以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌驯化

以活性污泥为种泥,通过序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),在厌氧-缺氧-好氧交替的条件下驯化培养以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌(Denitrifying Phosphorus-Accumulating Organisms,DPAO)。在330 d的培养时间内监测磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等常规指标,并研究驯化不同阶段的一个周期内各指标的变化及进行相应的动力学分析。结果表明,随着驯化的进行,厌氧阶段释磷速率逐渐增加,释磷量也相应增大,出水磷质量浓度最终维持在0.8mg/L,去除率达到91.8%,硝氮全部去除。通过对16S r RNA测序结果的比对,得到聚磷菌占总菌的76.93%,反硝化除磷菌占聚磷菌的一半以上。而聚糖菌仅占5.13%,聚磷菌成为优势菌种。此外,在整个驯化过程中,水质和环境条件的变化使出水中磷质量浓度出现波动,而出水硝氮的变化不大。研究表明,以硝酸盐作为主要氮源培养反硝化除磷细菌的方式是可行的,并有利于聚磷菌对聚糖菌的竞争,使聚磷菌成为优势菌种。     

前置反硝化曝气生物滤池的挂膜启动研究

为了解前置反硝化曝气生物滤池(BAF)的启动规律,构建了小试规模的前置反硝化BAF,采用快速排泥、逐步增大水力负荷的策略考察了其启动过程中的污染物去除情况及启动特性。结果表明,在好氧柱水力负荷为2.04 m3/(m2·h),厌氧柱水力负荷为4.08 m3/(m2·h),回流比为100%,气水比为5.6∶1的情况下,前置反硝化BAF的启动需要49 d。启动过程中好氧池中硝化细菌的成熟是启动的关键。厌氧池中的反硝化细菌的成熟标志着启动的完成。启动完成后,前置反硝化BAF的出水COD、NH3-N及NO-3-N分别稳定在50、15和5 mg/L以下,满足国家一级A排放标准。     

前置反硝化BIOSTYR工艺处理生活污水的效能研究

结合前置反硝化工艺研究缺氧—好氧两级BIOSTYR模型反应器处理生活污水的效能。采用对缺氧段反应器好氧预挂膜的两阶段复合式自然挂膜方法进行缺氧—好氧两级BIOSTYR模型反应器的挂膜启动。结果表明:(1)缺氧—好氧两级BIOSTYR模型反应器对COD、NH3-N、TN和TP总去除率平均分别达到91.9%、90.5%、55.1%和45.7%,出水SS较原水有所升高,但其为反冲洗周期的延长作出了积极的贡献。(2)单体反应器中,缺氧段对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为71.6%、52.3%、45.8%、32.9%,好氧段对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为71.3%、81.6%、17.2%、18.9%。(3)采用脉冲式反冲洗,反冲洗后2~3h恢复正常处理效果。     

序批式活性污泥工艺生物脱氮现场试验

针对某污水处理厂序批式活性污泥工艺(SBR)升级改造中遇到的问题,进行了现场试验。分别研究了前置反硝化、前后同时反硝化工艺处理效果。结果表明:(1)SBR处理城市污水,COD、NH+4-N能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准,但不能保证TN达标,其中碳源不足是关键因素。(2)补充葡萄糖作为外加碳源,可以保证TN达标。葡萄糖最优投加量为125mg/L,此时TN的去除率为76.1~83.8%,出水TN稳定在11~12mg/L。     

3种运行模式下CAST工艺脱氮性能

以模拟城市污水为处理对象,采用循环式活性污泥法（CAST）反应器,对3种运行模式（M1：常规模式,M2：缺氧好氧模式、M3：缺氧好氧交替模式）下系统的脱氮性能进行了研究,比较了各模式下CAST反应器的氨氮和总氮的去除效率,并对各模式下典型周期内氮基质浓度变化进行了考察,以确定系统的脱氮模式。结果表明,在氨氮去除不成为限制条件（去除率〉90％）的条件下,3种运行模式下系统总氮的平均去除率分别为67．3％、70．6％和82．4％,以缺氧好氧交替模式下的最高;M1、M2和M3均可实现亚硝酸型硝化,但随着温度的升高,亚硝酸型硝化逐渐消失。静态实验分析表明,3种模式下系统的氨氧化速率大小次序为：vN：M1〉vN：M2〉vN：M3,反硝化速率大小次序为：vDN,M2〉vDN,M3〉vDN,M1。     

好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能

为考察不同接种污泥培养好氧硝化颗粒污泥的可行性,分别采用絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在气升内循环序批式反应器(SBAR)中进行好氧硝化颗粒污泥的培养,探讨不同性质的种泥对好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能影响.结果表明,以絮状活性污泥、厌氧颗粒污泥为接种污泥均可培养出好氧硝化颗粒污泥,其颗粒成熟时间分别为62和80 d,SVI为25.52和27.68 mL/g,氨氮去除率为93.15％和75.43％,COD去除率在90％以上,SOUR、Zeta和EPS显著提高,微生物活性及疏水性能增强,以絮状活性污泥培养的好氧硝化颗粒污泥性能更优.     

以聚己内酯作为生物反硝化固体碳源的研究

为解决水体因低碳氮比而导致脱氮效率差的问题,将颗粒聚己内酯(PCL)重新塑形为阶梯环状,研究其作为反硝化过程的生物膜载体与固相碳源的反硝化性能。结果表明,在静态实验中,平均反硝化速率为8.57 mg NO3-N/(L·h);反硝化过程为零级反应。连续填充床实验中,超过90%的硝酸盐可被去除,出水NO2-N质量浓度低于0.20 mg/L;出水NH3-N质量浓度略有上升;出水溶解性有机碳(DOC)先上升后降低至1 mg/L左右。电子扫描显微镜扫描显示,PCL阶梯环反应表面空隙率较高,表面生物膜以杆菌为主,反应后被明显腐蚀;液相色谱检测显示PCL阶梯环分子量反应前后略有下降,其结构未受到破坏;表明该材料适合作为反硝化反应的碳源的同时,又可以作为载体供微生物附着生长。     

含氨氮催化剂生产废水的处理

采用加入淀粉的短程硝化-反硝化一体化技术处理低碳含NH3-N催化剂废水。通过中试确定了适宜的工艺参数,并在工业化装置上进行了验证。试验结果表明：在DO为0.5 mg/L左右、淀粉加入量为0.25 kg/ m3、HRT=30 h的条件下,短程硝化-反硝化一体化技术具有较好的处理效果,NH3-N去除率大于97%,且具有较强的抗冲击负荷的能力; 出水的COD<100 mg/L,ρ（NH3-N）<10 mg/L,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的一级排放标准。工业化装置的运行费用以NH3-N计为2.3 元/kg、以废水计为4.6 元/t。该法适用于中低浓度（ρ（NH3-N）<300 mg/L）废水的处理。     

分子筛催化剂生产废水的生物处理

采用氨化—硝化—反硝化三段联合生物工艺处理分子筛催化剂生产过程中产生的含有机胺废水。实验结果表明：在氨化过程中,当进水COD稳定为1 200~1 600 mg/L时,出水COD低于300 mg/L,COD去除率稳定在80%左右,当进水ρ（有机氮）为100~160 mg/L时,出水ρ（有机氮）均低于30 mg/L,有机氮去除率大于80%,在整个氨化过程中,出水ρ（氨氮）较进水ρ（氨氮）提高了35~200 mg/L;硝化过程中,当进水ρ（氨氮）小于等于300 mg/L时,出水ρ（氨氮）最终稳定在15 mg/L以内,氨氮去除率大于90%;在反硝化过程中,亚硝酸盐氮去除率基本稳定在98%以上,最终出水COD低于80 mg/L,出水ρ（总氮）低于25 mg/L。     

间歇曝气潜流人工湿地的污水脱氮效果

采用间歇曝气运行方式,提升潜流人工湿地生活污水处理系统中的溶解氧浓度,强化脱氮效果。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,曝气时溶解氧浓度可达6~9 mg/L,停止曝气后,溶解氧浓度迅速下降至0.5 mg/L以下,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,分别促进好氧硝化和缺氧反硝化作用。在水力停留时间为3 d的情况下,间歇曝气潜流人工湿地系统对氨氮、总氮和COD的去除率分别可达到98.0%、87.6%和96.3%,较常规潜流人工湿地系统分别提高了74.1%、56.4%和18.1%,实现了氨氮、总氮和COD的同步高效去除。