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不同停曝比对连续流亚硝化颗粒污泥运行的影响

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环境科学 2020年第11期41卷 5097-5105页

作者：张杰劳会妹李冬魏子清北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090

在(25~28℃)下,接种成熟亚硝化颗粒污泥于连续流反应器,为避免通过蠕动泵的污泥回流所造成的颗粒污泥破碎,采用内置沉淀区进行内回流,调整停曝比为1∶1、2∶1和1∶2,研究不同停曝比对连续流亚硝化颗粒污泥系统稳定性的影响.结果表明,控... 详细信息

在(25~28℃)下,接种成熟亚硝化颗粒污泥于连续流反应器,为避免通过蠕动泵的污泥回流所造成的颗粒污泥破碎,采用内置沉淀区进行内回流,调整停曝比为1∶1、2∶1和1∶2,研究不同停曝比对连续流亚硝化颗粒污泥系统稳定性的影响.结果表明,控制停曝比为1∶1和2∶1,亚硝化性能良好,阶段末期亚硝酸盐积累率分别为85.2%和94.5%,控制停曝比为1∶2,亚硝化性能逐渐恶化,阶段末期氨氧化率和亚硝酸盐积累率下降至64.1%和58.7%.批次试验表明,间歇曝气相对连续曝气可在一定程度上较好地抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的相对活性,停曝时间越长,对NOB的活性抑制越好,但由于停曝时间过长也将导致氨氧化率降低,故在亚硝化工艺中,可采用1∶1停曝比并协同其他控制条件的方式来实现连续流亚硝化工艺的长期稳定运行.污泥性能分析表明,在停曝比为1∶1~1∶2范围内,停曝时间越长,颗粒污泥结构越稳定,停曝时间越短,反应器内选择压较小,致使污泥沉降性能变差,部分亚硝化颗粒污泥解体,此外,胞外聚合物(EPS)化学分析及三维荧光光谱分析显示,停曝比为2∶1条件下,蛋白(PN)含量较高且蛋白/多糖(PN/PS)值也较高.

关键词：亚硝化颗粒污泥连续流停曝比亚硝酸盐积累率蛋白/多糖(PN/PS)

游离氨(FA)耦合曝气时间对硝化菌活性的抑制影响

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环境科学 2016年第3期37卷 1075-1081页

作者：孙洪伟吕心涛魏雪芬赵华南马娟方晓航兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 环境保护部华南环境科学研究所广州510655

本试验采用3个标记为R_(Ahead)、R_(Exact)和R_(Exceed)的序批式反应器(SBR),在实现短程硝化的基础上,深入研究了游离氨(FA)耦合曝气时间对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的抑制影响.本试验在3种FA浓度(0.5、5.1、10.1mg·L^(-... 详细信息

本试验采用3个标记为R_(Ahead)、R_(Exact)和R_(Exceed)的序批式反应器(SBR),在实现短程硝化的基础上,深入研究了游离氨(FA)耦合曝气时间对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的抑制影响.本试验在3种FA浓度(0.5、5.1、10.1mg·L^(-1))耦合3种曝气时间(t_(Exact):氨被完全氧化时停曝气;t_(Ahead):氨被完全氧化前30 min停曝气;t_(Exceed):氨被完全氧化后30min停曝气)的条件下进行.结果表明,当FA浓度达到10.1 mg·L^(-1)时,3种系统均实现了短程硝化,但短程硝化实现的快慢关系为:R_(Ahead)最快、R_(Exact)次之、R_(Exceed)最慢,其所需运行周期分别为56、62和72.此外,3种系统中,相对于AOB,NOB活性受到的抑制作用更强,导致AOB活性始终高于NOB活性,且AOB和NOB菌属活性(η)强弱关系差异较大,AOB活性强弱关系:η_(RExceed)>η_(RExact)>η_(RAhead),其值分别为104.4%、100%和85.8%,NOB活性强弱关系:η_(RExceed)>η_(RExact)>η_(RAhead),其值分别为71.2%、64.9%和50.2%.

关键词：游离氨曝气时间亚硝酸盐积累率硝化菌活性

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曝气强度对SBR亚硝化工艺运行影响试验

哈尔滨工业大学学报 2020年第11期52卷 1-9页

作者：张杰劳会妹李冬魏子清水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室(北京工业大学) 北京100124 城市水资源与水环境国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

曝气强度是调控间歇曝气DO的重要参数,为明晰总曝气强度相同、曝气强度不同对间歇曝气SBR亚硝化工艺的影响,在25~28℃下,接种亚硝化性能良好的活性污泥于间歇曝气SBR反应器中,结合响应面分析研究间歇曝气下曝气强度对亚硝化系统稳定性... 详细信息

曝气强度是调控间歇曝气DO的重要参数,为明晰总曝气强度相同、曝气强度不同对间歇曝气SBR亚硝化工艺的影响,在25~28℃下,接种亚硝化性能良好的活性污泥于间歇曝气SBR反应器中,结合响应面分析研究间歇曝气下曝气强度对亚硝化系统稳定性的影响.结果表明,控制曝气强度为1.2 L/(h·L),亚硝态氮积累率可达93%,但氨氮去除率仅为80%.增加曝气强度到1.58 L/(h·L),随着运行周期增加,亚硝化性能逐渐恶化.控制曝气强度为1.93 L/(h·L),系统的平均氨氧化率和亚硝酸盐积累率为90%和91.6%,实现了较高的氨氧去除和亚硝酸盐积累.批次实验及响应面分析表明,曝气强度及曝气时长对氨氮去除及亚硝酸盐的积累均有显著影响,曝气时间越短亚硝酸盐积累率越高,曝气强度越大氨氮去除率越高.但低曝气强度下AOB的活性受到抑制,通过延长曝气时长并不能保持良好的氨氮去除.在过高曝气强度下,AOB的活性不能得到相应的增强,氨氮去除率及亚硝酸盐积累率只受曝气时长的影响,因此,在总曝气强度相同下,可采取较高的曝气强度配合短曝气时长来实现高氨氮去除及亚硝酸盐积累.

关键词：间歇曝气亚硝酸盐积累率曝气强度曝气时长响应面分析

短程反硝化的启动及多参数优化下NO_(2)^(-)-N积累特性

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中国环境科学 2021年第3期41卷 1189-1198页

作者：毛佩玥付雪赵鑫磊邢嘉伟马娇陈永志兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 甘肃省污水处理行业技术中心甘肃兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室甘肃兰州730070

采用本实验室长期培养的厌氧(S-A)、好氧(S-O)和交替厌氧/好氧(S-A/O)活性污泥为种泥,分别启动短程反硝化SBR反应器R1、R2和R3,控制进水C/N比为3,缺氧搅拌时间为1h时,在第15d、7d和4d亚硝酸盐积累率(NAR)分别达到75.34%、84.51%和86.23%... 详细信息

采用本实验室长期培养的厌氧(S-A)、好氧(S-O)和交替厌氧/好氧(S-A/O)活性污泥为种泥,分别启动短程反硝化SBR反应器R1、R2和R3,控制进水C/N比为3,缺氧搅拌时间为1h时,在第15d、7d和4d亚硝酸盐积累率(NAR)分别达到75.34%、84.51%和86.23%.选取C/N比、初始pH值、缺氧搅拌时间和初始NO_(3)^(-)-N浓度对NAR进行四因素三水平响应面实验,方差分析结果表明,以上因素对NAR均有显著影响(P<0.05),模型R 2为0.983.通过模型预测得最佳运行条件:C/N比为3.16,初始pH值为8.51,缺氧搅拌时间为1.27h,初始NO_(3)^(-)-N浓度为60mg/L的条件下,NAR高达91.32%.

关键词：短程反硝化亚硝酸盐积累率 C/N比反硝化特征参数响应曲面法

ABR-MBR工艺处理生活污水实现短程硝化

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环境科学 2017年第12期38卷 5154-5161页

作者：吕亮赵诗惠韦佳敏张敏尤雯吴鹏沈耀良苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 江苏省水处理技术与材料协同创新中心苏州215009 江苏省环境科学与工程重点实验室苏州215009

采用ABR-MBR耦合工艺对MBR反应器中实现短程硝化的运行控制条件进行了研究,并为后续研究系统的反硝化除磷性能打下基础.ABR-MBR耦合工艺在不同条件下的运行研究结果表明,在ABR反应器的水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)6 h,... 详细信息

采用ABR-MBR耦合工艺对MBR反应器中实现短程硝化的运行控制条件进行了研究,并为后续研究系统的反硝化除磷性能打下基础.ABR-MBR耦合工艺在不同条件下的运行研究结果表明,在ABR反应器的水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)6 h,污泥回流比100%,硝化液回流比300%,温度30℃±2℃的条件下,通过控制好氧区溶解氧浓度(DO从0.5~1.0 mg·L^(-1)降为0.3~0.7 mg·L^(-1))以及改变MBR反应器有效容积以控制其HRT,最终在MBR反应器HRT从3 h逐步延长至5 h时短程硝化遭到破坏,亚硝酸盐积累率(nitrite accumulation rate,NAR)从60%急剧下降至15%.短程硝化影响因素的分析表明:pH值、游离氨(free ammonia,FA)和游离亚硝酸(free nitrous acid,FNA)对本试验实现短程硝化无显著影响,维持低DO浓度(0.3~0.7 mg·L^(-1))并逐步缩短HRT是本试验实现短程硝化的关键控制因素,温度和污泥停留时间(sludge retention time,SRT)可作为辅助因素与之共同调控.短程硝化期间,系统获得了高效且稳定的COD和NH_4^+-N去除效果,平均出水浓度分别低于50 mg·L^(-1)和2 mg·L^(-1),去除率均在90%以上,TN平均去除率高达72%.

关键词： ABR-MBR耦合工艺短程硝化水力停留时间硝化液回流亚硝酸盐积累率

温度对SBR生物脱氮效能及胞外聚合物的影响

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环境科学 2017年第11期38卷 4648-4655页

作者：孙洪伟陈翠忠吴长峰赵华南于雪方晓航兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 兰州威立雅水务(集团)有限责任公司兰州730060 环境保护部华南环境科学研究所广州510655

本实验以人工模拟废水为研究对象,采用3组SBR反应器(R_(15℃)、R_(25℃)、R_(35℃)),重点考察了温度对生物脱氮效能、胞外聚合物(EPS)含量及其组分[蛋白质(PN)、多糖(PS)和核酸(DNA)]的影响.结果表明,高温条件有利于促进亚硝酸型生物脱... 详细信息

本实验以人工模拟废水为研究对象,采用3组SBR反应器(R_(15℃)、R_(25℃)、R_(35℃)),重点考察了温度对生物脱氮效能、胞外聚合物(EPS)含量及其组分[蛋白质(PN)、多糖(PS)和核酸(DNA)]的影响.结果表明,高温条件有利于促进亚硝酸型生物脱氮体系的建立,显著提高氨氮去除性能.温度对EPS及其组分具有显著影响.随着温度的升高,EPS和TB-EPS含量逐渐降低,而LB-EPS含量逐渐升高,EPS以TB-EPS为主(占69.0%~79.5%),但TB-EPS/LB-EPS比值随着温度升高逐渐降低[3.8(15℃)→3.6(25℃)→2.2(35℃)].在EPS,LB-EPS和TB-EPS中PN和DNA含量随着温度升高而降低,LB-EPS和EPS中PS含量随温度升高而增加.而TB-EPS中PS含量随温度升高而降低,且25℃是各组分浓度变化重要折点.在15℃和25℃时,PN为TB-EPS和LB-EPS的主要成分,PS次之,DNA最少,35℃时,PS成为主要成分,PN次之,DNA最少.此外,本研究也发现,在15℃和25℃时,EPS含量在硝化过程中逐渐增大,反硝化过程中逐渐降低.

关键词：生物脱氮温度亚硝酸盐积累率胞外聚合物

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梯度曝气SBR除磷亚硝化颗粒处理生活污水

哈尔滨工业大学学报 2019年第8期51卷 1-7页

作者：张杰李海玲李冬刘博李帅曹美忠水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室(北京工业大学) 北京100124 城市水资源与水环境国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

为实现生活污水中总磷和有机物的去除,同时实现部分亚硝化,在常温条件下(17~19℃),采用SBR反应器接种配水培养的强化生物除磷颗粒污泥,对生活污水的除磷亚硝化效果进行研究.结果表明,配水启动的强化生物除磷颗粒污泥经过27d的培养可以... 详细信息

为实现生活污水中总磷和有机物的去除,同时实现部分亚硝化,在常温条件下(17~19℃),采用SBR反应器接种配水培养的强化生物除磷颗粒污泥,对生活污水的除磷亚硝化效果进行研究.结果表明,配水启动的强化生物除磷颗粒污泥经过27d的培养可以实现生活污水除磷,出水总磷(TP)质量浓度达到1mg/L以下,厌氧释磷量/厌氧COD去除量(ΔρTP/ΔρCOD)达到0.3;采取前90min高曝气(500mL/min),后120min低曝气(200mL/min)的梯度曝气运行模式,可以使亚硝酸盐积累率(RNA)从0增长到90%以上,亚硝酸盐氮(NO2^--N)质量浓度达到10mg/L,同时TP及COD出水分别保持在0.5和50mg/L以下.随工艺运行颗粒粒径从1200μm下降到1090μm,SVI值从32mL/g降低到29mL/g,蛋白与多糖比(PN与PS比)从2.0降低到1.2.生活污水虽然会导致颗粒粒径略微减小,但仍能保持在1000μm以上,且使颗粒获得更好的沉降性能.采取高低梯度曝气方式可以实现除磷和亚硝化,总磷去除率达到95%,RNA达到90%以上,且颗粒性能稳定.

关键词：生活污水除磷亚硝化梯度曝气亚硝酸盐积累率

高频曝停下停曝时间对亚硝化颗粒污泥性能的影响

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环境科学 2020年第1期41卷 360-367页

间歇曝气中停曝时间对于NOB的抑制是积累亚硝酸盐的关键,为探究曝气频次相同、停曝时间组合不同亚硝化颗粒污泥的稳定运行,在25~28℃,接种好氧颗粒污泥于SBR(R0)反应器中,通过间歇曝气与DO限制驯化为亚硝化颗粒污泥,采用3组规格相同的SB... 详细信息

间歇曝气中停曝时间对于NOB的抑制是积累亚硝酸盐的关键,为探究曝气频次相同、停曝时间组合不同亚硝化颗粒污泥的稳定运行,在25~28℃,接种好氧颗粒污泥于SBR(R0)反应器中,通过间歇曝气与DO限制驯化为亚硝化颗粒污泥,采用3组规格相同的SBR反应器(R1、R2和R3)分析停曝时间组合(3 min∶3 min、4 min∶2 min和2 min∶4 min)对亚硝化颗粒污泥性能的影响.实验表明,R1、R2亚硝酸盐积累率较高,平均亚硝酸盐积累率分别为89%和95%,R3亚硝化性能较差,运行周期末期亚硝酸盐积累率仅为57%.结果表明,在停曝时间为2~4 min下,停曝时间越长,越有利于颗粒污泥结构的稳定,同时可保持良好的亚硝化性能;停曝时间小于2 min时,厌氧好氧交替的环境不能完全实现,致使其运行效果倾向于连续曝气,失去了间歇曝气的环境优势,NOB菌得不到抑制,颗粒污泥呈现解体的趋势,导致亚硝化性能恶化;此外,较长曝气时间会有助于不规则形状颗粒的发展,停曝时间越长,PN/PS值越高,有利于颗粒表面疏水性的增强,污泥沉降性能越好.

关键词：间歇曝气亚硝酸盐积累率亚硝化颗粒污泥停曝时间 PN/PS

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间歇曝气下短程硝化耦合污泥微膨胀稳定性

环境科学 2018年第7期39卷 3271-3278页

作者：高春娣孙大阳安冉赵楠焦二龙祝海兵北京工业大学环境与能源工程学院城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室北京100124 北京排水集团北京100037

污泥微膨胀耦合短程硝化是一种利用低溶解氧(DO)引发丝状菌有限繁殖和亚硝酸盐(NO-2-N)积累来协同提高氮的去除率并降低能耗的新工艺.为分析该工艺启动的可行性和长期稳定性,采用两个间歇式反应器(SBR)并通过调整曝气方式,考察低DO(0.3~... 详细信息

污泥微膨胀耦合短程硝化是一种利用低溶解氧(DO)引发丝状菌有限繁殖和亚硝酸盐(NO-2-N)积累来协同提高氮的去除率并降低能耗的新工艺.为分析该工艺启动的可行性和长期稳定性,采用两个间歇式反应器(SBR)并通过调整曝气方式,考察低DO(0.3~0.8 mg·L-1)下污泥沉降性、亚硝酸盐累积率(NAR)、总氮的去除特性、优势丝状菌和硝化菌群的动态变化.结果表明,缺氧∶好氧=15 min∶30 min的间歇曝气运行方式下,可以实现NAR约为50%和稳定的污泥微膨胀,污泥体积指数(SVI)稳定在170~200 m L·g-1.实时连续曝气可以实现NAR为95%以上,并且NO-2-N的累积引发了以Type 0092型为优势丝状菌的污泥微膨胀,但无法长期维持.改变运行方式为间歇曝气,运行60 d左右可以实现短程硝化和微膨胀耦合及长期稳定维持,TN的去除率稳定在66%.FISH分析间歇曝气引发污泥微膨胀主要丝状菌是***和Type 0092型.Q-PCR对硝化菌群定量分析得出SBR A初期和末期AOB占全菌的比例分别由0.53%提高到2.19%,NOB由17.5%降至3.2%.SBR B里AOB由0.51%提高到1.53%,而NOB由18.05%降至11.01%.

关键词：低溶解氧污泥微膨胀亚硝酸盐积累率污泥体积指数总氮去除率间歇曝气