低碳源下SBR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,PO_43－-P的去除率达96%,出水浓度稳定在0.4mg/L 以下;NH₄₊-N去除率达78%,出水浓度稳定在3mg/L 以下;COD的去除率达86%,出水浓度稳定在20mg/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。     

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.     

A2SBR 反硝化除磷系统的启动和脱氮除磷性能

采用厌氧-缺氧SBR(A2SBR)系统,研究了反硝化除磷单污泥系统的启动条件,并考查了该工艺的脱氮除磷效能。结果表明,以城市生活污水处理厂活性污泥为种泥,在厌氧相进水COD浓度250mg·L-1,缺氧相进水NO-3-N浓度30mg·L-1左右时,通过"厌氧-沉淀排水-缺氧-沉淀排水"的周期性运行,可在29d内成功启动A2SBR反硝化除磷系统;运行方式改为"厌氧-缺氧-沉淀排水"后,A2SBR系统很快达到了稳定,在厌氧相和缺氧相HRT分别为3h和4.5h的条件下,其脱氮和除磷效率可分别达到90%和95%,COD去除率大于88%,最终出水的COD,NO-3-N和PO3-4-P浓度可分别降至28,3.35,0.57mg·L-1,表现出良好的反硝化脱氮和除磷性能。     

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.     

低温环境下聚磷微生物的富集驯化研究

针对低温环境下生物强化除磷工艺的启动与运行,研究了厌氧/好氧和厌氧/缺氧两种模式富集驯化好氧聚磷菌和反硝化聚磷菌的效果.研究表明,以城市污水处理厂活性污泥为接种污泥,在8~11℃的低温环境下能有效完成好氧和反硝化聚磷菌的富集驯化,厌氧/好氧和厌氧/缺氧反应器分别在第40d和第80d达到稳定状态.厌氧/好氧反应器内污泥释磷和吸磷能力强于厌氧/缺氧反应器内污泥,分别为27.7 mg P/g MLVSS,35.2mg P/g MLVSS,17.4mg P/g MLVSS,23.1mg P/g MLVSS.反硝化聚磷菌可以在好氧条件下以氧为电子受体快速吸收磷,而好氧聚磷菌在缺氧环境中以硝酸盐为电子受体立即吸收磷的能力较弱,仅为6.9mgP/gMLVSS,占好氧吸磷的19.6%.厌氧/好氧和厌氧/缺氧两个反应器富集前后聚磷菌(Accumulibacter)的丰度分别由9.3%(接种污泥)增加到79.3%(好氧聚磷菌)和61.6%(反硝化聚磷菌),同样表明了在该低温环境下两个生物强化除磷工艺均实现了Accumulibacter的有效富集.     

反硝化聚磷菌的驯化及脱氮除磷性能研究

目的研究反硝化聚磷菌的富集及菌株反硝化除磷特性,丰富反硝化聚磷菌的菌种,为今后反硝化脱氮除磷技术的实际应用提供参考.方法利用活性污泥为基质快速富集以NO_3~-作为电子受体的反硝化聚磷菌,并用专性培养基于稳定运行的A~2SBR反应器中分离得到2株高效反硝化聚磷菌N4. 3和N4. 1,对两株菌的反硝化除磷效能进行研究.结果在两阶段驯化条件下,共历时36天反硝化聚磷菌富集成功,反硝化除磷系统出水COD、TP和NO_3~--N的质量浓度分别为24. 52 mg/L、0. 37mg/L和2. 64 mg/L; N4. 3和N4. 1均具有PHB及异染颗粒,且革兰氏染色均呈阳性; N4. 3和N4. 1硝态氮去除率分别为95. 83%、96. 30%,总磷去除率分别为88. 34%、91. 42%.结论 A~2SBR系统中反硝化聚磷菌富集效果较好,并且分离出两株具有较高的反硝化吸磷能力的菌株.     

ASND法处理食品发酵废水出水达一级A标准工艺研究

将异养硝化-好氧反硝化菌株投加到SBR反应器中,对含有优势菌株的污泥进行培养驯化、优化运行周期的操作,使其具有良好的生化、硝化和反硝化性能。运行SBR反应器处理模拟食品发酵废水(CODCr、氨氮、总氮质量浓度分别大于等于600,80,85mg/L),经处理后的出水CODCr、氨氮和总氮质量浓度分别为56,0.65,14mg/L。后期向处理后的出水投加20mg/L的聚合氯化铝混凝沉淀进一步降低出水CODCr,至此出水CODCr和氮类化合物质量浓度已达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准(出水CODCr、氨氮、总氮质量浓度分别小于50,5,15mg/L)。     

容积分配比对A2/O-生物接触氧化工艺反硝化除磷特性的影响

提出了一种新型的A2/O-生物接触氧化(A2/O-BCO)双污泥系统.该工艺通过在A2/O反应器中充分利用原水碳源,以BCO反应器完成硝化的NO-x-N为电子受体,实现稳定高效的反硝化除磷.考察了实际生活污水在A2/O反应器中不同容积分配比(厌氧/缺氧/好氧)对A2/O-BCO系统反硝化除磷特性的影响.结果表明:系统对有机物的去除具有较好的稳定性,且容积比的变化对COD的去除率影响不大;当容积比为2∶4∶1时,系统达到了较高的脱氮除磷效果,出水的TN和PO3-4-P浓度分别为13.41和0.28 mg/L.通过氮平衡分析发现,BCO反应器存在同步硝化反硝化现象,同时厌氧氨氧化的发生也促进了氮损失.此外,A2/O反应器的好氧区对稳定出水PO3-4-P浓度发挥着重要作用,为了防止二次释磷,中间沉淀池的NO-x-N浓度应控制在1.95~2.75 mg/L.     

不同电子受体影响下的反硝化除磷过程

为进一步了解反硝化除磷菌的代谢行为,以序批式反应器(SBR)在厌氧/好氧条件下培养的活性污泥为对象,进行批次试验,研究了不同电子受体对反硝化缺氧吸磷的影响.结果证实:只要有电子受体存在,不论是硝氮(NO3--N)还是亚硝氮(NO2--N),缺氧吸磷都会发生,但NO2--N的缺氧吸磷量相对较少;反应开始时的电子受体质量浓度对反应过程影响很大,试验中NO3--N质量浓度为30mg/L、NO2--N质量浓度为20mg/L时吸磷量和吸磷速率均达到最高值;低于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而增加;高于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而减少;NO2--N质量浓度达80mg/L时,没有发现对反应的抑制作用;好氧吸磷效果好于缺氧吸磷.试验还发现反应器在厌氧/缺氧条件下连续运行时,反硝化除磷菌的厌氧释磷和缺氧吸磷能力将很快丧失.     

序批式移动床生物膜反应器强化反硝化除磷处理低碳源污水

 为探讨反硝化除磷工艺对低碳源生活污水的处理性能,在序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR) 中,通过对反硝化除磷菌的驯化,考察厌氧过程中COD 质量浓度、pH 值对释磷以及缺氧阶段NO₃^--N 和NO₂^--N 质量浓度对反硝化吸磷性能的影响。实验结果表明:周期为8 h 的运行中,COD、氨氮、TP 的去除率分别达到95%、90%、90%以上,出水质量浓度分别为8.07、3.67、0.46 mg/L,达到城镇污水一级A 排放标准。NO₃^--N 作为电子受体,60 mg/L 取得最佳的缺氧吸磷效果,高于20 mg/L 的NO₂^--N 作为电子受体时,反硝化除磷菌活性受到抑制。研究表明,在序批式移动床生物膜反应器中,以NO₃^--N作为电子受体进行反硝化除磷具有很好的处理效果。     

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。     

常温下厌氧氨氧化组合工艺处理低C与N质量浓度比的城市污水的脱氮除磷性能

在常温条件下,利用序批式反应器和序批式生物膜反应器的组合工艺(SBR+SBBR)处理低C与N质量浓度比(ρ(C)/ρ(N))城市污水。原水先进入SBR反应器,通过厌氧-好氧交替运行实现高效除磷,其出水进入SBBR反应器进行强化脱氮处理。SBBR反应器通过接种短程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜,控制适宜溶解氧(DO)质量浓度,实现全程自养脱氮。系统稳定运行期间,原水COD质量浓度为206 mg/L,总氮质量浓度为51.52 mg/L,磷酸盐质量浓度为4.09 mg/L,出水的总氮和磷酸盐质量浓度分别为10.7 mg/L和0.17 mg/L。研究结果表明:利用该组合工艺处理低碳氮比(ρ(C)/ρ(N)=4)城市污水,不外加碳源条件下,出水氮磷均可到达一级A标准。系统稳定运行的关键在于维持SBBR反应器合理的DO质量浓度(0.2~0.5 mg/L),持续抑制亚硝酸盐氧化细菌的增殖,避免硝酸盐的积累。     

DNPAOs的富集及其同步除磷脱氮的实验研究

采用强化除磷反应器,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧过程,分两阶段对硝化菌和反硝化聚磷菌(DNPAOS)进行选择和富集,形成了以二者为优势菌群的同步强化生物除磷脱氮体系。实验结果表明,体系同时存在硝化和反硝化吸磷过程,达到在废水处理过程中同时脱氮除磷的效果,经过58周期的厌氧/缺氧驯化富集,污水氨氮和总磷的去除率分别达到了93%和97%,DNPAOS占总PAOS的48%。     

体积比对分段进水改良A~2/O工艺脱氮除磷性能的影响

为了探究体积比对脱氮除磷性能的影响,采用分段进水改良厌氧-缺氧-好氧(A2/O)工艺处理高氨氮低碳氮比的生活污水。在污泥回流比为70%,水力停留时间(HRT)为10 h条件下,考察了体积比(V预缺氧∶V厌氧∶V缺氧∶V好氧)对系统去除有机物、硝化效果、反硝化效果、总氮(TN)和总磷(TP)的影响。试验结果表明:不同体积比对系统有机物的去除和硝化效率影响不显著,出水化学需氧量(COD)和氨氮浓度分别在50 mg/L、5 mg/L以下;系统TN和TP去除受体积比影响较大,体积比为18∶18∶36∶72时,缺氧体积所占比例较大,反硝化细菌获得充足反应时间,反硝化效果最好,TN去除率平均达83.24%;体积比为12∶24∶24∶84时,厌氧体积的增加,为聚磷菌厌氧释磷提供有利条件,TP去除效果最佳,平均去除率达93.63%。     

AOA-SBR工艺污水处理效果及其强化生物除磷性能

为探究AOA-SBR工艺的污水处理效果及其强化生物除磷性能,试验采用厌氧、好氧和缺氧运行模式的SBR反应器进行研究.结果表明,AOA-SBR工艺具有较好的污水处理效果,在增设的缺氧段中发生的反硝化除磷现象,强化了系统脱氮除磷能力.试验期间,在缺氧阶段COD浓度、N H+4—N质量浓度、T N浓度、T P浓度平均分别下降了12、0.35、3、7.36 m g/L,最终平均去除率分别为89.71％ 、99.03％ 、78.56％ 、87.28％.ORP、DO、pH的历时均能较好地反映AOA-SBR工艺在不同时段的生化反应状态.经过培养驯化后,AOA-SBR系统内聚磷菌属Tetrasphaera和反硝化聚磷菌属Dechloromonas均得到明显的富集;主要脱氮功能菌属逐渐由Thauera、Thermomonas、Terrimonas演替为内源反硝化能力较强的Can-didatus_Competibacter、Pseudomonas等菌属,内源反硝化菌和反硝化除磷菌的共同作用保障了系统的脱氮效果.试验结果为AOA-SBR工艺实际应用和推广提供了参考.     

一体化An／O工艺处理市政污水的中试研究

以污水厂初沉池出水作为研究对象,考察了常温(8~20℃)条件下,处理规模为5 m3/h的一体化厌氧/好氧生物反应器同步脱氮除磷的效果.试验中,系统脱氮始终存在同步硝化反硝化现象.通过低氧条件下亚硝酸盐的富集,系统进入稳定脱氮期.在稳定脱氮期,反应器出水亚硝酸盐平均累积率达82.52%,系统脱氮以亚硝酸盐型同步硝化反硝化的方式为主,实现了短程同步脱氮及磷和有机物的协同去除.TN,TP和COD平均去除率分别为77.4%,87.7%和90.4%.在该研究条件下,DO质量浓度的最佳控制范围是(0.25±0.10)mg/L.     

活性污泥体系中好氧反硝化菌的选择与富集

采用SBR反应器,通过间歇曝气和连续曝气方式对活性污泥体系中好氧反硝化细菌的选择和富集效果作了比较.结果表明,这两种方式都能提高活性污泥在好氧条件下对TN的去除率.最终实现在好氧条件下(DO 值≥5 mg/L),TN (进水TN为500 mg/L)的去除率仍可达50%以上.从驯化后富集好氧反硝化菌的活性污泥中分离得到105株细菌,其中对TN去除率在50%以上的菌株有21 株,可以基本认为这些都为好氧反硝化细菌.对比污泥驯化前所筛菌株对TN的去除率,进一步证实了污泥驯化有利于好氧反硝化菌的选择和富集.图4,表2,参7.     

曝气量对微压内循环多生物相反应器同步脱氮除磷的影响

以人工配置的模拟城市污水为处理对象,利用厌氧/好氧(A/O)模式运行的微压内循环多生物相反应器(MPSR),研究了不同曝气量[0.100,0.075和0.050L/min]对MPSR反应器同步脱氮除磷的影响.结果表明:随着曝气量的降低,总氮去除率由75.39%提高至81.21%,同步硝化反硝化效率由20.68%提高至33.55%,但出水均符合一级A标准.当曝气量为0.050L/min)时,MPSR反应器具有最佳的脱氮除磷效果,出水中COD,NH4+-N,总氮、总鳞平均质量浓度分别为30.77,0.15,7.14和0.06mg/L.相对低的曝气量有利于强化MPSR的脱氮性能,稳定除磷效果,同时有利于节约能耗.     

流化填料型A~2O工艺处理城市污水中试研究

目的研究厌氧-缺氧-好氧(A2O)工艺对城市污水的去除特性.为已建污水处理厂的提标改造工程提供便于实施的工艺.方法将A2O工艺与生物膜法结合,通过向反应器好氧池中投加聚氨酯流化填料强化脱氮除磷效率.结果经A2O工艺处理的系统出水COD质量浓度为33.1 mg/L,NH+4-N质量浓度为4.56 mg/L,TN质量浓度为14 mg/L,TP质量浓度为0.43mg/L,好氧区对于TN的去除最高可达系统TN去除率的14.2%,好氧区内TN的流失说明系统中出现了明显的同步硝化反硝化现象.城市污水出水水质达到《城镇污水处理厂综合排放标准》一级A标准.结论 A2O工艺对于水质水量的变化具有较强的抗冲击负荷能力,投加填料后,即使在进水水质波动很大的情况下,系统对于水中污染物仍能保持很高的去除率,出水水质稳定.     

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.