SUFR系统中同时反硝化吸磷现象的试验研究

螺旋升流式反应器(Spiral Up-Flow Reactor,SUFR)是一种新型的污水处理工艺,该工艺对污水中COD、TN、TP的去除效果较好,出水浓度分别低于28 mg/L、10 mg/L和0.5mg/L.本文对螺旋升流式反应器脱氮除磷系统中的反硝化吸磷现象进行了深入的研究,通过分析发现,适当的COD浓度和DO浓度有利于同时反硝化吸磷现象的发生。     

COD进水浓度对SBMBBR脱氮除磷效果影响

研究了序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)中COD进水浓度对同步脱氮除磷效果的影响.维持进水PO3-4-P浓度为10 mg/L、NH3-N浓度为40 mg/L左右,COD浓度为200～800 mg/L,研究了反应器的脱氮除磷效果.结果表明:厌氧释磷量在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为61.2 mg/L;之后,增加COD进水浓度不利于磷的释放.在厌氧段初期,TN便有超过30%的损失,可能是因生物吸附造成的.好氧时TN和磷均损失较大,说明在生物膜上很可能发生了同时硝化反硝化和反硝化聚磷.一定范围的COD浓度能促进TN的去除.TN去除率在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为87.8%,氮磷的去除与生物膜的生物量和生物膜厚度密切相关.     

SUFR UCT系统中一株好氧反硝化菌的鉴定与反硝化性能分析

从螺旋升流式SUFR-UCT系统好氧反应器的活性污泥中分离得到一株好氧反硝化菌Y4,经16S rDNA系列相似性比较和系统发育分析初步鉴定属于Gordonia.sp（戈登氏菌属）。对菌株Y4反硝化能力进行试验研究,结果表明菌株Y4可以在好氧条件下有效去除培养液中的硝酸盐氮,在初始硝酸盐氮质量浓度为286 mg/L时,48 h脱氮效率可达61.2%。另外试验考察了溶解氧和温度对菌株Y4反硝化效果的影响,结果显示Y4有较高的氧耐受力,在DO为2~11.8 mg/L时都可保持较高的脱氮率;菌株Y4对温度适应性强,在30 ℃时脱氮效率高达90%。试验证明在螺旋升流式SUFR-UCT系统中存在有较好反硝化性能的好氧反硝化菌。     

反硝化除磷技术应用及效率影响分析

利用反硝化聚磷菌在缺氧条件下能实现对氮,磷的同时去除这一特点,研发出各种反硝化除磷工艺。文中阐述了反硝化除磷的机理,对几种比较典型的反硝化除磷工艺应用作了较为详细的介绍,并对各工艺的优缺点进行了分析。     

传统生物脱氮除磷与反硝化除磷脱氮工艺的比较

在介绍传统脱氮除磷工艺和反硝化除磷脱氮工艺过程的基础上,对两者的反应机理及脱氮除磷效果进行了比较和分析。     

反硝化除磷技术综述

综述当前反硝化聚磷菌的生物学机理及其工艺运行的主要影响因素,重点分析单污泥反硝化除磷工艺(BCFS)和双污泥反硝化除磷工艺(DEPHAONOX和A2N),总结其运行特点,并从生物学、在线检测技术开发和工艺改造3个角度,对反硝化除磷技术未来研究重点方向作出展望。     

A_2N-SBR双污泥反硝化生物除磷系统效能分析

采用生活污水和A2N-SBR工艺对反硝化除磷过程进行了研究.在进水COD浓度为325mg/L,磷浓度为9.1mg/L,氨氮浓度为65mg/L的条件下,出水氨氮浓度和磷浓度分别为3.3mg/L和0.17mg/L,氮和磷的去除率分别为95%和98%.进水C/N比对A2N-SBR反硝化除磷体系的除磷和脱氮效率都有重要影响,在进水C/N比为5时获得了最佳的脱氮和除磷效率;当C/N比小于5时,氮和磷的去除率都有大幅度的下降;当C/N比大于5时,氮的去除率未受到影响,而磷的去除率却有所下降.     

导流参数与SUFR系统缺氧反硝化及吸磷的灰熵分析

应用灰关联度熵分析方法,分别以SUFR(螺旋升流式反应器)系统缺氧区反硝化以及反硝化吸磷效果为目标,研究导流参数对该系统缺氧区影响的相关性及其重要性顺序.试验结果表明,各导流参数对SUFR系统缺氧区反硝化以及反硝化吸磷均有明显的影响.对于反硝化而言.各机械导流参数对其影响的顺序为:导流转速大于导流叶片的折角大于导流叶片的串联层数大于d/D;对于反硝化吸磷而言,各机械导流参数对其影响的顺序为:导流叶片的折角大于导流转速大于导流叶片的串联层数大于d/D.导流参数对反硝化及反硝化吸磷影响主要原因在于导流参数的变化对反应器内剪切环境和流动状态产生了影响,但导流参数对反硝化及反硝化吸磷影响存在明显的差异.     

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。     

进水碳磷比对连续流反硝化除磷工艺脱氮除磷效果的影响

针对连续流双污泥反硝化除磷工艺,考察进水碳磷质量比(m(C)/m(P))对化学需氧量(COD)、氨氮和总磷(TP)去除效果的影响.系统进水COD和氨氮分别保持在250和45 mg/L左右,通过改变进水TP浓度来调整m(C)/m(P).实验结果表明:在m(C)/m(P)比分别为64.1,42.0,33.0和17.8的情况下,TP去除率分别为93.2％,92.0％,78.3％和65.8％,除磷效率明显降低.在m(C)/m(P)＞42.0的情况下,出水TP低于0.5 mg/L.随着m(C)/m(P)的降低,反硝化聚磷污泥释磷量和净聚磷量增加,净聚磷量分别为3.63,5.33,6.26和10.3mg/L.m(C)/m(P)减小有利于提高生物除磷系统的稳定性,但出水磷浓度会有所增加,可通过适当延长后置曝气池停留时间来降低出水磷浓度.m(C)/m(P)对COD的去除和脱氮的效果影响不大,COD去除率保持在85.6％～93.1％,氨氮的去除率大于93％.     

HRT对SUFR系统处理效果的试验分析

分析了总水力停留时间(11 h、9 h、 8 h、 6 h)对螺旋升流式反应器系统处理效果的影响.利用SUFR系统进行试验研究的结果表明,在HRT大于8 h(厌氧停留时间1.51 h,缺氧停留时间2.25 h,好氧停留时间4.24 h)时,该系统COD、TN、TP的处理效果随着水力停留时间的减小变化不大,COD、TN、TP去除率仍分别达到93%﹑87%、90.2%以上.当HRT降为6 h(厌氧停留时间1.13 h,缺氧停留时间1.69 h,好氧停留时间3.18 h)时,处理效果变化较大,但COD的去除率仍高于85%,TN、TP的去除率变为76%、72%,仍具有较高的去除率.这说明,接近活塞流特征的SUFR系统可以减轻增加水力负荷对污水处理的负影响,具有较强的抗冲击负荷能力.     

好氧段对反硝化除磷系统的影响

生物除磷系统在厌氧/缺氧交替变化的环境中可以发生反硝化除磷现象,通过研究发现:没有好氧段的A/A-SBR系统除磷能力低于有好氧段的A/AO-SBR系统,而且随着运行时间的增加A/A-SBR系统的除磷能力逐渐减弱,污泥产率也从起始的0.22 Gmlss/Gcod d逐渐下降趋于零增长甚至负增长.试验结果表明,设置后好氧段是保证反硝化除磷系统稳定运行的关键.但是,较长的好氧时间将导致NO3-N的积累,并抑制A/AO-SBR系统除磷,而 0.5 h的后好氧时间既可以确保A/AO-SBR反硝化除磷系统的稳定运行又可以获得好的除磷效果.     

反硝化除磷过程中影响因素的探讨

介绍了反硝化除磷的机理和影响因素;讨论和分析了污泥龄、NO3-、NO2-、溶解氧和氧化还原电位、碳源、温度、MLSS、pH等对反硝化除磷效果的影响,指出反硝化除磷工艺是适合可持续发展的绿色工艺。     

SUFR系统去除废水中COD和氮、磷的模拟

目前,以国际水协ASM系列(1～3号)为代表的活性污泥数学模型已经广泛地应用于污水处理厂的设计、改建和运行管理以及新工艺和新技术的开发研究.通过对废水组成的详细分析和模型参数的修正,运用ASM2模拟了SUFR(螺旋升流式反应器)系统中COD和氮、磷的去除.模拟结果表明:由模型所得出的模拟值与实测值拟合较好.说明ASM2能够反映COD和氮、磷在SUFR系统中的变化状况.当SUFR系统运行参数发生变化时,模型可以作为有效的预测平台.     

螺旋升流式反应器系统中污泥特性

螺旋升流式反应器是一种新的污水处理工艺,该反应器具有很好的对COD、TP、TN等的处理效果。本文对螺旋升流式反应器在污水脱氮除磷处理中的污泥特性进行了分析,发现MLVSS／MLSS在厌氧单元中呈现递增变化趋势,在缺氧和好氧单元呈现递减变化趋势,这种变化趋势在脱氮除磷效果好时明显,不好时不明显。镜检发现反应器中微生物丰富多样,颗粒污泥紧密、结实。污泥的SV在10％～18％,SVI在30～70之间。污泥的耗氧呼吸速率SOUR随厌氧过程逐渐升高,好氧过程逐渐降低：脱氢酶活性却表现出与之相反的变化规律。     

同步脱氮除磷好氧颗粒污泥的特性及其反应过秸

以普通絮状活性污泥为种泥,采用人工配制的模拟生活污水,在序批式反应器（SBR）中成功地培养出了同步脱氮除磷好氧颗粒污泥。污泥颗粒粒径大多在0．5～1．0mm,SVI为27．0mL/g,MLVSS／MLSS为86．8％,具有良好的沉降性能和较高的生物量。采用好氧颗粒污泥进行脱氮除磷过程研究,结果表明颗粒污泥具有良好的同步脱氮除磷和去除有机物的功能,反应周期结束时氮氮、PO4^3-P去除率接近100％,COD去除率达到90％以上。     

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.     

溶解氧对多段式生物接触氧化法的脱氮除磷的影响

以COD/TN为2.7左右的实际生活污水为处理对象,通过调整系统曝气量,研究了DO对多段式生物接触氧化法脱氮除磷系统运行性能的影响。结果表明,设定的5组DO条件下,处理效果与前、后端DO浓度差异有关。当前段DO为3-4mg/L,后段DO为4-5mg/L时,COD、TN的去除率90%、81%,满足GB18918-2002污水排放一级A标准,装置污泥量很少,没有剩余污泥排放,TP去除效果稍差。通过对装置生物多样性和生物膜质量的分析,表明DO浓度的差异性变化,为生物膜上微生物同步硝化反硝化创造了条件。