处理过程提供依据。试验采用间歇活性污泥法,对含盐污水的有机物降解速率和去除效率进行了研究。为了获得基本数据,首先研究了淡水环境下的基质降解动力学,然后对10~35g/L盐度环境分别进行试验。试验发现,盐度对生物处理系统的抑制属于非竞争模式,同时影响了最大降解速率和饱和常数。试验确定的盐抑制常数KY为2333mg/L,并进一步给出了各盐度下有机物降解速率方程。     

低氨氮、低碱度废水的亚硝化研究

通过实验室血清瓶培养试验，研究了pH、碱度、FA、FN、HRT等因素对低氨氮、低碱度废水亚硝化过程的影响。研究结果表明：出水的pH值可以通过控制反应器内部的碱度来进行调节。控制进水碱度在113．1～269．7mg／L，HRT为48h，其亚硝酸累积率可达到67．15％。在氨氮亚硝化过程的同时，有部分有机氮也在向亚硝酸盐进行转化。通过污泥亚硝化驯化过程，游离氨对亚硝化单胞菌抑制浓度的临界值可以达到0．96mg／L。     

Significance of design and operational variables in chemical phosphorus removal

Batch and continuous experiments using model and real wastewaters were conducted to investigate the effect of metal salt (ferric and alum) addition in wastewater treatment and the corresponding phosphate removal from a design and operational perspective. Key factors expected to influence the phosphorus removal efficiency, such as pH, alkalinity, metal dose, metal type, initial and residual phosphate concentration, mixing, reaction time, age of flocs, and organic content of wastewater, were investigated. The lowest achievable concentration of orthophosphate under optimal conditions (0.01 to 0.05 mg/L) was similar for both aluminum and iron salts, with a broad optimum pH range of 5.0 to 7.0. Thus, in the typical operating range of wastewater treatment plants, pH is not a sensitive indicator of phosphorus removal efficiency. The most significant effect for engineering practice, apart from the metal dose, is that of mixing intensity and slow kinetic removal of phosphorus in contact with the chemical sludge formed. Experiments show that significant savings in chemical cost could be achieved by vigorously mixing the added chemical at the point of dosage and, if conditions allow, providing a longer contact time between the metal hydroxide flocs and the phosphate content of the wastewater. These conditions promoted the achievement of less than 0.1 mg/L residual orthophosphate content, even at lower metal-to-phosphorus molar ratios. These observations are consistent with the surface complexation model presented in a companion paper (Smith et al., 2008).