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Nitro...     

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%。     

温度对IMO-SBR脱氮途径的影响研究

将微生物固定化技术与SBR工艺相结合,开发出IMO-SBR (immoblization organism-sequencing batch reaotor)生物强化工艺处理含氮废水.采用IMO-SBR和普通活性污泥SBR工艺进行废水处理的对比实验,研究了不同温度条件下微生物的脱氮途径以及温度对脱氮途径的影响,得出了通过控制温度使反应器内微生物在好氧条件下发生同步硝化反硝化(SND)是可行的结论,为固定化微生物技术的工业化应用提供了一定的参考依据.     

生物阴极型微生物燃料电池脱氮研究进展

在分析总结微生物燃料电池(MFC)脱氮原理的不同观点基础上,重点分析了碳氮比、溶解氧、pH值、外阻和温度等因素对MFC脱氮及产电性能的影响,介绍了MFC脱氮工艺的单室、双室及三室结构,阐述了MFC脱氮未来需解决的问题及发展方向。     

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。     

温度对污泥水脱氮效果的试验研究

采用SBR反应器处理城市污水处理厂的污泥水,探讨在30℃、25℃和20℃条件下的脱氮性能.结果表明,在不同温度条件下,SBR系统对污泥水中NH_4~+-N、TKN有很好的处理效果,二者的平均去除率分别为99.3%和97.4%,可大幅度降低其中的NH_4~+-N负荷,保证硝化的正常进行.但系统的反硝化效率有待提高,TN的平均去除率仅为24.3%.     

氯霉素对序批式反应器生物脱氮及微生物群落的影响探究

为探究新型污染物氯霉素类抗生素对活性污泥生物脱氮的影响,构建了批式生物反应器,在中温条件下研究不同浓度氯霉素（CAP）对生物脱氮的影响。结果表明,CAP的存在抑制了脱氮效率,且当CAP的质量浓度为5.0mg/L时,氨氮（NH₄⁺-N）和总氮（TN）的去除率分别为81.3%和61.2%,仅为空白组的88.1%和77.9%。CAP存在提高胞外聚合物（EPS）的含量,且CAP质量浓度越高,EPS的含量提高越明显。CAP显著降低硝化与反硝化过程,降低氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的活性。此外,CAP的质量浓度影响脱氮关键酶的活性,CAP质量浓度越高,脱氮关键酶抑制越明显。微生物分析表明,CAP存在降低Proteobacteria,Bacteroidetes及Chloroflexi的相对丰度。     

短程反硝化的微生物富集策略及应用研究进展

污废水的高效节能脱氮技术一直以来都是研究和应用的焦点。短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺因具有能耗低、产泥少、温室气体减排和脱氮效果好等优点,已成为废水脱氮领域研究和应用的热点。其中,短程反硝化被认为是厌氧氨氧化菌获取底物(NO₂^--N)的重要途径之一,对其进行研究具有重要的科学和工程意义。基于此,综述了短程反硝化的工艺原理,总结了硫自养短程反硝化和异养短程反硝化微生物的富集方法,并探讨了短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺处理城市污水、高浓度氨氮废水和硝酸盐废水的工程应用。最后对短程反硝化及其耦合厌氧氨氧化工艺的研究和应用方向进行了展望,以期为短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺处理实际污水提供参考。     

短程硝化反硝化生物脱氮的影响因素分析

介绍了短程硝化反硝化生物脱氮的反应机理,从温度、pH值、游离氨、DO、污泥龄和有害物质等几个方面分析对短程硝化反硝化过程中的影响,提出了目前短程硝化反硝化的研究中应当解决的问题。     

生物脱氮技术的研究

废水生物脱氮已经成为水污染控制的一个重要研究方向.传统的生物脱氮采用的是硝化、反硝化工艺,但存在着很多问题.对短程硝化反硝化、同时硝化反硝化及厌氧氨氧化等生物脱氮新技术的研究和开发进展进行了简单的综述和讨论,并指出了这些新技术的特点和研究开发应用的前景.     

微生物燃料电池在污水生物脱氮中的研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种新型污水处理技术,其在处理污水的同时能产生电能,引起众多研究者的关注.将MFC应用于含氮污水的处理中便形成了反硝化或同步硝化反硝化MFC系统.本文回顾了MFC生物脱氮的发展历程,并从MFC实验装置的设计构造(空间构型、电极材料、分隔材料)、影响因素(含氮污染物浓度、水力停留时间、溶解氧、碳源与碳氮比、温度、pH值、外电阻)和反硝化细菌的基因表达与多样性等3个方面进行了综述与分析,提出需要从以下方面进行MFC生物脱氮效能的强化:开发具有强电子传输能力和氨氧化催化功能的廉价高效电极材料,优化MFC脱氮的运行条件和探索不同环境下的脱氮机理,通过研究MFC阴极微生物种群构成筛选培育优势反硝化功能菌.     

微生物燃料电池在水与废水脱氮方面的研究进展

近年来，使用微生物燃料电池（MFC）处理含氮水与废水受到广泛关注，在脱除水与废水中氮元素污染的同时，回收部分能量，克服了传统含氮废水处理高能耗的缺陷。本文在微生物脱氮技术的基础上，综合国内外相关研究文献，简述了MFC处理含氮水与废水研究的最新进展，系统总结了4种不同形式的脱氮MFC，主要包括反硝化脱氮MFC、硝化脱氮MFC、同步硝化反硝化脱氮MFC以及厌氧氨氧化脱氮MFC，详细介绍了各种脱氮形式MFC的产电和脱氮性能以及适用条件，分析了每种脱氮MFC的脱氮产电机理以及影响因素（包括MFC运行参数、外接电阻、电极材料以及MFC构型等）；最后提出了未来MFC在处理含氮水与废水方面的主要研究方向：开发新型性价比高的电极催化材料及膜材料，优化运行条件，提高产电生物膜的稳定性以及进一步细致探究不同形式的脱氮产电机理等，从而扩大运行规模。     

厌氧污泥接种双室微生物燃料电池去除氨氮的研究

构建并成功运行了厌氧污泥接种的双室MFC系统,评估了该系统处理模拟氨氮废水的效果,阐明微生物生态同MFC耦合氨氮去除的内在联系。结果表明,接种厌氧污泥的MFC电压输出最高可达523 m V,优于接种普通活性污泥的同型MFC。该双室MFC阳极室对低浓度氨氮废水(53 mg/L)的去除率最高为52.5%,对高浓度氨氮废水(294 mg/L)的去除率最高可达91.4%。基于SEM和DGGE的表征证实,接种MFC运行前后的厌氧污泥生物膜形貌和微生物群落结构都有明显的变化,群落多样性减少,优势种群数量增加,部分为典型胞外电子呼吸菌地杆菌。     

Ag-AgCl/Ag_3PO_4的制备及紫外光降解染料废水性能

以AgNO_3、NaHCO_3、NaH_2PO_4和KCl为原料,采用两步法制备了有高活性且性能稳定的Ag-AgCl/Ag_3PO_4复合光催化剂,研究了该催化剂在紫外光下对阳离子染料废水番红花红T(简称ST)降解的催化反应性能。结果表明,当Ag-AgCl/Ag_3PO_4催化剂投加量0.8 g/L,ST的初始浓度70 mg/L,紫外光照60 min,初始pH=3.0的酸性条件时,其催化效率最佳,ST的降解率可高达98.0%,并且催化剂循环使用5次后,催化剂的催化活性无明显下降,稳定性较好;Ag-AgCl/Ag_3PO_4对ST基本无吸附作用。紫外光催化机理实验表明,(·O_2^-)及羟基自由基(·OH)是紫外光催化降解有机物过程中的主要活性物种。     

微生物燃料电池同步硝化反硝化脱氮产电研究

构建了三室双阴极MFC系统,对系统同步硝化反硝化脱氮产电性能进行了研究,考察了进水COD、NO-3-N和NH+4-N浓度对系统脱氮产电性能的影响。结果表明,该MFC系统对COD和NH+4-N具有良好的去除效果,去除率分别高达98%和95%以上,反硝化和产电能力受进水COD、NO-3-N和NH+4-N初始浓度的影响较大,NO-3-N最大去除率73.6%,厌氧阳极、缺氧阴极和好氧阴极的最大功率密度分别达到1.88,0.74 W/m3和0.59 W/m3,阳极和缺氧阴极的最大库伦效率分别只有27.6%和63%,说明有其他非电化学反应过程的存在。实验结果也表明好氧阴极和缺氧阴极之间存在着对电子的竞争作用,NH+4和电极之间存在着对O2的竞争。     

人工湿地复合生物燃料电池强化脱氮研究

在传统人工湿地的脱氮原理及其存在弊病的基础上,提出了人工湿地复合生物燃料电池技术。作为一种能量无需转化、利用效率高、能在污水处理的同时产生电能的新型技术,该系统能够有效去除处理水中的氨氮、总氮。与传统人工湿地系统相比,该系统的硝化、反硝化能力显著增强。同时通过国内外调研,分析了生物燃料电池脱氮存在的问题,提出强化脱氮效果的措施。     

Effect of temperature on the performance of microbial fuel cells

Single and double chamber microbial fuel cells (MFCs) were tested in batch mode at different temperatures ranging from 4 to 35 °C; results were analysed in terms of efficiency in soluble organic matter removal and capability of energy generation. Brewery wastewater diluted in domestic wastewater (initial soluble chemical oxygen demand of 1200 and 492 mg L⁻¹ of volatile suspended solids) was the source of carbon and inoculum for the experiments. Control reactors (sealed container with support for biofilm formation) as well as baseline reactors (sealed container with no support) were run in parallel to the MFCs at each temperature to assess the differences between water treatment including electrochemical processes and conventional anaerobic digestion (in the presence of a biofilm, or by planktonic cells). MFCs showed improvements regarding rate and extent of COD removal in comparison to control and baseline reactors at low temperatures (4, 8 and 15 °C), whilst differences became negligible at higher temperatures (20, 25, 30 and 35 °C). Temperature was a crucial factor in the yield of MFCs both, for COD removal and electricity production, with results that ranged from 58% final COD removal and maximum power of 15.1 mW m⁻³ reactor (8.1 mW m⁻² cathode) during polarization at 4 °C, to 94% final COD removal and maximum power of 174.0 mW m⁻³ reactor (92.8 mW m⁻² cathode) at 35 °C for single chamber MFCs with carbon cloth-based cathodes. Bioelectrochemical processes in these MFCs were found to have a temperature coefficient, Q10 of 1.6.A membrane-based cathode configuration was tested and gave promising results at 4 °C, where a maximum power output of 294.6 mW m⁻³ reactor (98.1 mW m⁻² cathode) was obtained during polarization and a maximum Coulombic efficiency (Y_Q) of 25% was achieved. This exceeded the performance at 35 °C with cloth-based cathodes (174.0 mW m⁻³; Y_Q 1.76%).     

温度对AOA-SBR工艺同步脱氮除磷的影响

为了提高脱氮除磷的效率,采用序批式生物反应器（SBR）工艺处理模拟生活污水,考察了不同温度下N/P、污泥龄（SRT）对厌氧/好氧/缺氧序批式生物反应器（AOA-SBR）工艺同步脱氮除磷效能的影响。结果表明：当温度为10 ℃、N/P为2～3、SRT为20 d时,NH4+-N、TN和TP去除率分别为78%、69%和56%,污泥产率YS为0.339 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为4.68%。当温度为25 ℃、N/P为3～5、SRT为15 d时,NH4+-N、TN和TP的去除率分别为88%、83%和91%,污泥产率YS为0.253 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为6.35%。当温度为35 ℃、N/P为5～7、SRT为10 d时,NH4+-N、TN和TP去除率分别为80%、66%和73%,污泥产率YS为0.225 kgSS/(kgBOD5),污泥含磷率PC为7.42%。污泥产率YS随着温度和污泥龄的增加而降低,通过调节温度和污泥龄能够实现污泥减量。