有机物作用的厌氧氨氧化菌代谢特性研究进展

厌氧氨氧化（Anammox）工艺是近年来废水生物脱氮领域的新技术,非常适合于处理含有机物的废水。本文介绍了厌氧氨氧化工艺的特点,详细介绍了有机物对厌氧氨氧化菌的抑制和促进机制。有机物对厌氧氨氧化菌的抑制主要来自两个方面：一是有机物促进异养菌反硝化菌的大量繁殖形成基质竞争抑制;二是废水中的醇类、抗生素等有毒有害有机物会对厌氧氨氧化菌产生毒性抑制。有机物对厌氧氨氧化菌代谢的促进作用也有两种：一是特定的有机物可作为能源被厌氧氨氧化菌利用,促进厌氧氨氧化菌的代谢;二是通过控制废水处理系统中的碳氮比,使厌氧氨氧化菌和反硝化菌在废水处理系统中协同互生。最后指出开发有毒有机废水预处理、驯化厌氧氨氧化污泥、菌种流加等是解决问题的途径。     

厌氧氨氧化富集培养研究及其工业应用进展

在高氨氮废水处理方面,厌氧氨氧化工艺与传统硝化-反硝化生物脱氮工艺相比具有较高的脱氮效能.因此近几年得到了快速的发展,但是由于厌氧氨氧化细菌所需要的培养条件及其自身特性使得其不能很快地在实际污水处理中得到广泛推广.本文在总结厌氧氨氧化富集培养研究进展及其向工业化发展的基础之上,讨论了厌氧氨氧化工艺以后发展的方向及其需要解决的问题.     

铁元素对厌氧氨氧化反应脱氮性能的影响

厌氧氨氧化工艺是一种新型的低能耗、高效生物脱氮技术。然而,厌氧氨氧化细菌活性较低、世代时间长,使得厌氧氨氧化工艺启动时间较长、运行效果较差,限制了厌氧氨氧化工艺的实际应用。铁元素不仅能够满足微生物的生长繁殖,而且能够促进厌氧氨氧化细菌活性,强化厌氧氨氧化工艺脱氮效果。综述了不同价态的铁元素对厌氧氨氧化工艺的影响,旨在探究和阐释铁元素如何影响厌氧氨氧化菌活性及脱氮性能。     

厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺研究进展

厌氧氨氧化（ANAMMOX）是一种新型的经济的生物脱氮新工艺。近年来,对厌氧氨氧化工艺的研究取得了许多突破性的成果。综述了厌氧氨氧化菌以及厌氧氨氧化反应启动的相关研究。介绍了厌氧氨氧化菌的富集培养分离的方法以及特性;总结分析了近年来采用不同反应器、不同污泥源进行厌氧氨氧化反应启动和完成启动的评判标准。     

厌氧氨氧化反应器研究进展

近几年,厌氧氨氧化(Anammox)工艺成为水处理领域的研究热点,因其具有绿色、高效的特点在高氨氮、低碳氮比污水处理方面极具发展前景。但厌氧氨氧化菌生长增殖缓慢且环境敏感度高,导致厌氧氨氧化工艺存在启动时间长、运行失稳等问题,从而制约了该工艺的工程化应用。反应器的选择对厌氧氨氧化工艺启动运行有重要影响,适合的反应器类型主要包括序批式、颗粒污泥、生物膜、膜生物、复合反应器等五大类。从这五类反应器的结构特点和脱氮效果等方面对已取得的成果进行论述,并指出厌氧氨氧化反应器的应用前景及有待解决的技术难题。     

水厂砂滤池内氨氧化菌对氨氮去除的效能

介绍在常规工艺条件下饮用水氨氮去除难题,利用分子生物学技术对饮用水处理工艺中滤池内不同滤料样品的微生物量和氨氧化菌进行了初步探索。发现氨氧化细菌在滤池硝化去除氨氮中起主导作用;DS水厂砂滤池滤料表面氨氧化细菌占细菌总数的比例最大;各滤池内氨氧化古菌占滤料表面古菌的比例均较低,这为生物硝化作用去除饮用水中氨氮提供了理论依据。     

厌氧氨氧化技术在废水处理中的研究与应用进展

综述了厌氧氨氧化菌的特性以及厌氧氨氧化反应的机理,较为全面地探讨了厌氧氨氧化运行过程中的影响因素,同时总结了厌氧氨氧化技术在国内外废水处理中的实际应用,包括：垃圾渗滤液、污泥消化液、生活污水和其他废水。最后,针对厌氧氨氧化技术现存的问题提出了一些建议,主要着眼于厌氧氨氧化菌的富集驯化及厌氧氨氧化耦合工艺的研究应用。     

常温下接种回流污泥实现BAF一体化自养脱氮工艺

为实现高氨氮废水的高效低耗稳定去除,在常温条件下,对曝气生物滤池（BAF）中实现与稳定短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮工艺进行了研究。研究结果表明：常温条件下,BAF接种二沉池回流污泥,采用闷曝-连续运行结合的接种挂膜方式,可成功实现短程硝化-厌氧氨氧化一体化自养脱氮。闷曝阶段使种泥活性恢复,而连续流运行过程中游离氨（FA）浓度高,可抑制亚硝酸盐氧化菌（NOB）,实现BAF中亚硝酸盐累积;通过调整BAF回流方式,降低回流液中NO₂^--N,防止NOB生长,并通过厌氧氨氧化（Anammox）滤池出水回流方式,接种微量Anammox菌,运行80 d可实现短程硝化-厌氧氨氧化,140 d后系统运行稳定,总氮（TN）去除率达76.62%。生物滤池有利于短程硝化-厌氧氨氧化工艺的实现与稳定,生物膜中不同厚度存在好氧缺氧环境,利于氨氧化菌（AOB）和Anammox菌共存;滤料的过滤作用有效地防止了Anammox菌流失,使其在系统中不断累积生长。不仅如此,AOB和Anammox菌均为自养菌且生长缓慢,避免了生物滤池的频繁反冲洗,简化了生物滤池的运行。气水比是BAF中一体化运行的关键参数,本研究中最佳的气水比为12：1,氨氮去除负荷达到0.91 kg N·m^-3·d^-1,氨氮和TN去除率分别可达96.86%和85.47%。     

厌氧氨氧化工艺的快速启动试验研究

为了研究如何获得厌氧氨氧化的快速启动工艺,采用SBR作为富集厌氧氨氧化菌的反应器,接种絮状硝化污泥,考察其厌氧氨氧化快速启动性能。以氯化铵和亚硝酸盐为进水底物,通过逐步提高进水NH_4~+-N、NO_2~--N的浓度,成功实现了厌氧氨氧化的启动,此方法可快速培养出具有厌氧氨氧化活性的污泥,整过驯化过程中,NH_4~+-N、NO_2~--N的去除率均维持在90%以上,总氮去除负荷最大可达0. 52 kg/(m~3·d),厌氧氨氧化菌活性高。     

包埋菌启动厌氧氨氧化反应器及其动力学性能

以厌氧氨氧化菌包埋颗粒代替颗粒污泥作为流加菌启动厌氧氨氧化反应器,并采用批次试验研究了包埋颗粒的动力学特性。结果表明,以包埋颗粒作为流加菌,在49 d内成功实现了厌氧氨氧化反应器的加速启动,反应器对NH⁺₄-N和NO^-₂-N的去除率分别为80.7%和83.1%,总氮去除负荷为0.505 kg·m^-3·d^-1。动力学研究表明,包埋颗粒对氨氮和亚硝氮的半速率常数分别为1.57 mmol·L^-1和1.505 mmol·L^-1。包埋颗粒对氨和亚硝酸的抑制常数分别为724.2 mmol·L^-1和66.65 mmol·L^-1。厌氧氨氧化菌包埋颗粒具有优良的动力学特性,作为流加菌效果显著,对新型厌氧氨氧化菌种流加技术的发展具有积极的意义。     

常温下接种回流污泥实现BAF一体化自养脱氮工艺

为实现高氨氮废水的高效低耗稳定去除,在常温条件下,对曝气生物滤池(BAF)中实现与稳定短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮工艺进行了研究。研究结果表明:常温条件下,BAF接种二沉池回流污泥,采用闷曝-连续运行结合的接种挂膜方式,可成功实现短程硝化-厌氧氨氧化一体化自养脱氮。闷曝阶段使种泥活性恢复,而连续流运行过程中游离氨(FA)浓度高,可抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB),实现BAF中亚硝酸盐累积;通过调整BAF回流方式,降低回流液中NO_2~-N-,防止NOB生长,并通过厌氧氨氧化(Anammox)滤池出水回流方式,接种微量Anammox菌,运行80 d可实现短程硝化-厌氧氨氧化,140 d后系统运行稳定,总氮(TN)去除率达76.62%。生物滤池有利于短程硝化-厌氧氨氧化工艺的实现与稳定,生物膜中不同厚度存在好氧缺氧环境,利于氨氧化菌(AOB)和Anammox菌共存;滤料的过滤作用有效地防止了Anammox菌流失,使其在系统中不断累积生长。不仅如此,AOB和Anammox菌均为自养菌且生长缓慢,避免了生物滤池的频繁反冲洗,简化了生物滤池的运行。气水比是BAF中一体化运行的关键参数,本研究中最佳的气水比为12:1,氨氮去除负荷达到0.91 kg N·m~(-3)·d~(-1),氨氮和TN去除率分别可达96.86%和85.47%。     

铁元素对厌氧氨氧化菌脱氮效能的影响

厌氧氨氧化工艺是治理水体氮污染的一种绿色、高效新型生物技术。然而,厌氧氨氧化菌世代时间长,对环境敏感性高,致使厌氧氨氧化系统启动缓慢、运行稳定性较低,进而导致厌氧氨氧化工艺在实际应用中受限。铁不仅是环境中普遍存在的金属元素,也是微生物生长所需的必要营养元素之一。本文综述了铁元素价态及投加量对基于厌氧氨氧化反应的废水脱氮工艺启动及运行过程中含氮污染物去除效果,分析铁元素存在时,铁/氮元素的反应途径、厌氧氨氧化菌生长速率、颗粒形成以及微生物群落组成演变等方面的作用关系,旨在深入探究和阐释元素铁对于厌氧氨氧化菌脱氮性能的内在作用机制,为实现工程化利用铁强化厌氧氨氧化系统脱氮过程、提高微生物活性提供科学指导。     

pH值促进硫酸盐型厌氧氨氧化的快速启动

针对硫酸盐型厌氧氨氧化启动时间长的现象,基于pH值对传统厌氧氨氧化菌的影响作用,通过提高进水pH值的方法,分别考察了启动阶段NH+4-N、SO2-4、NO-2-N、NO-3-N以及pH值的变化情况。结果表明,pH值对厌氧氨氧化过程有明显影响,当pH值8.5时,厌氧氨氧化污泥活性下降,导致厌氧氨氧化反应变弱;在提高反应体系pH值的情况下,历时45d,成功启动了硫酸盐型厌氧氨氧化,缩短了启动时间,实现了NH+4-N与SO2-4的同步去除,平均去除量分别为48.72mg·L-1和23.14mg·L-1。调节反应pH值,改变反应器中厌氧氨氧化菌的优势地位而使硫酸盐型厌氧氨氧化微生物处于主导地位,能缩短硫酸盐型厌氧氨氧化的启动时间。     

生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响

部分短程硝化和厌氧氨氧化技术的研究主要集中在高氨氮废水方面，对低氨氮浓度生活污水的研究相对较少。使经过除碳和部分短程硝化后的实际生活污水进入厌氧氨氧化UASB反应器，探究生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响。结果表明，当厌氧氨氧化UASB反应器的进水由配水变为生活污水后，反应器出水中氨氮浓度可降到5 mg·L^-1以下，亚硝态氮浓度可降到1 mg·L^-1以下，但是硝态氮的生成量高于理论值，可能是溶解氧被带入UASB反应器使硝化作用增强。UASB反应器内厌氧氨氧化污泥颜色由红色变为红黑色，T-EPS含量减少，PN/PS由1.13增大到3.66，沉降性变好，反应器内污泥中厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia所占比例由17.7%减少为14.4%，系统内AOB和NOB菌的含量增加，如果能够降低进入UASB反应器的溶解氧，有可能会减少出水硝氮，达到较好总氮去除效果。     

高负荷冲击下厌氧氨氧化反应器的快速启动策略

为实现高负荷冲击下厌氧氨氧化反应器的快速启动，通过调节进水负荷，设置出水回流，启动以海绵为载体的上流式厌氧污泥床反应器。实验前期进水氮负荷为4 kgN/(m³·d)，启动27 d后添加出水回流，氨氮去除率达80%，总氮去除率达51%。第37天时提高氮负荷至6 kgN/(m³·d),41 d系统达到稳定运行，总氮去除率可达74%。在高流速冲击下利用海绵作为填充物，水力冲击使微生物分泌大量胞外聚合物，并黏附在多孔的海绵体上，形成稳定的生物载体。高通量测序结果表明，Candidatus Kuenenia为主要的厌氧氨氧化菌，其丰度为8.1%。在高负荷冲击下通过海绵填充和设置出水回流可以快速启动厌氧氨氧化反应器，为高负荷下厌氧氨氧化反应器的启动提供了新思路。     

有机物对厌氧氨氧化生物脱氮影响研究

以经过处理和未经处理的生活污水中添加碳酸氢铵、亚硝酸钠为试验用水,进行了两阶段对比研究,以期考察有机物对厌氧氨氧化生物脱氮效果的影响。研究结果表明,在平均pH值为8.07,ALK为855～1468mg/L、平均进水NH3-N、NO2--N、COD的质量浓度分别为325.57、301.63、139.35mg/L的条件下,二级串联反应器两阶段的TN去除率分别为78.63%、76.57%,COD去除率分别为64.54%、66.87%。在高氨氮、低碳氮比水质条件下,难降解有机物对厌氧氨氧化细菌活性没有太大影响。同时,扫描电镜观察结果证实,污泥中形成了以厌氧氨氧化球状菌为主,其它杆状菌、丝状菌共存的微生物混培体。此外,厌氧氨氧化菌表面附着的颜色较亮的白色小球,可能是反硝化菌。     

厌氧氨氧化在水处理中的研究进展

厌氧氨氧化(ANAMMOX)是一种新型的脱氮技术,它指厌氧氨氧化细菌在厌氧条件下以亚硝酸盐为电子受体将氨氮氧化为氮气的过程。和传统工艺相比,具有节能降耗的独特优势,因此成为国内外研究的热点。本文综述了厌氧氨氧化机理、厌氧氨氧化的研究进展、厌氧氨氧化工艺及反应的影响因素,并展望厌氧氨氧化在污水处理领域的发展方向。     

厌氧氨氧化生物脱氮工艺的快速启动策略综述

厌氧氨氧化工艺的启动过程就是厌氧氨氧化菌不断富集和活性逐步提高的过程。本文综述了实现厌氧氨氧化工艺快速启动的基本策略,并总结了厌氧氨氧化工艺启动成功的主要特征。相关文献表明,培养生物膜能够有效地减少菌种流失,接种污泥颗粒化有利于厌氧氨氧化颗粒污泥的形成,进而缩短反应器的启动时间。     

厌氧氨氧化启动过程及特性研究进展

厌氧氨氧化菌（Anammox）生长缓慢,生长率低,倍增时间长,导致其富集慢、反应器启动耗时长,成为厌氧氨氧化工程化应用的限制性因素。因此,明确厌氧氨氧化反应器的启动过程与特性将为实现其快速启动提供理论参考。本文系统阐述了厌氧氨氧化反应器启动过程的影响因素,包括：反应器类型对厌氧氨氧化启动过程的影响,归纳了常见厌氧氨氧化反应器上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、序批式反应器（SBR）、流化床反应器、膜生物反应器（MBR）等的优缺点及适用性;总结了不同填料、接种污泥、启动负荷和温度的控制造成启动特性的差异,认为添加多孔性填料（无纺布、海绵、生物质炭等）、接种颗粒污泥、控制进水NO2?-N的浓度（＜100mg/L）、梯度式低温驯化等手段可促进厌氧氨氧化快速启动。同时,本文阐述了厌氧氨氧化启动过程中底物消耗阶段、化学计量比、微生物富集比例以及优势微生物种群差异规律的最新研究进展,阐明了厌氧氨氧化快速启动的生化反应过程。最后,本文认为在Anammox菌的微观生长模型、功能基因改性及适宜性生长环境因子等方面仍有待进一步研究。     

厌氧氨氧化菌的驯化培养

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下,厌氧氨氧化混合菌直接以NH4+为电子供体,以NO3-或NO2-为电子受体,将NH4+、NO3-或NO2-转变为N2的过程.厌氧氨氧化作为一种新型的污水处理工艺因其耗能少且不消耗碳源具有较高的理论意义和良好的应用前景.本文以活性污泥为种泥,采用SBR反应器,以NH4 Cl和NaNO2配制人工模拟废水进行厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌的培养与驯化.在此系统中观察到了厌氧氨氧化反应,但是氨氮并没有与亚硝酸盐氮一直呈比例下降,反而有所上升,此时厌氧氨氧化菌的驯化培养仍处于初期.