碳源类型和温度对BAF脱氮性能影响研究

以某钢铁厂的二级出水为研究对象,研究了曝气生物滤池(BAF)系统的挂膜,不同碳源类型和温度对该系统脱氮的影响。结果表明:利用含有硝化菌与好氧反硝化菌的富集菌液进行挂膜,16d基本完成挂膜,氨氮、硝态氮的去除率分别高达90.2%和92.2%。不同碳源类型对系统的脱氮性能影响存在差异,以葡萄糖和乙醇作为碳源时效果最佳,氨氮和硝态氮的去除率均超过85%,总无机氮去除率分别是93.4%、95.6%。乙酸钠为碳源时亚硝态氮的质量浓度积累最高达5.79mg/L,采用其它碳源时亚硝态氮几乎没有积累;当不投加外部碳源时,通过内源呼吸代谢作用进行硝化反硝化效果最差,总无机氮的去除率仅有20.4%。随着温度的上升,硝化和反硝化效果逐渐升高,其中硝化的最适温度是在27.3℃左右,氨氮的去除率高达91.1%,好氧反硝化过程对温度的耐受性比较好,在17.5～33.1℃时,平均去除率大于90%。     

固体碳源生物膜处理低碳城市污水脱氮性能

以丝瓜络作为序批式生物膜反应器(SBBR)的生物膜载体和固体碳源,应用同步硝化反硝化(SND)技术处理南方城市低碳污水,进行强化生物脱氮。试验在常温条件下研究了不同填充率、溶解氧(DO)含量、进水p H条件下的脱氮效果,并探讨了丝瓜络固体碳源SND技术的脱氮机理。结果表明,在填充率在40%左右、DO的质量浓度为(4.0±0.2)mg/L、进水p H在7.5±0.2时,脱氮效果最佳,TN平均去除率可达84.99%。丝瓜络作为固体生物膜填料可以很好的实现SND过程,而且丝瓜络可以补充碳源,提高SND的脱氮效率,是一种解决城市低碳污水脱氮过程中碳源不足的方式。     

有机碳源添加对脱氮副球菌脱氮效果的影响

以脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)为菌种来源,可生物降解聚合物PCL为有机碳源和生物膜载体,对养殖水体的硝酸盐氮进行脱除实验。结果表明,以特定反硝化菌株接入反硝化装置,可以有效去除硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。经过15 d的驯化,60 d的反硝化实验,硝酸盐氮的去除率达到79%,且无亚硝态氮的明显累积;扫描电镜结果表明,固相碳源表面形成的凹陷可为脱氮副球菌提供碳源及载体,具有较好的生物利用性。以PCL为碳源,可以提高养殖水体中的C/N,且操作简单,在经济上具备一定的可行性。     

自养-异养反硝化协同作用强化污水深度脱氮研究进展

针对城镇污水处理厂二级出水中可生物降解的有机物含量低,其本身所能提供的碳源不能满足生物反硝化的要求,传统深度脱氮工艺存在外加碳源量大、成本高、运行不稳定等实际问题,总结了单独异养反硝化脱氮、单独自养反硝化脱氮的反应机理,并分析了其在实际应用中的优缺点。归纳国内外自养和异养反硝化相结合强化脱氮的应用现状,提出应进一步从3个方面进行研究:不同电子供体条件下自养-异养反硝化协同作用下的微生物群落变化和代谢机制;体系的电子传递机制;反硝化动力学,为自养-异养协同反硝化实际应用提供技术指导。以期为深度脱氮技术提供新思路。     

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.     

反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统深度脱氮对比研究

对比分析了反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统在不同进水条件和不同水力停留时间（HRT）下的脱氮效果。结果表明,当进水COD较高即外部碳源较为充足时,反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统脱氮效果接近;而当进水总氮浓度较高即外部碳源受限时,生物膜系统的脱氮效果优于颗粒污泥系统。在不同的HRT条件下（3～6 h）,反硝化生物膜系统的深度脱氮效果均优于反硝化颗粒污泥系统,且当HRT=5 h时,两系统的脱氮性能均达到最高。实验结果表明反硝化生物膜系统在脱氮性能方面略胜一筹。但是,结合经济性和去除性能进一步分析可知,与生物膜系统相比,颗粒污泥系统具有占地面积小、无载体成本等低成本的显著优势,在既有工艺出水深度脱氮的工程实践中,可优先选择反硝化颗粒污泥工艺,并可通过控制颗粒粒径和系统运行参数等措施强化脱氮性能。     

反硝化脱氮工艺补充碳源选择与优化研究进展

碳源是制约生物脱氮效率的重要因素。我国城市污水碳源不足,需要考虑碳源补充提供反硝化电子供体,开发各种新型碳源作为生物反硝化脱氮工艺可选择的碳源,如工业废水、初沉污泥水解产物、植物秸秆等,或改变工艺优化系统碳源。结合国内外对于反硝化碳源补充的研究成果,对反硝化脱氮速率以及动力学的研究现状进行了综述,并对不同碳源的选择和优化进行了分析和总结。     

生物脱氮的研究进展

脱氮是大部分废水处理系统中不可缺少的一环。与物理化学法相比,生物脱氮具有经济有效、操作方便以及无二次污染的优势。综述了各类生物脱氮技术的研究背景、机理及其存在的问题,并作了简单比较。结果表明,全程硝化反硝化应用广泛且稳定可靠。异养硝化-好氧反硝化对碳源需求较高(COD/N10),而短程硝化反硝化可节约大量能源和碳源。厌氧氨氧化脱氮速率高且无外加碳源,但细菌富集和前期启动较为困难。     

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。     

微氧生物阴极微生物燃料电池脱氮的研究

研究构建生物阴极双室微生物燃料电池,阴极保持微氧条件,实现短程硝化反硝化进行生物脱氮。实验在25℃下进行,以乙酸钠为碳源,氯化铵为氮源。实验发现,在微氧条件下可实现短程硝化反硝化并且脱氮效果较好。总氮去除率达到87.32%,最大稳定电压达0.47V左右。通过对反应污泥进行高通量测序发现,微生物群落中亚硝化菌属Nitrosomonas在短程硝化反硝化中得到了有效的富集,反硝化菌属Thauera有利于生物反硝化脱氮。     

1株肠杆菌脱氮性能及其同步硝化反硝化机制初探

从序批式反应器活性污泥中分离出1株异养硝化-好氧反硝化细菌——Enterobacter asburiae YT。利用单因素实验得出最佳脱氮条件:柠檬酸钠为碳源,温度30℃,C/N=12,溶氧为0.9 mg/L。通过对该菌株同步硝化反硝化的氮平衡分析,发现24 h内氨氮的去除率达到100%,其中同化到细胞中的氮为30.5%,而以气态氮形式产生的氮损失达到58.38%。菌株YT是一种新型且具有高效脱氮能力的微生物,在生物脱氮领域具有较好的应用价值。     

微气泡曝气生物膜反应器低C/N废水脱氮探究

针对低C/N废水脱氮效率低的现状,建立了微曝气生物膜反应器,分析了启动期微气泡曝气生物膜反应器污染物去除特征,探究了温度对微气泡曝气生物膜反应器脱氮效率的影响并揭示相关机制。结果表明,反应器启动稳定后COD、NH_4~+-N和TN的去除率分别提高至92.3%、92.5%和71.5%。温度能影响生物脱氮效率,且35℃时COD去除率最高,可高达92.3%～93.4%。温度同时影响硝化及反硝化过程,且温度升高有利于促进NO_2~--N的积累与NO_3~--N的反硝化。温度升高降低了反应器内污泥胞外聚合物的含量。当温度为35℃时,脱氮过程关键酶活性显著高于15℃;温度升高利于硝化及反硝化过程关键微生物的丰度。     

荔枝核-PVA多孔复合固体碳源在养殖废水中的脱氮研究

将不同粒径荔枝核、聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠复合获得多孔固体碳源,对复合碳源的微观形貌、孔隙结构进行表征,并在人工配制的工厂化循环养殖废水中考察了其作为反硝化碳源的释碳速率及脱氮效果。结果表明,扫描电镜显示粒径250μm复合碳源的外表面致密,孔隙较少,而含粒径150μm和粒径75μm荔枝核的复合碳源外表面孔隙较多,内部孔隙发达。脱氮过程中,粒径75μm复合碳源的硝酸盐去除率在第3天可达到100%,无亚硝酸盐积累。粒径150μm复合碳源NO_3~--N去除率逐渐上升至94.71%,NO_2~--N质量浓度则逐渐降低至0.74 mg/L。粒径250μm复合碳源脱氮效果较差,NO_3~--N去除率为30%。粒径75μm和粒径150μm复合碳源孔隙发达,碳源释碳能力强,短时间内硝酸盐去除率高,可作为海水养殖废水反硝化脱氮的固体碳源填料。     

污染水体脱氮工艺中外加碳源的研究进展

碳源是传统生物脱氮过程中的一个重要因素,当水体中碳氮质量比过低时,往往需要投加外加碳源作为电子供体,以保证反硝化反应的顺利进行.作者主要对污水脱氮过程中添加不同外加碳源后,对氮的去除率、工艺的优缺点及成本等方面进行了总结.     

超低碳氮比污水脱氮除磷技术控制与研究

传统的AAO生物脱氮除磷工艺处理超低C/N比城市污水时,其脱氮除磷效果很差,考察了低温环境下启动短程硝化反硝化的可行性,交替AAO短程硝化反硝化工艺为超低C/N的城市污水处理提供了一种崭新的生物脱氮除磷工艺.同时为进一步解决进水COD严重不足的情况,在原厂不增设构筑物的前提下,充分挖掘优先利用污水处理厂内碳源技术,通过采用回流活性污泥(RAS)侧流水解发酵进一步补充碳源.     

碱度及外投碳源浓度对好氧颗粒污泥脱氮效果影响

为实现稀土矿山废水高效脱氮,探索了不同碱度和外投碳源下好氧颗粒污泥(AGS)对模拟离子型稀土矿山废水的脱氮效果.当水中碱度≤2 mmol/L时,pH与碱度近似呈线性关系,当水中碱度>2 mmol/L后pH几乎不再变化.硝化反应会消耗大量碱度,进而影响AGS的硝化效果及硝化反应的持续性.随着碱度的增大(2～13 mmol/L),硝化液出水pH呈增大趋势(6.2～8.4),氨氮呈减小趋势(79.2～19.2 mg/L),硝化反应持续时间延长(50～150 min).当碱度为9.5 mmol/L时,反应前后pH保持在8以上,氨氮去除率达到最大值(80.9％),硝化反应可持续140 min,更高的碱度并不会进一步提高氨氮去除率.外投碳源会导致硝化液pH升高并可强化AGS的反硝化效果,但当外投碳源质量浓度大于280 mg/L(以乙酸钠的化学需氧量计)时,总无机氮(TIN)的去除率约为71.6％.碱度和外投碳源对AGS的同步硝化反硝化效果有重要影响,当碳源质量浓度和碱度分别在280 mg/L和8 mmol/L以上时,TIN的去除率大于85％.AGS的内源硝化-反硝化脱氮能力一般,但与外源硝化-反硝化相耦合可降低外投碳源量,具有较好的节能降耗潜力.     

秸秆碳源对高硝氮含量水体脱氮效果实验研究

针对高含氮水体往往存在碳源不足,需要补充碳源的问题,以农林废弃物油菜秸秆作为外加碳源,对不同高含氮的水体进行了生物反硝化脱氮实验研究。结果表明,油菜秸秆在NO_3~--N含量相对较低的水体情况下脱氮效果较好,可以作为良好的缓释碳源,当NO_3~--N的质量浓度为20 mg/L时,脱氮效果最好,NO_3~--N负荷为31 mg/(L·d);当NO_3~--N的质量浓度大于30 mg/L时,因秸秆释碳不足,NO_3~--N去除率减小。不同浓度NO_3~--N水体的NO_3~--N去除率差别较大,但脱氮负荷较为接近,说明高含量NO_3~--N水体的脱氮效果主要与秸秆释碳量有关,受碳源影响。     

固体缓释碳源辅助低碳氮比污水脱氮技术研究

碳源是低碳氮比污水反硝化过程的重要限制因素,优选碳源及反应器在污水厂的升级改造中非常重要。固体材料既能缓释碳源,又能利于微生物的附着,在反硝化滤池中还能起到滤料作用,合适的反应器以及运行参数控制在满足出水要求的同时又能降低处理成本。目前,对于深度脱氮工艺的研究主要集中在固体碳源、影响因素、反应器三个方面。     

水解反硝化工艺强化脱氮处理

碳源对脱氮除磷都具有重要的作用,碳源不足会导致脱氮效果降低,出水TN水质不达标。为解决碳源不足造成的脱氮能力差的问题,本试验采用水解反硝化脱氮工艺,将水解酸化与反硝化脱氮过程相结合,取代缺氧反硝化,有效地解决了碳源不足所导致的脱氮效果差的问题。利用水解反硝化脱氮工艺处理城市污水,出水NH₄⁺-N、TN和COD都满足一级A标准,去除率分别为98.0%、69.4%和82.7%,比同期污水处理厂AAO工艺的TN去除率高出17.5%。在BOD₅/TN为3～5的条件下,水解池中污泥的比反硝化速率为缺氧池污泥的1.2～1.7倍,并且去除相同的N所需要的碳源较少,在碳氮比为3:1、3.5:1、4:1和5:1时去除单位N水解池可分别节省59.5%、52.2%、19.9%和23.1%的COD,有效地解决了脱氮过程中碳源不足问题。     

碳源补充促进人工湿地脱氮研究进展

介绍了人工湿地的脱氮机制和影响因素,以及常用的反硝化外加碳源。人工湿地的脱氮机制主要包括基质吸附、植物吸收和微生物硝化反硝化等。但进入人工湿地的污水往往碳氮比较低,限制了脱氮效率,往往需要添加外源碳来提高人工湿地的脱氮效果;结合微藻可同化吸收利用氮磷,并在死亡分解过程中会释放有机物的规律。认为可构建藻类-人工湿地耦合系统,利用藻类作为人工湿地反硝化过程的外加碳源,以提高人工湿地脱氮效率。