A2/O短程硝化耦合厌氧氨氧化系统构建与脱氮特性

针对现有城市污水处理厂普遍面临进水碳源不足影响脱氮效率的问题,通过调控A²/O系统曝气分区比例、溶解氧(DO)浓度和污泥龄(SRT)构建短程硝化耦合厌氧氨氧化系统,以研究不同工况下该系统的脱氮性能、脱氮途径和微生物种群结构的变化情况.研究结果表明在低C/N进水(C/N=5)情况下,该系统具有稳定优良的脱氮性能.在140 d试验过程中,反应器经历了氨氧化细菌(AOB)、亚硝酸盐氧化细菌(NOB)共培养阶段(阶段Ⅰ)、AOB筛分阶段(阶段Ⅱ～Ⅲ)与厌氧氨氧化细菌(AnAOB)富集阶段(阶段Ⅳ),系统的脱氮途径也由初始的全程硝化反硝化逐步转化为短程硝化耦合厌氧氨氧化脱氮;系统的脱氮效率在阶段Ⅳ达到最佳状态,此时该系统出水NH⁺₄-N和TN的平均浓度分别为1.20 mg·L^-1和7.03mg·L^-1,其对应的去除率分别为97.69%和87.83%;Illumina MiSeq测序结果表明,短程硝化耦合厌氧氨氧化的系统中Nitrosomonas和Nitrosospira这两类AOB的富集...     

倒置A2/O-MBR处理城市污水的中试研究

针对城市生活污水,研究了两点进水倒置A2/O-MBR系统对COD、NH4+-N、TN、TP、出水SS、跨膜压差(TMP)的影响.结果表明,该系统对COD、NH4+-N具有较高的去除率,出水符合GB 18918-2002中一级A标准;当混合液回流比为200%时,系统出水TN浓度小于15 mg.L-1;正常排泥后,系统对TP的去除率达90%左右;在膜丝未大量断裂前,系统出水SS小于10mg.L-1;随着系统的运行,TMP逐渐增大,不正确的曝气方式会导致TMP迅速增加.膜截留对COD、TP、SS有直接去除作用,由于膜滤出水中没有固体损失,可以精确控制污泥龄,有利于世代周期较长的硝化菌和反硝化菌在反应器中生长;当污泥浓度增加到6 500 mg.L-1左右,进水量增加0.5倍对出水水质影响很小.     

温度对A~2/O工艺脱氮影响的研究

温度与A2/O工艺处理功能密切相关,研究温度变化对系统脱氮效果产生的影响。试验结果表明:温度介于14.5℃～25℃范围内,COD去除率由70%上升至81.4%,温度介于25℃～34.3℃范围内,COD去除率最高达到85%以上,可保证COD稳定和高效的去除效果;最佳脱氮温度范围约为25℃～30℃之间,TN去除率约70%,硝化率达95%,过高或过低的温度条件对脱氮功能均有抑制作用。     

A/O和A2/O法除磷脱氮工艺影响因素及除磷动力学的研究

重点介绍A/O除磷工艺和A~2/O除磷脱氮工艺,以及影响除磷脱氮工艺因素和除磷动力学的研究。工艺研究采用了动态与静态实验方法,采用色质联机研究了有毒有机物的降解情况。试验结果表明,A/O、A~2/O工艺的BOD_5去除率近于二级污水处理厂,A~2/O法TP去除率近于三级污水处理厂,且去除难降解有毒有机物的效率高于传统的活性污泥法。动力学公式的修正使之更适于低碳源的情况。八种影响因素的研究为工艺的设计与运行提供了依据。     

A~2/O工艺强化脱氮除磷效果中试

针对某一城市污水处理厂"混合型城市污水"的特征,以厂区曝气沉砂池出水作为处理对象,设计一套A2/O工艺强化脱氮除磷中试装置。当进水COD、NH3-N、TN、TP的平均质量浓度分别为594,25.0,37.6,7.66 mg/L时,经A2/O工艺强化处理后,出水COD、NH3-N、TN、TP的平均质量浓度分别为46.7,5.5,12.73,0.7 mg/L,对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别达91.51%、79.73%、65.78%和88.65%,出水水质达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准,取得了良好的污染物去除和脱氮除磷效果,且当系统稳定运行时总体出水水质相对稳定。     

常规A~2/O工艺和倒置A~2/O工艺处理城市污水比较研究

以倒置A2/O工艺和常规A2/O工艺为研究对象,从两系统的脱氮除磷能力角度分析倒置A2/O工艺高效脱氮除磷的机理。研究结果表明:倒置A2/O工艺对有机污染物、氨氮以及磷酸盐的去除效果均优于常规A2/O工艺。在脱氮机制研究方面,倒置A2/O工艺系统的平均硝化速率和反硝化能力均优于常规A2/O工艺系统,进而获得更好的脱氮效果;在除磷机制研究方面,倒置A2/O工艺中聚磷菌厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,在厌氧条件下形成的吸磷动力避免了缺氧区的低效消耗,吸磷动力得到更充分的利用,从而提高除磷效率。     

一体化A/O工艺中溶解氧对脱氮除碳的影响

根据好氧-缺氧生物脱氮的工艺原理,设计了一体化A/O反应器,并就DO对其脱碳、脱氮处理效果的影响进行研究。结果表明,在水力停留时间HRT=12h,进水COD为300mg/L左右时,COD的平均去除率为93%。当好氧区DO在5mg/L左右时,脱氮效率最高,TN去除率达到70%。当好氧区DO为3￣4mg/L时,氨氮和总氮的去除可达到动态一致,它们的去除率均在50%～60%之间。     

高氨氮渗滤液处理的ANAMMOX A2/O工艺研究

通过好氧出水回流到厌氧流化床可以实现厌氧氨氧化过程.对于高浓度氨氮渗滤液,ANAMMOX反应可使ANAMMOX A²/O工艺比普通A²/O工艺的TN去除率提高15%～20%,达32%以上;好氧出水NO-2-N浓度有较大幅度地降低,改善了出水水质.ANAMMOX反应总反应级数为3级,对NH₄⁺-N、NO₃^--N和NO₂^--N的反应级数均为1级,反应速率常数为-3.43E-5 L²·(mmol²·h)^-1.     

化学除磷辅助A~2/O工艺处理城市污水脱氮除磷研究

针对碳源无法同时满足脱氮除磷需要,采用化学除磷辅助常规A2/O工艺,通过调控厌氧池侧流比来调控后续生物池COD/TN比,开展城市污水同步深度脱氮除磷研究。对比分析铝盐、铁盐、钙盐和镁盐除磷效果发现,氯化镁是适宜的化学除磷剂,最佳pH为10.00,最佳配比M(Mg2+)/M(NH+4)/M(PO3-4)为1.5∶1.5∶1。综合考虑TN和TP去除效率,侧流比为10%时,工艺出水TN和TP均达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。     

A2/O工艺处理城市污水的应用研究

介绍了A2/O脱氮除磷工艺处理城市污水的机理、特点及存在问题。根据污水处理厂的实际运行情况,分析了影响A2/O工艺的因素,采取了提高除磷效果的一些措施。实践表明这些措施对提高除磷效果具有明显作用。     

溶解氧对Biolak型A2O工艺脱氮除磷性能的影响

通过对Biolak型A2O工艺处理生活污水工程应用的研究,考察了好氧段溶解氧(DO)浓度对该工艺脱氮除磷的影响.试验结果表明,DO浓度变化对系统COD、NH+4-N处理效果的影响不大,而对系统总氮及总磷的去除效果影响显著.当DO浓度控制在0.80~1.50 mg·L-1之间时,系统总氮去除效果最佳,可以达到69.5%,系统好氧段可实现同步硝化反硝化除氮.通过对系统氮进行物料衡算发现,23.7%的总氮通过好氧段多级A/O反硝化脱氮去除.当DO浓度为1.00~3.00 mg·L-1时,总磷(TP)去除率较高,可以达到74.0%.DO浓度控制在1.00~1.50 mg·L-1之间时,系统脱氮除磷效果最佳,此时TN、TP的去除率分别为68.9%、73.7%,二级生化处理段出水TN、TP分别为12.02、0.95 mg·L-1.     

Simultaneous nitrogen and phosphorus removal under low dissolved oxygen conditions

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＮｉｔｒｏｇｅｎ(Ｎ)ａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ(Ｐ)ｉｎｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｅｗａｇｅ ,ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙｃｏｍｅｆｒｏｍｄｏｍｅｓｔｉｃｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｎｄｓｏｍｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒ,ｗｉｌｌｃａｕｓｅｍａｎｙｈａｒｍｓａｎｄｒｅｓｔｒｉｃｔｔｈｅｎｏｒｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｆｔｅｒｅｎｔｅｒｔｈｅｗａｔｅｒｂｏｄｙ .Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎｈａ…     

悬浮态污泥的SRT对复合式A2/O工艺性能的影响

采用厌氧/缺氧/好氧复合工艺(复合式A2/O工艺)及其对照工艺(传统A2/O工艺),进行了悬浮态污泥SRT的变化对系统性能影响的试验研究结果表明,悬浮态污泥浓度与其SRT的关系仍符合劳伦斯-麦卡蒂方程式的导出公式所反映的变化趋势,但其同时和反应器中填料上的生物膜数量呈相反变化趋势在总HRT为12.76 h、COD容积负荷小于1.5kg·m-3·d-1、TKN容积负荷小于0.13kg·m-3·d-1、悬浮态污泥SRT为25～5 d、水温为12～15 ℃时,悬浮态污泥SRT的变化对COD的去除几乎没有影响,出水COD均小于50 mg·L-1;但SRT的变化对氮和磷的去除有较大的影响,当悬浮态污泥SRT大于10 d时,出水NH4+-N和TN浓度分别低于15 mg·L-2和20mg·L-1,随SRT的增大,TP的去除效率下降;附着态生物膜参与硝化过程,能够提高系统总的NH4+-N去除率20%～30%.悬浮态污泥SRT宜控制为10～15 d,这可在一定程度上解决或缓解传统A2/O工艺中硝化和除磷过程对污泥龄要求的矛盾.     

某污水处理厂倒置A2/O工艺中制药类污染物的去除规律分析

针对西安市某污水处理厂的倒置A2/O工艺,通过对主要构筑物的布点检测,分析了污水中4种制药类污染物非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的浓度变化及其去除规律.结果表明,污水厂进水中非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的浓度分别为8.22、127.31、12.93和5.61μg·L-1,整个污水处理工艺中,非那西汀、吉非罗齐和胆固醇主要是被格栅、曝气沉砂池和初沉池去除,咖啡因则以生物降解为主.A2/O生物反应池中,吉非罗齐和胆固醇以厌氧生物降解为主,非那西汀和咖啡因则以好氧生物降解为主.脱水污泥中非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的含量分别为0.09、2.62、12.24和0.91μg·g-1,污泥对吉非罗齐的吸附效果最为显著.污水厂出水中制药类污染物的浓度为0.17～1.98μg·L-1,出水中咖啡因的浓度偏高因而需要做进一步的三级处理.     

填料型A2/O工艺污水处理及反硝化除磷效能

填料型A~2/O工艺是在A~2/O工艺的基础上通过向厌氧池、缺氧池、好氧池中投加醛化纤维式组合填料,将传统活性污泥法与生物膜法相结合组成一套脱氮除磷的新系统,文章对填料型A~2/O工艺与传统A~2/O工艺处理生活污水的效果进行了对比研究,以及对该复合式工艺在不同硝化液回流比下反硝化除磷能力进行了分析.研究结果表明,相同条件下,填料型A~2/O工艺对生活污水的处理效果要优于传统A~2/O工艺,分别使COD和氨氮的去除率达到92.5%和93.1%.试验通过增加硝化液回流比的措施使得反硝化聚磷菌在填料上富集程度增大,当硝化液回流比为300%时,缺氧池的NO-3-N浓度为3.03 mg·L~(-1),吸磷量最大为26.28 mg·L~(-1),胞内聚合物PHB代谢活性最好,利用率最高为1.32 g·g~(-1)·L~(-1).体现了填料型A~2/O工艺具有显著的反硝化除磷效果.     

基于厌氧氨氧化的城镇生活污水深度脱氮工艺研究

随着城镇生活污水排放标准的日益严格,现有城市污水处理厂普遍面临提标改造的挑战,较多污水处理厂采用三级脱氮工艺降低出水中氮素含量.本研究以磁混凝预处理后的生活污水为研究对象,采用厌氧氨氧化工艺作为三级脱氮工艺,构建含有生物膜和絮体污泥的UASB反应器,处理A/O（二级生化单元）出水,研究串联、分流进水以及回流等条件下系统的脱氮及有机物去除性能,并通过微生物群落分析揭示各阶段的菌群结构变化.结果表明,当UASB串联A/O时,系统出水氨氮、TN和COD分别为1.21、10.02和30.00 mg·L^-1.当进水分流比为15%时,提升了UASB的脱氮速率（从0.04升高至0.06 kg·m^-3·d^-1）,UASB分别贡献了系统TN、NH₄⁺-N和COD去除总量的23.4%、20%和20.7%,当系统出水回流到A区时,能进一步降低出水污染物浓度,NH₄⁺-N仅为1 mg·L^-1,TN为12.03 mg·L^-1.微生物群落结构分析结果表明,在A/O反应器内Proteobacteria为主要菌门,UASB内Planctomycetes门实现富集,生物膜中Planctomycetes丰度为1.93%~8.39%,厌氧氨氧化细菌（以Candidatus Kuenenia为代表）在生物膜和污泥絮体中丰度分别为0.77%~2.19%和0.01%~1.49%.本研究结果表明,基于厌氧氨氧化的三级脱氮工艺能够实现生活污水的深度脱氮,在不增加曝气与碳源投加成本的同时高效去除氨氮、总氮,可为城市生活污水处理厂改造升级提供技术支撑.     

Performance of completely autotrophic nitrogen removal over nitrite process under different aeration modes and dissolved oxygen

In this study, three sequential batch biofilm reactors (SBBRs) were operated for 155 days to evaluate the performance of completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) process under different aeration modes and dissolved oxygen (DO). Synthetic wastewater with 160-mg NH4 ⁺-N/L was fed into the reactors. In the continuously-aerated reactor, the efficiency of the ammonium nitrogen conversion and total nitrogen (TN) removal reached 80% and 70%, respectively, with DO between 0.8–1.0 mg/L. Whereas in the intermittently-aerated reactor, at the aeration/non-aeration ratio of 1.0, ammonium was always under the detection limit and 86% of TN was removed with DO between 2.0–2.5 mg/L during the aeration time. Results show that CANON could be achieved in both continuous and intermittent aeration pattern. However, to achieve the same nitrogen removal efficiency, the DO needed in the intermittently-aerated sequential batch biofilm reactor (SBBR) during the aeration period was higher than that in the continuously-aerated SBBR. In addition, the DO in the CANON system should be adjusted to the aeration mode, and low DO was not a prerequisite to CANON process.     

A2O工艺和A2O+BCO工艺的脱氮除磷性能比较

以实际低C/N生活污水为研究对象,依次分别采用A²O工艺和A²O+BCO（生物接触氧化）工艺考察系统的脱氮除磷性能.试验在进水负荷和运行参数基本维持不变的情况下运行134d.结果表明,相对于A²O系统,A²O+BCO系统由于采用双污泥工艺,硝化菌和聚磷菌（PAOs）污泥龄分离,同时反硝化除磷"一碳两用",碳源利用率更高,TN和TP去除率分别提高了18%和28%.其次FISH试验表明,在稳定运行的A²O+BCO工艺中,PAOs比例为22%,远远超过A²O中7%的比例,从微生物角度证明了脱氮除磷效果好的原因.     

Experimental study of nitrite accumulation in predenitrification biological nitrogen removal process

The effect of dissolved oxygen (DO) concentration on nitrite accumulation was investigated in a pilot-scale pre-denitrification process at room temperature for 100 days. In the first 10 days, due to the instability of the system, the DO concentration fluctuated between 1.0 and 2.0 mg/L. In the next 14 days, the DO concentration was kept at 0.5 mg/L and nitrite accumulation occurred, with the average nitrite accumulation rate at 91%. From the 25th day, the DO concentration was increased to 2.0 mg/L to destroy the nitrite accumulation, but nitrite accumulation rate was still as high as 90%. From the 38th day the nitrite accumulation rate decreased to 15%–30% linearly. From the 50th day, DO concentration was decreased to 0.5 mg/L to resume nitrite accumulation. Until the 83rd day the nitrite accumulation rate began to increase to 80%. Dissolved oxygen was the main cause of nitrite accumulation, taking into account other factors such as pH, free ammonia concentration, temperature, and sludge retention time. Because of the different affinity for oxygen between nitrite oxidizing bacteria and ammonia oxidizing bacteria when DO concentration was kept at 0.5 mg/L, nitrite accumulation occurred. __________ Translated from Environmental Science, 2006, 27(12): 2472–2476 [译自: 环境科学]     

A/O生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究

应用A/O生物脱氮中试试验装置处理实际生活污水,从pH、污泥浓度(MLSS)、自由氨(FA)、温度、污泥龄(SRT)、溶解氧(DO)和水力停留时间(HRT)等方面系统的分析了A/O工艺实现短程硝化反硝化的主要影响因素.结果表明,DO浓度是A/O工艺实现短程硝化反硝化的主要因素,由FISH检测发现长期控制低DO浓度(0.3～0.7 mg·L-1)可以导致亚硝酸盐氧化菌(NOB)的淘洗,从而实现稳定的亚硝酸盐积累率,试验获得平均亚硝酸氮积累率为85%,有时甚至超过95%.提高DO浓度,1周内亚硝酸氮积累率从85%降到10%,继续维持低DO浓度,大约需要2个污泥龄时间才可重新恢复到较高的亚硝酸氮积累率(＞75%).低DO浓度下,试验初期污泥沉淀性能随着亚硝酸氮积累率的增加而变差,而在试验后期,无论亚硝酸氮积累率多高,污泥沉淀性能一直很好,SVI值处于80～120 mL·g-1