氧化还原介体介导厌氧氨氧化生物脱氮的研究进展

厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,Anammox）工艺被认为是一种高效经济且环境友好的生物脱氮技术，是传统生物脱氮工艺的理想替代。然而，该工艺的核心微生物——厌氧氨氧化菌（AnAOB）生长速度缓慢，导致反应器启动时间长，限制了该工艺的实际应用与推广。因此，如何提高AnAOB活性，进一步缩短反应器启动时间成为亟待解决的问题。氧化还原介体（redox mediator,RMs）作为电子载体，通过加速电子传递过程，可增强AnAOB脱氮酶活性和代谢性能，从而提高整体脱氮效果。本文围绕RMs在强化Anammox性能中的作用进行讨论，介绍了RMs的特性、种类及其基本原理，从Anammox性能、胞外聚合物产量、脱氮酶活性及功能菌丰度等方面综述了RMs对Anammox过程的影响，并对其潜在的机理进行了分析和总结，以期为今后的实际应用提供理论依据和参考价值。     

两级厌氧氨氧化工艺对厨余废水的脱氮性能研究

厨余废水具有氨氮浓度高的特点,常用的两级硝化反硝化脱氮工艺停留时间长、占地面积大,难以广泛应用。厌氧氨氧化（Anammox）作为一种节能高效的脱氮方式,可大幅缩短水力停留时间、减少占地。本研究提出采用Anammox处理厨余废水厌氧出水,探究两级Anammox工艺处理厨余废水厌氧出水并实现高效脱氮的可行性和稳定性。结果表明,两级Anammox工艺处理厨余废水厌氧出水实现了最高的总氮去除率（90.1%）,总氮去除效率达到2 050 mg/（L·d）以上。两级Anammox工艺对总氮的去除是通过Anammox和反硝化耦合作用实现的,其中Anammox贡献了87.7%,反硝化贡献了2.4%。微生物群落分析结果表明,Anammox反应器中主要的厌氧氨氧化菌为Candaditue kuenenia,两级Anammox反应器相对于一级反应器具有较高的适应性,可保持较高的Candaditue kuenenia相对丰度,有助于实现高效稳定脱氮。该研究结果为厨余废水处理提供了高效省地的新工艺。     

Anammox脱氮工艺应用限制因素的调控策略

相比传统脱氮工艺,厌氧氨氧化(Anammox)以其低耗、高效和环境友好备受青睐,具有广阔的发展前景。基质NO2--N难获取,厌氧氨氧化菌(AAOB)生长缓慢且对环境敏感使反应器难启动和不完全脱氮限制因素阻碍了Anammox的工程应用。针对Anammox脱氮应用的限制因素,分析了短程硝化(PN)和短程反硝化(PD)途径获取NO2--N的调控,解析了反应器快速启动的环境因素、常用的反应器和高活性污泥,并介绍了PN+Anammox,PN+Anammox+反硝化(SNAD)和PD+Anammox三种一体化Anammox工艺的调控策略。     

以城市废弃污泥为种泥启动厌氧氨氧化工艺的可行性

厌氧氨氧化工艺(Anammox)因其优异的脱氮性能和无须外加有机碳源的优点得到快速发展,但厌氧氨氧化污泥的大量缺乏导致该工艺难以快速启动,限制了其实际应用。尽管采用含有厌氧氨氧化菌(AAOB)的Anammox污泥作为接种物可以加快启动过程,但在实际污水处理中接种价格昂贵的Anammox污泥是不切实际的。因此,本文探究了以城市废弃污泥为种泥启动Anammox的可行性,并通过逐步调节运行参数对Anammox性能进行优化。结果表明,经过好氧+厌氧、好氧控温和厌氧控温3个阶段共59天即可成功启动Anammox工艺,第33天即表现出较强的Anammox脱氮性能。搅拌反应10h为Anammox能承受的最短时间,总氮去除负荷最高可达到0.555kg/(m³·d)。反应器运行稳定后,微生物的种类和多样性逐渐下降,但脱氮功能菌群丰度整体呈显著上升的趋势,Candidatus＿Kuenenia、Denitratisoma、Arenimonas和Truepera的相对丰度分别从启动前的0.8%、0.9%、3.2%和4.0%提高到20.4%、15.2%、10.1%和8.9%。以城市废弃污...     

常温下接种回流污泥实现BAF一体化自养脱氮工艺

为实现高氨氮废水的高效低耗稳定去除,在常温条件下,对曝气生物滤池(BAF)中实现与稳定短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮工艺进行了研究。研究结果表明:常温条件下,BAF接种二沉池回流污泥,采用闷曝-连续运行结合的接种挂膜方式,可成功实现短程硝化-厌氧氨氧化一体化自养脱氮。闷曝阶段使种泥活性恢复,而连续流运行过程中游离氨(FA)浓度高,可抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB),实现BAF中亚硝酸盐累积;通过调整BAF回流方式,降低回流液中NO_2~-N-,防止NOB生长,并通过厌氧氨氧化(Anammox)滤池出水回流方式,接种微量Anammox菌,运行80 d可实现短程硝化-厌氧氨氧化,140 d后系统运行稳定,总氮(TN)去除率达76.62%。生物滤池有利于短程硝化-厌氧氨氧化工艺的实现与稳定,生物膜中不同厚度存在好氧缺氧环境,利于氨氧化菌(AOB)和Anammox菌共存;滤料的过滤作用有效地防止了Anammox菌流失,使其在系统中不断累积生长。不仅如此,AOB和Anammox菌均为自养菌且生长缓慢,避免了生物滤池的频繁反冲洗,简化了生物滤池的运行。气水比是BAF中一体化运行的关键参数,本研究中最佳的气水比为12:1,氨氮去除负荷达到0.91 kg N·m~(-3)·d~(-1),氨氮和TN去除率分别可达96.86%和85.47%。     

基于厌氧氨氧化菌特性的富集策略及培养过程分析

传统污水生物脱氮工艺因曝气能耗大、消耗碱度、碳源不足、污泥产量大、流程复杂,以及产生大量温室气体等,严重制约了其在水环境污染防治领域中的应用。以厌氧氨氧化菌（AAOB）为驱动的厌氧氨氧化（Anammox）是迄今为止最简洁的脱氮途径,能实现碳氮的分离,且低耗、高效、环境友好。但AAOB的生长速率低、倍增时间长,对环境敏感...     

常温下接种回流污泥实现BAF一体化自养脱氮工艺

为实现高氨氮废水的高效低耗稳定去除,在常温条件下,对曝气生物滤池（BAF）中实现与稳定短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮工艺进行了研究。研究结果表明：常温条件下,BAF接种二沉池回流污泥,采用闷曝-连续运行结合的接种挂膜方式,可成功实现短程硝化-厌氧氨氧化一体化自养脱氮。闷曝阶段使种泥活性恢复,而连续流运行过程中游离氨（FA）浓度高,可抑制亚硝酸盐氧化菌（NOB）,实现BAF中亚硝酸盐累积;通过调整BAF回流方式,降低回流液中NO₂^--N,防止NOB生长,并通过厌氧氨氧化（Anammox）滤池出水回流方式,接种微量Anammox菌,运行80 d可实现短程硝化-厌氧氨氧化,140 d后系统运行稳定,总氮（TN）去除率达76.62%。生物滤池有利于短程硝化-厌氧氨氧化工艺的实现与稳定,生物膜中不同厚度存在好氧缺氧环境,利于氨氧化菌（AOB）和Anammox菌共存;滤料的过滤作用有效地防止了Anammox菌流失,使其在系统中不断累积生长。不仅如此,AOB和Anammox菌均为自养菌且生长缓慢,避免了生物滤池的频繁反冲洗,简化了生物滤池的运行。气水比是BAF中一体化运行的关键参数,本研究中最佳的气水比为12：1,氨氮去除负荷达到0.91 kg N·m^-3·d^-1,氨氮和TN去除率分别可达96.86%和85.47%。     

强化厌氧氨氧化工艺的研究进展

厌氧氨氧化(Anammox)工艺是一种新型高效且经济的生物脱氮工艺,其处理废水能力远远高于传统生物脱氮工艺。但是Anammox菌倍增时间长,富集困难,对环境条件要求高,导致Anammox工艺启动周期长,使其工业化发展进程缓慢。从物理强化(施加磁场、电场和低强度超声波),化学强化(铁元素、氧化石墨烯、Anammox中间产物和电气石)和生物强化三个方面展开讨论,介绍了强化技术的基本机制和目前国内外有关Anammox工艺强化的研究情况,针对各强化技术分析Anammox工艺脱氮处理效果,为Anammox工艺工程化应用提供了参考。     

厌氧氨氧化工艺脱氮机理和抑制因素的研究进展

随着生物脱氮理论的突破,新型生物脱氮技术不断涌现。厌氧氨氧化(Anammox)工艺是近年来开发的新型生物脱氮技术的典型代表。本文探讨了Anammox的脱氮机理,分析了Anammox工艺的抑制问题,并提出了缓解抑制的调控策略。     

铁元素对厌氧氨氧化菌脱氮效能的影响

厌氧氨氧化工艺是治理水体氮污染的一种绿色、高效新型生物技术。然而,厌氧氨氧化菌世代时间长,对环境敏感性高,致使厌氧氨氧化系统启动缓慢、运行稳定性较低,进而导致厌氧氨氧化工艺在实际应用中受限。铁不仅是环境中普遍存在的金属元素,也是微生物生长所需的必要营养元素之一。本文综述了铁元素价态及投加量对基于厌氧氨氧化反应的废水脱氮工艺启动及运行过程中含氮污染物去除效果,分析铁元素存在时,铁/氮元素的反应途径、厌氧氨氧化菌生长速率、颗粒形成以及微生物群落组成演变等方面的作用关系,旨在深入探究和阐释元素铁对于厌氧氨氧化菌脱氮性能的内在作用机制,为实现工程化利用铁强化厌氧氨氧化系统脱氮过程、提高微生物活性提供科学指导。     

一段式厌氧氨氧化工艺亚硝酸盐氧化菌抑制方法研究进展

近年来,厌氧氨氧化工艺（anaerobic ammonium oxidation, Anammox）作为一种新型的脱氮技术,由于其耗能少、效率高而被应用于高氨氮废水的处理中。然而,实际运行的厌氧氨氧化工程中有时会出现亚硝酸盐氧化菌（nitrite oxidizing bacteria, NOB）大量繁殖的情况,导致硝酸盐积累,脱氮效率下降。在一段式Anammox反应器中,通过控制某些影响因素,如调节体系中的溶解氧,控制游离氨和游离亚硝酸的浓度,调控碳源浓度以及外加中间产物（N₂H₄、NO和NH₂OH）等方式,能够在维持Anammox工艺脱氮效率的同时有效抑制NOB。除了系统地综述一段式Anammox工艺中NOB抑制手段以外,将进一步讨论实际Anammox工程应用中抑制NOB大量繁殖行之有效的手段。     

一段式厌氧氨氧化工艺亚硝酸盐氧化菌抑制方法研究进展

近年来,厌氧氨氧化工艺(anaerobic ammonium oxidation,Anammox)作为一种新型的脱氮技术,由于其耗能少、效率高而被应用于高氨氮废水的处理中。然而,实际运行的厌氧氨氧化工程中有时会出现亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)大量繁殖的情况,导致硝酸盐积累,脱氮效率下降。在一段式Anammox反应器中,通过控制某些影响因素,如调节体系中的溶解氧,控制游离氨和游离亚硝酸的浓度,调控碳源浓度以及外加中间产物(N2H4、NO和NH2OH)等方式,能够在维持Anammox工艺脱氮效率的同时有效抑制NOB。除了系统地综述一段式Anammox工艺中NOB抑制手段以外,将进一步讨论实际Anammox工程应用中抑制NOB大量繁殖行之有效的手段。     

厌氧氨氧化应用于城市主流污水处理工艺的研究进展

厌氧氨氧化(Anammox)技术作为近年来新兴的自养脱氮工艺,具有无需外加碳源、低污泥产量、低能耗等优势.文中总结了厌氧氨氧化应用于主流污水处理工艺时面临的困难挑战,分析了厌氧氨氧化处理污水的最新研究进展,阐述了厌氧氨氧化菌(AnAOB)的截留、硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制、有机物的不利影响等问题的具体解决方案.在节能...     

厌氧氨氧化反应器研究进展

近几年,厌氧氨氧化(Anammox)工艺成为水处理领域的研究热点,因其具有绿色、高效的特点在高氨氮、低碳氮比污水处理方面极具发展前景。但厌氧氨氧化菌生长增殖缓慢且环境敏感度高,导致厌氧氨氧化工艺存在启动时间长、运行失稳等问题,从而制约了该工艺的工程化应用。反应器的选择对厌氧氨氧化工艺启动运行有重要影响,适合的反应器类型主要包括序批式、颗粒污泥、生物膜、膜生物、复合反应器等五大类。从这五类反应器的结构特点和脱氮效果等方面对已取得的成果进行论述,并指出厌氧氨氧化反应器的应用前景及有待解决的技术难题。     

厌氧氨氧化强化技术的研究进展

厌氧氨氧化(Anammox)是一种环境友好的新型生物脱氮技术。但是,Anammox菌世代时间长、环境敏感度高,导致Anammox工艺启动周期过长,致使其工业化进程滞缓。一些强化技术可加快Anammox启动进程并提高其运行效能,促进Anammox研究在广度和深度上的发展。介绍了外加电场、磁场、超声波以及添加Fe元素、氧化石墨烯等Anammox工艺强化技术,从强化效果和可能的机理等方面对已取得的成果进行论述,并指出该强化技术未来的应用前景和研究方向。     

铁元素对厌氧氨氧化反应脱氮性能的影响

厌氧氨氧化工艺是一种新型的低能耗、高效生物脱氮技术。然而,厌氧氨氧化细菌活性较低、世代时间长,使得厌氧氨氧化工艺启动时间较长、运行效果较差,限制了厌氧氨氧化工艺的实际应用。铁元素不仅能够满足微生物的生长繁殖,而且能够促进厌氧氨氧化细菌活性,强化厌氧氨氧化工艺脱氮效果。综述了不同价态的铁元素对厌氧氨氧化工艺的影响,旨在探究和阐释铁元素如何影响厌氧氨氧化菌活性及脱氮性能。     

短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺处理低C/N比生活污水

为快速实现低C/N比生活污水高效低耗稳定脱氮,在常温条件下,对短程硝化-厌氧氨氧化工艺的启动及脱氮性能进行研究,在常温,高DO(2.5 mg·L-1)条件下,采用实时控制结合神经网络模型预测控制可快速启动短程硝化,亚硝积累率达到95%以上。由于生物膜的独特结构可为厌氧氨氧化(Anammox)菌提供良好的厌氧环境,因此选用生物滤池来实现厌氧氨氧化,启动期间克服了温度变化的影响,第173天后,NH4+-N和NO2--N去除率达到90%以上,TN去除率达到80%,Anammox滤池成功启动。后续将短程硝化与厌氧氨氧化耦合,通过逐步提高滤速启动耦合系统,Anammox滤池滤速可提高到0.5 m·h-1,总氮容积负荷达到0.75 kg·m-3·d-1。系统出水TN平均浓度为8 mg·L-1,实现了短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺稳定高效地处理生活污水。     

厌氧氨氧化过程毒性物质的胁迫及其活性强研究

厌氧氨氧化工艺作为一种新型脱氮工艺,较传统脱氮工艺更加节能、经济,为废水中氮的有效去除提供了新途径。而在实际应用过程中,厌氧氨氧化菌会受到废水中有毒物质的胁迫,从而导致其脱氮效果受到影响。因此,本文简述了厌氧氨氧化工艺的脱氮机理;阐述了底物基质、金属、有机物等胁迫因子对厌氧氨氧化菌活性、污泥胞外聚合物、微生物群落等的影响;并提出了厌氧氨氧化细菌活性受到抑制时活性恢复的策略,以及添加介孔材料、微量元素以及新型反应器研发等强化措施。     

厌氧氨氧化工艺的应用进展

厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,Anammox）工艺因其高效低耗的优势,在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景。该工艺在实际废水处理中的应用已成为国内外的热点。本文结合厌氧氨氧化菌的生境和菌种多样性,以及厌氧氨氧化工艺形式的多样性,并对一体式和分体式工艺运行条件进行了比较,重点综述了厌氧氨氧化技术在处理各类废水中的实验室研究和工程应用情况,主要包括：污泥消化液和压滤液、垃圾渗滤液、养殖废水、味精废水、焦化废水、生活污水、粪便污水、含盐废水等废水的水质特点、研究进展和应用障碍。最后,总结厌氧氨氧化工艺在处理实际废水过程中的潜在问题,并提出今后的研究重点是深入研究厌氧氨氧化的水质障碍因子及其调控策略,并在此基础上大力开发和优化组合工艺。     

部分硝化-厌氧氨氧化工艺的影响因素及发展

部分硝化-厌氧氨氧化工艺(Partial Nitritation-Anammox Process)是以厌氧氨氧化反应为核心的废水脱氮新技术,也是最为经济的生物脱氮途径之一。分别叙述了影响部分硝化工艺和厌氧氨氧化工艺的因素,包括p H值,溶解氧浓度,温度和基质浓度等,总结了部分硝化-厌氧氨氧化工艺中筛选富集氨氧化菌、加速厌氧氨氧化菌生长的条件,并建议今后应加强联合工艺影响因素的关联性研究、单个反应器最优运行参数研究、前置预处理的组合工艺的快速启动等方面的工作。