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流态对生物添加强化硝化效果的影响

环境科学 2017年第11期38卷 4641-4647页

作者：于莉芳杜倩倩张茹杨秀玲李韧滑思思冯云堂西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 中山市春兴建筑科技有限公司中山528400

在15℃、相同氮负荷和添加强度条件下运行SBR和CSTR以对比分析两种典型流态(推流式和完全混合式)对硝化菌添加强化硝化效果的影响.结果表明,添加期间,SBR中氨氧化速率(AUR)和亚硝酸盐氧化速率(NUR)分别为添加前的2.34和2.39倍,停止添加... 详细信息

在15℃、相同氮负荷和添加强度条件下运行SBR和CSTR以对比分析两种典型流态(推流式和完全混合式)对硝化菌添加强化硝化效果的影响.结果表明,添加期间,SBR中氨氧化速率(AUR)和亚硝酸盐氧化速率(NUR)分别为添加前的2.34和2.39倍,停止添加后又分别降为添加前的2.01和1.78倍;添加期间CSTR中AUR和NUR分别为添加前的2.63和2.44倍,停止添加后又分别降为添加前的1.48和1.31倍.荧光原位杂交结果显示,添加期间,SBR中氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的个数百分比分别为添加前的2.67和2.71倍,添加停止后,又分别降至原来的2.14和1.95倍;CSTR中AOB和NOB分别为添加前的2.91和1.77倍,但在添加停止后CSTR中AOB和NOB分别降至添加前的1.25和1.50倍.因此,硝化菌添加期间,两种流态的添加效果接近,但是在添加停止后,由于流态对硝化菌中K-决策者(Nitrosospira、Nitrospira)和r-决策者(Nitrosomonas europaea、Nitrobacter)的选择作用,添加的硝化菌在完全混合式条件下比推流式条件下更容易被系统淘汰.

关键词：流态硝化菌生物添加 r/K-决策者硝化性能群落结构

ASM1模型在污水生物添加强化脱氮的仿真研究

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系统仿真学报 2013年第6期25卷 1285-1289,1295页

作者：房平邵瑞华彭党聪西安工程大学环境与化学工程学院西安710048 西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055

通过定义投加比概念、以及向ASM1模型矩阵中增加新组分Xaa(投加硝化菌)和添加相应的过程方程等方法,对生物添加过程建立数学模型。并针对投加比、泥龄等影响因素,模拟了生物添加强化脱氮的过程。仿真结果显示泥龄仅为6天时,投加比为0.2... 详细信息

通过定义投加比概念、以及向ASM1模型矩阵中增加新组分Xaa(投加硝化菌)和添加相应的过程方程等方法,对生物添加过程建立数学模型。并针对投加比、泥龄等影响因素,模拟了生物添加强化脱氮的过程。仿真结果显示泥龄仅为6天时,投加比为0.2,硝化菌不到30天就达到稳定,出水氨氮不到15天就接近于零,而投加比为0时,7天后,出水氨氮仍有35mg/L左右;在恒定投加比下,泥龄越长,硝化越好,如投加比为0.01时,泥龄越大,氨氧降解越快,硝化菌浓度越高,当泥龄9.3天时,40天左右,出水氨氮可在2mg/L以下。这些均与实验结果相符,仿真结果表明生物添加法可有效的强化硝化及脱氮,提高投加比可提高主反应器的硝化菌浓度,提高氨氧化速率,在不同泥龄下,投加比对硝化影响不同,加大投加比,可以降低泥龄对硝化的影响。

关键词： ASM1 仿真模拟生物添加强化脱氮侧流富集活性污泥模型城市污水

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生物添加强化城市污水处理厂生物脱氧

生物添加强化城市污水处理厂生物脱氧

作者：杨晋西安建筑科技大学

学位级别：硕士

目前,我国城市污水处理厂普遍存在着氨氮去除率低及污泥水处理不当的问题。针对这两个问题,本文利用污水厂的污泥水富集硝化菌,然后添加到污水处理系统,探讨生物添加对污水处理系统硝化性能与生物群落结构及数量的影响。通过常规分析,... 详细信息

目前,我国城市污水处理厂普遍存在着氨氮去除率低及污泥水处理不当的问题。针对这两个问题,本文利用污水厂的污泥水富集硝化菌,然后添加到污水处理系统,探讨生物添加对污水处理系统硝化性能与生物群落结构及数量的影响。通过常规分析,测定生物添加前后,系统的COD及氨氮的处理效果;运用FISH技术检测相应的硝化菌数量和种群结构变化。主要研究成果如下: (1)采用SBR反应器,对进水氨氮浓度为50mg/L的人工模拟城市污水进行处理,在HRT为8h,SRT为6d的条件下,出水氨氮浓度平均为35mg/L,去除率仅为30%;在同样的操作条件下,添加进水流量1.2%的硝化菌培养液后,出水氨氮浓度逐渐下降到1mg/L以下,在稳定状态下氨氮去除率在99%以上。生物添加对污水处理厂生物脱氮具有较好的强化作用。 (2)生物添加前活性污泥的最大氨氧化速率和最大亚硝酸盐氧化速率分别为2.59mgNH-N/L·h和0.8mgN-N/L·h;添加稳定后,最大氨氧化速率和最大亚硝酸盐氧化速率分别为15.25mgNH-N/L·h和4.02mgNO-N/L·h。生物添加能够较大程度的增强模拟城市污水处理厂反应器中污泥的氨氧化和亚硝酸氧化活性。 (3)硝化菌添加可增加SBR反应器内硝化菌的数量。生物添加前,反应器内污泥的氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌数量均为10个/mL,分别占细菌总数的3.7%(±1.2%)和2.1%(±0.1%);生物添加后,氨氧化菌的数量增加到10个/mL,亚硝酸盐氧化菌增加到10个/mL。氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌分别占细菌总数的8.1%(±4.7%)和5.2%(±2.5%)。 (4)生物添加后,污水处理系统中硝化菌的种类与添加的硝化菌种类逐渐接近。在添加氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌优势菌种分别为氨氧化球菌属Nitrosococcusmobilis和硝酸杆菌属Nitrobacter的硝化菌培养液后,反应器氨氧化菌的优势菌属再添加前后均为氨氧化球菌属Nitrosococcus mobilis,而亚硝酸盐氧化菌由添加前的硝酸螺旋菌属Nitrospira转变为硝酸杆菌属Nitrobacter spp。

关键词：污泥水硝化菌生物添加微生物群落结构

主流反应器进水模式对生物添加强化硝化效果影响的试验研究

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主流反应器进水模式对生物添加强化硝化效果影响的试验研究

作者：杜倩倩西安建筑科技大学

学位级别：硕士

研究采用序批式反应器,以模拟高氨氮废水为进水,在25℃条件下运行以富集硝化菌(简称“硝化菌侧流富集系统”),然后将其添加到低温(15℃)条件下运行的,以模拟城市污水为进水的两种不同进水模式的主流反应器(间歇进水模式反应器(简称“SBR... 详细信息

研究采用序批式反应器,以模拟高氨氮废水为进水,在25℃条件下运行以富集硝化菌(简称“硝化菌侧流富集系统”),然后将其添加到低温(15℃)条件下运行的,以模拟城市污水为进水的两种不同进水模式的主流反应器(间歇进水模式反应器(简称“SBR”),连续进水模式反应器(简称“CSTR”))中,从而考察不同进水模式对生物添加强化硝化效果的影响。主要结论如下:(1)硝化菌侧流富集系统中富集培养的硝化菌氨氧化速率(Ammonium Utilized Rate,AUR)为(74.51±9.78)mgN/(L·h),亚硝酸盐氧化速率(Nitrite Utilized Rate,NUR)为(111.06±10.30)mgN/(L·h);硝化菌中氨氧化菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)/总细菌(EUBmix)为(28.02±8.46)%,AOB优势菌为Nitrosomonas europaea,占总菌百分比约为(26.24±2.19)%,属于r-决策者;亚硝酸盐氧化菌(Nitrite-Oxidizing Bacteria,NOB)/EUBmix为(13.64±4.94)%,NOB中Nitrobacter和Nitrospira共存,分别占总细菌百分比为(6.89±1.13)%和(6.75±2.83)%。(2)主流反应器在添加前后,SBR出水COD平均浓度为20.16 mg/L,COD平均去除率为93.86%;CSTR出水COD平均浓度为20.56 mg/L,COD平均去除率为93.58%。两个反应器的出水氨氮均在1 mg/L以下,出水总氮在30 mg/L左右,氨氮去除率在96.67%以上。因此,添加前后,不同进水模式条件下的主流反应器对COD、氨氮的去除效果无明显差异。(3)添加前,SBR中的AUR和NUR分别为(11.90±0.15)mgN/(L·h)和(11.67±1.19)mgN/(L·h);CSTR中的AUR和NUR分别为(7.00±0.24)mgN/(L·h)和(7.21±0.60)mgN/(L·h)。添加期间,SBR中AUR和NUR分别为(27.88±5.20)mgN/(L·h)和(28.00±4.17)mgN/(L·h);CSTR中AUR和NUR分别为(18.43±1.05)mgN/(L·h)和(17.64±2.58)mgN/(L·h)。添加停止后,SBR中AUR和NUR分别为(24.02±1.50)mgN/(L·h)和(20.78±0.59)mgN/(L·h);CSTR中AUR和NUR分别为(10.37±1.46)mgN/(L·h)和(9.48±1.34)mgN/(L·h)。相比于添加前,添加期间和添加停止后,SBR的AUR分别提高了1.34倍和1.02倍,NUR分别提高了1.39倍和0.78倍;CSTR的AUR分别提高了1.63倍和0.48倍,NUR分别提高了1.44倍和0.31倍。因此,相比于连续进水模式,生物添加对间歇进水模式的强化硝化效果更为明显。(4)SBR,在添加前、添加期间和添加停止后AOB/EUBmix的比值分别为(1.52±0.17)%、(4.06±0.69)%和(3.25±1.09)%,在实验期间AOB的优势菌均为Nitrosomonas europaea,为r-决策者,相比于添加前,添加期间和添加停止后AOB含量分别提高了1.67倍和1.14倍;在三个阶段NOB/EUBmix的比值分别为(1.30±0.41)%、(3.52±0.38)%和(2.54±0.94)%,在实验期间NOB优势菌均为Nitrobacter,为r-决策者,相比于添加前,添加期间和添加停止后NOB含量分别提高了1.71倍和0.95倍。CSTR,在添加前、添加期间和添加停止后AOB/EUBmix的比值分别为(1.75±0.86)%、(5.09±0.69)%和(2.18±0.85)%,其中AOB优势菌在添加前和添加停止后这两个阶段均为Nitrosospira,为K-决策者,在添加期间,AOB优势菌由Nitrosospira转化为Nitrosomonas europaea。相比于添加前,添加期间和添加停止后AOB含量分别提高了1.91倍和0.25倍。其中,添加期间AOB优势菌的变化主要是由添加引起的;在三个阶段NOB/EUBmix的比值分别为(0.94±0.39)%、(1.66±0.31)%和(1.41±0.67)%,在实验期间NOB优势菌均为Nitrospira,为K-决策者,相比于添加前,添加期间和添加停止后NOB含量分别提高了0.77倍和0.50倍。因此,相比于连续进水模式,添加的硝化菌更容易在间歇进水模式的反应器中存活。(5)镜检观察发现,在添加前,SBR中,活性污泥絮体相对紧密,而CSTR中,活性污泥絮体结构松散,存在大量的丝状菌。但添加开始后,两个反应器中的污泥絮体结构均不同程度地变松散。这说明间歇进水

关键词：进水模式硝化菌生物添加硝化性能生物群落结构

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A^2/O系统生物添加强化硝化研究

水处理技术 2013年第9期39卷 89-91页

作者：万琼裴丽影彭党聪西安科技大学建筑与土木工程学院 710054 西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055

按城市污水处理厂污水和污泥水水量比例设计A2/O污水处理系统和O/A污泥水处理中试系统。试验采用城市污水厂污水和污泥水,将O/A系统所产生的剩余污泥添加至A2/O系统,考察生物添加强化硝化效果。研究结果表明,在相同的温度条件下,对氨氮... 详细信息

按城市污水处理厂污水和污泥水水量比例设计A2/O污水处理系统和O/A污泥水处理中试系统。试验采用城市污水厂污水和污泥水,将O/A系统所产生的剩余污泥添加至A2/O系统,考察生物添加强化硝化效果。研究结果表明,在相同的温度条件下,对氨氮的去除率可以提高30%以上,氨氧化速率(AUR)和亚硝酸盐氧化速率(NUR)分别从生物添加前的2.61 mg/(g·h)和2.38 mg/(g·h)提高到5.32 mg/(g·h)和3.81 mg/(g·h),分别为生物添加前的2.04倍和1.60倍。

关键词： A2/O系统生物添加中试氨氧化速率亚硝酸盐氧化速率

以污泥水富集硝化菌为添加源强化城市污水生物脱氮系统功能研究

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以污泥水富集硝化菌为添加源强化城市污水生物脱氮系统功能研究

作者：王焘西安建筑科技大学

学位级别：硕士

城市污水处理厂污泥处理过程中产生的污泥水(厌氧消化池上清液、浓缩池上清液和脱水滤液)中含有高浓度的氨氮,将其直接回流至污水处理系统进水口会导致系统氮负荷过高,影响出水水质。本文对污泥水的单独处理技术、污泥水富集硝化菌的效... 详细信息

城市污水处理厂污泥处理过程中产生的污泥水(厌氧消化池上清液、浓缩池上清液和脱水滤液)中含有高浓度的氨氮,将其直接回流至污水处理系统进水口会导致系统氮负荷过高,影响出水水质。本文对污泥水的单独处理技术、污泥水富集硝化菌的效果、以污泥水富集硝化菌为添加源添加对同样采用SBR工艺的污水处理系统降解有机物以及硝化能力的促进作用、污泥水反应器内的好氧反硝化现象进行了研究。主要结论如下: (1)在进行高氨条件下硝化污泥驯化时,SBR反应器采用高氨启动,进水氨氮浓度为100mg/L,经过25～30d,成功地使适应高氨浓度的硝化菌得以富集,实现了反应器内生物相的选择。 (2)污泥水单独处理试验过程中,高氨SBR反应器硝化性能良好,DO=2mg/L,pH维持在8～8.5左右时,氨氮和亚硝氮去除率均在95%以上。好氧段出现了明显的pH先下降后上升的现象,氮平衡的结果表明在好氧段硝化基本完成后,随即出现反硝化现象,TN去除率可达65-70%,而厌氧阶段反硝化现象并不明显。另外,在维持系统HRT、SRT和A/O不变(分别为30h、20d、1/3)的情况下,通过对SBR周期为12h、6h、4h时的研究表明,在满足系统硝化能力的前提下单纯改变SBR周期历时对系统的硝化能力并没有显著影响,TN去除率均保持在60%左右,且绝大多数TN的去除在好氧段完成。 (3)在以污泥水为添加源、富集硝化细菌用的SBR反应器中,最大氨氧化速率为97.5 mgNH-N/L·h,最大比氨氧化速率为32.8 mgNH-N/gVSS·h;最大亚硝酸盐氧化速率为43.4 mgNO-N/L·h,最大比亚硝酸盐氧化速率为14.6 mgNO-N/gVSS·h。FISH技术测定的结果表明,氨氧化细菌(AOB)的优势菌属为Nitrosomonaseuropaea/Nitrosococcus mobilis,亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的优势菌属为Nitrobacter spp. (4)通过连续添加,能明显的促进污水处理系统的有机物降解能力和硝化能力,且在添加停止后这种促进作用仍能保持较长时间。另外,这种添加使污水处理系统中原生动物数量和种类都大幅度增加。 (5)针对高氨污泥水反应器中出现的好氧段TN的显著去除现象,利用微小电极装置测定了污泥絮体内部的DO分布情况,并研究了好氧条件下低浓度污泥的反硝化行为。结果表明,在高氨污泥水硝化污泥中存在的好氧反硝化现象,其原因是污泥絮体内部微环境DO传递不均匀所造成的厌氧反硝化和污泥内的好氧反硝化菌的共同作用所致。

关键词：污泥水生物添加硝化菌种群结构硝化能力好氧反硝化

外源全程硝化污泥对城市污水SPNA系统的影响

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中国环境科学 2022年第9期42卷 4122-4128页

作者：贺昭铭刘佳妮田亚茹于德爽苗圆圆张文克马国成赵鑫超袁悦青岛大学环境科学与工程学院山东青岛266071 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

为强化城市污水短程硝化-厌氧氨氧化(SPNA)系统脱氮性能与稳定性,在间歇曝气条件下研究投加外源全程硝化污泥对城市污水SPNA系统的影响及机理.结果显示,空白组(SBR3)总氮去除率由35.5%升高至66.3%,短周期分批次投加外源全程硝化污泥(SB... 详细信息

为强化城市污水短程硝化-厌氧氨氧化(SPNA)系统脱氮性能与稳定性,在间歇曝气条件下研究投加外源全程硝化污泥对城市污水SPNA系统的影响及机理.结果显示,空白组(SBR3)总氮去除率由35.5%升高至66.3%,短周期分批次投加外源全程硝化污泥(SBR2,投加周期为5d,投加比为2.5%)与长周期分批次投加(SBR1,投加周期为20d,投加比为10%)的SPNA系统总氮去除率分别由31.7%和36.5%升高至76.3%和67.2%,这表明,投加全程硝化污泥有利于提高SPNA系统的脱氮性能,且当投加总量相同时,短周期分批次投加的效果优于长周期分批次投加.功能菌活性结果与脱氮效果一致,SBR1~SBR3的厌氧氨氧化菌(AnAOB)最大活性分别由3.43mg-N/(L·h)升高至7.66,8.19和7.31mg-N/(L·h),氨氧化细菌(AOB)与亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性比分别为8.79,9.83和8.78.在间歇曝气条件下投加全程硝化污泥,可选择性抑制NOB、富集AOB,提高AOB与NOB的活性比,利于稳定短程硝化效果,为AnAOB提供稳定的基质,且短周期分批次投加可降低外源硝化污泥中的NOB对系统的冲击,更有利于实现高AOB与NOB活性比,提高系统稳定性.此外,内源短程反硝化菌Candidatus_Competibacter相对丰度明显升高,可为AnAOB提供更多的亚硝酸盐氮,进一步利于AnAOB富集.

关键词：短程硝化-厌氧氨氧化一体化生物添加全程硝化污泥间歇曝气高通量测序影响因素

生物膜强化MBR开发及处理生物制药废水研究

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水处理技术 2020年第2期46卷 108-113,119页

作者：邹俊轶杨永哲杨宏勃李亚国吕露遥彭娟西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 陕西麦可罗生物科技有限公司陕西渭南714000

通过生物添加开发了生物膜强化MBR(BEMBR),研究用于处理生物制药废水(HRT为72 h)。对比试验结果表明,普通MBR(CMBR)进水COD和NH4+-N、TN的质量浓度平均分别为4 054 mg/L和429.1、446.1 mg/L,平均去除率分别为91.31%和97.69%、47.46%;BE... 详细信息

通过生物添加开发了生物膜强化MBR(BEMBR),研究用于处理生物制药废水(HRT为72 h)。对比试验结果表明,普通MBR(CMBR)进水COD和NH4+-N、TN的质量浓度平均分别为4 054 mg/L和429.1、446.1 mg/L,平均去除率分别为91.31%和97.69%、47.46%;BEMBR进水COD和NH4+-N、TN的质量浓度平均分别为3 615 mg/L和358.3、383.4 mg/L,平均去除率分别为90.47%和97.24%、63.30%;生物添加对COD、NH4+-N的去除特征无明显影响,但有利于TN的去除。运行-间歇时间为6-4 min条件下,BEMBR的平均膜污染周期为10.07 d,约为CMBR(0.83 d)的12倍;生物添加有利于降低SMP及EPS等引起膜污染的典型污染物质,并显著减缓膜污染进程。BEMBR运行-间歇时间分别在3-2、6-4、9-6 min条件下,平均膜污染周期分别为2.30、10.07、25.43 d;优化工艺条件为:生物添加体积比35%,运行-间歇时间9-6 min。

关键词：生物膜强化MBR 生物添加生物制药废水膜污染运行-间歇时间

污泥水富集硝化菌和强化城市污水低污泥龄硝化

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环境科学 2008年第2期29卷 332-337页

作者：于莉芳王圣伟郭天赐彭党聪西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055

采用西安市邓家村污水处理厂污泥水富集硝化菌(1号反应器内进行),对低污泥龄(6 d)下的模拟城市污水处理系统(2号反应器内进行)进行生物添加,比较了添加前后城市污水处理系统的硝化效果及其活性污泥特性,考察了利用污泥水富集硝化菌并进... 详细信息

采用西安市邓家村污水处理厂污泥水富集硝化菌(1号反应器内进行),对低污泥龄(6 d)下的模拟城市污水处理系统(2号反应器内进行)进行生物添加,比较了添加前后城市污水处理系统的硝化效果及其活性污泥特性,考察了利用污泥水富集硝化菌并进行生物添加强化硝化的可行性.结果表明,1号反应器的活性污泥的最大氨氧化速率可达81.4 mg/(L.h);添加进行后,2号反应器的出水氨氮浓度以0.992 mg/(L.d)(R2=0.903)的速度呈线性下降,添加稳定后的2号反应器内活性污泥的最大氨氧化速率为添加前的2.36倍;添加停止后,出水氨氮浓度以1.956 mg/(L.d)(R2=0.999)速率上升,但在添加停止34 d后因添加所引起的硝化能力并未完全消失;虽然在添加初期,2号反应器内的原生动物数量与种类以及SVI值都明显增加,但在添加稳定后,基本恢复至添加前的状态.

关键词：污泥水硝化菌富集低污泥龄生物添加强化硝化