用呼吸速率控制SBR反应时问的基础研究

以人工配水为对象，研究了SBR工艺反应过程中呼吸速率的变化规律，探讨了用呼吸速率控制SBR反应时间长度的可行性，结果证明，呼吸速率在SBR反应过程中有明显特征变化可以作为SBR反应结束的标志。把呼吸速率与其他物理变量结合起来可以更加有效地控制SBR，提高其运行效率。     

以pH和ORP作为脉冲SBR工艺的实时控制参数

为了实现脉冲SBR深度脱氮的实时控制，以某污水处理厂市政污水为处理对象，考察了脉冲SBR在深度脱氮过程中pH及ORP的变化规律。试验结果表明，pH及ORP的变化规律与脉冲SBR有机物去除、硝化与反硝化过程存在较好的相关关系。可以根据pH和ORP变化曲线上的特征点对脉冲SBR进行实时控制。并考察了污水C／N（COD／NH4^＋-N）对pH及ORP的变化规律的影响。在硝化过程中，C／N对pH及ORP曲线变化点的出现没有影响；在反硝化过程中，应结合pH值“硝酸盐峰”和ORP“硝酸盐膝”来判断低C／N污水反硝化的终点。在该试验中，出水TN低于2mg／L，TN去除率可达到96％以上。     

变频控制DO下SBR硝化反应控制参数及节能的中试研究

根据微生物好氧反应的需氧量调节曝气量在当今能源紧缺的形势下具有十分重要的意义.为了研究曝气量大小对SBR实时控制参数pH、DO的影响,采用变频器调节曝气量以控制系统不同的DO浓度,以60 m3中试SBR反应器处理北京市北小河污水处理厂城市污水,考察了硝化过程中pH值、DO与有机物去除及硝化过程的相关性,并引入了新的控制参数--变频频率f.试验结果表明,控制溶解氧浓度较低时,pH值不能作为硝化结束的控制参数,但可根据变频频率f的特征点判断硝化反应的结束;控制溶解氧为3.0 mg/L和4.0 mg/L时,DO、pH值、变频频率f都可作为硝化结束的控制参数,同时,变频控制可有效降低单位时间内风机的能耗.     

涡凹气浮(CAF)/SBR法在高寒地区屠宰废水中的应用

采用涡凹气浮(CAF)和序批式活性污泥(SBR)法处理高寒地区屠宰废水,在冬季室温15℃以上培养的活性污泥完全适应该工艺的要求.经该工艺处理后,出水水质可达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准,COD、BOD5、SS、氨氮和TN去除率分别达到95.3%、96.7%、87.1%、63.3%和60.9%.     

SBR法降解有机物规律的研究

本研究是以处理啤酒废水的试验为基础展开的。试验结果进一步验证了SBR法具有简易,快速、低耗等优点。除此之外,还得出以下结论:增加间歇反应时起始污泥浓度可以提高处理效率或减少反应时间;非限制曝气方式耐冲击负荷,需氧均匀,能缩短反应周期;间歇反应中微生物细胞的合成代谢占主导地位,对氮与磷的需要量大于传统的理论值。本文还指出SBR法是很适合我国国情的一种废水处理工艺,应当加强对它的研究和推广应用。     

静压快速启动亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化反应

在序批式反应器(SBR)中接种污水厂厌氧池污泥和深层水稻土的1∶1混合污泥,在阶段性提升基质NO_2~--N浓度的条件下,考察静压条件对亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,N-DAMO)反应快速启动过程的影响,并对N-DAMO反应的主导微生物的丰度变化进行分析.结果表明运行120 d后,常压(R1)和0.3 MPa静压(R2)条件下,都观测到了明显的N-DAMO现象,并且R2的NO_2~--N去除速率达到了36.90 mg·(L·d)~(-1),较R1提高了24%;其4 h内平均脱氮速率(以NO_2~--N计)达到0.10 mmol·(L·h)~(-1),比R1提高了186%.R2中富集得到的污泥粒径约为R1的2倍,比表面积更大,优化了污泥中甲烷的传质情况,有助于N-DAMO反应的进行,且R2污泥的N-DAMO比活性(以N/VSS计)达到了0.29 mg·(g·h)~(-1),是R1的2倍.此外,静压有助于N-DAMO功能微生物Candidatus Methylomirabilish oxyfera(M.oxyfera)的生长,实验结束时R2中M.oxyfera细菌16S rRNA基因的丰度比接种初期提高了22倍,是同阶段R1中的10倍.可见,提高静压能够有效促进N-DAMO反应的启动.     

富含聚磷菌的好氧颗粒污泥的培养与特性

以实验室SBR反应器为载体.接种普通活性污泥,探讨了富集聚磷菌和培养好氧颗粒污泥同时实现的可行性,以交替负荷的方法培养2个月后,富含聚磷菌的好氧颗粒污泥形成.颗粒形成后逐步改变碳源种类以提供选择压.淘汰系统中存在的聚糖菌.结果表明,与丙酸相比,乙酸更适合富含聚磷菌的好氧颗粒污泥的生存,以乙酸为碳源,系统吸放磷量更多.颗粒平均粒径更大(2 mm),颗粒的性能指标(沉降速度、含水率、呼吸速率、密度、完整度系数)部相对优于以丙酸为碳源时的情况.以工艺检测和分子生物学手段双重检测颗粒形成过程,发现颗粒吸放磷能力的逐渐提高伴随着聚磷菌占微生物总量的比例越来越大.富集培养结束时聚磷菌占总菌的70%左右.实验证明,富含聚磷菌的好氧颗粒污泥具有优异的污染物去除能力,其对COD去除率可达95%以上,对磷的去除可达100%.     

好氧硝化颗粒污泥搁置后活性恢复研究

利用气提式内循环间歇反应器(SBAR)考察好氧硝化颗粒污泥搁置2个月后重新投入运行, 其物理性状和微生物活性的恢复情况. 结果表明, 搁置后颗粒由棕黄色转为灰黑色, 粒径及沉降速率无明显变化. 颗粒重新投入反应器, 2周后颜色基本恢复; 污泥浓度、颗粒粒径以及沉降速率迅速增加; 颗粒中异养菌活性在1 d内即可恢复至原水平的86％, COD去除活性5 d后完全恢复, 去除率稳定在80%以上. 活性恢复阶段采用较高的曝气量和较长的循环时间有利于硝化菌的活性恢复, 第41 d曝气量由0.05 m³·h^-1提高到0.10 m³·h^-1后, 亚硝酸菌和硝酸菌活性分别由原水平的88%和82%提高到122%和92%, 氨氮去除率由之前的80% ～ 90%迅速提高到96%以上; 第65 d循环时间由4 h延长至6 h使硝酸菌的活性得到了完全恢复.     

SBR法常、低温下生活污水短程硝化的实现及特性

采用序批式反应器(SBR)处理实际生活污水,通过实时控制好氧曝气时间,在常温下快速实现短程硝化,并在低温下长期维持稳定的短程硝化.结果表明,随着温度逐渐降低,比氨氧化速率略微减缓,27℃的平均比氨氧化速率是13℃时的1.68倍,但亚硝化积累率始终维持在90%以上,该温度区间内氨氧化反应的温度系数为1.051.通过荧光原位杂交(FISH)技术对低温下维持稳定短程硝化的污泥进行种群分析发现,实时控制策略为氨氧化菌(AOB)成为优势硝化菌群创造了有利条件,AOB的相对百分含量达到8%~9%,而亚硝酸盐氧化菌(NOB)逐渐被淘洗出反应器.在低温下要实现短程硝化,可首先在常温下利用好氧曝气时间实时控制实现亚硝态氮的积累和AOB的优势生长,然后通过逐渐降温使AOB适应在低温下生长.     

SBR工艺设计经验探讨

提出了SBR工艺中,反应池容积、反应时间以及需氧量的计算方法和设计经验。同时,在研读和对比国内外相关资料的基础上,探讨了SBR工艺发生污泥膨胀的可能性和原因,介绍了控制方法与措施。