生物膜CANON反应器性能的优化:从FBBR到MBBR

控制温度为30℃±1℃,在移动床式生物膜反应器(MBBR)采用以改性聚乙烯为填料的全程自养脱氮(CANON)工艺,以无机高NH_4~+-N(约400 mg·L~(-1))人工模拟废水为连续进水,研究MBBR对生物膜CANON工艺脱氮性能的优化.试验控制pH在7.8左右,HRT为6 h,填料填充率为35%,经过一个月调试与培养,NH_4~+-N及TN平均去除率达到74.28%和87.93%,最高分别可达84.68%和98.82%,此时ΔNO-3/ΔTN为0.12,接近理论值0.127,由此判断CANON污泥在MBBR工艺中逐渐适应并得以稳定运行.同时,对比采用相同进水基质及控制条件的固定床式生物膜反应器(FBBR),计算发现MBBR与FBBR工艺NH_4~+-N去除率、TN去除率及去除负荷3组均方差分别为:8.31%和14.06%,7.09%和11.79%,0.17kg·(m3·d)-1和0.27 kg·(m3·d)~(-1),前者均低于后者;并且,在MBBR与FBBR的DO平均浓度分别为1.96 mg·L~(-1)和3.09mg·L~(-1)的情况下,MBBR与FBBR中每升氮去除负荷分别为0.53 kg·(m~3·d)~(-1)和0.37 kg·(m~3·d)~(-1).因此,(1)相比FBBR,MBBR具有更加稳定的脱氮性能;(2)相比FBBR,MBBR中每升填料中的微生物具有更高的O2利用效率及总氮去除负荷.     

Cd~(2+) removal from wastewater by sulfate reducing bacteria with an anaerobic fluidized bed reactor

Ｃｄ２＋ｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙｓｕｌｆａｔｅｒｅｄｕｃｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｗｉｔｈａｎａｎａｅｒｏｂｉｃｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｒｅａｃｔｏｒＭａＸｉａｏｈａｎｇ，ＨｕａＹａｏｘｉ，ＪｉａｎｇＦｅｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭ...     

高钙废水颗粒污泥中古菌菌群结构变化的分析

为了解高浓度Ca~(2+)与颗粒污泥中古菌菌群结构的关系,利用高通量测序分析IC(Internal Circulation)反应器(以废纸造纸废水为处理对象)内不同高度处颗粒污泥中古菌菌群组成,并利用SEM(Scanning Electron Microscope)和EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)分析颗粒污泥的形态结构和元素组成,同时借助红外光谱和XRD(X-ray diffraction)分析不同高度处颗粒污泥化学结构中各官能团的分布情况和无机成分.结果表明,随着反应器高度的增加,颗粒污泥中的无机成分CaCO_3也随着增加,而种泥中钙含量只有1.81%.种泥和ICR反应器内的颗粒污泥中古菌在门分类水平上主要包括Euryarchaeota和Bathyarchaeota,两者之和占90%以上.在属分类水平上,主要包括Methanosaeta、Methanoregula、Methanobacterium、Methanosarcina、Methanolinea、Methanospirillum等.种泥中古菌的物种多样性要明显高于IC反应器中,在IC反应器中不同高度处古菌生物多样性由高到低的顺序是5 m2 m7 m,5 m处的古菌物种更加丰富.随着反应器高度的增加,乙酸营养型甲烷菌的相对丰度呈现递增趋势,氢营养型甲烷菌则呈现递减趋势,而种泥中氢营养型甲烷菌相对丰度较大.这表明颗粒污泥在高钙废水的长期作用下,氢营养型甲烷菌的相对丰度减少,乙酸营养型甲烷菌的相对丰度增多,系统中古菌物种的相对丰度和多样性有所下降.CaCO_3沉淀使颗粒污泥的产甲烷活性降低,主要表现为其对氢营养型甲烷菌具有较大的抑制作用.     

低温对CANON型序批式生物膜反应器脱氮的影响

探究了4种低温水平下基于亚硝化的全程自养脱氮（CANON）型序批式生物膜反应器（SBBR）的运行效果及其氮素转化机制.结果表明,当CANON型SBBR在不同的低温水平下稳定运行后,其脱氮微生物优势菌群发生了不同程度的变化,随之改变了系统的氮素转化途径及其脱氮性能.当温度>15℃时,SBBR中AOB和anammox菌的丰度与活性未受到明显抑制,CANON作用始终是系统脱氮的主要途径,SBBR对TN的平均去除率亦较为理想;而当温度<15℃时,anammox菌的丰度与活性在10,5℃下分别出现不同程度的降低,进而改变了SBBR的氮素转化途径,使其脱氮性能出现不同程度的恶化.在10℃时,NOB的增殖及其活性的提高使硝化/反硝化作用取代CANON作用成为SBBR脱氮的主要途径,此时系统对TN的去除率骤降至（16.87±4.79）%;在5℃时,反硝化过程中第1步还原反应的停滞与反硝化菌对NO₂^--N利用率的提高使SBBR中氮素的去除依赖于CANON作用和短程硝化/反硝化作用的协同,系统对TN的去除率为（54.83±3.68）%.     

新型厌氧反应器启动运行试验

自行设计了一种新型厌氧反应器,并以模拟高浓度废水为基质,对其进行启动试验研究,考察在负压控制和间歇曝气条件下新型厌氧反应器的运行效果。结果表明:启动阶段COD去除率较高,平均去除率为70%,出水pH和SS稳定,反应器内无浮渣出现。同时,负压条件下反应器内所产沼气可优先分离,产气量及上升速度明显高于正压条件;另外,对反应器沉淀区污泥进行间歇曝气可加速污泥中微气泡的分离。     

ASBR反应器厌氧氨氧化脱氮Ⅰ:工艺特性与控制策略

采用ASBR厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器,考察了反应器启动特性并提出了反应器优化启动策略,并且从基质控制和环境控制两方面分析了ANAMMOX工艺过程控制策略.启动优越性表现为:17d结束菌体自溶,出现了ANAMMOX现象;第51d由物料衡算知AAOB的产量超过反硝化菌;经100多d的培养,获得了砖红色小颗粒状污泥.由基质控制分析可知,要实现稳定运行,需控制进水NO2--N浓度低于240mg/L,否则会受到亚硝酸盐的抑制.由环境控制分析可知,ΔpH与进水流量Q的乘积(ΔpH.Q)同氨氮去除负荷之间存在良好的线性关系, pH值可以用作反应器运行状况的指示性参数.同时发现,稳定阶段周期内的ORP与pH值具有良好线性关系,ORP可以表述氨氮去除速率的变化趋势,根据ORP曲线的“转折点”得到了ANAMMOX反应脱氮延迟时间.     

厌氧折流板反应器(ABR)处理柠檬黄模拟废水的效果及产物分析

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理柠檬黄模拟废水,研究在不同水力停留时间(HRT)下,ABR对柠檬黄及COD的去除效果,实验结果表明,HRT为30 h时,柠檬黄经ABR厌氧处理后的去除率达96.4%,COD去除率达97.9%.同时利用红外光谱、UV-Vis、离子色谱分析柠檬黄的降解产物.从红外光谱和UV-Vis分析得出,柠檬黄经ABR厌氧处理后偶氮键断裂,生成的芳香胺类化合物被进一步降解为含苯环、含萘环的化合物;离子色谱定性分析得出柠檬黄分子中的磺酸基转化成了硫酸根.     

Control of sludge settleability and nitrogen removal under low dissolved oxygen condition

Low dissolved oxygen (DO) is an energy-saving condition in activated sludge process. To investigate the possible application of limited filamentous bulking (LFB) in sequencing batch reactor (SBR), two lab-scale SBRs were used to treat synthetic domestic wastewater and real municipal wastewater, respectively. The results showed that prolonging low DO aeration duration and setting pre-anoxic (anaerobic) phase were effective strategies to induce and inhibit filamentous sludge bulking, respectively. According to the sludge settleability, LFB could be maintained steadily by adjusting operation patterns. Filamentous bacteria content and sludge volume index (SVI) were likely correlated. SVI fluctuated dramatically within a few cycles when around 200 mL·g^-1, where altering operation pattern could change sludge settleability in spite of the unstable status of activated sludge system. Energy consumption by aeration reduced under low DO LFB condition, whereas the nitrification performance deteriorated. However, short-cut nitrification and simultaneous nitrification denitrification (SND) were prone to take place under such conditions. When the cycle time kept constant, the anoxic (anaerobic) to aerobic time ratio was determining factor to the SND efficiency. Similarity keeping aerobic time as constant, the variation trends of SND efficiency and specific SND rate were uniform. SBR is a promising reactor to apply the LFB process in practice.     

皮革废水对ABR分区进水微生物相的影响研究

在制革废水ρ(COD)=3 000～3 200 mg/L,HRT=24 h时,采用六格室厌氧折流板反应器(ABR),在1、3、5格室以5∶3∶2的比例进水,通过COD、挥发性脂肪酸(VFA)、辅酶F420等指标的变化研究反应器各格室的微生物相分布情况。结果表明:COD和VFA在3,5格室分别出现下降和升高,整体性能稳定,而格室内微生物种群大致相同但优势菌群有所差异,前端格室以产酸菌为主,后端格室以甲烷菌为主。