外加碳源对好氧颗粒污泥强化低碳氮比污水脱氮效果

文章探索了好氧颗粒污泥(AGS)处理低碳氮比污水的脱氮效果。在搅拌(50 min)-曝气(210 min)-搅拌(100 min)运行模式下，随着碳氮比(3.0降至0.9)的减小，氨氮去除率保持在89.28%以上，亚硝态氮及硝态氮逐渐积累，总无机氮(TIN)去除率呈下降趋势(37.56%～56.48%)。在此基础上，研究探索了在260～360 min的缺氧段内外投碳强化AGS脱氮效果。投加碳源后，各批次试验中AGS反硝化效果得到明显改善，氨氮去除率维持在85%以上，亚硝态氮及硝态氮下降明显，TIN去除率增大至78.06%～97.64%。相比于德国单段活性污泥污水处理厂设计规范(ATV-DVKA131E)中推荐的碳源投加量，减少65%和30%推荐碳源投加量下，AGS系统仍可去除78.06%～93.08%及86.47%～97.64%的TIN。     

温度冲击对MFCs脱氮及微生物群落结构的影响

构建生物阴极双室微生物燃料电池,探究温度冲击对微生物燃料电池脱氮及微生物群落结构的影响。结果表明,温度升高到25℃时,短程硝化反硝化效果最好,氨氮去除率达到95. 71%,亚硝态氮积累率可达89. 14%,总氮去除率为80. 46%。温度由20℃升高至25℃后,再由25℃降至20℃情况下,系统内均为短程硝化反硝化;但当温度降至15℃低温下,硝化类型转变为全程硝化,总氮去除率仅为20. 82%。25℃下,硝化反硝化菌所属的变形菌门(Protebacteria)丰富度高达77. 81%,优势纲Betaproteobacteria也达到66. 16%。主要的AOB菌属Nitrosomonas所占比例为1. 52%,短程硝化反硝化优势菌Thauera所占比例高达51. 12%。     

有机碳源和DO对短程硝化的影响

在SBR反应器中控制温度为(30±1)℃,pH为7.5～8.5,DO质量浓度为0.6～1.8mg·L-1,MLSS质量浓度稳定在5 000 mg·L-1左右,实现了短程硝化反硝化,并在C/N为1/1、1/2、1/4和DO质量浓度为0.3～O.4、0.4～0.6、0.6～1.6、1.6～2.0 mg·L-1的情况下,对亚硝酸氮累积的效果进行对比试验.结果表明,氨氮的去除率随着C/N的增加而降低,C/N=1/4时氨氮去除率达到98.3%,亚硝态氮的累积率达到了99.95%,DO质量浓度为0.6～1.6mg·L-1时最适合于同步硝化好氧反硝化脱氮.出水氨氮质量浓度为0.57mg·L-1,亚硝态盐氮质量浓度为125.78mg·L-1,硝酸盐氮质量浓度为O.26mg·L-1.     

SBBR在味精废水深度脱氮中的应用研究

实验研究了投加填料、DO浓度、碳氮比、设置厌氧段、pH等因素对SBR系统处理味精废水的脱氮效果的影响,通过测定COD、氨氮及TN的去除率,确定了最佳的脱氮环境。结果表明,挂膜成功后TN的去除率可达75.82%;通过控制DO浓度以满足好氧菌需求又不破坏生物膜厌氧微环境;设置前置厌氧段,可丰富反硝化碳源的种类和数量,有助于提高生物脱氮效果。     

MBR处理垃圾渗滤液的短程硝化研究

研究了膜生物反应器处理垃圾渗滤液的现象及机理,研究表明,反应器内存在较好的短程硝化效果。考察了DO、Ph、C/N等对有机物和氨的去除效果以及对同步硝化反硝化的影响。试验结果表明,在pH值为7.0～8.5,温度为25℃,DO为0.75 mg/L的条件下,短程效果最好,亚硝态氮的积累稳定在90%左右,氨氮去除率可达95%以上,但总氮去除率仅有50%,其原因是碳源不足。     

菌株DN-3的分离鉴定及其脱氮性能研究

由活性污泥中分离得到一株脱氮菌株DN-3,通过对菌株形态观察、生理生化鉴定及16SrDNA序列分析,确定该菌株为脱氮副球菌属,该菌株可利用丁二酸钠和甲醇作为碳源和电子供体进行反硝化脱氮.在限氧条件下反应48 h时,总氮脱除率达99.9％;在好氧条件下反应48 h时,总氮脱除率只有37％.该菌株在限氧及好氧条件下,可利用氨氮进行异养-好氧反硝化,氨氮脱除率均可以达到99％以上;在限氧条件下,可单独利用硝态氮作为氮源进行反硝化脱氮.该菌株可实现同步硝化反硝化,可以独立完成生物脱氮的全部过程.     

温度冲击对MFCs脱氮及微生物群落结构的影响

构建生物阴极双室微生物燃料电池,探究温度冲击对微生物燃料电池脱氮及微生物群落结构的影响。结果表明,温度升高到25℃时,短程硝化反硝化效果最好,氨氮去除率达到95. 71%,亚硝态氮积累率可达89. 14%,总氮去除率为80. 46%。温度由20℃升高至25℃后,再由25℃降至20℃情况下,系统内均为短程硝化反硝化;但当温度降至15℃低温下,硝化类型转变为全程硝化,总氮去除率仅为20. 82%。25℃下,硝化反硝化菌所属的变形菌门(Protebacteria)丰富度高达77. 81%,优势纲Betaproteobacteria也达到66. 16%。主要的AOB菌属Nitrosomonas所占比例为1. 52%,短程硝化反硝化优势菌Thauera所占比例高达51. 12%。     

曝气生物滤池处理含硝态氮废水的研究

将优选后的好氧反硝化菌用于曝气生物滤池处理含硝态氮工业废水,研究了曝气生物滤池挂膜与启动阶段的脱氮效率,并对运行参数进行优化。结果表明,系统启动16 d后,达到稳定阶段,脱氮效率达到92.3%以上,且基本无NO2--N积累,此时可认为挂膜成功;当pH为7、水力负荷低于0.671 m3.m-2.h-1、NO3--N负荷低于1.93 kg.m-3.d-1、气水体积比为8:1时,系统获得最好的脱氮效果,NO3--N的去除率最高达到96.1%,且出水中基本无NO2--N积累。     

填料对膜生物反应器处理高氨氮废水的影响

变电站高氨氮含量废水环境危害大，是水处理领域亟待解决的问题。在缺氧-好氧管式膜膜生物反应器建立短程硝化反硝化过程处理高氨氮含量废水，系统考察了膜生物反应器中聚氨酯填料投加的强化脱氮效果及对膜污染的控制。结果表明：填料可以提高好氧池生物量，改善硝化过程，并通过填料内部的厌氧微环境实现同步硝化反硝化。在填料填充10%、回流比200%时，氨氮和总氮去除率达到92%和68%，同步硝化反硝化对总氮去除贡献约10%，膜清洗间隔可延长至11 d。     

悬浮填料床同步硝化反硝化脱氮试验研究

在好氧条件下,向反应器中装填悬浮填料进行脱氮试验,考察生物膜法对氨氮和总氮的去除效果.结果表明：DO为3.0 mg.L-1时,氨氮平均去除率达到89.52％、总氮平均去除率达到29.46％.在好氧条件下,生物膜脱氮效果明显,硝酸盐氮的积累使反硝化过程成为脱氮的制约因素之一.     

活性污泥中异养硝化-好氧反硝化菌的分离及其脱氮性能

该文从活性污泥中分离出三株高效的异养硝化-好氧反硝化菌。这些菌经形态特征和生理生化特征分析以及16S rRNA鉴定,命名为B.subtilis CL1、B.subtilis CL9和G.terrae CL6。在以柠檬酸钠为碳源、硫酸铵为氮源、初始氨氮浓度为50 mg/L、碳氮比为20、温度为30℃、pH为7、反应时间为48 h的条件下,B.subtilis CL1和B.subtilis CL9对氨氮的去除率均为99%,对总氮的去除率分别为98%和96%。以乙酸钠为碳源,其他条件与上述两种菌相同的条件下,G.terrae CL6对氨氮和总氮的去除率均达到100%,且在硝化过程中没有亚硝酸盐氮或硝酸盐氮的累积。     

低C/N比异养硝化-好氧反硝化菌筛选及硝化特性

针对生物法处理低C/N比废水存在碳源不足、脱氮效率不高问题,从石化废水处理厂活性污泥中分离得到一株低C/N比异养硝化-好氧反硝化菌株WUST-7。通过形态学观察、生理生化试验和16S rDNA序列分析,鉴定其为假单胞菌属（Pseudomonas sp.）。通过单因素实验,考察碳源种类、培养温度、初始pH和摇床转速对菌株硝化性能的影响,确定最优异养硝化培养条件为：丁二酸钠为碳源、培养温度30～35℃、初始pH8.0～9.0、摇床转速150～200r/min。在最优异养硝化条件下培养9h,可将初始浓度为107.52mg/L的氨氮去除90.64%,并且在整个培养过程中没有亚硝酸盐氮的积累,硝酸盐氮含量也始终低于3.5mg/L,总氮的去除率达88.63%。实验结果表明,菌株WUST-7在利用氨氮进行硝化反应的同时,还可以利用硝酸盐氮进行反硝化,具有良好的同步硝化反硝化潜能。     

膜生物反应器处理废水硝化/反硝化能力研究

本研究采用前置缺氧／好氧膜生物反应(Anoxic／Oxic Membrane Bioreactor,AOmR)处理废水,分别对NH^ 4-N及总氮(TN)的去除效果、硝化／反硝化能力以及影响因素进行了研究。试验结果表明：在碳源充足、水力停留时间(HI汀)为6．5h、污泥泥龄(SRT)为30d、pH值范围为7、0～8．5条件下,进水NH^ 4-N平均值为240mg/L时,反应器能够保持良好的硝化、反硝化能力,出水NH^ 4-N值能稳定在2．5mg/L左右,平均去除率为98．5％,TN平均去除率为65％。     

Process Control of an Alternating Aerobic‐Anoxic Sequencing Batch Reactor for Nitrogen Removal via Nitrite

Nitrogen removal via nitrite is a novel technology and is becoming popular for engineering applications since it results in a saving of the aeration energy required for nitritation and external carbon sources for denitritation. An alternating aerobic‐anoxic (AAA) operational pattern was applied in a sequencing batch reactor (SBR) process to improve the nitrogen removal efficiency and achieve partial nitrification via nitrite from industrial wastewater with influent alkalinity deficiencies. The results showed that the online monitoring of the pH‐time variations during nitrification could indicate if the alkalinity was sufficient and when the ammonia nitrogen was completely oxidized. Under conditions of deficient influent alkalinity, the AAA process reduced the external alkalinity and the carbon sources addition and improved the effluent quality with ammonia nitrogen concentration below the detection limits. Half of the alkalinity previously consumed during aerobic nitrification could be recovered during the subsequent anoxic denitrification period. If the cycles of alternating aerobic/anoxic were repeated more than twice, the first nitrification cycle was stopped when the pH decreased by 0.4–0.5. The middle nitrification was terminated when the pH decreased by 0.8–1.0, and the final nitrification duration was controlled by the dissolved oxygen (DO) breakpoint and ammonia valley on the pH profile. Each anoxic time‐scale for denitrification was determined by the nitrate knee on the oxidation‐reduction potential (ORP) profile and the nitrate apex on the pH profiles. In comparison to the conventional SBR process, the AAA process with a real‐time control strategy resulted in an improved nitrogen removal efficiency of greater than 97 % under conditions of deficient influent alkalinity. Moreover, nitrogen removal via nitrite was achieved with a nitrite accumulation rate above 95 %.     

城市污水连续流A/O系统富氧条件下脱氮特征

基于添加流离填料的连续流A/O生物膜反应器,研究城市污水生物脱氮特征。系统在富氧条件（溶解氧大于1.5 mg·L^-1）下连续运行113 d,氨氮和总氮去除率均稳定在50%。系统稳定运行阶段好氧区和出水均无亚硝酸盐或硝酸盐积累现象,表现出良好的同步硝化反硝化特征。16S rDNA分析表明,实现这一现象的主要功能细菌为好氧区存在的好氧反硝化菌;FISH分析表明,不同好氧区的好氧反硝化菌的活性和相对数量不同。结果证明系统内发生的同步硝化反硝化主要由好氧反硝化作用实现,硝化反应产生的硝酸盐类物质得到去除。根据试验结果与微生物学分析,提出了在富氧水环境中通过同步硝化反硝化途径脱氮的生物膜模型。     

不同DO下SBBR亚硝酸型同步脱氮及N2O释放特性

在(20±2.0)℃ 条件下,以实际生活污水为处理对象,以碳纤维为填料（填充率35%）,利用序批式生物膜（sequencing batch biofilm reactor,SBBR）反应器,通过限氧曝气,成功实现了亚硝酸型同步生物脱氮（simultaneous nitrification and denitrification,SND）过程。荧光原位杂交技术（fluorescence in-situ hybridization,FISH）半定量表明,氨氧化菌（ammonia oxidizing bacteria, AOB）是硝化系统中的优势菌种。微生物将外碳源以聚β–羟基烷酸酯(poly-β-hydroxyalkanoate,PHA)的形式储存在体内,作为后续反硝化过程所需内碳源。DO=0.5 mg/L,SBBR系统NH₄ ⁺-N和TN去除率分别为95%以上和80.4%,SND效率达77.9%。出水NO _x ^--N小于10 mg/L,且以NO₂ ^--N为主。DO=2.0、1.2和0.5 mg/L时,系统N₂O释放量分别为1.38、2.39和1.65 mg/L。AOB的好氧反硝化过程和低氧条件下以PHA作为内碳源的NO _x ^--N反硝化过程,都会导致N₂O释放。低DO水平是实现亚硝酸型同步脱氮过程和降低N₂O释放的关键因素。低DO促进了AOB的竞争优势,形成了良好的缺氧微环境,降低了COD降解速率,为反硝化过程提供外碳源作为电子供体,从而降低了N₂O释放量。     

好氧微生物颗粒污泥脱氮机理

好氧颗粒污泥应用于生物脱氮，机理为如下几种。第一种为常规硝化-反硝化途径。第二种为亚硝化-反硝化途径，颗粒污泥的外部为好氧的硝化区．通过适当的控制．使硝化过程停留在亚硝化阶段．直接进入内层进行反硝化。第三种为硝化-厌氧氨氧化途径．通过外层的硝化和内层的厌氧氨氧化作用实现脱氮。第四种为硝化-反硝化聚磷方式．颗粒污泥内部在反硝化的同时聚磷，实现好氧颗粒污泥同步脱氮除磷。第五种脱氮的途径为好氧反硝化。在不同的条件下．某一种脱氮的途径可能占主导地位。     

常温下SBBR反应器中短程同步硝化反硝化的实现

采用自主设计的序批式生物膜反应器(SBBR)处理城市污水,在常温(25～27℃),pH值7.2～7.6条件下,通过恒定低曝气量实现了稳定的短程同步硝化反硝化。试验还考察了碳氮比对SBBR系统短程同步硝化反硝化的影响。结果表明:在SBBR中处理城市污水实现短程同步硝化反硝化较为适合的碳氮质量比在5～8之间,亚硝酸盐氮积累率在85%以上,TN去除率可以达到80%以上。     

复合生物反应器亚硝酸型同步硝化反硝化脱氮

Sequence hybrid biological reactor （SHBR） was proposed, and some key control parameters were investigated for nitrogen removal from wastewater by simultaneous nitrification and denitrification （SND） via nitrite. SND via nitrite was achieved in SHBR by controlling demand oxygen （DO） concentration. There was a programmed decrease of the DO from 2.50 mg·L^-1 to 0.30 mg·L^-1, and the average nitrite accumulation rate （NAR） was increased from 16.5% to 95.5% in 3 weeks. Subsequently, further increase in DO concentration to 1.50 mg·L^-1 did not destroy the partial nitrification to nitrite. The results showed that limited air flow rate to cause oxygen deficiency in the reactor would eventually induce only nitrification to nitrite and not further to nitrate. Nitrogen removal efficiency was increased with the increase in NAR, that is, NAR was increased from 60% to 90%, and total nitrogen removal efficiency was increased from 68% to 85%. The SHBR could tolerate high organic loading rate （OLR）, COD and ammonia-nitrogen removal efficiency were greater than 92% and 93.5%, respectively,, and it even operated under low DO concentration （0.5 mg·L^-1） and maintained high OLR （4.0 kg COD·m^-3·d^-1）. The presence of biofilm positively affected the activated sludge settling capability, and sludge volume index （SVI） of activated sludge in SHBR never hit more than 90 ml·L^-1 throughout the experiments.     

序批式反应器中反硝化除磷脱氮的研究

为了提高污水脱氮除磷的效率,研究采用序批式反应器(SBR工艺)厌氧、好氧和缺氧(AOA)的运行方式富集反硝化聚磷菌(DPB),实现同步脱氮除磷。结果表明:在好氧段投加甲醇作为碳源(25—40 mg/L)可有效抑制好氧吸磷,对硝化反应影响较小,能够在缺氧段实现同时反硝化脱氮除磷。SBR反应器稳定运行10个月,当进水NH4+-N、PO43--P分别为30,15 mg/L时,总氮(TN)和PO43--P的平均去除率分别为82.5%和92.1%。聚磷菌能够利用硝酸盐作为电子受体,DPB占总聚磷菌的比例达到44.8%。与A2O运行方式相比,AOA运行方式更有利于实现DPB的富集。