氨氮废水处理技术发展现状

结合不同浓度氨氮废水的水质特点,评述了近二三十年来国内外主要的除氮技术,包括折点氯化法、吹脱法、离子交换法、化学沉淀法等物理化学法,以及传统生物处理技术和新型生物处理技术,如厌氧氨氧化、短程硝化反硝化、同时硝化反硝化等,并指出以上处理技术的适用条件及其优缺点和氨氮废水处理技术今后的发展趋势。     

厌氧氨氧化耦合异养反硝化反应器的启动研究

针对城市生活污水含有氨氮和有机物的特点,试验考察了在UASB反应器内实现厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮的可行性.80d以上的运行结果表明:以生活污水和外加亚硝酸盐为底物,反应器内可实现厌氧氨氧化和异养反硝化协同脱氮.NO2--N浓度控制是实现系统稳定运行的关键指标,经过优化,出水NH4+-N和NO2--N浓度均低于5mg/L,NH4+-N、NO2--N和总氮的去除率分别达到87.14%、85.48%和84.57%,总氮去除负荷则达到了1.2KgN/(m3·d).耦合脱氮体系的建立对于城市生活污水深度、高效脱氮系统的构建具有重要的参考价值.     

微好氧EBPR系统污泥的同步脱氮及吸磷特性

反硝化聚磷菌在污水同步脱氮除磷,尤其有限碳源污水的处理,具有广阔的应用前景,而亚硝酸盐型反硝化除磷因仅将硝化进行到亚硝酸盐阶段可进一步降低污水的处理费用.采用一个2L的SBR反应器,通过控制好氧段溶解氧并调整NO_2~-投加时间,在EBPR系统内成功富集了兼具稳定除磷和脱氮性能的污泥,用以考察污泥的缺氧吸磷特性及同步脱氮能力.结果表明:微好氧条件下(DO=0.2mg/L)反应器具有很高的氮、磷去除性能,系统内的NH4~+-N能100%硝化且无NO_X~--N的积累,出水磷浓度低于0.5mg/L.此外,该除磷污泥能利用亚硝酸盐进行缺氧吸磷,NO_2~--N投加浓度为10mg/L和50mg/L时的最大比吸磷速率分别为最大比好氧吸磷速率的44.9%和87.2%.批式试验证明:NH4~+-N通过同步硝化反硝化而非厌氧氨氧化去除,但微好氧条件下氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌活性均较聚磷菌差,因此,低DO条件下,吸磷总是优先于氨氧化进行.     

气升式一体化A/O生物膜反应器的硝化和反硝化过程

构建了新型气升式一体化A/O生物膜反应器并于生活污水的脱氮处理,研究了反应器挂膜启动后硝化和反硝化反应形成的过程.试验结果表明,由于反应器构造独特,能够形成具有不同溶解氧浓度的好氧区、缓冲区和缺氧区,并利用曝气推动力实现硝化液在各区间的循环.通过对进水方式的调节,反应器内能够形成良好的硝化和反硝化过程,硝化率和反硝化率分别达到89.49%和97.86%.     

石油化工综合污水脱氮的研究

采用ＳＢＲ工艺研究了某石化污水中所含物质对脱氮全过程的影响，结果表明，表面活性物质的存在阻碍了氧在气液两相间的传质；石化有机物在大大抑制了硝化、反硝化反应、污水中ＣＯＤ为３００ｍｇ／ｌ左右，对脱氮各阶段的抑制比率都超过５０％。     

气升间歇内循环一体化反应器的开发

提出了一种新型的气升间歇内循环一体化反应器,利用曝气动力实现混合液在厌氧区和好氧区的循环,采用变液位间歇交换模式在厌氧区创造厌氧/缺氧交替环境,通过强化反硝化除磷过程实现污水同步脱氮除磷.考察了三种工艺形式下污染物的去除效能和去除特性,实验结果表明:采用固定床生物膜-沉淀出水工艺形式,可以实现良好脱氮,厌氧区固定生物膜微生物具备反硝化除磷环境,但因无法有效排泥造成除磷效果较差;采用移动床复合生物系统-沉淀出水工艺形式,可以加强以活性污泥形式存在的常规聚磷菌的作用,除磷效果改善,但生物量受污泥沉淀效果的影响而偏低造成氮、磷去除率较低;采用移动床复合生物系统-膜出水工艺形式,能保持较高浓度的生物量并能有效排泥.在水力停留时间(HRT)为22h、间歇交换周期为185min、污泥龄(SRT)为17d的条件下,进水COD、NH4+-N和PO43--P浓度分别为821.3、102.5和21.3mg/L时,反应器对COD、TN和PO43--P去除率分别达到91.8%、84.8%和94.4%.     

以稻壳为载体培养反硝化菌及硝酸盐氮的去除

研究了以稻壳为载体培养固定反硝化菌及其影响因素,并进行了模拟废水硝酸盐氮的去除实验.结果表明:稻壳固定反硝化菌能有效地去除水中的NO-3,降解速率为5.9mg/(L·h),去除率达到91.6%,稻壳培养反硝化菌的最适pH和温度分别是7.6和30℃.     

山西省高速公路站区污水深度处理技术应用研究

污水处理过程中产生的碳排放量占总量的1%～2%。为扎实推进碳达峰行动，研究提出“基于多元催化复合载体的自养反硝化生活污水处理技术（P-AD）”的脱氮除磷深度消减技术体系，研究了该工艺深度脱氮除磷机理、开展了高速公路收费站实际工程应用，探索了最佳的工艺运行参数，研究结果表明：该工艺主要采用多元催化复合载体的催化微电解作用、自养微生物的硝化反硝化作用、以及絮凝沉淀作用等高效去除水中COD、氮、磷等污染物；最优的工艺运行参数组合为水力停留时间（HRT）为7.5 h、溶解氧（DO）浓度为4.0 mg/L、回流比为3∶1。有助于高速公路站区污水处理形成可复制、可推广的污水资源化利用模式，为减少“直接碳排放”作出贡献。     

不同水分含量下黑土氧化亚氮排放差异

培育试验研究了40％WHC和80％WHC两种水分模式对铵态氮、硝态氮含量的变化以及N2 O产排的影响.结果表明:在40％WHC低水分含量条件下,硝化反应占主导地位,通过硝化反应所产生的N2 O含量相对较少,微生物呼吸作用较强;在80％WHC高水分含量条件下,土壤同时发生了强烈的硝化反应和反硝化反应,通过反硝化作用产生大量的N2 O,发生了强烈的完全反硝化反应,微生物呼吸作用强于低水分含量条件.这些发现对于评价水分模式对黑土N2 O产排的影响,土壤肥力和全球环境变化有着至关重要的意义.     

以稻壳为载体培养反硝化菌及硝酸盐氮的去除

研究了以稻壳为载体培养固定反硝化菌及其影响因素,并进行了模拟废水硝酸盐 氮的去除实验．结果表明：稻壳固定反硝化菌能有效地去除水中的ＮＯ３－,降解速率为 ５．９ｍｇ／（Ｌ·ｈ）,去除率达到９１．６％,稻壳培养反硝化菌的最适ｐＨ和温度分别是７．６和３０℃．     

低基质厌氧氨氧化反应器快速启动特征

利用厌氧SBR反应器处理NH~+_4-N和NO~-_2-N浓度分别为25±0.3 mg/L和33±0.5 mg/L的低基质模拟配水,在温度为30±1℃、pH为7.2±0.2条件下,采用污水处理厂厌氧消化污泥为试验接种污泥,通过6个阶段逐渐缩短水力停留时间(24 h→24 h→12 h→8 h→4 h→3 h),实现厌氧氨氧化反应器成功启动.结果表明:阶段Ⅰ(1～18 d)的菌体自溶和阶段Ⅱ(19～39 d)的活性停滞,造成出水NH~+_4-N先升高至68.7 mg/L,后逐渐稳定在25.0 mg/L,出水NO~-_2-N和NO~-_3-N几乎为零;阶段Ⅲ(40～54 d)和阶段Ⅳ(55～61 d)的活性提高,导致出水NO~-_2-N始终低于2.5 mg/L,出水NO~-_3-N逐渐增加至5.4 mg/L;阶段Ⅴ(62～75 d)的菌体活性稳定,使出水NH~+_4-N和NO~-_2-N均低于1 mg/L,出水NO~-_3-N逐渐增加至6.8 mg/L,总氮去除负荷达到最大值346.1 mg/(L·d),△NH~+_4-N∶△NO~-_2-N∶△NO~-_3-N为1∶1.34∶0.27,接近厌氧氨氧化反应理论计量比,标志着厌氧氨氧化反应器启动成功.     

香料废水预处理工艺研究

采用铁碳还原-Fenton氧化-臭氧氧化的联合处理工艺作为高浓度香料废水的预处理方法,筛选出最佳的反应条件．结果表明,经该工艺处理后的高浓度香料废水,铁碳还原工艺的CODcr去除率为39％,Fenton氧化工艺的CODcr去除率为29．3％,臭氧氧化工艺的CODcr去除率为13．7％,CODcr的总去除率为82％．并设计制作了一套连续处理设备,稳定运行后,对香料废水的CODcr去除率达到80％,可以达到工艺设计要求．且该工艺效率高,易于实现工业化．     

单级自养脱氮膜生物反应器启动中的问题与分析

采用有效容积为23L单级自养脱氮膜生物反应器处理人工模拟高氨氮生活废水．以硝化污泥为接种污泥,实验温度为30℃,水力停留时间（HRT）24h,pH值7-8、溶解氧〈0．5mg/L条件下运行反应器,采用具有高效氧气传递效率特性的曝气膜管进行曝气和稳定性强的PVDF分离膜出水．进水氨氮容积负荷从0．012,0．029提升至0．058kg／（m^3·d）,氨氮去除率随着负荷增加呈现上升趋势,总氮去除率分别为20％、30％、50％,在一定程度上体现了单级自养脱氮膜生物反应器在处理高氨氮废水领域的优势与前景．另外,污泥浓度和溶解氧浓度控制是本实验两个需要解决的关键性问题．     

5种前期水分处理下黑土氮素矿化及硝化反硝化率的变化

室内培育实验研究5种不同水分前处理下的黑土(风干土D、保鲜土O、低水分土W1、高水分土W2、淹水土S),在4种不同含水量条件下的矿化率、硝化率及反硝化率变化.结果显示,5种前处理下黑土氮素矿化率、硝化率及反硝化率分别在土壤水含量为60%WHC、80%WHC和100%WHC时差异明显.虽然在4种不同水分含量下,经5种不同水分前处理的土壤矿化率差异不显著,硝化率及反硝化率差异较为显著.硝化率表现为W1OW2SD,反硝化率与硝化率的表现截然相反.这表明,土壤水分历史对硝化反硝化有影响,而对矿化作用的影响不大,水分前处理影响土壤氮素转化.     

5种前期水分处理下黑土氮素矿化及硝化反硝化率的变化

室内培育实验研究5种不同水分前处理下的黑土(风干土D、保鲜土O、低水分土W_1、高水分土W2、淹水土S),在4种不同含水量条件下的矿化率、硝化率及反硝化率变化.结果显示,5种前处理下黑土氮素矿化率、硝化率及反硝化率分别在土壤水含量为60%WHC、80%WHC和100%WHC时差异明显.虽然在4种不同水分含量下,经5种不同水分前处理的土壤矿化率差异不显著,硝化率及反硝化率差异较为显著.硝化率表现为W_1OW_2SD,反硝化率与硝化率的表现截然相反.这表明,土壤水分历史对硝化反硝化有影响,而对矿化作用的影响不大,水分前处理影响土壤氮素转化.     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚糖菌培养及特性分析

采用SBR反应器经过5个阶段约90天的培养,驯化出以亚硝酸盐为电子受体的亚硝酸盐型反硝化聚糖菌(denitrifying glycogen accumulating organisms,DGAOs),其最大耐受NO2--N浓度约为25mg/L.驯化的亚硝酸盐型DGAOs是具有反硝化能力的一种聚糖菌(glycogen accumulating organisms,GAOs),但长期保持厌氧/缺氧环境会使其失去聚糖和反硝化能力.在进水C/N比为6的条件下,厌氧阶段COD的去除率达94.9％,缺氧阶段NO2--N的去除率达到93.3％.亚硝酸盐型DGAOs在厌氧阶段快速吸收COD并储存聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxy butyrate,PHB),每消耗1 mg/L的COD合成PHB量为0.2 mg/(g·MLSS);在缺氧阶段降解PHB并合成糖原,每消耗1 mg/(g·MLSS)的PHB合成糖原量为0.7 mg/(g·MLSS).     

活性炭-臭氧氧化法预处理制药废水

采用活性炭催化臭氧氧化降解制药废水,考察了pH值、活性炭投加量、臭氧流量等因素对降解效果的影响,同时考察了活性炭催化臭氧氧化对废水的可生化性的影响.结果表明:pH值对去除效果影响显著,随着pH值增大,废水CODCr的去除率先上升,后降低;活性炭和臭氧的复合使用对反应体系有显著的协同催化效应,可使废水CODCr去除率由单独臭氧氧化的33.1%提高到72.57%.此外,活性炭催化臭氧氧化法显著提高了废水的可生化性,有利于进一步的生化处理.     

水分变化模式对黑土氮素转化率的影响

以黑龙江省哈尔滨市的黑土为研究对象,采用室内培育实验,研究不同水分变化模式(恒定40%WHC、恒定80%WHC、40%变为80%WHC、80%变为40%WHC)下,黑土中铵态氮、硝态氮含量的变化及矿化率、硝化率、反硝化率的响应规律.结果表明,硝化率与土壤水分呈正相关,80%WHC为硝化作用的最适水分含量;由低到高的水分变化模式刺激硝化作用发生,促进硝态氮积累,矿化量增加.四种水分变化模式下,黑土氮素转化以硝化作用为主,不同水分变化模式对黑土的氮素转化具有显著影响.     

内循环厌氧反应器处理脂肪酸废水

研究了厌氧内循环反应器处理脂肪酸废水的启动和运行效果,化学需氧量（Chemical Oxygen De-mand,COD）与容积负荷的关系、容积负荷与出水挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acid,VFA）的关系.结果表明,反应器25 d即可完成启动,达到设计运行负荷25 kg COD/（m3.d）;反应器运行负荷为25 kg COD/（m3.d）时,处理效果最佳,出水pH值为6.80~7.23,VFA约为130 mg/L,COD去除率达到85%以上;pH值变化滞后,VFA的变化比pH值能更好表征反应器内部的运行状况.     

内循环厌氧反应器处理脂肪酸废水

研究了厌氧内循环反应器处理脂肪酸废水的启动和运行效果,化学需氧量(Chemical Oxygen De-mand,COD)与容积负荷的关系、容积负荷与出水挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acid,VFA)的关系.结果表明,反应器25 d即可完成启动,达到设计运行负荷25kg COD/(m3·d);反应器运行负荷为25kg COD/(m3·d)时,处理效果最佳,出水pH值为6.80～7.23,VFA约为130 mg/L,COD去除率达到85%以上;pH值变化滞后,VFA的变化比pH值能更好表征反应器内部的运行状况.