COD/NO3--N对厌氧同时反硝化产甲烷的影响

采用间歇试验,以葡萄糖为碳源,加入不同量硝酸盐的人工配水进行不同m(COD)/m(NO3--N)下厌氧同时反硝化产甲烷研究。当m(COD)/m(NO3--N)≥7时,发生厌氧同时反硝化产甲烷反应;而m(COD)/m(NO3--N)=3或5时,反硝化不完全,未发生产甲烷过程。进一步通过与单独产甲烷体系对照,发现反硝化过程对产甲烷过程存在抑制。随着m(COD)/m(NO3--N)的增大,体系对NO3--N的去除率越高,直到100%。且发现同时反硝化产甲烷体系中,优先利用丙酸,乙酸积累,而后被利用。     

碳源对反硝化颗粒污泥稳定性的影响

分别以甲醇、葡萄糖、甲醇-葡萄糖(1∶1)为碳源进行反硝化颗粒污泥的培养试验。结果表明:以甲醇为碳源时,当NO3--N负荷提高到6 g/(L·d),污泥上浮、流失;以甲醇+葡萄糖为碳源时,当NO3--N负荷提高到6 g/(L.d),污泥发白,结构松软,出现上浮;以葡萄糖为碳源时,当NO3--N负荷提高到6 g/(L.d),反应器内颗粒粒径分布均匀,运行稳定。分析认为,低生长速率碳源有利于颗粒污泥生长密实,有利于系统稳定运行。     

温度和碳源对短程反硝化除磷效果的影响

以处理生活污水为目标,开展了温度、碳源浓度及碳源种类对A2SBR反应器中短程反硝化除磷脱氮效果影响研究。实验结果表明:反应系统最佳温度为24℃,碳源浓度为200 mg/L反硝化除磷效果最佳,TP和NO_2~--N的去除率分别达到93.22%和91.36%,与丙酸钠和葡萄糖相比,乙酸钠作为碳源系统反应效果更明显,释磷速率和COD降解速率为3.38 mg PO_4~(3-)-P/(g MLSS·h)和29.66 mg COD/(g MLSS·h)。     

脱氮与除碳协同的电化学生物流化床构建与运行工况分析

针对电极生物膜法自养反硝化能力有限以及电化学氧化有机物所需的金属氧化物修饰电极制备复杂的问题,以同步脱氮和除碳为目的,在A/O生物流化床硝化反硝化基础上,联合电解产氢构建自养反硝化和异养反硝化协同作用的体系,脱氮的同时将有机污染物作为异养反硝化碳源加以降解。以模拟焦化废水为研究对象,分别考察反应器脱氮和除碳的运行效果,分析环境温度、电流强度、特定电解质工况条件对脱氮与除碳协同作用的影响。结果表明,与常规生物流化床相比,(22±1)℃,电流强度10 mA时,NO3--N去除率从24%提高到69%,去除速率为9.16mg/(L.h),COD去除速率从31.5 mg/(L.h)提高到66 mg/(L.h);Cu2+本身对反硝化存在促进作用;电流强度10 mA,添加Cu2+使反硝化效果进一步提高,NO3--N去除率达到90%以上,此时苯酚、喹啉与芘的去除速率分别达到15.0、3.1、0.25 mg/(L.h),和NO3--N去除规律呈现一致性。研究过程证明了在微电流和Cu2+强化作用下,电化学生物流化床具备同步脱氮和除碳的功能。     

3种单一及其混合碳源的生物反硝化脱氮效能

分别以乙酸钠、乙醇、葡萄糖及其两两混合物作为外碳源,对生活废水进行生物反硝化研究。结果表明,不同碳源系统均出现了NO2^--N的短时间积累,与单一碳源系统相比,对应混合碳源系统NO2^--N最大积累量较低。从培养初始至120 min时,随培养时间增加,单一和混合碳源系统中NO3^--N含量均大幅降低,乙酸钠、乙醇、葡萄糖、乙酸钠+乙醇、乙醇+葡萄糖、乙酸钠+葡萄糖系统的平均反硝化速率分别为6.9、5.1、4.3、7.2、5.7、6.0 mg/(g·h),至120 min时,各系统NO3^--N去除率分别为100%、77.8%、64.8%、100%、78.4%、85.1%。乙酸钠、乙酸钠+乙醇、乙酸钠+葡萄糖系统NO3^--N去除率分别在120、120、210 min时达到100%。从脱氮效果、碳源成本、环境风险角度,乙酸钠+.葡萄糖更适合作为工程应用上的外碳源。     

不同外加碳源反硝化滤池的挂膜与启动特性研究

研究了不同外加碳源(乙酸钠、乙醇、葡萄糖)的反硝化生物滤池的挂膜与启动过程。在进水体积流量10 L/h(HRT=40 min),进水COD维持在80~120 mg/L的条件下,同时启动3个反硝化生物滤池。乙酸钠滤池和乙醇滤池在启动10 d后亚硝氮积累消失,之后出水水质稳定,挂膜成功;葡萄糖滤池挂膜成功则需15 d。稳定运行后,乙酸钠滤池和乙醇滤池对NO3--N和TN的去除率达到90%以上,葡萄糖滤池达到80%以上。同时监测3个反硝化滤池沿层水样,结果表明,在0~20 cm段,80%以上的NO3--N和TN得以去除,有少量亚硝氮积累,并且在滤柱高20 cm处DO的质量浓度降至1 mg/L以下,p H显著升高;在滤柱高40 cm之后,亚硝氮积累消失。     

剩余污泥发酵产物作为碳源的反硝化特性研究

研究了将经乙醇型发酵后剩余污泥上清液作为反硝化外加碳源的可行性,并进行了上清液、甲醇和生活污水作为外加碳源的对比试验。结果表明,在相同的试验条件下,采用上清液和生活污水作为反硝化碳源时,系统反硝化过程中NO3--N的降解过程分为三个阶段,而以甲醇作为碳源时,NO3--N的降解过程为两个阶段;对比试验还发现,采用上清液代替甲醇作为反硝化系统的外加碳源,可在保持高反硝化速率的同时降低运行成本。     

高效嗜碱好氧反硝化细菌的筛选及其脱硝特性

从碱厂污泥中筛选出一株高效嗜碱好氧反硝化细菌BMEN1,通过生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,鉴定为Pseudomonas stutzeri,命名为Pseudomonas stutzeri BMEN1,其具有napA, nirK, norB和nosZ等好氧反硝化相关基因. 通过条件实验确定该菌最适脱硝条件为：pH 9.0, 37℃, 有效碳源依次为丁二酸钠、乙酸钠和葡萄糖等. 在最适条件下,以菌体浓度计脱硝(NO3--N)速率高达52.92 mg/(h×OD),且无NO2-累积. 将其用于模拟烟道气吸收液脱硝,能在16 h内完全脱除NO3--N和NO2--N 140 mg/L,表明该菌是有应用潜力的好氧反硝化脱硝细菌.     

同时硝化反硝化处理渗滤液和粪水混合液研究

研究了采用序批式反应器同时硝化反硝化处理垃圾渗滤液与市政粪水混合液的可行性。实验过程中COD、BOD5、TN和NH4 -N的平均去除率分别达到93.76%、98.28%、84.74%和99.21%,相应的污泥平均去除负荷为238.99g/(kgMLSS·d)、76.70g/(kgMLSS·d)、39.43g/(kgMLSS·d)和36.13g/(kgMLSS·d)。反应器内存在高效同时硝化反硝化反应,硝化率和反硝化率分别达到99%和84%,电子计量学研究表明,反应器内存在比全程反硝化消耗碳源更少的脱氮反应形式。结果表明,粪水的混入可有效提高垃圾渗滤液的可生化性,渗滤液和粪水混合液同时硝化反硝化处理效果良好,但反应器出水COD浓度仍略高,仍需进一步的深度处理。     

污水处理工艺反硝化过程的不同碳源研究

研究了污水处理厂三种常用碳源-乙酸、乙酸钠和葡萄糖对污水处理厂反硝化作用的影响。实验结果表明使用这三种碳源时，对污水处理厂在反硝化过程中均无明显的亚硝酸盐氮累积。去除单位质量硝酸盐氮所需的乙酸质量最少，葡萄糖最高。乙酸、乙酸钠和葡萄糖三种碳源对反硝化速率的表现为乙酸>乙酸钠>葡萄糖。使用乙酸和乙酸钠作为碳源时，会导致出水pH值升高；而使用葡萄糖时则表现为pH值降低。     

固液碳源对反硝化脱氮及污泥产量影响研究

分别用乙酸钠和聚己内酯作为外加碳源,对反硝化滤池中固液碳源对污水厂出水脱氮的反硝化效果和污泥产量进行了对比研究。结果表明,液体碳源的反硝化速率更快,可达到2.19 g/(L·d),氮去除率最高可达到95%以上,固体碳源的反硝化速率低于液体碳源,受HRT的影响更大。固体碳源中NO2^--N几乎不积累,液体碳源更容易积累且积累量与HRT有关,2种碳源中均存在异化性硝酸盐还原成铵反应,但出水NO2^--N和NH4^+-N含量均未超标。固体碳源的出水COD稳定低于50 mg/L,当HRT缩短时,液体碳源出水COD存在超标的风险。液体碳源的浓缩污泥产量和单位污泥产量分别为固体碳源的3倍和1.6倍。使用固体碳源可以有效减少污泥的产生。     

改性稻壳为碳源和生物膜载体的反硝化脱氮研究

为探索稻壳作为载体和碳源的脱氮性能以及对水处理工艺的适应性,以质量分数6%的NaOH处理的改性稻壳为反硝化碳源和生物膜载体,对模拟养殖排放水进行了脱氮处理研究。结果表明,改性稻壳的性能优于蔗糖及淀粉,可实现NO3--N和高含量NO2--N的有效去除。其作为缺氧反应器载体时,挂膜容易、有机碳释放稳定,反应器启动后可高效去除NO3--N。在硝化-反硝化系统中,对NH4+-N去除率达90%以上,且无NO2--N、NO3--N和有机物残留,说明此改性稻壳具备较好的供碳能力和微生物吸附能力,适于作为反硝化碳源及载体。     

不同碳源条件下A/O-MBR的脱氮性能对比研究

碳源是影响脱氮效果的关键因素之一。在A/O-MBR中进行了葡萄糖、乙酸钠和厨余发酵液的脱氮性能对比。结果表明:3种碳源条件下反应器对NH4+-N的去除率都较高,达到98%以上;以葡萄糖为碳源时,反硝化作用不够彻底,TN去除率只有60%,而乙酸钠和厨余发酵液的反硝化作用明显,TN去除率达到80%。通过批式实验得出,葡萄糖的比反硝化速率最低,乙酸钠和厨余发酵液的比反硝化速率较高,且相当;同时,葡萄糖的反硝化COD利用效率也比乙酸钠和厨余发酵液低,说明其脱氮能力低于后两者。     

UASB厌氧反硝化耦合产甲烷的研究

利用UASB反应器同时脱氮脱碳处理生活污水。主要讨论反应器的启动和运行规律,并针对硝氮的添加对产甲烷菌毒性作用的耐受能力的影响,反硝化菌利用碳源的情况进行研究。为生活污水同时脱氮脱碳处理提供理论和经验上的支持。结果表明,在保持恒温20~25℃,进水COD和NO-3-N质量浓度分别为300、50 mg/L的条件下,5 h为最佳水力停留时间(HRT),此时,反应器容积负荷为1.92 kg/(m3·d),NLR达0.42 kg/(m3·d),COD去除率达到87%,硝氮去除率为99%。在厌氧消化产甲烷的同时,进行反硝化脱氮,达到对氨氮和COD同时降解的目的。     

负荷对膜曝气生物反应器去除有机物和硝化的影响

讨论了在模拟生活废水的浓度阶段性变化的情况下,有机物负荷以及氮负荷对膜曝气生物反应器的有机物去除和硝化的影响。结果表明,TOC负荷和TN负荷分别从6.6 g/(m2.d)和3.2 g/(m2.d)到26g/(m2.d)和5.8g/(m2.d)变化,碳氮质量比从2.1到4.6变化时,得到94%～97%的TOC去除率。碳氮质量比从2.1到3.7变化时,硝化率约为90%;当碳氮质量比增加到4.6时,硝化率降到81%。在第一阶段,碳氮质量比为2.85,TN负荷从2.5到9.5 g/(m2.d)变化时,TOC去除率为95%。最大硝化速率和硝化率分别为7.5 g/(m2.d)和90%。和传统的生物膜比较,用膜曝气生物反应器处理废水,可同时提高有机物去除速率和硝化速率。     

餐厨垃圾酸性发酵及其产物的脱氮特性研究

利用餐厨垃圾为基质进行酸性发酵并利用其发酵产物作为反硝化碳源,结果发现餐厨垃圾酸性发酵过程中具有明显的阶段性。利用不同阶段的发酵液作为反硝化碳源,得出以乳酸为主的发酵液与乙酸钠相似,具有良好的反硝化能力和较快的反硝化速率的结论。而以VFAs为主的发酵液能够彻底实现反硝化,但容易导致NO2--N积累。     

SBR反应器中反硝化条件下去除苯酚工艺

基于异养反硝化原理,在序批式间歇反应器(SBR)中对反硝化同时降解苯酚的菌种进行了149 d的驯化,驯化通过逐步提高进水中苯酚和NO3--N的浓度进行.驯化结束后,进水苯酚质量浓度达到360 mg/L,葡萄糖质量浓度达到100 mg/L,NO3--N质量浓度达到240 mg/L,水力停留时间6 h,苯酚和NO3--N去除率均大于98%.反应器运行结果表明:进水苯酚质量浓度低于720 mg/L时,SBR反应器运行稳定;高浓度NO2--N(＞60 mg/L)可以严重影响微生物对苯酚以及NO3--N的去除能力,同时反应器中20.5%～23.5%的COD可被用于微生物的细胞合成.     

不同碳源对厌氧同时反硝化产甲烷的影响

选取淀粉、葡萄糖、丙酸钠、乙酸钠4种碳源,在m(COD)∶m(NO_3~--N)=10条件下使用人工配水,采用间歇实验进行厌氧同时反硝化产甲烷的研究。结果显示,丙酸钠作碳源的体系有利于反硝化阶段快速进行,22 h时NO_3~--N去除率最高为95.21%;乙酸钠作碳源的体系有利于产甲烷阶段快速进行,反应结束时COD去除率最高为93.7%。4种碳源均有NO_2~--N和NH_4~+-N中间产物出现,但NO_2~--N含量升高后又迅速降低,并未对反应造成影响。葡萄糖和淀粉为碳源时有少量NO_3~--N被异化为NH_4~+-N。     

旋流器分流比对剩余污泥的释碳性能影响

基于四川省某城市污水厂处理200 t/h剩余污泥的旋流器运行情况,比较了旋流器分流比（F）对底流和溢流污泥的形貌、污泥沉降性、污泥浓度、成分变化和碳源释放的影响,探究了污泥旋流释放物质作为反硝化碳源的可行性。结果表明：污泥经过旋流器处理后,底流污泥结构变得密实;溢流污泥松散。在不同分流比条件下,底流和溢流污泥蛋白质和多糖比值（PN/PS）均增大,底流污泥体积指数（SVI）较进口均降低。但是,溢流污泥在F<30%时SVI增大,在F≥30%时SVI降低。污泥的释碳情况随分流比不同而有变化,当F=30%时,底流污泥碳源释放量达到最大。在此分流比条件下,底流污泥反硝化速率较进口污泥和溢流污泥高,底流污泥旋流释放的碳源反硝化速率达到0.81 mg/(g·h),与分析级乙酸钠碳源相当（0.82 mg/(g·h)）,高于污水厂常用的工业级乙酸钠（0.64 mg/(g·h)）和微生物复合碳源（0.66 mg/(g·h)）。污泥旋流释放的SCOD和蛋白质可补充反硝化碳源,减少外碳源投加,为污水处理厂升级改造提供技术借鉴。     

供氧速率影响同时硝化反硝化脱氮的研究

通过在实验室内建立同时硝化反硝化(SND)装置,考察了供氧速率对SND脱氮的影响。结果显示,当供氧速率由50 m L/(min·L)提高至100 m L/(min·L)时,COD与NH3-N去除效率变化不大,分别保持在96%与99%以上,而TN去除率由80%降低至70%左右。为研究造成脱氮性能差异的原因,采用批次试验测试了不同供氧速率下的脱氮过程。研究结果表明,供氧速率的增加不影响反硝化速率,但会提高碳氧化速率,从而加快有机物的消耗,缩短了反硝化的时间,从而造成TN去除率下降。