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沉淀时间及生物膜对实际生活污水形成好氧硝化颗粒污泥的影响

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环境科学 2007年第6期28卷 1245-1251页

作者：高景峰北京工业大学环境与能源工程学院北京100022

利用3个间歇式活性污泥反应器（sequencing batch reactor,SBR,命名为R1、R2、R3）和1个间歇气提式内循环反应器（sequencing batch airlift reactor,SBAR,命名为R4）,处理低碳氮比实际生活污水,系统考察改变沉淀时间的方式及器壁生物... 详细信息

利用3个间歇式活性污泥反应器（sequencing batch reactor,SBR,命名为R1、R2、R3）和1个间歇气提式内循环反应器（sequencing batch airlift reactor,SBAR,命名为R4）,处理低碳氮比实际生活污水,系统考察改变沉淀时间的方式及器壁生物膜对快速启动硝化好氧颗粒污泥（aerobic granular sludge,AGS）反应器的影响.结果表明,R1、R2、R4的沉淀时间骤降为2、42、min,由于一次性施加的沉速选择压过强,造成污泥大量流失,反应器崩溃,而后反应器器壁不断长出生物膜,混合液和出水中出现大量絮状、棒状、颗粒状污泥,经过35-40 d的培养,出水NH4＋-N小于1 mg/L,这主要是器壁生物膜的作用.反应器中的松软颗粒状污泥并非AGS,但它和AGS周围都有大量的轮虫等原生动物和后生动物,这表明生物膜和AGS同源.根据污泥沉淀的实际情况,逐步降低R3反应器的沉淀时间为8、65、4、min,当沉速达到10 cm/min时,污泥开始颗粒化;沉速达到12 cm/min时,污泥颗粒化基本完成,共经历了33 ***与絮状污泥长期共存,以0.3 mm为界,两者质量比约为2∶1,AGS平均粒径在0.5 mm左右,NH4＋-N降解速率是污泥未颗粒化之前的5倍.

关键词：实际生活污水好氧颗粒污泥快速启动生物膜沉淀时间硝化

连续流好氧颗粒污泥系统处理低COD/N实际生活污水的工艺优化

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环境科学 2015年第10期36卷 3778-3785页

作者：鲁磊信欣鲁航朱辽东谢思建武勇成都信息工程大学资源环境学院成都610225

在连续流合建式反应器中接种成熟好氧颗粒污泥处理低碳氮比(COD/N)的实际生活污水,研究了曝气量和水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)对连续流好氧颗粒污泥系统脱氮除磷和颗粒污泥稳定性的影响.结果表明,当曝气量为300 m L·mi... 详细信息

在连续流合建式反应器中接种成熟好氧颗粒污泥处理低碳氮比(COD/N)的实际生活污水,研究了曝气量和水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)对连续流好氧颗粒污泥系统脱氮除磷和颗粒污泥稳定性的影响.结果表明,当曝气量为300 m L·min-1(表观气速为1.2 cm·s-1)、HRT为7.5 h时,反应器对化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、总氮(total nitrogen,TN)和总磷(total phosphorus,TP)去除率达到最高,分别为76.34%、51.23%和53.70%.整个系统在此条件下能够稳定运行,污泥浓度(mixed liquor suspended solids,MLSS)为2 000 mg·L-1左右,污泥体积指数(sludge volume index,SVI)保持在50 m L·g-1以下,好氧颗粒污泥形态完整,沉降性能良好.低COD/N的实际生活污水促进了好氧颗粒污泥胞外多聚物(extracellular polymeric substance,EPS)的增长,蛋白质(protein,PN)和多聚糖(polysaccharide,PS)的比值高达17.9,相对于PS,PN对颗粒污泥的稳定性有更大的促进作用.

关键词：连续流好氧颗粒污泥低COD/N 实际生活污水工艺优化

好氧颗粒污泥处理低碳氮比实际生活污水的运行效能

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环境工程学报 2020年第11期14卷 2999-3006页

作者：宋昀达张丽丽苏本生薛晓飞李鑫玮刘晓琳任钦毅陈翰北京化工大学化学工程学院北京100029 北控水务(中国)投资有限公司北京100102

以低碳氮比实际生活污水为基质,在不外加碳源的前提下,在序批式活性污泥反应器(SBR)内培养好氧颗粒污泥(AGS)。结果表明:经过30 d的连续运行可成功培养出好氧颗粒污泥,成熟的好氧颗粒污泥SVI约为50 mL·g-1,MLSS为4.5 g·L-1左右,平均... 详细信息

以低碳氮比实际生活污水为基质,在不外加碳源的前提下,在序批式活性污泥反应器(SBR)内培养好氧颗粒污泥(AGS)。结果表明:经过30 d的连续运行可成功培养出好氧颗粒污泥,成熟的好氧颗粒污泥SVI约为50 mL·g-1,MLSS为4.5 g·L-1左右,平均粒径达到608.3μm;反应器连续运行超过180 d,在整个运行过程中,以C/N为2~6的实际生活污水为基质,COD平均去除率为89.5%,TN平均去除率为78.5%,TP平均去除率可达70%以上。好氧颗粒污泥脱氮除磷的沿程实验结果显示,其可实现同步高效脱氮除磷,氮的去除主要源于同步硝化反硝化,其独特的分层结构能够保证在外部较高的溶解氧环境下颗粒污泥内部同时完成反硝化过程。

关键词：实际生活污水好氧颗粒污泥低碳氮比脱氮除磷

处理实际生活污水短程硝化好氧颗粒污泥的快速培养

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环境科学学报 2007年第10期27卷 1604-1611页

作者：高景峰周建强彭永臻北京工业大学环境与能源工程学院北京100022

以普通序批反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)和气提式序批反应器(Sequencing Batch Airlift Reactor,SBAR)处理低COD/TN的实际生活污水,考察了不同沉淀时间以及反应器类型对快速培养短程硝化好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge,AGS)的影响.试验结果表明,沉淀时间为15min时,SBR和SBAR系统中均为全程硝化,当将沉淀时间分别改为5min、8min后的第17d和第16d时,两个反应器中均形成AGS,并且AGS与絮状污泥共存;此时两系统均由全程硝化转化为短程硝化,出水NO2-/(NO2-+NO3-)平均值分别长期维持在98.7%和85.6%左右.本试验中以沉淀时间作为选择压,快速启动了具有短程硝化功能的序批式AGS反应器.由于AGS固有结构对氧传质的限制,使亚硝酸氮氧化受阻即抑制了亚硝酸氮氧化细菌的活性,从而产生了亚硝酸氮积累现象.DO是造成本研究中出现短程硝化的主要原因,而pH值、游离氨、温度、污泥龄等因素都不是导致短程硝化的关键因素.污泥颗粒化后,两个系统中NH4+-N降解速率分别提高了2.6倍和2.4倍.

关键词：短程硝化好氧颗粒污泥实际生活污水快速启动沉淀时间

好氧颗粒污泥处理实际生活污水效能及稳定性研究

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好氧颗粒污泥处理实际生活污水效能及稳定性研究

作者：顾一宁哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

好氧颗粒污泥技术拥有着极大的开发潜力。对于我国现有污水厂的提标改造工程来说,好氧颗粒污泥技术有很高的性价比,可以用较小的工程投入取得较大的改良效果。但是,现在国内对好氧颗粒污泥的研究大多集中在理论方面的研究,很少有实际工... 详细信息

好氧颗粒污泥技术拥有着极大的开发潜力。对于我国现有污水厂的提标改造工程来说,好氧颗粒污泥技术有很高的性价比,可以用较小的工程投入取得较大的改良效果。但是,现在国内对好氧颗粒污泥的研究大多集中在理论方面的研究,很少有实际工程应用方面的研究进展。本课题将研究处理低浓度实际生活污水的好氧颗粒污泥系统在不同的曝气强度下的处理效能,同时分析系统内污泥的特性及微生物群落的变化规律。在处理实际生活污水的系统中,还将结合系统对污染物的去除效能及颗粒的理化特征研究反应器中好氧颗粒污泥及絮状活性污泥的平衡状态及对系统的稳定性,并进一步解析曝气强度对系统内污泥群落结构及微生物物种丰富度的影响。本课题首先设置了三组污泥组分不同的系统,分别为完全投加好氧颗粒污泥启动的系统RN1、投加了部分絮状活性污泥的系统RN2以及只投加絮状活性污的系统RN3。在三组系统运行42天后将投加了好氧颗粒污泥的两个系统的曝气强度由原来的2L/min降低为1L/min,并继续运行了这两组系统30天。三组系统中,好氧颗粒污泥系统对含氮化合物的去除效果强于只投加了絮状活性污泥的系统RN3。好氧颗粒污泥系统和絮状活性污泥系统都有很好的COD去除效能,但是TP去除效能不理想。从运行结果来看,RN1和RN3都没有出现亚硝氮积累的情况,RN2在系统启动初期及运行工况改变后的一段时间内会出现亚硝氮积累的情况。在曝气强度为1L/min的工况下,好氧颗粒污泥系统对含氮化合物的去除效果较强,但是曝气强度对好氧颗粒污泥系统的COD去除效果及TP去除效果影响不大。在试验中,发现粒径在0.2mm～0.6mm之间的好氧颗粒污泥具有最强的稳定性。在系统启动后的一段时间内,系统RN1内逐渐出现絮状活性污泥,并且调整曝气强度前粒径有所减小;在调整曝气强度前系统RN2中也出现过粒径减小的情况。但是在调整曝气强度后,系统RN1及系统RN2内的微生物分泌的EPS有所减少,两组系统的污泥平均粒径都有所上升,两组系统在曝气强度改变后都出现了污泥颗粒化程度上升的情况。在微生物群落结构方面,当曝气强度调整为1L/min后,两组系统内污泥群落的alpha多样性也有所下降,这段时间内,污泥颗粒化程度也有所提高。相比于系统基质的改变,曝气强度的改变对系统内污泥微生物群落结构的影响较小。处理低浓度实际生活污水的好氧颗粒污泥系统中,Saprospiraceae、Fusibacter以及Microscillaceae是相对丰度较高的功能菌属。

关键词：好氧颗粒污泥微生物群落结构实际生活污水稳定性

温度对厌氧膜生物反应器处理生活污水效能的影响

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环境工程学报 2024年第5期18卷 1240-1247页

作者：焦城璠张嘉雯赵鹤翔李倩陈荣李玉友西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室西安710055 华陆工程科技有限责任公司西安710056 东北大学工程研究生院土木与环境工程系日本仙台980-8579

为探明温度对厌氧膜生物反应器处理实际生活污水效能的影响,本研究考察了在不同温度(25、20和15℃)及水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(12 h和8 h)下,AnMBR的产甲烷效能以及膜污染特性。结果表明,当温度为25℃时,COD去除率达... 详细信息

为探明温度对厌氧膜生物反应器处理实际生活污水效能的影响,本研究考察了在不同温度(25、20和15℃)及水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(12 h和8 h)下,AnMBR的产甲烷效能以及膜污染特性。结果表明,当温度为25℃时,COD去除率达到81.9%,最高甲烷产率为0.21 L·g^(−1)。20℃时,系统的厌氧消化性能与25℃相比差异不大,但当温度下降到15℃时,COD去除率为73.5%,最高甲烷产率只有0.08 L·g^(−1)。微生物群落分析结果表明,乙酸营养型是主要的产甲烷途径,随着温度降低乙酸营养型产甲烷菌的丰度明显减少,因此,产甲烷菌活性降低是导致15℃时反应器厌氧消化性能下降的主要原因。当温度为25℃,反应器在HRT为8 h的膜污染速率是HRT为12 h的31.33倍。因此,在较低的运行温度下,系统难以实现在低HRT的长期稳定运行。膜阻力分析结果表明随着温度的降低,膜孔的有机物堵塞阻力占总阻力的比例有所增大,这是由于低温下胞外聚合物的增加所导致的。COD平衡结果表明,溶解性甲烷的释放量与甲烷的溶解性以及出水通量的大小有关。

关键词：实际生活污水厌氧膜生物反应器温度资源回收溶解性甲烷

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A/O+SNAD工艺处理生活污水的研究

A/O+SNAD工艺处理生活污水的研究

作者：蒲晓利河南师范大学

学位级别：硕士

过多N、P营养物质排入水体除会引起富营养化等环境问题外,还会严重威胁人类健康,为此我国加强了对污水N、P的排放标准。因此,研究开发高效节能的生物脱氮除磷工艺已经成为当今研究者高度关注的焦点。传统的生物脱氮除磷一般是在同一个... 详细信息

过多N、P营养物质排入水体除会引起富营养化等环境问题外,还会严重威胁人类健康,为此我国加强了对污水N、P的排放标准。因此,研究开发高效节能的生物脱氮除磷工艺已经成为当今研究者高度关注的焦点。传统的生物脱氮除磷一般是在同一个污泥系统中实现,由于需要大量曝气、额外投加有机碳源及脱氮与除磷菌群间的竞争,造成脱氮除磷效果不稳定、能耗高、运行操作费用高昂。若将N、P分段独立去除,并分别控制在适宜的条件下运行,将有益于N、P的高效去除。本课题采用A/O生物除磷与SNAD脱氮工艺联用将N、P在不同处理单元分别去除,以达到高效去除N、P的目的。A/O生物除磷单元,通过调控好氧池内溶解氧,控制好氧池内丝状菌微膨胀条件,利用聚磷菌(PAOs)去除P和COD,而不发生硝化反应,为后续脱氮提供有利条件;SNAD工艺单元,利用亚硝化菌、厌氧氨氧化菌及反硝化菌的协同作用实现N和COD的同步去除。SNAD工艺单元,进水COD很低,本工艺脱氮主要是利用厌氧氨氧化反应的自养脱氮过程。与传统生物脱氮除磷工艺相比,本工艺具有无需额外投加有机碳源、节省耗氧量、脱氮除磷效率高等优点。本实验工艺运行总体包括三个阶段。第一阶段为A/O生物除磷反应器的启动及影响因素研究。主要研究结果如下:(1)启动及运行效果。以实际生活污水为原水,控制进水温度(25±2)℃,p H6.8～7.4,DO 1.2～1.7 mg/L的条件下,经过130d的驯化培养,成功启动A/O生物除磷反应器。在反应器稳定运行阶段,出水COD和TP的平均浓度分别为43 mg/L与0.3mg/L,平均去除率分别为84%与92%。(2)不同DO的影响。当DO在0.5～1.0 mg/L,SVI值为180～230 m L/g,反应器存在丝状菌微膨胀,丰富的PAOs能缓解由低DO引起的污泥沉降性能的降低,而不影响出水水质,其TP和COD的去除率高达94%与82%;当DO高于2.0 mg/L时,A/O反应器出水NO2--N浓度偏高,PAOs受到抑制,致TP的去除率偏低。第二阶段:SNAD反应器的启动及影响因素研究。主要研究结果如下:(1)启动及运行效果。以人工配水为原水,控制水温为(30±1)℃,p H 7.3～7.5,氨氮36～64 mg/L,无机碳(Na HCO3)10～15 mg/L。SNAD反应器的启动分为两部分:第一部分是折流板生物膜自养脱氮反应器的启动。经过112d的驯化培养,成功启动折流板生物膜自养脱氮反应器。反应器稳定运行阶段,出水NH4+-N和TN的平均浓度为2.76 mg/L与11.51 mg/L,平均去除率分别达到94%与77%,反应器氮负荷达到0.23 kg/m3·d。第二部分是SNAD反应器的正式启动。进水投加COD,控制COD浓度为43～60mg/L,经过182d的培养,SNAD反应器成功启动。反应器成功启动后,NH4+-N、TN和COD的平均去除率分别达到97%、85%及74%。(2)不同C/N比的影响。当C/N比小于2时,对厌氧氨氧化反应没有明显影响,能在一个反应器中实现亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化耦合脱氮。当C/N比大于2时,由于在COD浓度较高时,反硝化菌的快速增长抑制了厌氧氨氧化菌的活性,致脱氮效果下降。第三阶段:将成功启动并稳定运行的A/O生物除磷反应器与折流板SNAD反应器联用处理实际生活污水的实验研究。(1)A/O+SNAD工艺联用。在进水TP、TN和COD的平均浓度分别为4.3mg/L、51 mg/L与306 mg/L的条件下,出水TP、TN与COD的平均浓度分别为0.14mg/L、8.14 mg/L及16.19 mg/L,其平均去除率分别为97%、84%与94%。(2)不同进水NH4+-N浓度的影响。进水NH4+-N浓度由30 mg/L逐步提升至100mg/L,对A/O+SNAD工艺除磷和COD没有明显影响,TP和COD的平均去除率分别为94%和91%。当NH4+-N浓度为30 mg/L时,NH4+-N的去除率几乎达到100%,TN的去除率达到87%;当NH4+-N浓度提升至100 mg/L时,NH4+-N和TN的去除率分别下降至78%和73%。

关键词： A/O SNAD 启动实际生活污水 DO

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有机碳源对低碳氮比生活污水好氧脱氮的影响

安全与环境学报 2005年第6期5卷 11-15页

作者：高景峰彭永臻王淑莹北京工业大学环境与能源工程学院北京100022

利用间歇式生物膜反应器研究了有机碳源对低碳氮比(COD/TN在3左右)实际生活污水好氧脱氮的影响。处理实际生活污水的实验结果表明,在好氧条件下总氮平均去除率为80%。投加葡萄糖进行5个碳氮比的对比实验,随着COD/TN的升高,好氧总氮去除... 详细信息

利用间歇式生物膜反应器研究了有机碳源对低碳氮比(COD/TN在3左右)实际生活污水好氧脱氮的影响。处理实际生活污水的实验结果表明,在好氧条件下总氮平均去除率为80%。投加葡萄糖进行5个碳氮比的对比实验,随着COD/TN的升高,好氧总氮去除率由67%(COD/TN=1.63)逐渐上升至93.6%(COD/TN=8.43);但是当COD/TN超过8.43后,总氮去除率提高的并不明显(当COD/TN为8.89时,总氮去除率为96.8%)。最后进行了不含有机碳源的实验,其好氧总氮平均去除率为24%。综合分析表明,同时硝化反硝化和好氧脱氨共同导致了SBBR处理低碳氮比生活污水的好氧脱氮。此外,在所有实验过程中,好氧脱氮终点在DO和pH的变化曲线上有相应的跃升点。利用该特征点可以实时控制好氧脱氮的反应时间,并有利于实现短程好氧脱氮。

关键词：环境工程低碳氮比实际生活污水好氧脱氮同时硝化反硝化好氧脱氨实时控制

单级自养脱氮上流式双层填料反应器处理生活污水的研究

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单级自养脱氮上流式双层填料反应器处理生活污水的研究

作者：李钰琪哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

水体富营养化是目前造成我国水污染的原因之一。目前我国颁布了更严格的城镇污水排放标准(GB18918-2002),相比以前城市污水处理厂出水氮元素的浓度有了更高的要求,其中规定出水氨氮浓度低于5mg/L、总氮浓度低于15mg/L。传统硝化-反硝化... 详细信息

水体富营养化是目前造成我国水污染的原因之一。目前我国颁布了更严格的城镇污水排放标准(GB18918-2002),相比以前城市污水处理厂出水氮元素的浓度有了更高的要求,其中规定出水氨氮浓度低于5mg/L、总氮浓度低于15mg/L。传统硝化-反硝化工艺具有额外补充碳源、曝气能耗高等诸多弊端。高效的生物脱氮技术成为人们研究的热点之一。基于厌氧氨氧化的单级自养脱氮工艺大大降低了曝气所需能耗,且无须外加有机碳源,剩余污泥产量低,具有显著地优势。本研究开发了一种上流式双层填料反应器用于城市污水单级自养脱氮,研究了低浓度有机物和反冲洗对强化系统启动运行的影响。在此基础上,考察了低氨氮浓度、常温、不同填料比例条件下反应器的脱氮效能,同时对常温低氨氮浓度下系统稳定运行原因进行分析。以预处理的实际生活污水作为进水,考察了反应器处理实际生活污水的运行效能,并分析了不同阶段系统内脱氮途径及其影响因素,同时探讨了内循环比对系统脱氮性能的影响。本研究历时139天成功建立了单级自养脱氮系统,氨氮去除率达到98.3%,总氮去除率达到75.1%。反应器△NO-N/△NH-N一直稳定在理论比值0.11附近。反应器表面还有未破碎的厌氧氨氧化颗粒污泥存在,能有效持留厌氧氨氧化菌。反冲洗能较为有效地将亚硝酸盐氧化菌(NOB,nitrite oxidizing bacteria)洗脱,且系统能快速恢复,有利于反应器的稳定运行。低浓度有机物(60mg/L)对单级自养脱氮的启动运行影响较小,并对系统总氮去除性能有利。虽然氨氮去除率比最高时期略低,为92.5%,但总氮去除率提高到84.4%,总氮去除负荷达到0.15 kgN·(m·d)。在常温低基质运行过程中,通过调节内循环比至1:15,反应器总氮去除率及总氮去除负荷最终分别达到88.7%和0.14kgN·(m·d)。提高负荷及反冲洗有利于恢复并维持系统稳定运行。当进水未添加有机物时,沸石填料比例更高反应器更能抵御不断改变曝气调节带来的不利影响。聚氨酯填料比例越高,反冲洗后,反硝化菌也得到了更多的生长增殖空间,导致△NO-N/△NH-N比值更低。在以上研究的基础上,考察了反应器处理实际生活污水的运行效能。第303天,反应器内循环比提高至1:23后,反应器出水氨氮浓度维持在2mg/L,氨氮去除率稳定在90%以上,平均总氮去除率达到83%。总氮去除负荷达到0.14kgN·(m·d),出水能够达到一级A标准。虽然系统中的厌氧氨氧化过程对总氮去除的贡献有所下降,但是厌氧氨氧化仍是系统的主要脱氮途径,而反硝化过程对提高总氮去除率有一定贡献作用。

关键词：单级自养脱氮短程硝化厌氧氨氧化双层填料实际生活污水