垃圾填埋层通风对循环渗滤液的硝化与反硝化作用

渗滤液循环回灌填埋层同时去除其中的碳、氮污染物的前提是层内必须存在好氧、兼性、厌氧混合代谢条件.通过对比间歇强制通风和强化自然通风这两种使填埋层内形成混合代谢条件的实验发现:两者均可使填埋层具有去除回灌渗滤液中化学耗氧量CODCr和氨氮的能力,间歇强制通风的去除负荷为CODCr165 g/(m2*d),氨氮7.5 g/(m2*d);强化自然通风则为CODCr480 g/(m2*d),氨氮16 g/(m2*d).填埋层对氨氮硝化形成的硝态氮的反硝化能力与回灌渗滤液中生物可利用碳BC与氨氮之比BC/N有关,当此比值大于4.5时,间歇强制通风填埋层可达到几乎完全的反硝化水平.但强化自然通风填埋层中,即使当BC/N大于7.5时,流出液中硝态氮仍大于50 mg/L,主要原因是层内存在持续有氧的区域,阻碍了对其的完全反硝化.     

垃圾渗滤液厌氧BF/好氧MBR工艺的脱氮特性

采用厌氧生物滤池(BF)与好氧膜生物反应器(MBR)组合工艺,以实际垃圾渗滤液为处理对象,在连续进水条件下,考察该工艺在处理垃圾渗滤液时,进水稀释倍率、厌氧/好氧(A/O)回流比和C/N比值对其硝化与反硝化特性的影响.结果表明,在处理稀释10倍的渗滤液时,氨氮和总氮的平均去除率分别稳定在90%和65%附近,回流比和C/N比值对好氧的硝化与厌氧反硝化反应的影响很小;在处理稀释5倍的渗滤液时,提高C/N比值能使厌氧反硝化能力增强,有效地消除亚硝氮的积累.渗滤液中有较高的浓度的氨氮与有机物负荷,容易对硝酸化菌产生抑制作用,使膜出水的亚硝氮积累明显,氨氮和总氮平均去除率分别稳定在69%～78%和46%～50%.     

短程硝化联合厌氧氨氧化处理垃圾渗滤液的启动

针对晚期垃圾渗滤液脱氮难的问题,采用短程硝化SBR联合厌氧氨氧化SBR工艺处理晚期垃圾渗滤液.短程硝化SBR经过50 d驯化和培养,其最终出水亚硝态氮质量浓度维持在500 mg/L左右,短程硝化率稳定在98％以上.为了消除过高亚硝态氮对厌氧氨氧化菌的抑制,压氧氨氧化SBR由传统的操作模式改为反应期间连续进水间歇沉淀和出水,其水力停留时间控制在20 h.在配水驯化期,进水亚硝质量浓度由60 mg/L提升至395 mg/L,总氮容积去除速率由0.10 kg/(m3·d)提升至0.75 kg/(m3·d);驯化结束后,逐步掺入渗滤液,在实验的第156天,进水中的亚硝态氮全部由好氧SBR的出水提供.研究结果表明:渗滤液中难降解的COD未对厌氧氨氧化菌产生抑制作用,少量的反硝化作用反而提高了系统总氮的去除率,此时,系统的总氮容积去除速率为0.76 kg/(m3·d),进水COD、亚硝态氮和氨氮质量浓度分别为295,390,295 mg/L,出水CDO、亚硝态氮和氨氮质量浓度分别为246,1.3和0.6 mg/L;在不添加任何碳源的条件下,总氮去除率达90％以上.     

填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响

为研究填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响,采用模拟试验方法研究好氧生物反应器、厌氧生物反应器、准好氧填埋和传统厌氧填埋等工况下垃圾固相(挥发性固体质量百分比VS、生物可降解度BDM、纤维素质量百分比、纤维素与木质素质量比C/L)、渗滤液(化学需氧量CODcr质量浓度、生物需氧量BOD5质量浓度、BOD5与CODcr质量浓度比B/C、总氮质量浓度TN、氨氮质量浓度NH3-N)和填埋气(甲烷CH4、二氧化碳CO2)等参数随时间变化。结果表明:生物反应器填埋(好氧或厌氧)能提高垃圾降解速率、加速垃圾稳定化。好氧生物反应器填埋对垃圾固相VS、BDM、纤维素的降解率分别达到57.5%、71.4%和93%,稳定化时间较厌氧生物反应器填埋缩短60%以上;渗滤液回灌加速降解渗滤液中小分子有机物:好氧生物反应器(189d)和厌氧生物反应器(596d)中CODcr和BOD5的降解率分别达到96%和99%,而且好氧生物反应器中TN和NH3-N的去除率分别达到96%和99%;厌氧生物反应器填埋利于甲烷气体集中产生和提高甲烷产率,好氧生物反应器和准好氧填埋能大大削减温室气体排放。     

垃圾渗滤液新型生物脱氮研究现状及展望

垃圾渗滤液中的氨氮随着填埋场填埋时间的延长,浓度不断升高,处理难度不断加大,目前已成为垃圾渗遗液处理的难点。本文介绍了垃圾渗滤液最新的生物脱氮工艺,包括短程硝化反硝化、厌氧氨氧化,SHARON-ANAMMOX工艺和CANONI艺,并进行了前景展望。     

A-O脱氮型生物反应器填埋技术试验研究

为了解决生物反应器填埋场渗滤液循环的氨氮积累问题,提出了A-O脱氮型生物反应器填埋技术,在渗滤液回灌的基础上,对回灌渗滤液进行曝气处理、pH调节和温度控制。通过建立模拟填埋柱试验,研究了不同填埋工艺对渗滤液中氨氮、COD去除以及填埋垃圾产气特征的影响。结果表明：A-O脱氮型生物反应器填埋系统在氨氮、COD去除以及产气特征上均优于传统填埋系统和渗滤液厌氧回灌填埋系统。A-O脱氮型生物反应器填埋系统中渗滤液氨氮浓度降至200.9mg/L,COD浓度降至1900mg/L,最高产气速率和累积产气量分别达到195L/d和2976L,后期CH₄浓度稳定在60％左右。     

下水道中高盐度生活污水的微生物反应研究与水质转化数学模拟

通过72 h的连续批量实验,分析高盐度生活污水在下水道环境中的主要微生物反应以及这些微生物反应对水质的影响。实验共进行两组,每组均在3种不同条件的反应器中进行,各反应器中均进行连续72h小时的取样和监测,确定摄氧率(OUR)、硝态氮(NOX)、氨氮(NH3)和溶解态有机碳(DOC)随时间的浓度变化。通过对实验数据的分析,结果表明高、低盐度生活污水在下水道环境中的影响污染物降解的主要微生物反应都是异养微生物的好氧增殖以及有机颗粒物的水解。但与低盐度污水不同的是,高盐度污水中的①硝化反应作用较为明显;②反硝化速率较快,而且由于硝化作用明显,可提供足够的硝氮,因此反硝化反应也不可忽略。根据此分析结果,以活性污泥3号模型(ASM3)为基础,综合考虑复氧、水力和环境温度影响,建立了下水道污水水质模型。经验证,模型可较好地模拟溶解氧、溶解性有机碳、氨氮和硝氮等物质的下水道中的浓度变化。     

短程硝化–厌氧氨氧化在实际垃圾渗滤液处理工程中的启动运行研究

针对新型脱氮工艺短程硝化?厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程中亚硝氮难以稳定生成的难题, 设计水解酸化+UASB+好氧氧化的处理工艺, 应用于实际垃圾渗滤液处理工程。结果表明, 当进水氨氮浓度为610~1900 mg/L, C/N 比为1.8~3.5时, 在进水量为100 m³/d, 回流比为2:1, pH 值为7.5~8.0, DO为2.0 mg/L的调试条件下, O池发生短程硝化, 积累200 mg/L的亚硝氮, 积累率最高达78%。微生物DNA 检测发现, O池中AOB物种丰度是NOB的10倍以上。水解酸化池中存在COD、氨氮和总氮同时去除的现象, COD去除量不能满足全部总氮反硝化, 剩余的总氮通过厌氧氨氧化过程去除, 通过ANAMMOX反应去除的总氮占水解酸化池总氮去除量的35%~67%。在实际垃圾渗滤液处理工程中, 通过控制进水量、回流比、pH和溶解氧等条件, 成功地启动短程硝化?厌氧氨氧化工艺。     

城市垃圾填埋场渗滤液废水处理工艺改良

城市垃圾填埋场渗滤液是城市垃圾进行卫生填埋时,垃圾腐化过程中产生的内源水和以外来水份形成的沁出液体,其成分复杂,处理难度很大。通过分析调查得知:在填埋过程中渗滤液的成分极不稳定。NH-N浓度变化大可以从低于100mg/L上升到5000mg/L BOD等有机物却呈下降趋势,针对不同时期的渗滤液的不同成分的特点,并结合当今国内外对垃圾渗滤液的最新处理工艺,设计使用曝气吹脱法对氨氮等进行处理,厌氧好氧相结合的方法对渗滤液的COD、BOD等进行处理。本设计的工艺改良方法更适合南方城市垃圾填埋场的渗滤液的处理。氨氮的去除率能够达到45%,BOD5的去除率能够达到90%,出水水质能够达到国家生活垃圾渗滤液的二级排放标准,并且该工艺能够降低处理成本,降低基建费用。     

影响膜生物反应器同步硝化反硝化因素研究

通过控制膜生物反应器(MBR)中溶解氧(DO)浓度、碳氮比(C/N)、污泥浓度(MLSS)和水力停留时间(HRT)等摸索了实现同步硝化反硝化的工艺条件,同时对好氧反应器中实现同步硝化反硝化的机理进行了探讨.化学需氧量(COD)在250 mg/L左右,C/N为10～30∶1,MLSS为5 g/L,HRT为5.0 h,DO为0.6～0.8 mg/L时,总氮去除率达86.0%,取得了良好的总氮去除效果,表明由于好氧反应器中缺氧区的存在,控制好操作条件可以实现同步硝化反硝化.体系中氨氮、硝态氮浓度的变化与总氮去除的关系说明短程反硝化现象的存在,而且在实现同步硝化反硝化过程中发挥着重要的作用.     

厌氧-准好氧生物反应器填埋场产酸期最优工况试验研究

根据厌氧、好氧以及准好氧生物反应器填埋场的特点,结合农村地区生活垃圾处理现状,开展了厌氧-准好氧生物反应器处理农村生活垃圾产酸期最优工况的室内模拟试验。研究表明,影响COD去除率的影响因素依次为回灌频率、p H、曝气时间以及回灌比例;影响氨氮去除率的影响因素依次为p H、回灌比例、回灌频率以及曝气时间。由综合平衡法分析得出在回灌频率3 d/次,回灌比例75%,p H值调节为8.0,渗滤液回灌前曝气10 min时,对于产酸阶段的厌氧-准好氧联合型生物反应器填埋场运行情况最佳。     

SBR系统反硝化过程中COD与TN关系

SBR是序批式活性污泥法的简称, SBR系统行运行模式不同,脱氮除磷效果会发生变化。SBR系统氨氮硝化过程在好氧阶段进行,脱氮过程主要在缺氧阶段进行。除少数细菌能进行自养反硝化,大部分反硝化细菌进行反硝化都是进行异养反硝化。经研究发现SBR运行过程中TN浓度和COD浓度具有相关性,COD和TN浓度之间存在三阶函数关系,本实验反硝化速率为1.2mg/L。     

好氧反硝化菌株X31的反硝化特性

对好氧反硝化菌株X31在好氧条件下的反硝化特性进行了研究．结果表明,反硝化主要发生在菌体的对数生长期,氮气是反硝化过程的最终产物．在反硝化过程中,pH值呈逐渐上升趋势,而氧化还原电位(ORP)呈逐渐降低趋势．菌株X31能够以硝酸盐或亚硝酸盐和氧气为电子受体进行协同呼吸,并且亚硝酸盐呼吸要较硝酸盐呼吸更容易进行．硝酸盐呼吸和亚硝酸盐呼吸都具有较高的脱氮效率．和其他已报道的好氧反硝化茵相比,X31菌株有着更高的氧耐受浓度．当培养液中初始的氧化态氮质量浓度为150mg／L左右时,溶解氧值对X31菌株的反硝化效果没有显著的影响．     

一株好氧反硝化细菌的筛选鉴定及其脱氮效果

经过富集培养和反硝化能力测定,从城市污水处理厂活性污泥中筛选得到1株好氧反硝化细菌。通过16S rDNA同源性分析对该菌进行分子鉴定,并将菌接种到模拟富营养化水体中以探究其对系统中硝态氮和总氮的去除能力。结果表明,该菌属于Klebsiella sp.,命名为HLNR05。菌株HLNR05在24 h内NO3--N的去除率达96.6%,TN去除率达92.1%,而且其从培养体系中完全去除的氮明显多于同化到细胞的氮。利用HLNR05处理模拟富营养化废水,结果发现其在24 h内对模拟废水中的NO3--N和TN去除率达91.4%和88.2%。表明菌株HLNR05具有较强的好氧反硝化能力。     

生物海绵铁去除生活污水中氨氮的性能研究

为提高活性污泥对氨氮的处理效果,在生化反应器中加入海绵铁,形成生物海绵铁体系。以模拟生活污水为处理对象,研究了生物海绵铁对生活污水的脱氮效果。结果表明:生物海绵铁法脱氮效果良好,平均脱氮率为97.5%。氨氮浓度和C/N比会影响脱氮效果;污泥性能得到改善。可用于实际生活污水的脱氮处理。     

好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水的研究

通过厌氧-好氧交替工艺培养好氧颗粒污泥,采用成熟好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水,对不同pH、反应时间、进水浓度条件下好氧颗粒污泥微生物处理高浓度氨氮废水的效果进行了研究。实验结果表明,在进水氨氮浓度较高（460 mg/L）、pH为7~8、温度20℃左右的条件下,稳定运行15天,氨氮的去除率较高。     

水体扰动对黑臭河道内源氮营养盐赋存形式的影响

设计了一套模拟河道底泥再悬浮装置,设定4个不同水体扰动强度的工况以及1个不扰动对照组,测量了不同水体扰动强度产生的流速以及溶解氧(DO)浓度变化情况,并据此计算出不同工况的雷诺数(Re).研究了不同扰动强度下氨氮、亚硝氮、硝氮和总氮在上覆水、浮泥层间隙水和黑泥层间隙水中的迁移转化规律.结果表明:不同曝气扰动强度引起不同溶解氧梯度分布,并导致底泥中内源氮营养盐赋存形式之间的不同转化途径,其中流速为28.8～32.0cm/s时,Re为1810～2113,DO平均值为5.08～7.50mg/L,上覆水中氨氮和总氮去除效果最好,表明曝气扰动对底泥内源氮中氨氮和总氮的转化行为影响最大.与不产生曝气扰动时相比,由于曝气复氧作用,浮泥层呈现较高的亚硝氮和硝氮浓度,这导致二者分别向上覆水和黑泥层扩散.对于扩散至黑泥层的亚硝氮和硝氮,会在缺氧或厌氧环境的黑泥层中进一步通过反硝化或厌氧氨氧化途径实现对内源氮的完全脱除.     

斜发沸石去除废水中氨氮及其再生研究

利用天然斜发沸石离子交换脱除氨氮机理处理污水厂二级出水,通过对沸石离子交换柱的NH4+交换量、沸石柱离子交换柱的再生和再生盐水的脱氮进行分析,确定了去除污水厂二级出水中氨氮的工艺流程和适宜参数,经处理后氨氮含量低于5 mg/L,达到一级A的国家排放标准(GB198918-2002)。本研究可为污水厂二级出水中氨氮的处理提供一定的技术依据。     

用一体化生物膜反应器处理生活污水

根据生物脱氮原理,设计了一体化生物膜反应器,用于生活污水的处理。将反应器运行2个月,探讨反应器对有机物和氮的去除,同时采用聚合酶链式反应与变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法对反应器好氧区和缺氧区微生物种类和多样性进行分析。结果表明:该反应器通过设置好氧和缺氧2种环境,并且通过内循环回流,形成“前置式反硝化系统”可达到较好地去除有机物和氮的目的,其中水力停留时间为影响硝化作用的重要参数。在反应器的好氧区有同步硝化反硝化现象发生。     

交替好氧缺氧生态陶粒混凝土生物膜反应器脱氮性能分析

以粉煤灰陶粒为粗集料,研制出新型生态陶粒混凝土填料,采用间歇曝气方式,构建了交替好氧缺氧生态陶粒混凝土生物膜反应器（Ecological Ceramsite Concrete Biofilm Reactors,简称ECCBR）.以实际城市污水为进水,在水温为25 ～ 30℃、进水pH为7.0～7.5、DO浓度为2.5～3.0 mg· L-1、进水COD浓度为106～ 205 mg·L-1、进水氨氮浓度为12.4～22.9 mg·L-1、进水总氮浓度为19.5～30.6 mg·L-1的条件下,对反应器处理城市污水脱氮性能进行了评价.结果表明,试验条件下COD、氨氮和总氮去除率分别为78.6％ ～91.8％、83.4％ ～93.6％和63.4％ ～ 73.8％,污染物去除主要集中在反应器的前中部;SOUR、生物膜干质量和生物膜厚度呈现沿廊道递减的规律,平均每块填料下降比率分别为0.81％、1.3％和1.05％,单位质量填料的微生物活性则沿廊道上升,末端较前端增加了51.5％,表明反应器具备良好的抗冲击负荷能力.