序批式生物膜反应器的除磷特性及影响因素

针对连续流生物膜法有机物去除率和脱氮率高、除磷率低的缺点，为提高生物膜的除磷效率，通过构建厌卓／好氧交替运行的序枇式生物膜反应器（SBBR），合理调控厌氧和好氧段的运行时间，处理广州地区碳源偏低的城市污水，考察SBBR除磷的效率和特性．结果显示，当进水总磷（TP）质量浓度为1．65～7．10mg／L时，出水TP质量浓度在0．085-0．5mg／L之间，去除率达到90％以上．在此基础上，对SBBR的厌氧和好氧段的工．艺特性及控制影响因素进行分析，指出厌氧／好氧交替运行的工序是采用SBBR处理城市污水时高效除磷的前提和基础，且磷有效释放量、有机物降解与除磷效率之间具有良好的线性相关性，确保厌氧磷的最大有效释放是SBBR系统高效除磷的关键．     

有机碳源对生物除磷的影响

研究了不同浓度乙酸盐和不同基质的有机碳源对序批式生物膜法生物除磷的影响以及磷的厌氧释放量和好氧吸收量之间的关系。结果表明，为获得稳定良好的生物除磷效果，厌氧时间必须保证生物易降解有机物在厌氧过程基本去除，同时COD负荷也不能太低，还要满足反应器中生物量能够实现净增长。研究认为乙酸盐能够较好地刺激聚磷菌厌氧释磷达到过量生物除磷，磷的厌氧释放量和好氧吸收量具有良好的相关性，为提高除磷效率必须保证足够的厌氧磷释放量。     

pH对以亚硝酸盐为电子受体反硝化除磷的影响

利用驯化成功的反硝化聚磷污泥以SBR进行试验,研究pH对反硝化除磷的影响,比较不同pH下厌氧释磷过程中主要储能物质的变化,探讨产生不同除磷效果的原因,考察典型周期内系统的运行效果.研究结果表明:除磷效果与pH(pH=6～8)成正相关,当pH为8时,颗粒污泥最大比厌氧释磷速率和最大比缺氧吸磷速率分别为20.95 mg/(g.h)和23.29 mg/(g·h);厌氧段聚羟基丁酸(PHB)质量分数升高到62.87 mg/g,出水TP质量浓度为1.47mg/L;随着pH升高,厌氧反应吸收的乙酸、合成的PHB质量分数都随之升高,乙酸的吸收率和聚磷分解率变化趋势较相近;当pH超过8后,易形成磷沉淀,除磷率下降.     

半干法制备高结合磷淀粉磷酸酯的研究

以木薯淀粉为原材料、三聚磷酸钠为酯化剂、尿素为催化剂，半干法制备了高结合磷淀粉磷酸酯。探讨了反应温度、反应时间、尿素用量、pH值和磷酸盐用量对结合磷含量和反应效率的影响，确定了最佳的反应条件，当淀粉用量为100g(绝干)，蒸馏水用量为100mL时，反应温度150℃，反应时间1h，尿素用量2g，pH5．0，三聚磷酸钠用量5g，产品的结合磷含量1．19％，反应效率55．32％。     

有机碳源浓度对反硝化除磷的影向研究

广州地区城市污水碳量严重偏低、碳氮磷比例失调,其同步脱氮除磷一直是个难题,为此以SBR法就有机碳源浓度对反硝化除磷的影响进行研究.试验表明:在进水COD为180 mg·L-1的低碳运行下,反硝化除磷系统能够长期稳定运行,除磷效率达到99.2%;随着进水COD浓度从80 mg·L-1提高到240 mg·L-1,厌氧释磷量增加,缺氧反硝化速率与吸磷速率增加;缺氧段存在的COD浓度越高,对缺氧吸磷的抑制作用越大,随着缺氧段有机物浓度的增加,反硝化速率变大,吸磷速率变小,说明缺氧段存在外碳源会优先支持反硝化作用,抑制PHB作为内碳源的使用.     

有机碳源浓度对反硝化除磷的影响研究

广州地区城市污水碳量严重偏低、碳氮磷比例失调,其同步脱氮除磷一直是个难题,为此以SBR法就有机碳源浓度对反硝化除磷的影响进行研究.试验表明:在进水COD为180 mg.L-1的低碳运行下,反硝化除磷系统能够长期稳定运行,除磷效率达到99.2%;随着进水COD浓度从80 mg.L-1提高到240 mg.L-1,厌氧释磷量增加,缺氧反硝化速率与吸磷速率增加;缺氧段存在的COD浓度越高,对缺氧吸磷的抑制作用越大,随着缺氧段有机物浓度的增加,反硝化速率变大,吸磷速率变小,说明缺氧段存在外碳源会优先支持反硝化作用,抑制PHB作为内碳源的使用.     

基于磷酸盐还原过程的食品发酵废水厌氧除磷工艺研究

采用具有磷酸盐还原功能的菌株,对模拟的食品发酵废水进行厌氧除磷工艺研究。通过向厌氧反应器投加前期筛选得到的磷酸盐还原菌进行污泥驯化、正交试验和单因素实验,确定食品发酵废水厌氧除磷工艺的最佳工艺条件。研究结果表明:经过12个周期的驯化,使投加菌株的污泥具有良好的生化和除磷性能,反应器出水CODCr和总磷质量浓度分别为319.60mg/L和13.58mg/L,相应去除率分别为69.43%和20.95%。厌氧除磷工艺最佳工艺条件为培养温度30℃、pH值为7、氮源为蛋白胨+NH₄Cl+NaNO₃,总磷质量浓度为17.5mg/L,总磷去除率可达37.96%,产生的PH₃的磷含量占总磷去除量的24.61%。     

两种运行方式下的间歇曝气生物滤池除磷特性

厌氧间歇曝气生物膜系统用于生活污水的生物除磷。研究了运行方式对间歇曝气生物滤池除磷性能的影响。结果表明,与序批运行方式相比,ACF(aerobic continuous feeding)运行方式可以有效提高生物膜除磷系统的净吸磷能力,采用不同于传统反冲洗方法去除生物膜中富集的磷,可以使间歇曝气滤池在长周期条件下保持良好的运行性能,减少滤池的反冲洗频率。ACF方式下,有机物与磷酸盐的分布及变化特征表明间歇曝气池内可能存在着微生物不同种群的空间分布。     

pH值对反硝化除磷的影响

概述了SBR工艺中的反硝化除磷现象,讨论了SBR反硝化除磷工艺中pH值、碳源、聚磷菌与非聚磷菌竞争、污泥龄等影响因素。采用厌氧、缺氧SBR反应器研究了厌氧段和缺氧段pH值变化对以硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷过程的影响。结果表明,当厌氧段pH=8.0、缺氧段pH=7.0±0.1时,脱氮除磷效果最好。     

A2/O厌氧段聚磷菌的反硝化聚磷特性

利用反硝化聚磷菌进行动态与静态相结合的反硝化聚磷试验,研究A^2/O厌氧段聚磷菌的反硝化聚磷特性。研究结果表明,在A^2/O厌氧段中占聚磷菌总数52%的菌具有同步反硝化聚磷的生物学特性。当以NO3^- -N作电子受体进行聚磷时,其硝酸盐浓度应限制在50 mg/L以下,初始硝酸盐浓度越高,反硝化速率和缺氧聚磷速率及去除率越快,系统由聚磷转变为释磷的时间将延后。由于释/聚磷过程都需要碳源,所以,应控制进水的化学耗氧量（COD）,以200 mg/L为最佳,使在释磷时有充足的碳源而在聚磷时碳源又较少。pH值对释/聚磷有不同程度的影响,在一定范围内,初始pH值越高,释磷效果越好,但当pH≥8.0时,会引起磷酸盐沉积而导致磷酸根浓度降低,从而无法正确判断释磷和生物聚磷效果,反硝化除磷系统的pH值应控制在7.0-7.5的范围内。     

Pseudomonas sp. QG6降解喹啉过程中除磷特性及影响因素研究

从工业废水处理系统中分离出一株以喹啉为唯一碳源和氮源的假单胞菌QG6 (Pseudomonas sp. QG6), 用于喹啉降解同步除磷, 并采用正交实验设计优化出最佳条件。菌株QG6具有较好的喹啉降解能力, 12小时内能将96~144 mg/L的喹啉完全降解。菌株QG6在好氧条件下具有除磷能力, 不存在喹啉的条件下, 以有机碳为碳源、无机氮为氮源、初始磷酸盐浓度为8.69~19.41 mg/L时, 20小时内能去除磷酸盐86%以上。初始喹啉浓度为144 mg/L (其自身的碳氮比约7:1)、磷酸盐浓度为10 mg/L时, 若不外加有机碳源, 喹啉在12小时内被降解完全, 同一时段内除磷率仅为33%。外加有机碳源至碳氮比20:1且其他条件都相同时, 喹啉降解 效果不受影响, 且同步除磷率提高到 86%。正交实验表明, 外加碳源条件下喹啉降解的最佳条件按影响大小排列为: 初始喹啉浓度200 mg/L, 温度25°C, pH 8, 摇床转速120 rpm; 除磷最佳条件为: 摇床转速100 rpm, 温度为25°C, 初始喹啉浓度150 mg/L, pH 9。     

Enhanced Biological Phosphorus Removal in Anaerobic/Aerobic Sequencing Batch Reactor Supplied with Glucose as Carbon Source

Phosphorus removal performance in an aerobic/aerobic sequencing batch reactor （SBR） supplied with glucose as carbon source was investigated. It was found that there was no phosphate release concomitant with the storing of poly-β-hydroxyalkanoate （PHA） during the anaerobic phase. Whereas, glycogen was soon built up followed by rapid consumption, at the same time, glucose was depleted rapidly. Based on the analysis of different fractions of phosphorus in activated sludge, the relative ratio of organically bound phosphorus in sludge changed at the end of anaerobic and aerobic phases. The ratios were 45.3% and 51.8% respectively. This showed that the polyphosphate broke down during the anaerobic phase to supply part of energy for PHA synthesis. The reason why there was no phosphate release might be the biosorption effect of extracellular exopolymers （EPS）. It was also proved by the analysis of EPS with scanning electron microscopy （SEM） combined with energy dispersive spectrometry （EDS）. The phosphorus weight percentage of EPS at the end of anaerobic phase was 9.22%.     

Enhanced Biological Phosphorus Removal in SBR Using Glucose as a Single Organic Substrate

Enhanced biological phosphorus removal （EBPR） was investigated in an anaerobic/aerobic sequencing batch reactor （SBR） supplied with glucose as a single organic substrate. The results illustrated that EBPR process could also occur successfully with glucose other than short chain fatty acids （SCFAs）. High phosphorus release and polyhydroxyalkanoate （PHA） accumulation in the anaerobic phase was found vital for the removal of phosphorus during the aerobic phase. The measurement of intracellular reserves revealed that glycogen had a higher chance to replace the energy role of poly-P under anaerobic conditions. Moreover, glycogen was also utilized as the carbon source for PHA synthesis, as well as a reducing power as reported earlier. The accumulated PHA in this system was mainly in the form of poly-hydroxyvalerate （PHV） instead of poly-hydroxybutyrate （PHB）, and was inferred to be caused by the excess reducing power contained in glucose. Lactate as a fermentation product was also found released into the bulk solution. Applying fundamental biochemistry knowledge to the experimental results, a conceptual biochemical model was developed to explain the metabolism of the glucoseinduced EBPR.     

序批式生物膜法生物除磷的试验研究

采用组合纤维填料作为载体的序批式生物膜反应器进行了生物除磷的试验研究.结果表明,在生物除磷过程中,污水中的VFA总量与溶解磷的吸收量具有较好的相关关系,去除1 mg溶解磷大约需要20 mgVFA-COD;为获得稳定良好的生物除磷效果,COD负荷不能太高,否则过多的有机物进入好氧段将引起非聚磷菌的好氧异养微生物异常增殖,导致聚磷菌被洗出;同时COD负荷也不能太低,还要满足反应器中聚磷菌量能够实现净增长;磷的厌氧释放量和好氧吸收量具有良好的相关性,为提高除磷效率必须保证足够的厌氧磷释放量.图5,表1,参12.     

不同C/N对活性炭颗粒填料厌氧同步消化反硝化的影响

构建以粒径3~6 mm活性炭颗粒为填料的厌氧污水处理系统,厌氧消化菌和反硝化菌在活性炭颗粒表面附着成膜,考察不同C/N对厌氧同步消化反硝化的影响。以葡萄糖为有机碳源,进水中葡萄糖质量浓度分别为300 mg·L^-1和400 mg·L^-1时,较高C/N对NO^-₃-N去除有利,最高去除率为95.21 %;较低C/N对COD和NH⁺₄-N的去除有利,最高去除率分别达到96.00 %和42.43 %以上。研究表明,以活性炭颗粒为填料的厌氧高效处理废水技术是可行的,不同C/N对厌氧同步消化反硝化处理含氮和有机物废水具有较明显的影响。     

厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合研究

根据厌氧氨氧化菌、反硝化菌与甲烷菌的特征,采用气提式反应器,利用反硝化颗粒污泥进行厌氧氨氧化污泥培养,研究厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合作用,并考察其对高氨氮有机废水的处理效果.反应器经过106 d的试验运行表明,NH3-N、TN、NO3-N及COD的去除率分别可达45%、69%、94%及81%;试验过程中同时观察到了厌氧脱磷现象;反应器中接种的灰黑色絮状污泥在连续运行期间逐渐转变为深棕黄色颗粒污泥.经PCR检测表明厌氧氨氧化活性较高.     

ABR厌氧反应器处理苹果汁废水试验研究

苹果汁废水水量大、水质变化大、有机物浓度高、pH值低、污染种类复杂,废水处理效果主要决定于厌氧反应器的选择。本试验以泾阳怡科水解池污泥作为种泥,经处理后,接种于ABR反应器反应器;试验研究表明,ABR反应器反应器处理苹果汁废水切实可行,COD去除率可稳定在85％以上,且能将大分子有机物有效分解,有利于后续的好氧处理。同时确定了该反应器的可控参数因子及主要影响因素,为苹果汁废水的厌氧处理提供一种可行的处理方案。     

UASB反应器内同步厌氧氨氧化与甲烷化反硝化的研究

为进一步降低猪场示范工程排放废水中COD和氨氮的浓度,本试验尝试以葡萄糖配水模拟猪场废水,在同一个UASB反应器内实现同步的厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化反应,以达到同时除碳脱氮的目的。结果表明,接种不同活性污泥于同一个UASB反应器内,经过约48 d反应器启动成功。在完成启动的反应器中添加亚硝酸盐氮和氨氮,使pH维持在7.3～8.3,温度、进水流量、回流量和水力停留时间等均与启动阶段保持一致,可逐步实现同步厌氧氨氧化和甲烷化反硝化。此阶段进水CODCr为500 mg/L,CODCr去除率在80%～90%之间,NO2-N去除率接近100%,氨氮去除率较低且处在波动状态。但是适当降低进水中有机物浓度,可在同时存在亚硝酸盐氮和氨氮的情况下提高厌氧氨氧化菌的竞争能力。当仅降低进水CODCr浓度(由500mg/L降至100 mg/L)时,氨氮去除率能缓慢升至30%以上。     

厌氧池中pH值对生物除磷的影响

分析在A/O工艺下,从其机理和现场运行,研究pH值对生物除磷影响.研究发现,厌氧条件下,pH值在6.0到7.5时,随着pH值增加,液相中磷质量浓度也增加.pH值为7.5时,磷质量浓度达到最高.随后pH增加,磷质量浓度随着下降.如果一部分污泥回流到初沉池进行水解酸化,厌氧池pH值降低有助于磷的有效释放.