城市污水连续流半亚硝化实现维持机理与工艺创新研究

常温(20～29℃)限氧条件下(DO0.2mg·mL-1),以城市污水A/O除磷工艺处理出水为原水,在推流式好氧反应器中,考察了城市污水连续流半亚硝化实现维持的内在机制与影响因素,开发了一套新型半亚硝化工艺运行模式.试验结果表明,接种污泥性质、反应器污泥浓度(MLSS)和单级反应器好氧/缺氧交替内循环的运行方式是城市污水实现维持半亚硝化的关键影响因素.随着回流比的加大,亚硝氮累积率持续稳定上升,试验获得亚硝氮累积率平均为85%,最高达到96%.长期在低DO条件下运行,污泥沉降性能良好,SVI值在70～110mL.g-1.半亚硝化工艺出水NO2--N/NH4+-N平均为1.0,可为城市污水的厌氧氨氧化(ANAMMOX)提供合适的进水基质.试验后期,总氮(TN)去除率达到50%,批量实验证实去除途经为厌氧氨氧化,这一试验结果为开发低氨氮城市污水同步半亚硝化-厌氧氨氧化工艺提供了研究基础.     

城市再生水景观利用水质维护方法研究

城市再生水景观回用的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发。水体一旦爆发水华,将导致水体透明度下降,溶解氧降低,水生植物和鱼类大量死亡。常用的城市景观水体富营养化的防治技术有污染源控制、物理治理技术、化学治理技术和生物修复技术。在面积为100 m2的中试试验基地采用多种技术联用控制水华爆发,结果表明:人工湿地对COD,TN,NH3-N,STP和叶绿素的去除率分别为17%、19%、64%、21%和91%。某水力曝气溶氧过滤设备对这5项指标的去除率分别为6%、1%、6%、0%和61%。结合两种技术的其他特点,人工湿地适合于景观水的日常维护。某循环过滤设备适合于水华爆发的应急处理。     

城市污水处理厂A2/O工艺的节能降耗途径研究

以北京某污水处理厂二期工程A²/O工艺为例,结合现场调查及小试试验,研究了A²/O工艺中降低供氧能耗的可行性。研究表明,已建污水厂A²/O工艺存在2种可操作的节能方法：一是严格控制曝气池中的DO,将DO控制在2～3 mg/L,避免过度曝气造成浪费;二是通过工艺调节,把好氧前段变成缺氧区,减少曝气段的长度,这种方式能节约17.1%的曝气量,同时增加约13.6%的TN去除率。     

城市污水处理厂A^2／O工艺的节能降耗途径研究

以北京某污水处理厂二期工程A^2／O工艺为例,结合现场调查及小试试验,研究了A^2／O工艺中降低供氧能耗的可行性。研究表明,已建污水厂A^2／O工艺存在2种可操作的节能方法：一是严格控制曝气池中的DO,将DO控制在2～3mg／L,避免过度曝气造成浪费;二是通过工艺调节,把好氧前段变成缺氧区,减少曝气段的长度,这种方式能节约17．1％的曝气量,同时增加约13．6％的TN去除率。     

高氨氮污泥脱水液短程硝化反硝化的启动及稳定

采用A/O-CSTR工艺处理高氨氮污泥脱水液。进水氨氮浓度浓度约为375 mg/L,C/N比小于1.0,反硝化碳源明显不足。A/O反应器完成短程硝化反应,CSTR定期投加初沉污泥作为碳源进行反硝化。两者联合达到总氮去除的目的。实验研究短程硝化反应的启动过程,以及CSTR出水回流对短程硝化和系统脱氮效果的影响。实验结果表明系统具有良好的硝化反硝化效果。A/O反应器亚硝酸盐积累率迅速提高并稳定在90%以上。CSTR有效利用初沉污泥实现了稳定的反硝化。出水回流有利于提高总氮去除率,在回流比为200%时,系统平均总氮去除率达到85%以上。     

以二级出水作为景观补水和冷却水水源效益分析

高碑店湖是以北京高碑店污水处理厂二级出水为主要补水水源的城市景观河道,同时该湖用作电厂冷却水水源。通过对高碑店湖长期的水质监测分析、高碑店湖的优势藻类研究,结果表明,高碑店湖满足观赏性景观水体使用要求,水华得到有效控制,产生了良好的水体景观效益;二级出水满足电厂冷却水水质,通过经济效益估算,提出了再生水回用于电厂改进建议。     

混合污泥接种的厌氧氨氧化处理污泥脱水液的启动

采用UASB反应器,接种由好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥、氧化沟活性污泥及短程硝化活性污泥组成的混合污泥,以污泥脱水液经短程硝化处理后水质为进水,在温度(30±0.2)℃, pH值7.3~7.9,初期进水氨氮、亚硝氮容积负荷分别为0.07, 0.10kg/(m3×d)条件下,经过24d运行,氨氮和亚硝氮得到稳定同步去除,186d时TN去除负荷达0.99 kg/(m3×d).启动初期,氨氮、亚硝氮进水浓度分别为20,30mg/L,二者浓度随去除量增加而逐级增加,最高分别达到157,216mg/L;启动过程中,系统受到O2抑制以及O2和亚硝氮基质的连续抑制,分别经过了约10d和30d才得以恢复. 厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应与反硝化反应可以共存于系统中,产气量与总氮去除呈正比关系,可及时地指示系统运行状态,对气体成分检测,氮气含量在99.8%.在稳定期ANAMMOX反应呈pH值升高而碱度略有降低.接种混合污泥、低基质负荷启动ANAMMOX,可30d内实现稳定的氨氮和亚硝氮同步去除,180d左右启动成功.     

低C/N高氨氮消化污泥脱水液部分亚硝化研究

采用缺氧滤床+好氧悬浮填料生物膜工艺,在常温(15～29℃)高溶解氧(6～9 mg/L)条件下,于好氧反应器中实现和维持了脱水液部分亚硝化.试验结果表明:通过综合调控进水氨氮负荷(ALR)、进水碱度/氨氮、水力停留时间,可以调节出水NO₂^--N/NH₄⁺-N比率.当进水氨氮平均为315.80mg/L、平均进水ALR 为0.43kg/(m³·d)、进水碱度/氨氮为5.25时,出水NO₂^-N/NH₄⁺-N 为1.25左右,为后续ANAMMOX 工艺创造了进水基质条件。同时将好氧区游离氨（FA）控制在1.0～10.3mg/L,实现了亚硝酸盐氮累积率70%～80%的部分亚硝化。综合分析表明：通过动态调控维持反应器内适宜的FA浓度是实现部分亚硝化的主要影响因素。本研究开发了一种适合消化污泥脱水液水质特点的新型部分亚硝化技术。