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。     

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。     

影响厌氧氨氧化反应的主要因素及其研究进展

厌氧氨氧化因能在低碳源的废水中进行脱氮反应越来越受到人们的关注。在从化学反应式层面阐述了厌氧氨氧化的反应机理的基础之上,介绍了碳源、溶解氧、温度、HRT、抑制剂、盐度等影响厌氧氨氧化菌脱氮反应的主要因素,以及在废水脱氮方面的应用前景,并指出应用发展的瓶颈。     

盐度对新型生物脱氮技术影响的研究进展

近年来,新型生物脱氮技术处理高盐含氮废水引起广泛关注,可耐受一定盐度的同时去除废水中的氮素,克服了传统生物脱氮存在的反应器占地面积大、工艺流程长和运行成本偏高等问题。本文综述了盐度对基于硝化-反硝化生化过程的新型脱氮技术（同步硝化反硝化技术和短程硝化反硝化技术）和基于厌氧氨氧化反应的新型脱氮技术[厌氧氨氧化技术、部分硝化-厌氧氨氧化技术、全程自养脱氮工艺（CANON）、限氧亚硝化与厌氧氨氧化相耦合（OLAND）]的影响。通过综述发现在盐度耐受范围内,新型技术脱氮性能影响较小,甚至会促进新型工艺脱氮,而超过一定范围后会显著抑制新型技术的脱氮性能,这主要是新型技术中多种微生物的相互作用及其自身活性受到盐度影响所致,在反应器中添加嗜盐菌和经过一定盐度驯化的微生物可处理更高盐度的含氮废水。最后文章指出加强盐度对新型脱氮技术中微生物群落结构及代谢模式的影响分析、耐盐脱氮微生物的筛选应用及微生物耐盐响应机制的研究是改进和提高自身技术处理性能的根本,已成为高盐含氮废水处理的研究方向。     

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。     

有机物作用的厌氧氨氧化菌代谢特性研究进展

厌氧氨氧化（Anammox）工艺是近年来废水生物脱氮领域的新技术,非常适合于处理含有机物的废水。本文介绍了厌氧氨氧化工艺的特点,详细介绍了有机物对厌氧氨氧化菌的抑制和促进机制。有机物对厌氧氨氧化菌的抑制主要来自两个方面：一是有机物促进异养菌反硝化菌的大量繁殖形成基质竞争抑制;二是废水中的醇类、抗生素等有毒有害有机物会对厌氧氨氧化菌产生毒性抑制。有机物对厌氧氨氧化菌代谢的促进作用也有两种：一是特定的有机物可作为能源被厌氧氨氧化菌利用,促进厌氧氨氧化菌的代谢;二是通过控制废水处理系统中的碳氮比,使厌氧氨氧化菌和反硝化菌在废水处理系统中协同互生。最后指出开发有毒有机废水预处理、驯化厌氧氨氧化污泥、菌种流加等是解决问题的途径。     

厌氧氨氧化影响因素及其工艺研究进展

厌氧氨氧化是一种新型的经济的生物脱氮技术,该过程无需外加有机碳源,不需要曝气,且污泥产生量小,相对于传统脱氮工艺具有显著优势,在处理含高浓度氨氮废水时具有重大的潜在应用价值。近年来,对厌氧氨氧化工艺的研究取得了许多突破性的成果。本文综述了厌氧氨氧化工艺的基本原理、环境影响因素等,以及常用的亚硝化-厌氧氨氧化工艺(Sharon-Anammox工艺)和完全自养生物脱氮工艺(CANON工艺)在实际废水处理中的一些工艺应用。     

低温厌氧氨氧化活性的维持及强化研究进展

厌氧氨氧化作为新型的脱氮工艺具有节省能耗、绿色无二次污染等优势,但是厌氧氨氧化菌的生长条件较为苛刻,在低温环境下活性降低,这极大地限制了厌氧氨氧化在工程方面的应用。本文从降温方式、载体投加、碱度控制等角度对低温冲击下厌氧氨氧化活性的维持和强化研究中的进展进行了综述。     

厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺研究进展

厌氧氨氧化（ANAMMOX）是一种新型的经济的生物脱氮新工艺。近年来,对厌氧氨氧化工艺的研究取得了许多突破性的成果。综述了厌氧氨氧化菌以及厌氧氨氧化反应启动的相关研究。介绍了厌氧氨氧化菌的富集培养分离的方法以及特性;总结分析了近年来采用不同反应器、不同污泥源进行厌氧氨氧化反应启动和完成启动的评判标准。     

厌氧氨氧化代谢途径及反应器效能表征方法

厌氧氨氧化颗粒污泥中的厌氧氨氧化菌以及其他功能菌存在多种代谢途径,代谢途径的不断深入探索有助于研究强化厌氧氨氧化菌生长代谢活性以及提高厌氧氨氧化系统脱氮效能。对厌氧氨氧化颗粒污泥中功能菌代谢途径的研究进展进行详细介绍,同时综述了厌氧氨氧化反应器通过代谢酶、三维荧光光谱、紫外-可见吸收光谱表征反应器中厌氧氨氧化菌的生长情况以及反应器的脱氮效能,通过这些表征手段能够较为及时的对反应进行调控。提出对未来厌氧氨氧化代谢途径和表征方法进一步研究的展望,以期为后续研究厌氧氨氧化反应器效能的提升以及调控提供参考。     

新型生物脱氮工艺的研究和进展

该文介绍了新型的脱氮理论及工艺,如将硝化反应控制在亚硝酸阶段、随后脱氮的短程硝化反硝化,在一个反应器中同时完成,硝化和反硝化的同步硝化反硝化以及在反硝化氨氧化菌作用下,由亚硝酸盐直接氧化氨氮完成脱氮的厌氧氨氧化等。     

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%。     

有机物对ANAMMMOX工艺脱氮效能的影响研究进展

厌氧氨氧化技术为焦化废水等低碳氮比废水提供了一条简洁、实用的生物脱氮途径,因此受到人们的极大关注,具有非常高的研究价值和广阔的应用前景。重点介绍了有机物(种类和浓度)对厌氧氨氧化过程的影响,并综述了近年来国内外学者对于厌氧氨氧化菌富集培养技术的研究进展。     

厌氧氨氧化工艺在高氨氮废水处理的研究应用进展

厌氧氨氧化(Anammox)具有节省曝气、剩余污泥产量小和无需外加碳源等优点,是极具发展前景的高氨氮废水处理工艺。但厌氧氨氧化菌世代周期长、低细胞产率、随出水流失以及一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化系统中氨氧化细菌和厌氧氨氧化菌耦合难点阻碍了其推广应用。本文综述了高氨氮废水处理中厌氧氨氧化反应器构建及其启动、厌氧氨氧化菌富集和活性强化。认为需进一步探讨和研究的内容有:系统中厌氧氨氧化菌生物量停留时间的增强;新型填料的开发;生物膜系统中亚硝酸盐氧化细菌的有效清除;高氨氮废水的预处理;厌氧氨氧化的低温启动运行。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺联合形式、应用及脱氮效能评析

部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺与传统生物脱氮工艺相比具有一定优势,但该联合工艺是否一定优于传统生物脱氮工艺尚需论证。本文介绍了部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺的组合形式、特点和处理实际废水的研究进展,从脱氮速率、能耗及碳源的角度将部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺与传统生物脱氮工艺进行对比分析。指出部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺具有不需要额外投加有机碳源的优点;部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺虽然在曝气方面可以节省能耗,但是其中温反应需要一定的热能消耗,综合分析其处理能耗高于传统生物脱氮工艺;同时该联合工艺的整体脱氮速率与传统生物脱氮工艺相比差别不大。据此提出在选择生物脱氮工艺时需要考虑废水的碳氮比,碳氮比高时可以采用传统生物脱氮工艺,碳氮比低时可以考虑使用部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺。     

厌氧氨氧化受pH的抑制及可恢复程度研究

研究了pH对厌氧氨氧化脱氮性能的抑制程度,以及调整到适宜pH时脱氮性能的恢复程度。研究表明,pH在7.0~8.4时,厌氧氨氧化脱氮性能正常;15d内pH维持在8.5~8.7,则10d后脱氮性能开始下降,但厌氧氨氧化菌的细胞结构并未遭到破坏,仅仅是受到了抑制,恢复程度可达到100%;15d内pH维持在8.7~9.0,第10~15d,脱氮性能迅速从90%下降至15%,恢复程度仅可达到60%,有部分厌氧氨氧化菌的细胞结构遭到致命破坏;pH9.0,15d内厌氧氨氧化脱氮性能逐渐下降至10%,此时游离氨浓度对厌氧氨氧化菌是致命的,会造成大部分厌氧氨氧化菌快速死亡。     

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。     

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。     

厌氧氨氧化技术在化工废水处理中工程化的论述

由于厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺可以高效的处理含氨氮的化工废水,已越来越多的受到人们的关注。本文通过对厌氧氨氧化工艺与传统的脱氮工艺的比较以及该工艺的反应机理、控制因素、工程实例等方面的阐述,来说明该工艺在化工废水处理中工程化的优势及前景。     

低温废水生物脱氮工艺的研究进展

低温废水普遍存在,生物脱氮工艺对温度变化敏感,低温将会影响脱氮效率。概述了低温对硝化工艺、反硝化工艺以及厌氧氨氧化工艺的影响,并重点探讨了在低温下保持较高脱氮效率的应对策略,主要包括菌种流加、接种耐冷菌、生物固定化、驯化等。