厌氧氨氧化反应器带氧启动过程研究

厌氧氨氧化工艺是目前已知最简捷的脱氮工艺,该文考察了DO在UASB反应器中对Anammox反应器启动过程的影响。研究结果表明,以厌氧产甲烷颗粒污泥和好氧硝化污泥的混合物为接种污泥,经100 d未除氧运行,成功启动了UASB反应器,TN去除率高达80%以上,TN容积去除负荷稳定在0.24 kg N/(m3·d)。稳定阶段Δm(NH4+-N):Δm(NO2--N):Δm(NO3--N)三者比例为1:1.20:0.22。启动过程中,DO存在对启动过程反应器效能影响不大,但使Anammox反应首先出现在颗粒泥内部,且位于污泥层中部。     

SBR反应器实现半亚硝化的启动策略

由于碳源不足,传统脱氮工艺难以处理高NH4+-N低碳氮比废水,采用短程硝化与厌氧氨氧化相结合的工艺可以处理此类废水,而半亚硝化是上述组合工艺的先决条件.采用低溶解氧和半碱度为启动策略,实现SBR反应器的半亚硝化作用,以期为后续厌氧氨氧化反应器提供合适进水水质.实验结果表明:水温(26±1)℃,控制初始碱度和NH4+-N的摩尔比为1,进水pH保持7.5±0.1,溶解氧为(0.8±0.2)mg/L的条件下,可将NO2--N累积率维持在95%,且出水中NO2--N和NH4+-N浓度相近,而NO3--N质量浓度低于5mg/L,反应器成功启动.进水化学需氧量(COD)对半亚硝化效果几乎没有影响.一个运行周期内三氮及COD的变化趋势说明,采用半碱度策略控制半亚硝化进程是可行的,能够保证出水NO2--N/NH4+-N摩尔比约为1.     

厌氧氨氧化反应器启动及污泥产率系数测定

在膨胀颗粒污泥床中接种厌氧颗粒污泥,采用间歇进水、间歇出水方式运行210 d,成功启动了厌氧氨氧化反应器.在总氮容积负荷为0.11 kg/(m3*d)下,氨氮去除率达75%,亚硝酸盐氮去除率达85%,污泥颜色由原来的黑色渐渐变为棕色,厌氧颗粒污泥逐渐解体,新的厌氧氨氧化污泥颗粒粒径较小.氨氮、亚硝酸盐氮去除量和硝酸盐氮生成量的比例为1:1.1:0.18.在对厌氧氨氧化过程电子流分析基础上,建立了厌氧氨氧化细胞产率系数与NH 4、NO-2去除量和NO-3生成量之间的计量学关系,估算出厌氧氨氧化菌产率系数为0.080 mol CH2O0.5N0.15/mol NH 4.     

有氧条件下ANAMMOX反应及其在HABR反应器中实现

为了深入研究厌氧氨氧化(ANAMMOX)新型生物脱氮工艺,减轻水体氮素污染,防止水体富营养化,用无纺布填料进行了ANAMMOX细菌的培养和富集,并通过批式实验研究了DO存在时ANAMMOX反应的可行性及其在HABR反应器中的运行性能. 实验结果表明,在有氧条件下能够发生ANAMMOX反应,反应器中同时存在好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的协同作用. DO浓度为1.0～6.47 mg/L时,ANAMMOX细菌活性较低,NH 4-N和NO-2- N降解速率分别为1.52 mg/(L·h)和1.83 mg/(L·h);当DO浓度小于1.0 mg/L时,ANAMMOX细菌活性升高,降解速率分别达到3.40 mg/(L·h)和3.98 mg/(L·h). ANAMMOX工艺可以在HABR反应器中实现,受DO、温度等因素的影响,TN去除负荷较低,只有0.01 kg/(m3·d).     

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.     

好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水

采用好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水,分别对COD、NH4 -N、NO2--N、NO3--N的去除效果和对膜通量的影响进行了研究。结果表明:在水力停留时间(HRT)为8h,进水COD浓度为600mg/L,NH4 -N浓度为40mg/L的条件下,出水COD、NH4 -N的浓度分别为46.6和4.8mg/L。NO2--N和NO3--N的去除率也可达90%以上。并且好氧颗粒污泥的加入减缓了膜的污染。     

一体化厌氧氨氧化-反硝化固定微生物反应器协同脱氮研究

采用厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺的厌氧上流式固定化微生物反应器处理含有机物的高浓度舍氮废水,考察ANAMMOX与反硝化协同脱氮效果。试验结果显示：在一定范围内,NH2-N和NO2-N进水负荷不会对ANAMMOX与反硝化协同脱氮造成明显影响,当进水负荷为301-800mg/L时,系统对NH4^＋-N、NO2-N和TN的去除率分别达到93.3％、98．6％和90.3％的较高水平;当3COD浓度为800-850m学屯时,COD对ANAMMOX与反硝化协同脱氮基本不影响,并可实现95．7％的COD去除率。同时,NO3-N浓度、N2产量、pH值和生物相存在的特征性变化,也表明ANAMMOX与反硝化协同作用良好。     

ANAMMOX生物滤池不同质量浓度脱氮试验

目的研究ANAMMOX工艺在生物滤池中的脱氮性能,以提高该工艺在实际运行中的脱氮效率.方法采用ANAMMOX生物滤池作为反应器,控制反应水温在25~31℃,逐步增加进水NH+4-N和NO-2-N的基质质量浓度,研究ANAM M OX生物滤池工艺在不同质量浓度负荷下各滤层脱氮规律.结果 ANAMMOX生物滤池生物量分布呈现先增后减再逐渐趋于平缓的趋势.厌氧氨氧化生物量集中分布在0~50 cm滤层,进水口处生物量较低.进水NH+4-N和NO-2-N的基质质量浓度分别在90 mg/L、120 mg/L时去除效率最佳.当进水NH+4-N和NO-2-N的基质质量浓度分别高于120 mg/L、160 mg/L时,ANAMMOX脱氮性能受到较大的抑制作用.结论进水NH+4-N和NO-2-N的基质质量浓度对ANAMMOX脱氮性能有较大影响.     

分段进水对生物转盘厌氧氨氧化性能影响研究

在厌氧生物转盘反应器中研究了分段进水对厌氧氨氧化系统脱氮性能的影响。当采用单点进水时,进水亚硝酸盐氮浓度升高至300mg/L时,出水氨氮和亚硝酸盐氮的去除率同时降低到70%左右,表明了较高的亚硝酸盐氮对厌氧氨氧化菌的抑制作用。当采用分段进水时,生物转盘的面积去除负荷由11.5提高到17g N/(m2d),系统脱氮能力提高了47.8%;对沿程盘片上生物膜厚度测定结果表明,生物量增加是系统脱氮能力提高的主要原因。     

三维电极生物膜脱氮系统的电场响应性

研究三维电极-生物膜反应器对加载电场的响应性,为寻求反应器有效合理的自动控制方式提供理论指导.为了充分利用三维电极体系阳极产氧为硝化菌提供好氧环境实现氨氮硝化,利用阴极产氢为反硝化菌提供缺/厌氧环境和电子供体实现反硝化脱氮,实验设计并稳定运行了三维电极-生物膜脱氮反应器.通过考察不同电流密度条件下,系统溶解氧(DO)、pH、脱氮性能的变化,研究电流密度对三维电极-生物膜反应器中微生物生长的微环境和微生物反硝化脱氮所需电子供体的影响,评价三维电极-生物膜脱氮系统的电场响应性.结果表明,在电流密度为0.013 4 mA/cm2时,NH+-N转化率可达90％,NO3--N和TN去除率70％以上;三维电极-生物膜脱氮系统的极限电流密度在0.020 1 mA/cm2附近;极限电流密度范围内,电流密度引起系统DO、pH的变化均在系统承受范围内;电流密度的提高可提高阴极NO3--N反硝化效率,但对阳极NH4+-N的硝化无明显影响,极限电流密度范围内均无NO2--N积累.