曝气策略调控CANON工艺降温降基质稳定运行

通过调整曝气策略,研究了降温降基质（氨氮）运行过程中实现全程自养脱氮（CANON）序批式生物膜反应器（SBBR）稳定运行的可行性.结果表明,在中温（35℃）高基质[（446.47±43.77）mg NH₄⁺-N/L]曝气/停曝=60min/60min条件下,反应器稳定运行223d,总氮去除负荷（TNRR）和总氮去除率（TNRE）分别为（0.49±0.07）kg N/（m³·d）和（84.3±4.6）%.温度降至20~23℃,根据一个运行周期内NO₂^--N积累速率和去除速率之比调整曝气工况为曝气/停曝=40min/80min,运行69d后TNRR和TNRE分别降至（0.43±0.04）kg N/（m³·d）和（69.5±5.7）%.而后逐步梯度降低基质至（105.6±16.1）mg NH₄⁺-N/L,采用相同策略分别调整曝气/停曝时间为40min/80min、30min/90min和8min/32min,运行93d后TNRR降至（0.16±0.02）kg N/（m³·d）,TNRE升至（71.5±7.5）%.高通量测序结果从群落组成角度证实了降温和降基质过程中实施的曝气调控策略维持了CANON系统脱氮功能菌的主导地位,亚硝酸盐氧化菌NOB相对丰度一直被控制在0.1%以下.     

间歇曝气连续流反应器同步硝化反硝化除磷

采用连续流反应器处理生活污水,保持厌氧段格室为3格,将缺氧段格室从2格减少至0格,好氧段格室由5格逐渐增加至7格,Run1时对好氧段格室采用连续曝气,Run2～Run4时采用间歇曝气.曝/停比分别为:40 min/20 min、40 min/30min、40 min/40 min,硝化液回流比从150%逐渐减少至0%. Run4时,平均进水COD、NH+4-N、TN、PO_4~(3-)-P浓度分别为259. 34、60. 26、64. 42、6. 10 mg·L-1,出水COD、NH+4-N、TN、PO_4~(3-)-P分别为26. 40、1. 03、5. 84、0. 30 mg·L-1.反应器对氮素的去除量从Run1时的192. 30 mg·h-1逐渐增加至Run4时的244. 00 mg·h-1,相应地去除率从65. 40%逐渐增大至95. 30%;从Run1～Run4,反硝化聚磷菌和聚磷菌的活性分别从36. 05%和38. 20%增大至140. 50%和133. 40%;通过间歇曝气在连续流反应器中实现了同步硝化反硝化除磷脱氮,为污水处理厂提标改造提供参考.     

沸石生物滤池处理低浓度生活污水的工艺性能及影响因素

为将电厂低浓度生活污水处理后回用于循环冷却水,开发了沸石滤料曝气生物滤池(ZBAF)工艺,在直径0.2m、滤料高3m的ZBAF装置中处理低浓度生活污水.结果表明,在温度为12℃～17℃,停留时间1.4h,气水比4:1,进水浊度、BOD₅、COD_Cr和NH₄⁺-N分别为59NTU、30mg/L、81mg/L和16mg/L时,相应的出水指标为3.2NTU、3.2mg/L、14.5mg/L和0.5mg/L,满足再生水用作循环冷却补充水的水质标准.改变水力停留时间和气水比对BOD₅、COD_Cr和浊度去除率影响不大,但对NH₄⁺-N去除率影响较大.生物相观察发现:反应器内脱碳/硝化区(C/N区)生物相很丰富,其中固着型纤毛虫很多;而硝化区(N区)生物相比较单一,主要为硝化菌.固着型纤毛虫数量明显减少处为2个区的分界线.     

曝气生物滤池在脱氮除磷工艺中的应用

对曝气生物滤池的主要特点进行分析 ,介绍了曝气生物滤池进行脱氮除磷的工艺 ,着重对PASF脱氮除磷工艺的原理、特点进行阐述 ,提出结合活性污泥与曝气生物滤池进行生物脱氮除磷工艺 ,能成功解决常规脱氮与除磷的泥龄矛盾、反硝化与聚磷菌厌氧释磷的矛盾 ,提出各种组合工艺为曝气生物滤池在污水处理中应用提供广阔的应用前景     

生物膜多基质模型及其对BAF处理合成污水的模拟

将简化的活性污泥模型ASM3与传质反应方程相耦合,建立了生物膜多基质模型(BMSM),在此基础上,运用均相生物膜反应单元概念,导出了曝气生物滤池(BAF)反应器一维模型.模型方程表明,出水基质浓度与生物膜表面积相关,与反应器体积无关.灵敏度分析结果表明,出水水质对大部分动力学参数灵敏度较低,对生物膜参数如表面积、膜厚、活性附着生物量等灵敏度较高.进行了以陶球为滤料的BAF处理合成生活污水实验,测定了生物膜膜厚、生物膜干密度、生物膜面积分别为300μm、45kg/m³、5.65m².用Matlab语言对BAF的稳态运行进行模拟,考察了COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N沿填料高度浓度上的变化.结果表明,建立的BMSM能较好地模拟BAF的稳态运行.     

淹水时长对3种丛枝菌根(AM)真菌侵染2种湿地植物的影响

以不同淹水时长为唯一影响因子,以香蒲(Typha orientalis)和水稻(Oryza sativa L.)为宿主植物,选用Glomus属的3种AM真菌(F1菌:Glomus intraradices;F2菌:Glomus versiforme;F3菌:Glomus etunicatum),研究淹水时长对3种AM真菌侵染2种湿地植物的影响,以期为阐明淹水对湿地植物AM结构与功能的影响提供参考.结果表明,淹水时间越长,3种AM真菌对2种植物的侵染率越低;相同淹水时间下,F3菌对香蒲、F1菌和F2菌对水稻的侵染率高于其他菌.3种AM真菌的侵染结构分析表明,菌丝侵染是2种湿地植物形成AM的主要途径,而丛枝和泡囊贡献较小;淹水时间越长,香蒲的菌丝侵染比例越高,但水稻的菌丝侵染比例没明显变化规律;淹水时间越长,2种植物的丛枝侵染比例越低,不淹水时最高.AM真菌产孢数分析表明,淹水时间越长,AM真菌的产孢数越多;相同淹水时长下,F3菌产孢数最多.2种植物的湿重变化表明,3种AM真菌在长时间淹水条件下仍能明显促进香蒲地上和地下部分的生长,但对水稻的生长影响不明显.本研究表明,淹水时长影响AM真菌对湿地植物的侵染水平和侵染结构,淹水条件下AM真菌对湿地植物生长仍有促进作用,但这受宿主植物对AM真菌的菌根依赖性影响.所以,在湿地植物上应用AM真菌时,应考虑植物的菌根依赖性和淹水时长对接种效果的影响.     

微曝气垂直流湿地污染物去除动力学模型分析

通过对自主研发的微曝气垂直流湿地系统长期运行观测数据的统计分析,在参考填充塔模型基础上,利用质量衡算方程建立了微曝气垂直流湿地污染物去除动力学模型,并利用该模型对湿地在气水比分别为0.5:1、1:1、2:1和3:1时的污染物去除效果和去除动力学常数k值进行了计算和分析.结果表明,在处理水质稳定、水量恒定的情况下,微曝气垂直流湿地对各种污染物的去除过程动力学常数k值均随工艺参数气水比的增大而增大,即对污染物的去除能力随气水比的增大而增强;各水质指标的反应动力学常数变化曲线形状有所不同,动力学常数与气水比的关系主要有线性关系和对数关系.综合各个水质指标的曲线形式与变化规律可以得到微曝气垂直流湿地的最佳气水比设计值为2:1,对应BOD5和NH4+-N的k值分别为3.8d-1和4.1d-1.     

炭管膜曝气生物膜反应器亚硝化的启动试验研究

利用包裹无纺布的多微孔炭管为膜组件的膜曝气生物膜反应器,对不含有机碳的氨氮废水进行了亚硝化启动试验的研究.结果表明,在进水NH₄⁺-N 浓度为200mg/L,温度为(34±1)℃, pH 值为7.5~8.3,HRT 为8h 的条件下,通过逐步降低炭管内腔气压进而降低供氧量的方法,反应器连续运行83d,实现了稳定的亚硝化.荧光原位杂交(FISH)分析表明,硝化细菌主要集中在靠近曝气膜/生物膜界面区域,其中亚硝酸菌占优势地位,而靠近生物膜/液体界面区域硝化细菌数量较少.     

模拟光伏曝气硝化SBR自动控制策略及其AOB群落结构

采用模拟光伏曝气硝化SBR(序批式反应器)去除污水中的NH₄+-N,探究适用于反应器硝化过程的自动控制策略,并采用PCR(聚合酶链式反应)和TA克隆考察反应器内AOB(氨氧化细菌)群落结构. 结果表明,反应器可在15 d内成功启动,NH₄+-N平均去除率达97.8%,出水ρ(NH₄+-N)平均值为0.67 mg/L. ρ(DO)和pH变化曲线上均存在指示氨氧化终点的特征点——氨谷和DO肘,可通过d pH/d t(pH导数)准确判断氨氧化终点,而d ρ(DO)/d t〔ρ(DO)导数〕信号波动较大. Nitrosomonas为反应器内绝对优势AOB,但AOB的群落结构并不稳定,只有2个OTU(分类操作单元)在7个克隆文库(d15、d30、d45、d60、d75、d90和d105)中均有分布,AOB群落结构的平均变化率(Δ₁₅ d)为22.1%±16.5%,20%的AOB累积相对丰度随时间变化范围为40.0%~60.7%,表明维持硝化SBR稳定运行的关键是AOB的多样性及群落结构的动态变化,而不是某些特定的AOB种.      

曝气生物滤池及其研究进展

介绍了曝气生物滤池的特点、结构形式和应用情况 ,综述了曝气生物滤池研究在有机物和SS去除、硝化反硝化、除磷、生物膜处理机理以及反应动力学等方面的最新进展 ,指出曝气生物滤池是符合我国国情的新型固定模生物处理技术 ,应加大研究力度 ,迅速使之国产化并投入使用。