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环境科学 2018年第3期39卷 1309-1315页

作者：吕亮尤雯张敏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

基于abr工艺与mbr工艺的耦合联动,以低C/N比生活污水为研究对象,构建生物相分离、液相循环和功能联动的abr-mbr新型组合工艺,以实现稳定、高效、节能的多功能生物除污(去碳-脱氮-除磷)为目标,通过优化水力停留时间(HRT)以获得abr优质碳... 详细信息

基于abr工艺与mbr工艺的耦合联动,以低C/N比生活污水为研究对象,构建生物相分离、液相循环和功能联动的abr-mbr新型组合工艺,以实现稳定、高效、节能的多功能生物除污(去碳-脱氮-除磷)为目标,通过优化水力停留时间(HRT)以获得abr优质碳源提供与mbr短程硝化实现的最佳组合,并进行了硝化液回流比为100%、200%、300%和400%时对反硝化除磷的影响研究.abr-mbr耦合工艺在不同条件下的运行研究结果表明,将溶解氧(DO)维持在低浓度(0.3~1.0 mg·L-1)下及HRT维持在较短(HRTmbr=3 h)情况下在mbr中实现了短程硝化,亚硝酸盐积累率达到60%以上;随着硝化液回流比的增大,abr中反硝化除磷效能先升高后下降,以300%时反硝化除磷效果为最佳,此时亦处于mbr短程硝化阶段,实现了短程反硝化除磷(主要以NO-2作为电子受体的反硝化除磷),且短程反硝化除磷在系统除磷中占据了主导作用.

关键词： abr-mbr工艺短程硝化反硝化除磷硝化液回流比

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基于短程反硝化除磷的abr-mbr工艺处理生活污水效能研究

基于短程反硝化除磷的ABR-MBR工艺处理生活污水效能研究

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作者：吕亮苏州科技大学

学位级别：硕士

厌氧折流板反应器(abr)多应用于高浓度污水的处理,但有研究表明,abr反应器与其它反应器联合处理低浓度生活污水也能取得较好的处理效果。abr反应器不仅可实现微生物相的有效分离,亦可实现对底物不同阶段和不同程度的转化,为系统后续除... 详细信息

厌氧折流板反应器(abr)多应用于高浓度污水的处理,但有研究表明,abr反应器与其它反应器联合处理低浓度生活污水也能取得较好的处理效果。abr反应器不仅可实现微生物相的有效分离,亦可实现对底物不同阶段和不同程度的转化,为系统后续除磷提供VFA等优质碳源。近年来,膜生物反应器(mbr)凭借其高效的生物截留作用及泥龄(SRT)与水力停留时间(HRT)完全分离的优势,并随着制膜成本和运转费用的下降而被日趋广泛地得到应用。本研究主要内容和结论如下:(1)采用abr-mbr耦合工艺对其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HRT为6h,污泥回流比100%,硝化液回流比300%,温度30℃±2℃,mbr反应器DO浓度为0.3.7mg·L,HRT为3h的条件下,亚硝酸盐积累率(NAR)达60%。短程硝化影响因素的分析表明:pH值、游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)对本试验实现短程硝化无显著影响,维持低DO浓度并逐步缩短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-N去除效果,平均出水浓度分别低于50mg·L和2mg·L,去除率均在90%以上,TN平均去除率高达72%。(2)研究不同容积负荷(VLR)对该工艺反硝化除磷性能的影响,获得最佳工艺参数。试验考察abr进水容积负荷(以COD计,下同)分别为0.76、1.01、1.51和2.27kg·(m·d)时系统去碳脱氮除磷的性能,并在各abr容积负荷条件下考察mbr容积负荷对mbr反应器硝化性能的影响。结果表明,在abr进水容积负荷为1.51kg·(m·d)的条件下,系统A2隔室COD去除量最大,并在mbr容积负荷为0.462kg·(m·d)时,mbr反应器中实现了短程硝化,系统NH-N和TN去除率分别达到90%和72%以上,厌氧释磷量为7.41mg·L,缺氧吸磷量达到15.42mg·L,出水PO-P浓度低于0.5mg·L,这表明短程硝化更有利于强化abr-mbr系统的反硝化除磷性能。(3)通过优化HRT以获得abr优质碳源提供与mbr短程硝化实现的最佳组合,并进行了硝化液回流比为100%、200%、300%和400%时对反硝化除磷的影响研究。随着硝化液回流比的增大,abr中反硝化除磷效能先升高后下降,以300%时反硝化除磷效果为最佳,此时亦处于mbr短程硝化阶段,实现了短程反硝化除磷(主要以NO作为电子受体的反硝化除磷),且短程反硝化除磷在系统除磷中占据了主导作用。

关键词： abr-mbr工艺短程硝化 NAR 反硝化除磷处理效能

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充分利用abr中优质碳源实现mbr中SNAD工艺研究

充分利用ABR中优质碳源实现MBR中SNAD工艺研究

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作者：宋家俊苏州科技大学

学位级别：硕士

绿水青山就是金山银山。面对日益突出的环境污染,自“十三五”以来党和国家高度重视,节能减排刻不容缓,建设能量中和型污水处理设施也被提上日程。同步部分硝化、厌氧氨氧化和反硝化(SNAD)工艺在ANAMMOX技术基础上解决了其在处理含氮有... 详细信息

绿水青山就是金山银山。面对日益突出的环境污染,自“十三五”以来党和国家高度重视,节能减排刻不容缓,建设能量中和型污水处理设施也被提上日程。同步部分硝化、厌氧氨氧化和反硝化(SNAD)工艺在ANAMMOX技术基础上解决了其在处理含氮有机废水方面的局限性,可高效低耗地实现同步除碳脱氮。本研究以abr-mbr反应器为基础架构,搭建了AD-SNAD工艺进行生物除碳脱氮,重点探讨了该工艺启动策略、微生物表征以及处理实际生活污水的可行性,主要研究成果如下:(1)以NH-N浓度为50 mg·L的无机模拟废水作为CSTR反应器进水,固定150m L·min的曝气强度,基于缩短HRT、提升氨氮负荷(ALR)的方式保持DO/NH-N工艺,达到最大73.90%的TN去除率和0.47 kg·(m·d)的总氮去除负荷。试验获得了颗粒饱满、形状规则的红棕色成熟CANON颗粒污泥,微生物中主要的AMX菌属为Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia,AOB为Nitrosomonas,三者相对丰度分别为3.72%、5.28%和3.39%,此外系统中还检测出反硝化菌主要有Denitratisoma、Flavobacterium、Hydrogenophaga、Rhodobacter等,相对丰度分别为3.51%、2.45%、1.57%和1.32%。(2)以COD浓度为500 mg·L的生活污水为abr反应器进水,利用逐步缩短水力停留时间(HRT)方式提升有机负荷(OLR),在约连续运行30d、HRT为6.89 h、OLR升至1.74 kg·(m·d)时abr启动成功,并达到平均92.25%的COD去除率;末期提升进水流量至1500 m L·h,此时HRT为2.75h、OLR为4.36 kg·(m·d),COD去除率达90.85%,平均去除负荷达4.00 kg·(m·d)。(3)以成熟的CANON工艺颗粒污泥作为种泥,在低COD、低氨氮浓度进水的基础上启动mbr反应器中的SNAD工艺。在C/N比为0.5的进水中mbr-SNAD工艺成功启动;在C/N比为1.0的进水中得到最佳处理效果,TN去除率达83.28%左右,COD去除率在76.89%左右,NRR维持在0.57 kg·(m·d)。至本阶段末期,SNAD颗粒污泥粒径主要在1.0～1.6 mm,占总污泥质量分数的79.29%,高通量测序结果显示有机物的添加使系统中异养菌得到大量增殖,AMX菌属未发生变化仍为Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia,相对丰度分别降至12.33%和7.40%;DNB主要菌属种类发生较大改变,但总体丰度得到提升。(4)探索abr-mbr组合工艺处理实际生活污水的效能,结果显示本工艺可有效去除生活污水中的COD和TN,去除率分别为95.56%和73.08%,出水COD浓度和TN浓度分别在22.40 mg·L和13.88 mg·L。在本研究末期,abr中原絮状污泥聚集形成厌氧颗粒污泥,粒径随水流方向减小,五个隔室微生物结构存在一定的相分离现象但不彻底,细菌均以Trichococcus、norank＿f＿＿Eubacteriaceae、Streptococcus、Lactococcus为主,产甲烷古菌均以Methanosaeta为主、Methanocorpusculum及Methanobacterium起辅助作用;进水改变后的mbr系统中Candidatus Kuenenia相对丰度降至3.04%,Candidatus Brocadia相对丰度降至2.97%,Denitratisoma相对丰度维持在4.38%未发生明显变化,Kouleothrix菌大量增殖。功能菌活性分析显示AOB主要分布在粒径0.6 mm的大颗粒污泥中,而NOB在二者中的分布几乎相同。

关键词： abr-mbr工艺生活污水 SNAD工艺颗粒污泥微生物结构

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连续流分段进水短程硝化反硝化abr-mbr深度处理生活污水

连续流分段进水短程硝化反硝化ABR-MBR深度处理生活污水

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作者：邢嘉伟兰州交通大学

学位级别：硕士

传统脱氮除磷碳源存在碳源矛盾,利用反硝化聚磷菌去除COD的同时能够同步脱氮除磷解决;abr工艺具备固液相分离、处理效率高等优势;mbr工艺具备系统可单独调控、出水水质高等优势;短程硝化所需DO浓度低具有节能降耗的特点;将以上优势组合... 详细信息

传统脱氮除磷碳源存在碳源矛盾,利用反硝化聚磷菌去除COD的同时能够同步脱氮除磷解决;abr工艺具备固液相分离、处理效率高等优势;mbr工艺具备系统可单独调控、出水水质高等优势;短程硝化所需DO浓度低具有节能降耗的特点;将以上优势组合形成abr-mbr工艺。abr技术具有高效的水解酸化能力,能够为反硝化聚磷菌提供足够优质碳源,为实现abr-mbr工艺高效的脱氮除磷效果,对该工艺系统的最佳运行条件进行探究,得出结论:(1)通过abr-mbr系统中好氧段短程硝化的研究发现:进水为实际生活污水,控制温度28±2℃,abr(玻璃7-9格室)溶氧量0.4-0.6mg·L,污泥回流比为100%,硝化液回流比为300%,SRT为16d,系统好氧部分水力停留时间(HRT)为3h,abr-mbr系统实现稳定的亚硝化反应,系统NH-N去除率达95.46%,TN去除率达75%以上,亚硝积累率达65.56%。通过10组对比实验发现:影响短程硝化最显著的因素为溶解氧浓度、污泥龄、HRT,系统实现稳定高效的短程硝化为后续试验打下基础。(2)通过4组对比试验研究硝化液回流比与abr-mbr系统脱氮除磷性能的关系,硝化液回流比由100%增至400%的过程中,系统COD消耗均较为完全,去除率均能达到90%以上,系统NH-N去除率能达到92%以上,出水总氮和磷含量随硝化液回流比增大而减小,硝化液回流比为300%,系统好氧段实现了高效稳定的短程硝化,缺氧区短程反硝化脱氮除磷为主体,系统出水TN浓度平均为14.13mg·L,系统平均TN去除率为74.85%,系统出水磷浓度平均为0.47mg·L,磷去除率平均高达94.2%,系统实现了最佳脱氮除磷性能,增大硝化液回流比为400%后,系统出水水质变差。(3)系统稳定运行条件下,改变系统的HRT为15h、12h、9h、6h,探究HRT与abr-mbr系统反硝化除磷效果的关系。HRT逐渐缩短对系统COD、NH-N去除效果影响较小,去除率均达90%以上,系统脱氮除磷性能随HRT缩短先上升后下降,HRT设置为9h实现了A1、A2、A3格室共同完成厌氧去除COD的同时实现了高效稳定短程硝化,系统脱氮除磷效果最佳,系统出水TN浓度平均为12.27mg·L,系统平均TN去除率为78.12%,出水PO-P浓度平均为0.47mg·L,系统PO-P去除率平均为94.2%,系统在此条件下实现了稳定的短程硝化反硝化同步脱氮除磷,出水水质稳定满足国家一级A排放标准。(4)设置分段进水比为9:1、8:2条件下,适当增长厌氧区HRT、缩短好氧区HRT、增大好氧区NH-N数量,系统硝化性能提高、DPBs活性提高、DPBs生化反应充足,分段进水比为8:2时,系统对污染物去除率最高,系统对COD、TN、PO-P去除率达93.03%、83.79%、97.59%,出水水质较单点进水最优工况进一步提升;设置分段进水比为7:3、6:4,厌氧区COD不足,好氧区硝化效果变差,好氧区COD增多,导致出水水质急剧下降。(5)设置mbr曝气量为10Nm/h,内出水时间:反冲洗时间为8min:2min,污泥浓度控制为4500mg·L,保证出水量的同时实现增长mbr膜使用周期,mbr内由于膜损耗高不适宜进行短程硝化反应,mbr膜进行化学清洗前5次效果较好,20次以后膜性能失效,需要更换新膜。

关键词： abr-mbr工艺短程硝化硝化液回流比水力停留时间分段进水

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