低基质质量浓度条件下ANAMMOX生物滤池脱氮效果研究

研究了在低基质质量浓度条件下ANAMMOX生物滤池的脱氮效果.试验结果显示,NH_4~+-N的质量浓度在10～25 mg/L时,厌氧氨氧化滤池具有很高的基质去除率,NH_4~+-N的平均去除率为93.07%,NO_2~--N的平均去除率为82.23%,NO_2~--N与NH_4~+-N适宜的配比值为1.34,生物滤池脱氮高效段的滤池深度为0～60 cm.     

折流板生物膜反应器快速启动厌氧氨氧化

为研究折流板生物膜反应器快速启动厌氧氨氧化的可行性,在温度(30±2)℃、DO 0.2~0.5 mg/L、p H 7.6~8.0,平均进水氨氮、亚硝氮负荷分别为0.12和0.18 kg/(m3·d)的条件下,采用低负荷连续进水的方式,启动厌氧氨氧化反应器.经83 d的连续运行,启动成功.成功启动后NH_4~+-N、NO_2~--N及TN出水平均质量浓度分别为1.5、1及10 mg/L,NH_4~-+N、NO_2~--N的去除率达95%以上,TN去除率达80%以上,出水氮素达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918—2002)一级A标准要求.稳定运行阶段,反应器沿程各单元格中NO_2~--N的去除速率逐渐降低,NH_4~+-N的去除表现出明显的滞后性.     

人民胜利渠灌区地下水氮含量时空分布特征研究

通过对人民胜利渠灌区地下水"三氮"(NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N)的动态监测,利用ArcGIS技术分析"三氮"的空间分布规律,结合人类活动、水文地质和水化学等因素,揭示灌区地下水中氮的赋存特征及动态变化驱动因子。结果表明:研究区地下水中"三氮"质量浓度以NO_3~--N为最高,其次为NH_4~+-N和NO_2~--N;因受季节变化影响,地下水"三氮"质量浓度的整体水平在丰水期高于枯水期;"三氮"空间变幅较大,高质量浓度的NH_4~+-N和NO_3~--N分别集中在灌区西部及中部,高质量浓度的NO_2~--N主要集中在灌区东西两侧;丰水期氮质量浓度的空间分布较为离散,其中丰水期NH_4~+-N变异系数高达260%,枯水期NH_4~+-N、NO_2~--N变化趋势较为一致,而4月份之后,NO_3~--N的变化趋势与NH_4~+-N的相反;驱动因子分析表明,化学肥料的过量使用是导致地下水"三氮"质量浓度偏高的主要因素,此外,降水入渗、包气带厚度、pH值、Fe~(3+)离子浓度在一定程度上也影响地下水"三氮"的转化方向。     

生物强化生态床修复景观水过程中氮转化积累研究

以沸石和煤渣为主要基质构建复合生态床修复景观水体,从土著微生物中筛选驯化优势菌群对修复过程强化,考察生物强化过程对系统氮污染去除的强化及系统内氮的转化途径,并以天然土著微生物群强化和无生物强化为对比.结果表明,无生物强化的自然基质生态床可在短时间内通过离子交换吸附作用将ρ(NH_4~+-N)降低,系统内存在硝化作用,且NO_3~--N发生积累;而优势菌群强化系统对ρ(NH_4~+-N)的降低较快,且最后ρ<0.5 mg/L,NO_3~--N积累量较小;优势菌群使系统很好完成对氮的循环去除.且优势菌群强化系统离子交换去除率及硝化去除率延程均显著提高,即从原污染水中驯化的氮转化功能菌群能强化系统的氮转化,菌群功能与活性在延程中受到影响较小.     

分段进水运行方式提高SBR工艺脱氮性能的研究

传统生物脱氮工艺处理生活污水时存在有机碳源不足、脱氮效率低的问题,因此新的SBR运行模式(分段进水SBR)得到越来越受到关注,该模式的优势为可以利用原水中的可生物降解有机物和减少外加碳源,实现脱氮效果。在相同的实验条件下对比分析了传统SBR工艺及分段进水SBR运行模式下对生活污水的脱氮效果,研究结果表明:常规进水总氮的平均去除率为55.19%,分段进水总氮的平均去除率为64.23%,分段进水对总氮的去除率比常规SBR工艺对总氮的去除率高9.04%;在进水NO_3~--N浓度相近的情况下:常规出水NO_3~--N的平均出水浓度为12.996 mg/L,分段出水NO_3~--N的平均出水浓度为9.982 mg/L,出水NO_3~--N的浓度分段SBR的比常规SBR工艺的低3.014 mg/L;而分段进水SBR与常规SBR工艺对NH_4~+-N、COD在去除率方面并无明显差异。以上可以得出:在相同条件下,分段进水SBR工艺可更好的实现脱氮效果。     

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO2--N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH4+-N)与硝酸盐氮(NO3--N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH4+-N与NO3--N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m3·d)降为0.2 kg/(m3·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6％和83.6％.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2％和97.4％.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO2--N积累特性未受影响,R1系统NO2--N积累效率达到95.1％且高于R2(89.8％),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.     

SBBR反应器对低C/N城市污水的脱氮效能研究

目的 研究投加聚丙烯悬浮载体的SBBR反应器处理低C/N(质量比)城市污水的脱氮效果及氮素转化规律.方法 在A/O运行工况下对取自于沈阳北部污水处理厂活性污泥进行培养驯化以形成生物膜负载,对COD、NH4+-N和TN的质量浓度的进出水变化及去除率等进行检测及分析.结果 SBBR系统具有很好的稳定性,在进水COD质量浓度、NH4+-N质量浓度数值波动较大时,出水仍然符合标准;COD、NH4+-N、TN的平均去除率分别达到89.91％、87.03％、68.58％.C/N(质量比)大于5反应可正常进行,碳源不足时可进行贮存反硝化作用,但C/N(质量比)低于3.5时,反应停滞.结论 SBBR系统中的聚丙烯载体由于其内外三层圆环的特殊结构,形成了好氧/缺氧/厌氧微环境,既能产生较好的同步硝化反硝化(SND)现象,又对有机物有明显的处理效果.     

碱性发酵液投加率对A2 O脱氮除磷效果的影响

为解决城市污水处理厂进水碳源不足、生物脱氮除磷效果较差及剩余污泥产量较大的问题,采用不断提高碱性发酵液投加率的方式,考察了碱性发酵液对A~2O系统脱氮除磷效果的影响.研究结果表明:随着碱性发酵液投加率的不断增加,A~2O系统进水pH值不断增大,COD和NH_4~+-N去除率基本不变,而TN和PO_4~(3-)-P的去除率略微下降.外碳源全部由发酵液提供后,系统COD、NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P的去除率分别为87.00%、98.86%、79.73%和80.92%,NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P的去除量较单独投加乙酸钠时分别提高24.93%、19.05%和86.08%.     

无机碳源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,进水稀释配比R为75%,NO_(2-)-N/NH_(4+)-N为1.6条件下,研究厌氧反应器厌氧氨氧化与反硝化的耦合作用。厌氧反应器中NH_(4+)-N、NO_(2-)-N浓度分别为(75±2)mg/L、(120±2)mg/L,COD为(900±5)mg/L,总氮负荷为(216±5)mg/(L·d),考察不同无机碳源浓度对厌氧段总氮与有机物去除效果的影响。实验结果表明,在无机碳源浓度为12 mmol/L时,厌氧段氨氮、亚硝态氮去除率分别为57.26%、83.07%,TN去除率最高为74.15%,COD去除率为78.12%。随着无机碳源的浓度继续增加到24 mmol/L时,氨氮去除效果显著下降,去除率仅为28.92%。结果表明,适当增加系统无机碳源浓度,可以强化厌氧氨氧化与反硝化的协同作用,提高系统的脱氮性能,而高浓度的无机碳会对系统中菌群产生明显抑制作用。     

内循环对A2/O工艺脱氮的影响

采用有效容积为52L的A~2/O工艺,以实际生活污水为水源,研究了不同进水ρ(NH_4~+-N)负荷条件下,内循环回流比对系统脱氮效率的影响.实验结果表明,硝化速率随着进水ρ(NH_4~+-N)负荷增加而升高,系统脱氮效率随着内循环回流比增加而升高,内循环回流比从0增加到6,系统脱氮效率升高了14.0%,其中,ρ(NO_x~-N)去除率升高了10.2%,ρ(NH_4~+-N)去除率升高了3.8%.为稳定出水中氮的浓度、降低运行费用,内循环回流比应随进水ρ(NH_4~+-N)负荷的增加而增加,一般情况下内循环回流比易控制在2左右.     

Evaluation of nitrate removal effect on groundwater using artificial neural networks

Considering the non-linear,complex and multivariable process of biological denitrification,an activated sludge process was introduced to remove nitrate in groundwater with the aid of artificial neural networks (ANN) to evaluate the nitrate removal effect. The parameters such as COD,NH3-N,NO-3-N,NO-2-N,MLSS,DO,etc.,were used for input nodes,and COD,NH3-N,NO-3-N,NO-2-N were selected for output nodes. Experimental ANN training results show that ANN was able to predict the output water quality parameters very well. Most of relative errors of NO-3-N and COD were in the range of ±10% and ±5% respectively. The results predicted by ANN model of nitrate removal in groundwater produced good agreement with the experimental data. Though ANN model can optimize effect of the whole system,it cannot replace the water treatment process.     

海绵作填料在上流式厌氧固定床反应器中厌氧氨氧化

为了研究以海绵作填料进行厌氧氨氧化反应的可行性,在某上流式厌氧固定床反应器中利用人工配制高NH4-N水进行了实验研究.结果表明,利用人工配制废水作为实验用水,在水力停留时间为3.1 h,容积负荷为3.5 kg/(m3.d)时,总氮的去除率可达到75%.稳态运行时,反应器内部呈碱性,NH4-N去除量、NO2-N去除量与NO3-N的生成量之间的比值为1∶1.21∶0.19.以海绵作填料,与其他填料(新型丙烯酸纤维、聚乙烯醇凝胶)相比,所需启动时间短,操作简便,并能在较短的水力停留时间内高效地处理高浓度的NH4-N废水.     

抗高盐菌株的驯化及其对高盐含氮废水的处理

针对生物处理法处理高盐废水时普遍存在微生物易失活甚至死亡的问题,在上流式固定床反应器中,通过小幅度提高进水盐度来驯化抗高盐厌氧氨氧化菌株。实验结果表明,盐度从0增加至30g/L,系统对氨氮、亚硝氮、总氮的去除率平均值分别为72.56%、92.54%、73.83%,氨氮、亚硝氮、总氮的容积负荷去除分别为0.81、1.03、1.74kg/(m3·d);盐度高于30g/L时,细菌活性受到抑制,系统脱氮能力显著下降;减小盐度,细菌活性恢复。此外,系统能较快适应负荷的变化,具有较强的抗负荷冲击的能力。     

常温条件下厌氧氨氧化生物滤池影响因素

为了推动厌氧氨氧化(ANAMMOX)在城市污水处理中的工程化应用,在常温条件下,采用生物滤池反应器,分别考察了硝酸盐、磷酸盐、氨盐和亚硝酸盐对ANAMMOX运行效能的影响.试验结果表明:当进水NO3--N质量浓度提高至约500mg/L时,不会对总氮去除负荷产生明显的影响;而当进水总磷质量浓度大于10mg/L时,总氮去除负荷下降明显,停止投加磷酸盐后,总氮去除负荷可以得到恢复;适当提高NH4+-N和NO2--N的浓度,有利于总氮去除负荷的提高.可见常温条件下,硝酸盐对于低氨氮城市污水ANAMMOX生物滤池的脱氮活性基本不存在影响.而正磷酸盐浓度负荷对于ANAMMOX反应具有一定的影响,且进水磷酸盐浓度的提高对常温低氨氮城市污水ANAMMOX反应存在可逆性抑制作用.     

双室型无质子膜MFC协同去除COD和含氮污染物的能力

分别驯化、培养厌氧消化菌和反硝化菌,以间距180μm的不锈钢网为电极,构建了双室型无质子交换膜微生物燃料电池（MFCs）污水处理系统,厌氧消化菌在阳极附着成膜,组成生物阳极氧化去除有机污染物;反硝化菌在阴极附着成膜,组成生物阴极反硝化去除含氮污染物,实现污水深度处理。在电池系统稳定运行期间,最高开路电压为126．6mV,COD、NH4＋-N和NO3--N的最高去除率分别为88．9％、97．7％和98．2％,而出水中NO2--N的含量始终低于1．25mg／L。阳极室和阴极室不连通时,两室COD、NH4＋-N和NO3--N的最高去除率之和分别为67．0％、76．9％和84．0％,明显低于MFCs系统对污染物的去除能力,这表明该MFCs系统通过耦合阳极氧化和阴极还原作用,具有良好的有机污染物和含氮污染物协同去除能力。     

A/O~2+管式膜工艺在垃圾渗滤液处理中的应用

采用A/O2+管式膜工艺处理焚烧厂的垃圾渗滤液,主要考察了各反应器的污泥浓度、溶解氧、pH值及电导等条件的变化情况,还考察不同停留时间及回流比条件下COD、氨氮、硝氮、总氮等水质指标的变化情况.结果表明:本工艺对垃圾渗滤液COD、氨氮去除率可达98%,总氮的整体去除率95.40%;实验过程中,管式膜间歇运行,每天出水3 h,之后采用100 mg/L的NaClO水溶液清洗,膜通量可以得到有效的恢复,能够在较长时间内稳定运行.     

微氧条件下培养AOB-Anammox颗粒污泥

采用絮状硝化污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥,利用膨胀颗粒污泥床反应器,在微氧曝气条件下,培养自养脱氮(氨氧化AOB-厌氧氨氧化Anammox)颗粒污泥.在无机高氨氮进水条件下,维持反应器运行58 d,成功培养出AOB-Anammox颗粒污泥.在模拟生活污水条件下,颗粒污泥脱氮效果稳定,氨氮和总氮去除率最高可达92.3%、71.2%,平均总氮去除负荷达1.237 kg·N/(m~3·d).SEM及FISH结果表明:AOB-Anammox颗粒污泥微生物组成以2种菌群为主,AOB细菌密集排布于颗粒污泥表面,Anammox细菌均匀分布在颗粒污泥内部.     

春季渤海湾营养盐分布及潜在性富营养化评价

根据2011年5月对渤海湾海域20个站位海水营养盐的调查结果,分析该海区海水营养盐的分布特征,并进行了潜在性富营养化评价．研究发现,调查海域NO3--N质量浓度为150．5～276.3ug/L,NO2--N质量浓度为4．072．29．490ug／L,NH4＋-N、PO4 3-- P和SiO3 2-Si质量浓度分别为47．55～194．80ug／L、4．73～26．35ug／L和170．2—544．1ug/L．整体上,各类无机氮呈现出表底层差异不大、沿岸浓度高、外海浓度低的特点;断面分布呈现出由东向西逐渐升高的趋势,SiO23 2- -Si相反,NO3- -N、NH4--N和SiO2 3--Si质量浓度呈现出由北向南逐渐升高的趋势,而NO2--N、VO4 3--P质量浓度出现北高南低的情形．渤海湾连续站显示出一定的营养盐浓度随潮汐的韵律变化,其中NO3--N、NO2--N和NH4＋-N质量浓度变化相对较明显,低潮较高潮期间营养盐浓度高．营养盐与盐度的相关性不很显著．NO3 --N是溶解无机氮（DIN）的主要组成形式,占平均DIN含量的69．56％;该海区主要以磷限制为主,并已经逐渐从P限制向P、Si共同限制方向发展,这与潜在性富营养化评价结果一致．     

沸石颗粒填料固定床生物膜免曝气污水处理工艺

为降低污水处理能耗,利用沸石颗粒充当生物填料构建固定床生物膜反应器,通过序批式进水—排水的方式使反应器内填料表面生物膜处于交替厌氧—好氧环境,避免了传统污水处理曝气工艺所需的大量能耗,并能有效去除COD和脱氮。该工艺主要原理：在厌氧阶段（进水）,污水与生物膜和沸石颗粒接触,聚糖菌（GAOs）将有机碳源转化为胞内聚羟基烷酸（PHAs）,沸石吸附污水中的NH₄⁺-N。在好氧阶段（排水）,通过聚糖菌、硝化菌和反硝化菌的共同作用,将沸石吸附的NH₄⁺-N转化为氮气,使得生物膜和沸石颗粒得以再生。沸石颗粒固定床生物膜反应器以活性污泥为接种污泥,在序批式厌氧—好氧交替运行模式下,2周内成功启动;长期运行中污水COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别为87%、83%和83%,且出水中未检出硝态氮;长期运行后,反应器内生物膜菌群以Thauera、Candidatus competitivebacter、Nitrospira细菌属为主,它们是去除COD和脱氮的关键微生物。     

菌渣和牛粪联合堆肥中的氮素转化研究

以食用菌渣和牛粪为主要原料进行堆肥试验,研究不同原料比例、腐熟堆肥和外源菌剂的添加对食用菌渣堆肥中各种形态氮素转化的影响.结果表明,随着堆肥的进行,各处理铵态氮呈现先增加后减少的趋势,而硝态氮的变化趋势与之相反.堆肥结束时,铵态氮的下降幅度随菌渣含量减少而减小,硝态氮的增加幅度随菌渣含量增加而增大.有机氮变化与总氮变化趋势大致相同,随菌渣比例增加,有机氮与总氮损失增大.与无添加剂的处理相比,堆肥结束时添加腐熟堆肥和纤维素降解菌的处理有机氮分别增加了35%和47%,总氮分别增加了28%和41%,表明腐熟堆肥和纤维素降解菌剂能够增加食用菌渣堆肥的有机氮含量,具有一定的氮素固持作用.