厌氧氨氧化活性抑制、恢复与强化及工艺应用研究进展

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)工艺是一项节能高效的生物脱氮工艺,但实际应用中存在Anammox细菌增殖缓慢与活性受抑制的问题.首先介绍Anammox的基质与非基质,如亚硝酸、有机物以及无机物的抑制效应,在此基础上阐述调控运行参数以及流加菌种等活性恢复措施.重点评述外加无机碳、Anammox中间产物、Fe和导电材料等对Anammox的强化效果,并以代谢图形式系统总结3种Anammox代谢途径.最后着重探讨将Anammox作为主流工艺推广到处理实际废水时所面临的亚硝酸盐氧化菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)抑制和冬季水温低的问题,归纳使用游离氨和游离亚硝酸溶液淘洗NOB的方法以及选择合适反应器构型与培养方式等应对低温的对策;分析Anammox与反硝化间的协同作用以及将Anammox工艺拓展应用到烟气脱硝和芳香烃厌氧降解方面的潜力.提出未来需要在多因素联合抑制、Anammox生理特性和中间代谢机理以及抵御主流废水处理的不利因素等方面进行深入研究.     

混合呼吸仪同时表征废水RBCOD和SBCOD组分

利用自行开发的混合呼吸仪,对来自重庆某城市污水处理厂进水和活性污泥混合液进行了呼吸速率测量,得到包含RDCOD和SBCOD降解过程OUR和内源呼吸过程OUR的全呼吸速率曲线.根据所得OUR曲线所表现出的两阶段性特点,以水解模型解析SBCOD的OUR曲线,结合Mann-Kendall趋势检验法解析内源OUR,提出一种呼吸速率测量法同时表征废水中RBCOD和SBCOD的新方法.与传统的OUR台阶法相比,该方法减少了人为误差,能够提高废水COD组分表征的准确性.     

废水生物脱氮中N2O和NOx的产生和作用

废水生物脱氮中N2O和NOx来源于硝化、反硝化、厌氧氨氧化和化学反硝化等过程．电子受体和供体浓度、pH、缓冲剂类型、有机负荷、微生物种类及其相互作用等都会影响这些气态中间产物的产生．NO2能够氧化氨和强化好氧和厌氧氨氧化，NO能够阻止C2H2对好氧氨氧化活性的抑制，两者对好氧氨氧化活性的恢复至关重要．所有这些表明，废水生物脱氮的气态中问产物N2O和NOx在氮的生物转化中具有重要的正面作用，甚至必不可少．基于NO2曝气技术和Brocadia anammoxidans与Nitrosomonas协同作用的废水生物脱氮新技术开发是今后一段时间的重要研究方向．图4参35     

活性污泥2号模型用于城市污水处理厂脱氮除磷改造的研究

利用自行开发的活性污泥 2号模型ASMNO .2计算机模拟程序对重庆市某污水厂三种脱氮除磷改造方案 (A O ,A2 O ,倒置A2 O)进行了模拟研究 ,寻求了每一种方案的最佳运行控制参数 .结果表明 :(1)将现有曝气池前端 1 4控制为缺氧而形成A O工艺 ,缺氧区溶解氧浓度为 0 .10mg L ,混合液内回流比为 10 0 % ,可以使TN去除率达到 5 8.6 % ,提高 2 4个百分点 ,TP基本不受影响 ;(2 )将现有曝气池前端 12 %控制为厌氧区 ,2 4 %控制为缺氧区 ,缺氧区溶解氧浓度为 0 .10mg L ,混合液内回流比为 10 0 % ,可以使TN去除率达到 6 2 .1% ,提高约 2 8个百分点 ,TP去除率达到 78.3% ,提高 37个百分点 ;(3)倒置A2 O工艺与常规A2 O工艺的出水水质基本相当 ,但倒置A2 O工艺在工程实践中更易于实现 ;(4)三种工艺出水COD和氨氮均能达到国家规定的一级排放标准 .     

废水生物脱氮中N_2O和NO_x的产生和作用

废水生物脱氮中N2O和NOx来源于硝化、反硝化、厌氧氨氧化和化学反硝化等过程.电子受体和供体浓度、pH、缓冲剂类型、有机负荷、微生物种类及其相互作用等都会影响这些气态中间产物的产生.NO2能够氧化氨和强化好氧和厌氧氨氧化,NO能够阻止C2H2对好氧氨氧化活性的抑制,两者对好氧氨氧化活性的恢复至关重要.所有这些表明,废水生物脱氮的气态中间产物N2O和NOx在氮的生物转化中具有重要的正面作用,甚至必不可少.基于NO2曝气技术和Brocadiaanammoxidans与Nitrosomonas协同作用的废水生物脱氮新技术开发是今后一段时间的重要研究方向.图4参35     

一种改进的MSBR工艺脱氮除磷性能的仿真模拟与试验研究

针对6池MSBR工艺除磷效果不佳和污泥上浮问题,通过新增厌氧池、调整浓缩池位置对其进行改造,提出了一个改进的7池MSBR工艺．应用活性污泥2号模型(ASM2)分别对两种工艺进行了仿真模拟,结果表明,改进工艺具有较好的脱氮除磷性能．在此基础上对7池MSBR工艺开展了实验室试验,试验结果显示,新工艺对耗氧有机物(以COD值计)、NH2．N、TP的去除率分别为94．2％、81．4％和88．7％,脱氮除磷效率均高于有关献报道的6池工艺．新工艺妥善处理了脱氮除磷等各单元之间的关系,因而强化了除磷脱氮能力．试验结果与模型模拟结果基本吻合,表明活性污泥模型对新工艺的开发具有一定的指导意义．     

废水可生物降解COD组分2种表征方法的比较

利用自行开发的混合呼吸速率测量仪在接种污泥的条件下对重庆某城市污水处理厂污水进行了呼吸速率测试（短期BOD测试,以呼吸速率测量重新进入内源呼吸阶段为结束）;同时应用美国产BI-2000电解质呼吸仪在不接种污泥的条件下对该污水进行了BOD测试（长期BOD测试,理论上以污水中所有有机物矿化为结束）。对2种测试方法及其结果进行了比较,结果表明,2种方法得到的BCOD存在很大差异,短期BOD测试方法得到的结果仅为长期BOD测试方法得到的结果的40％～60％。通过批式呼吸测量方法测定了原废水中的活性异养微生物浓度XH(0),结果表明,XH(0)与BCOD_st之和与BCOD_lt比较接近,两者之比在0.88～1.02之间,平均值为0.94。     

基于OUR-HPR测量在线估计活性污泥合成PHA量

活性污泥工艺是一种具有重要应用前景的工业化生产聚羟基烷酸酯(PHA)的方法.当前PHA测量主要采用离线分析方法,时间滞后、分析操作复杂,不适于PHA生产过程控制.本研究基于活性污泥同时储存生长-溶解性微生物产物模型(SSAG-SMP),认为在饱食(外部有机碳基质充足)期间,聚羟基烷酸酯(PHA)的合成速率与氧利用速率(OUR)及氢离子产生速率(HPR)呈线性关系,建立了一种基于OUR-HPR在线测量数据估计活性污泥合成PHA量的方法.本研究对乙酸作基质的不同浓度情况进行模拟,结果表明OUR及HPR的PHA合成的氧气消耗分数(kPHA,OUR)和质子消耗分数(kPHA,HPR)为常数,分别是0.67和0.57.利用建立的线性关系来预测饱食期PHA含量,结果显示预测值与实测值较为吻合,说明提出的基于OURHPR测量在线估计PHA合成量的方法可行.     

页岩气开采压裂返排水对污泥活性的影响

页岩气开发压裂返排水潜在环境风险,针对返排水经济环境友好的生物处理技术开发,以实际返排水和污水处理厂活性污泥为受试对象,通过呼吸测量实验,调查了返排水对活性污泥硝化活性和有机物氧化活性的影响,进一步识别了戊二醛,苯扎氯铵（ADBAC）和盐度对活性污泥的抑制作用.结果表明,返排水对活性污泥有机物氧化活性抑制极弱,对硝化活性抑制极强,半抑制浓度（IC₅₀）分别为75.5%,10.09%;戊二醛,苯扎氯铵（ADBAC）和盐度对硝化活性的IC₅₀分别为0.0589,0.0194,3.63g/L.活性污泥系统去除返排水中有机物具有可行性,若需同时脱氮则具有较大约束;戊二醛,苯扎氯铵（ADBAC）和盐度3种抑制因子对硝化活性抑制较强,杀菌剂与盐度的IC₅₀呈数量级差异,返排水生物处理尤其需要关注杀菌剂的影响.     

基于结构化设计的湖、库富营养化模型研究

基于结构化设计概念，将LEEDs模型与人工神经网络模型耦合，建立湖、库富营养化模型，模型包含N、P、COD、水温、水深和流速等6个控制模块。并以三峡水库为例预测结果表明，在3月和9～10月，月平均气温约为17℃，水深约为5m，流速约为0．02m／s时，三峡库区水体富营养化指标最大。模型具有可扩展性强，维护、升级容易等优点，可对模型中各个相对独立的模块进行调整，以适应不同湖库的实际情况。