Fe2+对厌氧氨氧化EGSB反应器运行性能的影响

厌氧氨氧化(Anammox)在污水处理系统中越来越受到重视，Fe²⁺对Anammox系统具有重要作用。通过不断提升进水总氮(TN)浓度，本文研究Fe²⁺对Anammox膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)脱氮性能以及细菌生理变化的影响。当Fe²⁺浓度从1.00mg/L增加到7.50mg/L时，氮去除效果显著增加，抵抗氮负荷的能力明显增强。同时胞外聚合物(EPS)与血红素c浓度也逐渐增加到最大值分别为242mg/g VSS和3.76μmol/mg pro，细菌活性明显提高。随着Fe²⁺浓度继续增加到10.0mg/L，反应器脱氮性能下降，EPS与血红素c含量也随之减少，细菌活性降低。因此，7.50mg/L的Fe²⁺能最大程度增强反应器脱氮性能，提高细菌活性，使颗粒更加致密，促进Anammox污泥沉降和聚集。研究结果有助于深入探索Fe²⁺对Anammox系统的作用机制，对培育高性能Anammox污泥、保证EGSB反应器的高效稳定运行具有重要意义。     

Fe2+/Fe3+和Mn2+对低氧曝气过程总氮去除与转化途径的影响

为短期快速实现实际生活污水自养脱氮,采用含有厌氧氨氧化菌的实际污水处理厂活性污泥,针对Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺对低氧曝气过程中氮的去除效果进行了研究,分析确定了氮素转化的途径。研究结果表明,Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺均可提高活性污泥中厌氧氨氧化菌（AnAOB）丰度,但由于Fe²⁺/Fe³⁺对氨氧化菌（AOB）也存在一定抑制作用,因此,短期投加Fe²⁺/Fe³⁺条件下,低氧曝气过程中总无机氮去除率为25%,但投加Mn²⁺条件下总无机氮去除率可达44%。通过氮素平衡分析,发现投加Fe²⁺/Fe³⁺条件下,氮素主要通过反硝化作用去除;而投加Mn²⁺条件下,氮素主要通过厌氧氨氧化（anammox）作用去除。因此,传统活性污泥可通过短期投加Mn²⁺增强厌氧氨氧化活性,促进低氧曝气过程中氮的去除,利于快速实现一体化自养脱氮。     

间歇低氧曝气下CANON工艺处理生活污水的启动

利用序批式反应器（SBR）接种短程硝化和厌氧氨氧化污泥处理实际生活污水,在间歇低氧曝气条件下实现了CANON工艺的启动。同时,保证适宜的温度和污泥浓度对处理效果及系统的稳定也很重要。该运行模式下,可实现对亚硝酸盐氧化菌（NOB）的抑制淘洗,短程硝化和厌氧氨氧化为主导反应,自养脱氮体系稳定。系统稳定运行后污染物去除效果良好：进水总氮和氨氮质量浓度为63.9 mg·L^-1和62.7 mg·L^-1,出水总氮和氨氮质量浓度为12.3 mg·L^-1和7.6 mg·L^-1,总氮和氨氮去除率为77.8%和86.7%,总氮去除负荷达0.16 kg N·（m³·d）^-1。试验研究为间歇低氧曝气运行模式推广应用于城市污水自养脱氮提供了参考。     

不同浓度磺胺甲恶唑对短程硝化和厌氧氨氧化处理效果的影响

为了对比研究抗生素对不同污泥系统的影响效果，考察了抗生素磺胺甲恶唑（SMX）对短程硝化反应器和厌氧氨氧化反应器运行效果的影响，结果表明，当磺胺甲恶唑质量浓度为0.2 mg/L时，对2种工艺的影响较小；当磺胺甲恶唑质量浓度为2.0 mg/L时，短程硝化工艺氨氮去除率短暂上升，厌氧氨氧化工艺在受到冲击后氨氮去除率有短暂下降，后由于系统对低浓度磺胺甲恶唑的适应性整体脱氮性能恢复；当磺胺甲恶唑质量浓度为6.0 mg/L时，短程硝化工艺保持较好的脱氮性能，同时对磺胺甲恶唑也有较好的去除效果，但厌氧氨氧化工艺处理效能受到抑制，氨氮的去除效果变差。     

引进厌氧氨氧化脱氮系统失效原因分析及解决途径

作为低碳节能的生物脱氮工艺，厌氧氨氧化引进国内已有十余年的历史，已有多家食品加工龙头企业从国外引进了十多套厌氧氨氧化脱氮系统。这些系统大部分运行良好，但也有少数脱氮效果不稳定，未能达到预期效果。以典型食品加工废水厌氧氨氧化处理系统为例，分析确定了该脱氮系统失效原因在于进水氨氮低于系统设计要求，难以形成稳定的亚硝氮积累，破坏了一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-A)系统的稳定高效脱氮，导致系统出水总氮去除率下降，同时出水硝氮明显升高。为解决此难题，采用高效亚硝化反应器促进食品加工废水快速稳定亚硝化，一周后平均亚硝化率可达92.92%，平均出水亚硝氮为84.09 mg/L，平均亚硝化产率约为0.41 kg/(m³·d)，保障了厌氧氨氧化系统亚硝氮基质供应，并在小试Anammox脱氮系统实现总氮去除率达84.52%，出水总氮低于15 mg/L，平均总氮去除负荷0.56 kg/(m³·d)。研究结果可为解决当前国内食品加工厌氧氨氧化脱氮系统失效问题提供新的思路。     

进水配比对煤气化废水厌氧段处理效能影响

在温度35℃pH值7.0左右,HRT为30 h的厌氧反应器中,研究了厌氧氨氧化与反硝化的耦合作用.进水氨氮为70～120 mg/L左右,COD为800～1200 mg/L左右条件下,将含亚硝酸盐和硝酸盐浓度人工配水按厌氧进水配比引入反应器中,氨氮、亚硝态氮进水浓度分别为75.43 mg/L、99.87 mg/L时,总氮负荷为233.82 mg/(L·d),考察不同进水配比R(0～100％)对厌氧反应器的脱氮除碳效能影响.实验结果表明,在进水配比为75％条件下,系统氨氮、亚硝态氮去除率达55.71％、63.65％,TN去除率最高达64.56％,COD去除率达80％左右.结果表明,适当的进水配比,不仅可以达到稀释厌氧进水的作用,还可以促使厌氧氨氧化与反硝化的协同脱氮除碳效果.     

重金属Cd胁迫对厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮效能影响及机制的研究

以外源Cd²⁺和厌氧氨氧化(Anammox)颗粒污泥为探究对象，构建了升流式污泥床反应器，调查了Cd²⁺短期和长期暴露对Anammox颗粒污泥脱氮及污泥特性的影响。结果表明，短期影响中低浓度Cd²⁺短期暴露对Anammox颗粒污泥脱氮影响不明显但长期暴露实验中降低了脱氮性能，而高浓度Cd²⁺短期和长期暴露均降低生物脱氮性能。Cd²⁺降低了污泥浓度和沉淀性，但提高了胞外聚合物(EPS)含量，尤其蛋白质含量。当Cd的质量浓度为9.0 mg/L,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN的去除率分别下降至81.6%、79.5%和65.3%，总悬浮固体(TSS)下降至4.51 g/L,EPS含量提高至94.1～94.6 mg/g。微生物学分析表明，Cd²⁺存在提高了微生物丰富度和多样性，降低了Planctomycetes、Chloroflexi和Proteobacteria与生物脱氮相关...     

厌氧氨氧化反应器启动和影响因素实验研究

采用自制的UASB(升流式厌氧污泥床)反应器,接种产甲烷颗粒污泥,以自配含有氨氮和亚硝态氮的水为进水,来研究厌氧氨氧化反应的启动和影响因素。实验结果表明:反应器运行150后,氨氮(NH~+_4-N)和亚硝态氮(NO~-_2-N)的去除率稳定在50%左右,硝态氮(NO~-_3-N)有明显增加,表明厌氧氨氧化反应启动成功;在温度为30～35℃,pH为7～7.5,水力停留时间为24 h, COD为100～200 mg/L,NH~+_4为89.3 mg/L,NO~-_2为100 mg/L,即NH~+_4:NO~-_2=1:1.12时,厌氧氨氧化反应速率最快。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺处理含氮废水的研究

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺是一种新型的废水脱氮工艺。实验采用模拟废水,进水氨氮浓度为600 mg/L。亚硝化SBR反应器在温度为30℃、HRT为24 h、DO≈0.2 mg/L的运行条件下,将废水中的一部分氨氮氧化成亚硝氮,并使得亚硝化SBR反应器出水中NH4+-N和NO2--N比值接近1∶1.32后,再作为厌氧氨氧化SBR反应器进水;厌氧氨氧化SBR反应器在温度为37℃、HTR为24 h的运行条件下,将氨氮和亚硝氮转化为N2。实验结果表明,部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺脱氮效果较好,废水中氮的去除率可达94.44%。     

NO2-/NH4+比对煤气化废水厌氧段处理效能影响

进水稀释配比R为75％的条件下,研究了厌氧氨氧化与反硝化的耦合作用.进水氨氮为(140±5) mg/L,COD为(900 +5) mg/L,通过改变厌氧反应器中亚硝酸盐氮与氨氮的质量浓度比(化学计量比),以考察不同亚硝态氮浓度对厌氧段总氮与有机物的去除效果.实验结果表明,在化学计量比为1.6的条件下,TN去除率高达73.58％,COD去除率为81.61％.结果表明,合适的化学计量比,可以强化厌氧氨氧化与反硝化的协同作用,提高系统的脱氮除碳效能.     

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。     

基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响

首先采用厌氧氨氧化生物膜反应器建立稳定的厌氧氨氧化处理系统,控制温度为(32±2)℃,pH为(7.2±0.2)。通过控制进水基质比(NO_2~--N/NH_4~+-N)分别为1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.32和1:1.4来研究基质比对厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮效能的影响,在基质比1:1.20时,生物膜反应器的脱氮效果最好,进水NH_4~+-N为150 mg/L,HRT为12 h,其出水的平均NH_4~+-N和NO_2~--N在质量浓度分别为6 mg/L和3.5 mg/L,NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别为96%、98%,此时的脱氮性能最好且稳定,其发生反应的NO_2~--N/NH_4~+-N最接近厌氧氨氧化反应式中的1.32。     

低碳源城市生活污水的强化脱氮除磷研究

本文以人工调配模拟城市生物污水为研究对象，采用改良型Carrousel氧化沟反应器，研究了前置厌氧—氧化沟生物除磷效果及氧化沟内同步硝化反硝化脱氮效果。实验结果表明，该系统在pH=7．5、温度为27±1℃的环境下，控制DO〈0.3mg／L、ORP〈150mV、SRT为20d、污泥外回流比为50％、污泥浓度（MLSS）为3200mg／L左右的条件下，具有良好的脱氮除磷效果，污水中COD、TN、氨氮、TP去除率分别为93％、70％、85％和75％。此外，通过前置厌氧、调整曝气的方式能使该系统对低碳源城市生活污水具有良好的脱氮除磷效果，出水满足国家一级A排放标准。     

铝盐混凝剂强化絮状厌氧氨氧化污泥颗粒化研究

探究不同剂量铝盐混凝剂(聚合氯化铝)对厌氧氨氧化污泥颗粒化的影响。采用经过筛分的絮状厌氧氨氧化污泥作为种泥(粒径小于0.425 mm)，设置空白组和实验组，实验组在2、4、8 mg/L铝盐投加量下开展序批式反应器的厌氧氨氧化污泥颗粒化研究。具体分析厌氧氨氧化污泥颗粒化过程中沉降性能、脱氮性能、污泥粒径变化和微生物群落特征。实验结果表明，经过110天的富集培养，铝盐混凝剂的投加提升了厌氧氨氧化污泥粒径。与空白组相比，投加铝盐混凝剂促进厌氧氨氧化污泥平均粒径增长了209.8μm，同时改善了污泥沉降性能，污泥沉降比和污泥体积指数出现一定降低。微生物群落分析结果表明，投加铝盐后拟杆菌门相对丰度增加了7.8%，浮霉菌门相对丰度降低了9.8%。其中，厌氧氨氧化优势菌属Candidatus Kuenenia相对丰度降低了8.9%，但并没有影响系统脱氮活性。两组反应器最终容积脱氮负荷差异不大，稳定在0.6 kgN/(m³·d)左右。本研究初步探究了利用铝盐混凝剂强化厌氧氨氧化污泥颗粒化的效果。     

复合型UASB厌氧氨氧化反应器的脱氮性能及污泥形态变化研究

采用提高进水基质的方式启动复合型UASB厌氧氨氧化反应器,研究启动过程中反应器的脱氮效果和运行状况,并通过污泥形态变化了解厌氧氨氧化菌富集情况。结果表明经过286 d的运行,NH_4~+-N、NO_2~--N和总氮(TN)去除率维持在90%以上,总氮去除负荷由0.129 kg/(m~3·d)提升至0.520 kg/(m~3·d),反应器启动成功。化学计量关系和pH变化均可作为判断反应器运行状况的指标,反应器启动成功时的ΔNH_4~+-N:ΔNO_2--N:ΔNO_3--N为1:1.24:0.14,出水pH在8.3～8.5之间,ΔpH维持在0.9左右。当反应器中TN质量浓度为186 mg/L时,游离氨对厌氧氨氧化的抑制浓度为3.1～20.4 mg/L。启动过程中,黑色颗粒污泥先解体,第256天污泥颜色转变为红褐色,再运行30天后反应器中出现大量颗粒污泥。复合型UASB厌氧氨氧化反应器能加速污泥颗粒化,同时有效减轻污泥上浮问题。     

Fe3+在A2O工艺缺氧区的转化规律及其对污泥絮凝性的影响

为了研究铁元素对A²O工艺污泥絮凝性的影响,考察Fe³⁺在污泥上清液、胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）与底泥（Pellet）中的分布和迁移转化规律,结合三维荧光光谱（3D-EEM）、原子吸收和X射线衍射仪（XRD）分析Fe的存在形态和结构特征,揭示Fe³⁺与微生物代谢产物的作用机制,探索Fe³⁺对脱氮除磷效率的影响。结果表明：低浓度Fe³⁺（<10 mg·L^-1）能够提高COD和TN去除率,促进微生物活性,增强污泥生物絮凝性;高浓度Fe³⁺（10~40 mg·L^-1）则抑制微生物活性,使EPS总量升高,污泥絮体脱稳,LB、TB层PN/PS是影响污泥絮凝性的关键因素;Fe³⁺的投加强化生物除磷效率,当Fe³⁺浓度为40 mg·L^-1时,TP去除率为93%。Fe³⁺在污泥混合液中的分布规律为TB>上清液>LB>SMP,Fe³⁺在生物体内富集累积,能够改变EPS各层的组分。     

响应曲面法分析pH和温度对厌氧氨氧化脱氮效能的影响

在单因素试验的基础上,利用响应曲面法研究温度和pH交互作用对厌氧氨氧化脱氮效能的影响。结果表明,在温度单因素试验中,在30℃下,总氮去除负荷(NRR)为32.1 mg/(L·h),厌氧氨氧化的脱氮效果最好。在pH单因素试验中,NRR随pH升高总体呈现先上升后下降的趋势,且不同温度下的最适pH存在变化。采用响应曲面法建立预测温度和pH对厌氧氨氧化脱氮效能交互作用的影响模型,在温度大于25℃、pH值为7.6～8.2时,NRR最高,厌氧氨氧化污泥的活性最佳;低温条件(15℃)下,较高的pH对厌氧氨氧化污泥活性有强化作用。对低温条件下NRR的模型预测值和实际试验值进行比较,发现两者偏差较小,说明该模型的合理性和有效性较为理想。     

热和Fe2+共活化Oxone法深度处理填埋污泥脱水液

采用热和Fe²⁺共活化Oxone法深度氧化处理填埋污泥脱水液,分析了Oxone投加量、温度、pH值对有机物去除效果的影响。结果表明,该氧化体系对胡敏酸类物质具有较好的去除效果;COD降解符合准二级动力学模型,改变Oxone投加量和pH值会影响有机物基团的降解顺序。在污泥脱水液初始COD为(600±22)mg/L,温度为45℃,pH值为2,Oxone投加量为17.9 mmol/L,Oxone/Fe²⁺摩尔比为50时,COD去除率达到31.2%,最终出水COD为423 mg/L,达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962—2015)的A级排放标准。     

HRT、DO和有机物对厌氧氨氧化脱氮性能的影响研究

对厌氧氨氧化的脱氮效果受HRT、溶解氧和有机物的影响情况进行研究。采用人工配水,控制pH为7.5～8.0,温度为(35±1)℃,进水NH_4~+-N、NO_2~--N质量比为1∶1.32,通过进水脱氧和不脱氧改变溶解氧的浓度,有机物影响试验采用厌氧瓶静态试验。以总氮平均负荷为0.472 kg/(m~3·d)为前提条件时,得到复合式UASB厌氧氨氧化反应器的最适宜HRT为12 h;改变条件,当溶解氧为0.7～1.0 mg/L,虽然反应受到影响,但还可以稳定运行;将DO降到(0.2±0.1) mg/L,经过一段时间的反应,厌氧氨氧化反应的处理效果恢复;再次改变进水COD为50～150 mg/L,NH_4~+-N去除率可维持在75%以上,NO_2~--N去除率可达90%以上,COD去除率最低可达到74%,仍保持在较高水平。对于厌氧氨氧化脱氮效果的影响,HRT、溶解氧较大,有机物较小。     

醋酸铜氨废液中铜的回收及其废水处理研究

针对醋酸铜氨废液总铜、氨氮、化学需氧量含量高的特点，提出了蒸汽吹脱-铁屑置换-Fenton氧化-磷酸铵镁沉淀组合处理工艺。实验结果表明，蒸汽吹脱最佳条件为：蒸汽吹脱温度70℃,吹脱时间70 min,氨氮去除率达到96.5%;铁屑置换最佳条件为：pH为1.5,铁屑投加量为理论值的1.8倍，置换时间60 min,经置换反应后废液中铜质量浓度降至0.255 g/L,铜置换率达到99.71%;Fenton氧化最佳条件为：pH为3.0,n(H₂O₂)∶n(Fe²⁺)=3.34∶1,反应时间30 min,废液COD_Cr从11300 mg/L降至358 mg/L,COD_Cr去除率达到96.83%;磷酸铵镁沉淀最佳条件为：pH为9.0,n(Mg)∶n(N)=1.2,n(P)∶n(N)=1.0,反应时间10 min;在最佳工艺条件下，废水最终出水水质氨氮<25.8 mg/L,余磷量<7.5 mg/L,COD_Cr<360 mg/L,总铜<0.02 mg...