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。     

高浓度硫酸盐废水厌氧生物脱硫研究

本文对高浓度硫酸盐废水厌氧生物脱硫技术进行了探讨,研究了单相上流式污泥床（UASB）反应器处理高浓度硫酸盐废水启动条件和稳定运行的全过程。利用人工配水成功启动和稳定运行的UASB反应器在硫酸盐容积负荷1.8kg.（m3.d）-1,COD容积负荷5.0kg.（m3.d）-1时相应的硫酸盐和COD去除率分别达到95%左右和35%左右。温度低于20℃或者硫化物浓度高于300mg/L时都会抑制硫酸盐还原,导致硫酸盐和COD去除率降低。温度高于20℃或者硫化物浓度低于300mg/L时,硫酸盐去除率可以保持稳定在90%以上。反应器功能微生物驯化富集成功后,可以保持稳定的硫酸盐和COD去除率,提高进水负荷对其影响不大,能短时间内提高到较高的进水负荷。合理的对反应器进行气体吹脱可以有效脱除废水中游离的H2S降低硫化物对微生物的抑制作用,从而提高硫酸盐去除率和COD去除率。     

用升流式厌氧污泥床处理高盐度稠油采出水研究

采用升流式厌氧污泥床(UASB)处理低营养盐高盐度稠油废水,采用BP神经网络建立UASB反应器处理高含盐油田废水的数学模型,以三维谱图为基础,直观表征各主要影响因子对系统运行效果的影响过程,得到反应器运行调控优化对策。结果表明:在m(COD)∶m(TN)∶m(TP)为1200∶10∶1(其中COD为化学需氧量,TN为总氮,TP为总磷)、含盐量为1.50%、进水COD负荷为0.80 kg/(m3.d)的条件下,COD去除率能够达到70%,原油平均去除率达到70%;UASB反应器能够在低营养条件下高效处理高含盐油田废水;以分离权法为依据,得出水力停留时间(tHRT)为限制因子,各影响因素相对重要性依次为tHRT、进水盐度、进水COD、进水pH值。     

厌氧消化与两级串联SNAD-IFAS组合工艺处理垃圾渗滤液研究

利用厌氧反应器(UASB)与固定生物膜-活性污泥(IFAS)反应器探究厌氧消化、同时亚硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)工艺对垃圾渗滤液的处理效果.控制UASB的温度为32℃,pH 为8.0~8.3,在水力停留时间(HRT)为24h时COD去除率为44.9%,出水碳氮比在1.3∶1左右,完全可以满足后续SNAD工艺需求.两级串联SNAD-IFAS反应器共运行96d,UASB 出水稀释后作为SNAD 工艺的进水.独立调控两池的温度、DO 浓度、pH,SNAD1池分别为32 ℃、0.1~0.2mg·L-1、7.8~8.0,SNAD2池分别为32 ℃、0.08~0.14mg·L-1、7.5~7.8.在进水TN和COD浓度分别为602.3mg·L-1和878.1mg·L-1时,SNAD工艺对TN和COD的去除率分别达到83.3%和39.4%.高通量测序结果表明反应器内具有典型的SNAD工艺微生物群落结构,亚硝化菌(AOB)主要存在于活性污泥中,厌氧氨氧化细菌(AnAOB)和反硝化菌(DNB)主要富集在生物膜上.SNAD1池与SNAD2池的生物膜均以AnAOB作为优势菌种,其丰度分别达到26.21%和30.82%.     

UASB反应器处理垃圾渗滤液的启动研究

垃圾渗滤液为难处理的高浓度有机废水,上流式厌氧污泥床(UASB)工艺被证明是处理该类废水的有效手段。为此,以一系列不同渗滤液浓度的模拟废水作为进水,对逐步启动UASB反应器进行了动态小试,得出了UASB工艺处理垃圾渗滤液的较快速启动方法。结果显示:接种普通厌氧污泥,逐步增加反应器负荷,经过95 d的运行,完成启动。此时进水COD质量浓度为5 250 mg/L,COD去除率为85%,容积COD负荷达8.4 kg/(m3.d),容积产气率为5.0 m3/(m3.d),反应器底部形成少量颗粒污泥。     

红霉素生产废水处理试验研究

利用UASB反应器处理红霉素废水试验运行结果表明:通过控制进水中COD浓度和对厌氧污泥有效的培养驯化,红霉素生产废水可以被有效处理,进水COD为6700-7500mg/L,出水COD为820-1000mg/L,反应器水力停留时间25h,容积负荷达到3-4.5kgCOD/(m3.d),COD去除率达到88%.     

氨氮对UASB-ALR工艺处理晚期垃圾渗滤液的抑制性研究

采用升流式厌氧污泥层反应器(UASB)-气升式环流反应器(ALR)的组合工艺处理高氨氮垃圾渗滤液。稳定运行阶段,通过添加氯化铵,考察NH4+-N浓度对UASB-ALR工艺稳定运行的影响。结果表明,当UASB进水氨氮浓度超过2 660mg/L时,UASB的有机物去除率下降到60%。当ALR进水中NH4+-N浓度达到3140 mg/L时,ALR对COD和NH4+-N去除率分别下降到12.8%和57%。经过7 d的恢复期,UASB对COD的去除率回升到78.5%,ALR反应器的COD及NH4+-N去除率均无法恢复到抑制前的水平。     

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%。     

UASB反应器在常温条件下处理生活污水的试验研究

在常温条件下,进行了升流式厌氧污泥床反应器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket简称,UASB)处理生活污水的试验研究。试验结果表明:在温度为15℃～29.2℃,HRT为6h～24h时,UASB处理生活污水有良好的处理效果,COD的去除率为60.7%～96.6%。HRT和进水浓度是影响UASB反应器处理生活污水的因素,缩短HRT会引起COD去除率的下降,提高进水COD浓度,COD去除率增加。HRT是影响COD去除率的一个重要因素。     

三阶段递增负荷启动生物除磷SBR反应器

研究采用三阶段递增负荷的方法,启动生物除磷SBR反应器。反应器启动分三个阶段,第一阶段历时16 d,进水COD和磷酸盐浓度分别为100 mg/L和5 mg/L;第二阶段历时16 d,进水COD和磷酸盐浓度分别为200 mg/L和7.5 mg/L;第三阶段历时19 d,进水COD和磷酸盐浓度分别为300 mg/L和10 mg/L。实验结果表明,在各阶段转换之后,反应器处理效果出现了7d左右的适应期。适应期之后COD的去除效果提升较快,而磷酸盐去除效果提升较慢。反应器启动过程中未出现污泥膨胀现象,并驯化出了厌氧释磷-好氧吸磷的生物除磷系统特征。反应器启动历时51 d,最终的COD去除率保持在85%左右,而磷酸盐去除率保持在81.2%左右,出水磷浓度保持在2 mg/L以下,处理效果良好,反应器启动成功。     

上流式厌氧污泥床工艺处理木薯淀粉废水试验

在实验室内采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理南宁市明阳淀粉厂的木薯淀粉废水。结果表明,UASB反应器处理COD浓度低于8000mg/L的淀粉废水时,COD去除率为70%~80%,容积负荷能达到每天11kgCOD/(m3·d)。UASB反应器处理木薯淀粉废水是无能耗、基建投资少的废水处理工艺。     

应用于糖果生产废水处理的两段厌氧工艺研究

设计了两段厌氧处理系统来处理糖果废水，该系统由升流式厌氧污泥床（UASB）和降流式厌氧生物滤池（DFAF）组成. UASB和DFAF反应器分别在35℃和室温(22～25℃)下运行，系统水力停留时间是2.4d. 在有机负荷12.5kgCOD/m³·d时系统COD去除率为98％，并且在高有机负荷情况下UASB仍能获得较好的处理效果. 通过回流可以调节UASB反应器进水COD质量浓度保持在30g/L以下. 系统DFAF反应器出水COD质量浓度维持在400mg/L以下，并能有效缓冲UASB反应器出水的波动.     

氨基乙酸生产废水生化法处理的可行性研究

对经过电解预处理的氨基乙酸生产废水进一步采用UASB-SBBR工艺处理的可行性进行了试验研究。试验表明:在UASB启动阶段,接种高活性厌氧颗粒污泥后,在调节进水水质、合理控制进水COD质量浓度的条件下培养驯化,厌氧颗粒污泥能适应降解氨基乙酸废水水质,UASB的COD平均去除率达到60.8%;厌氧出水再经SBBR处理后,出水COD质量浓度可降低到150mg/L以下,COD平均去除率为96.1%;出水氨氮质量浓度低于25 mg/L。     

UASB+生物接触氧化处理中药废水的启动驯化研究

采用UASB+生物接触氧化处理中药废水,研究启动驯化过程中反应器的有机物降解特性。结果表明,启动驯化阶段好氧生物接触氧化池具有较强的抗冲击负荷能力,驯化完成后厌氧UASB具有较高容积负荷、生物接触氧化池对有机物去除率较高。并且,当UASB-生物接触氧化组合工艺HRT为24 h、进水COD稳定在1 500~3 500 mg/L时,出水COD在80 mg/L以下,COD去除率达96.24%,中药废水COD能稳定达标排放。     

脉冲水解酸化-A/O生物反应器处理石化废水的中试研究及微生物群落结构解析

 采用自行设计的脉冲布水器,建造脉冲水解酸化-A/O（厌氧好氧工艺法）中试装置处理实际石化废水。水解酸化池和A/O的容积分别2.6 m³和3.9 m³;脉冲布水器的频次为10次/h;A/O池污泥龄25 d,污泥回流比100%,温度15~32℃。反应器稳定运行近7个月的结果表明：尽管进水化学需氧量（COD）和氨氮波动较大,但出水COD和氨氮的去除率保持稳定。在进水COD质量浓度为（458±107）mg·L^-1,系统COD去除率为80%,其中脉冲水解酸化池（PHA）的COD去除率为29%。进水氨氮质量浓度为（35.9±11.3）mg·L^-1,系统氨氮的去除率为86%。UV₂₅₄和TN的平均去除率约为58%,TP去除率可达86%。PHA泥水混合良好,出水挥发性脂肪酸（VFA）浓度比进水提高近1倍,BOD₅（5天生化需氧量）/COD值比进水提高35%,显示其良好的水解酸化效果,并可提高进水的可生化性。Ilumina Miseq测序结果表明：变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）是主要的优势菌群,所占的比例在50%以上。在属的水平上,Anaerolineaceae和Clostridiales在水解酸化池中丰度较高;A/O池中丰度较高的菌属为Flexibacter,Thiobacillu,Nitrosomonadaceae和Nitrospira。通过反应器各段不同微生物种群的共同作用,石化废水中复杂的有机污染物得以有效降解。结果表明,脉冲布水水解酸化-A/O工艺是一种很有前途的石化废水处理技术,并可应用于其他工业废水的处理。     

EGSB反应器处理低浓度猪粪废水的效能研究

为处理低浓度的猪粪废水,采用EGSB反应器进行实验研究.结果表明,当猪粪废水进水COD浓度为1 200~1 300mg/L时,EGSB反应器最佳HRT为0.7d,COD去除率可达到80%,平均日产沼气量为1.33L,平均甲烷含量可达到68.5%,池容产气率可达到0.5 m3/(m3·d),平均能源转化率在HRT=1d时达到最高68.71%.     

EBPR的快速启动及其与同步硝化反硝化耦合实现污水的脱氮除磷

为了解处理生活污水的强化生物除磷(EBPR)系统的除磷和脱氮特性,采用SBR接种普通活性污泥,通过逐步提高进水COD浓度的方式,结合短污泥龄控制,实现了EBPR系统的快速启动,并对启动后系统的脱氮除磷特性进行了研究.试验结果表明:当进水COD浓度由200 mg/L左右逐步提高至500 mg/L左右时,29 d可实现EBPR系统的启动,此后30 d内出水磷浓度稳定维持在0.5 mg/L以下,磷去除率平均达99.4%.该系统还可长期高效稳定地用于高磷污水(含磷40mg/L)的处理.成功启动后的EBPR系统内聚磷菌(PAOs)为优势菌,占全菌总数的34%±3%,但也存在硝化反硝化菌和聚糖菌.在EBPR系统稳定运行时的好氧段,PAOs吸磷的同时伴随着脱氮菌群的同步硝化反硝化(SND)作用,使得平均总无机氮(TIN)损失达7.6 mg/L,系统总氮(TN)去除率在70%左右.EBPR系统内除磷耦合同步硝化反硝化,可实现污水的脱氮除磷.     

厌氧消化-化学混凝-SNAD联合工艺处理海产品加工废水

设计厌氧消化-化学混凝-SNAD联合工艺对海产品加工中的高浓泡药间废水进行处理．厌氧消化对废水中COD去除率最高可达94.37%,平均可达89.77%,有机氮与聚合磷转化为NH+4-N、PO3-4-P,浓度分别达总氮、总磷浓度的85%~90%;20 g·L-1的聚合氯化铝可实现总磷浓度1 000 mg·L-1废水的总磷去除率99.83%,出水磷浓度为1.70 mg·L-1．SNAD系统中控制温度为32~35 ℃,以空气流量10~15 mL·min-1间歇曝气(ton/toff=10 min/5 min)控制DO为0.1 mg·L-1左右,pH为7.5~8.0,HRT为24 h,运行稳定时最高可处理总氮浓度为655 mg·L-1的废水,总氮、COD去除率分别为72.71%、56.70%．高通量测序结果表明反应器内形成了SNAD系统,AOB、AnAOB和DNB含量分别为2.72%、2.09%、1.46%．     

低碳源下序列间歇式活性污泥法中反硝化除磷菌培养及驯化研究

采集某城市污水处理厂的A/O工艺回流活性污泥作为污泥样品,利用SBR反应器,以硝酸盐为电子受体,在低碳源下,培养和驯化反硝化除磷菌。第一阶段采用厌氧/好氧/沉淀/排水的运行方式10周期,第二阶段采用厌氧/好氧/缺氧/好氧/沉淀/排水运行方式40周期。反硝化脱氮除磷性能的测试结果表明,经培养驯化得到的反硝化除磷菌处理低碳源废水,PO43--P的去除率达96%,出水浓度稳定在0.4 mg/L以下;NH4+-N去除率达78%,出水浓度稳定在3 mg/L以下;COD的去除率达86%,出水浓度稳定在20 mg/L以下;表明采用SBR反应器进行反硝化菌的培养驯化是可行的。     

模拟空间废水生物处理系统的设计及运行与微生物种群结构分析

废水循环利用是受控生态生保系统（environmental control and life support system,ECLSS）的关键技术之一.设计了空间废水组合生物处理系统,由两个序批间歇式反应器（sequencing batch reactor,SBR）、供氧部件、在线监测与控制部件等组成.利用该系统可同时处理卫生废水和尿液,降解卫生废水中的化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）,转化尿液中尿素生成硝态氮（NO₃-）,形成植物种植营养液.废水处理系统稳定运行后,模拟卫生废水COD去除率达到99.34%,出水NO₃-浓度1 626.71 mg/L,氮素转化率达到87.2%.对SBR中微生物的种群结构进行了分析,卫生废水反应器中γ-变形菌纲的Pseudomonas、Arenimonas属微生物占73.3%,尿液废水反应器中β-变形菌纲的Thauera、Nitrosomonas、Comamonas属微生物占48.8%,这些微生物对维持空间废水生物处理系统的正常运行具有重要作用.