应用MBBR进行PU合成革废水的脱氮研究

采用一个缺氧/好氧MBBR反应器考察其对TN、NH3-N和有机物的去除,同时采用另一个缺氧MBBR反应器,考察其对NO3--N的去除。试验结果表明:当进水TN的质量浓度为150~300 mg/L,NH3-N的质量浓度为50 mg/L浓度时,缺氧/好氧MBBR对TN和NH3-N的平均去除率大于89.7%和84.0%,出水TN和NH3-N均能达到GB 21902—2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》中规定的要求(ρ(NH3-N)8 mg/L,ρ(TN)15mg/L)。当碳氮比较低时,产生NO2--N的积累,对缺氧/好氧MBBR处理合成革废水而言,维持其碳氮比在3.5左右即可实现有效脱氮。缺氧MBBR反硝化能去除约98.2%的NO3--N和NO2--N,初始时碳氮比较低,产生NO2--N的积累,当碳氮比继续升高时,TN浓度下降,说明当NO3--N的质量浓度高达300 mg/L时,缺氧MBBR的反硝化效果显著。     

不同回流比和SRT对A/O-MBR脱氮除磷的影响

通过改变回流比和污泥龄(SRT)考察其对A/O-MBR脱氮除磷效果的影响,结果表明:在整个运行过程中,不同回流比对氨氮的去除率都在96%以上。提高回流比,使得反硝化过程不能完全进行,从而导致出水NO3--N升高,脱氮效率降低。而SRT对NH4+-N、NO3--N和TN没有明显影响。此外,在SRT=30 d,回流比较低时(回流比为2),厌氧释磷作用较为明显,而提高回流比(回流比为3),反硝化聚磷过程得到强化,反应器均能达到较高的除磷效果(95%以上)。而当污泥中TP含量达到饱和时,增加SRT至60 d,并不能有效改善除磷效果。     

微生物悬浮生长生物滤器对三态氮快速转化研究

为研究微生物悬浮生长生物滤器对三态氮的去除能力,对反应区和沉淀区分别进行NO3--N、NO2--N和NH4+-N快速转化实验。结果表明,反应区通过反硝化作用去除一定量的NO3--N,去除过程中会有NO2--N的短暂积累且最高积累量随着NO3--N初始含量的升高而升高,沉淀区对NO3--N无明显的处理能力;反应区对NO2--N的去除时间随NO2--N初始含量增加而增加,反应结束时有极少量的NO3--N积累,沉淀区对NO2--N去除能力较低;反应区对NH4+-N的转化迅速且彻底,有少量NO3--N积累,沉淀区对NH4+-N处理能力较弱,并且有NO2--N和NO3--N积累。NO3--N、NO2--N、NH4+-N的最大去除速率,反应区分别为1.97、0.76、8.10 mg/(L·h),沉淀区显著低于反应区,分别为1.61、0.29、1.16 mg/(L·h)。     

异养硝化菌的分离及脱氮特性研究

从活性污泥中分离得到异养硝化菌株Y1,该菌的最优硝化条件：C／N为9．6,温度为30％,初始pH为9．0,摇床转速为250r／min。在此条件下,初始浓度为152．88mg／L的氨氮经8h降解后浓度降低到4．02mg／L,硝化过程中未发现中间产物亚硝酸氮和硝酸氮积累。菌株Y．不仅具有异养硝化作用,还能以硝酸氮作为唯一氮源进行好氧反硝化作用,40h内对初始浓度为196mg／L的NO3--N降解率为99．05％。     

SBR反应器中反硝化条件下去除苯酚工艺

基于异养反硝化原理,在序批式间歇反应器(SBR)中对反硝化同时降解苯酚的菌种进行了149 d的驯化,驯化通过逐步提高进水中苯酚和NO3--N的浓度进行.驯化结束后,进水苯酚质量浓度达到360 mg/L,葡萄糖质量浓度达到100 mg/L,NO3--N质量浓度达到240 mg/L,水力停留时间6 h,苯酚和NO3--N去除率均大于98%.反应器运行结果表明:进水苯酚质量浓度低于720 mg/L时,SBR反应器运行稳定;高浓度NO2--N(＞60 mg/L)可以严重影响微生物对苯酚以及NO3--N的去除能力,同时反应器中20.5%～23.5%的COD可被用于微生物的细胞合成.     

氢基质生物膜反应器同步去除溴酸盐和高氯酸盐的影响因素分析

基于H2-MBfR(氢基质生物膜反应器)研究pH、进水硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)以及回流比对同步去除溴酸盐(BrO3-)和高氯酸盐(ClO4)的影响.结果表明:提高进水pH,BrO3和ClO4的去除率呈现先升高后降低的趋势,溴酸盐与高氯酸盐的去除率在pH为7时达到最高值93.9％和91.6％.提高...     

硫化物测定过程中亚硝酸盐的干扰作用及其消除

对氨基二甲基苯胺光度法和碘量法测定硫化物过程中,高浓度的亚硝酸盐氮(NO2-N)会对分析测定产生明显干扰,在CNO2--N=150mg/L左右,S2-加标量为150mg/L时,两种测定方法的加标回收率分别为72.18％和59.38％.实验证明,在用碘量法测定硫化物时,若将无CO2水重复冲洗滤纸3次,其加标回收率可达100.99％.     

移动床生物膜反应器中同步硝化反硝化的实现及动力学分析

以低COD/N人工模拟废水为基质,研究移动床生物膜反应器(MBBR)内同步硝化反硝化(SND)过程。进水COD和NH4+-N的质量浓度分别为200 mg/L和40 mg/L,以K1型填料为载体(填充率为40%),DO控制在3~4mg/L,20 d后有稳定的生物膜形成。生物膜完全成熟后,每个填料上平均生物膜量为33.5 mg,出水COD和NH4+-N去除率平均分别达86.68%和97.25%,NO2--N基本无累积,NO3--N的质量浓度均保持在5 mg/L以下,TN去除率在后期最高达90.6%,计算得到SND率达91.66%,结果证实在单一反应器内实现了良好的同步硝化反硝化过程。动力学模拟得出同步硝化反硝化过程中的NO3--N饱和常数为5.83 mg/L,大于单级反硝化过程中的硝酸盐氮饱和常数。     

以硫-铁为基质的自养反硝化深度脱氮性能研究

通过静态批次实验,探讨了硫自养反硝化、铁自养反硝化和硫铁协同脱氮系统的脱氮性能。实验结果表明,单质硫自养反硝化过程中pH由8.46降至5.46,反应前期NO2--N发生积累,最高达7.14mg/L。TN和NO3--N随反硝化的进行呈不断降低趋势。反应5d时TN去除率可达100%。零价铁粉的加入可以有效起到缓冲pH的作用...     

四环素与纳米银复合胁迫对营养盐去除的影响及机制探究

为明确典型抗生素与纳米材料复合胁迫下活性污泥脱氮除磷特征变化规律,选取四环素（TC）及纳米银（AgNPs）为污染物,分析了单独TC(R1)、单独AgNPs(R2)及两者复合（R3）活性污泥体系内脱氮除磷效率的影响。结果表明,R3内化学需氧量（COD）,总氮及溶解性磷酸盐的去除率下降至70.2%～72.3%,61.2%～63.5%和71.2%～73.1%。TC和AgNPs复合抑制了硝化与反硝化进程,R3典型周期内NO2--N及NO3--N的最大质量浓度分别为4.6、12.8 mg/L。TC和AgNPs复合同时抑制了厌氧SOP释放及好氧期超量吸磷,在R3内好氧吸磷量仅为13.2 mg/L。TC及AgNPs复合抑制了胞内聚合物PHA的合成,R3内PHA最大合成量仅为4.4 mg/g。酶活性探究揭示了TC和AgNPs复合抑制了与脱氮除磷相关关键酶的活性。     

市政污水处理厂反硝化滤池启动及深度脱氮运行效果研究

通过采用全流程分析方法,总结了太湖流域某市政污水处理厂TN指标针对新一轮提标改造的达标难点,研究了反硝化滤池小试实验的启动与碳源投加的最佳C/N比.结果表明,低C/N比进水及内回流不足限制了脱氮效率的进一步提高;通过实际污水处理厂二级出水进行反硝化滤池的小试实验研究,发现反硝化滤池启动4天后挂膜成功,在外加碳源C/N比...     

不同NO3-浓度An/A/O-SBR系统PAOs-GAOs竞争及N2O释放特性

采用厌氧/缺氧/好氧运行的序批式生物反应器（An/A/O-SBR）,经不同NO₃^-浓度（10,20,30和40 mg/L,以氮计）长期驯化,考察了不同NO₃^-条件下An/A/O-SBR脱氮除磷及N₂O释放特性,基于不同微生物降解特性分析,确定了不同NO₃^-浓度下SBR系统内反硝化聚磷菌（denitrifying phosphorus accumulating organisms,DPAOs）和聚糖菌（glycogen-accumulating organisms, GAOs）竞争关系。结果表明：随NO₃^-浓度增加,总氮（TN）去除率由90%以上降至41.3%,TP去除率呈先增高后降低的趋势,N₂O产率（N₂O_emission/NO_x^-_removal）分别为1.68%、4.17%、8.92%和14.28%。An/A/O-SBR内微生物呈PAOs和GAOs共存的污染物降解特性,高浓度NO₃^-缺氧吸磷过程出现NO₂^-积累,抑制DPAOs活性,GAOs碳源竞争能力增强,NO₃^--N由10 mg/L增至40 mg/L,厌氧阶段PAOs的COD耗量比例由33.5%降至25.1%,相应GAOs的COD耗量由59.3%增至74.1%。DPAOs-GAOs共生体系内,反硝化过程NO₂^-/HNO₂积累耦合反硝化聚糖菌比例增加,加剧了高NO₃^-下An/A/O-SBR内N₂O释放。     

外源磷缺乏对厌氧氨氧化脱氮效能影响

通过批次实验和UASB反应的连续实验考察了在不同缺乏外源磷的程度时,厌氧氨氧化颗粒污泥对基质氮的去除情况以及出水磷含量的变化。结果表明,批次实验中,PO₄^3--P的质量浓度在2.3~0 mg/L对厌氧氨氧化颗粒污泥的脱氮效能没有明显的消极影响,而当PO₄^3--P的质量浓度为1.0 mg/L时基质去除率93.160%比进水PO₄^3--P的质量浓度2.3 mg/L的实验组的高3.93百分点。在连续实验中,外源PO₄^3--P的质量浓度在2.3~0 mg/L时,对NH(4)⁺-N和NO₂^--N的去除没有消极影响,NH(4)⁺-N和NO₂^--N去除率始终保持在99.68%和99.69%左右;当进水PO₄^3--P的质量浓度为0时,出水NO₃^--N含量稍有减少,PO₄^3--P的质量浓度约为0.222 mg/L。     

驯化后的聚糖菌对NO2——N和NO3——N内源反硝化速率的影响

在序批式（sequencing batch reactor,SBR）反应器中,通过分段厌氧-好氧（厌氧后排水）运行方式,在以葡萄糖为碳源、P/C比小于2/100的条件下,成功实现了聚糖菌（glycogen accumulating organisms,GAOs）的驯化富集,厌氧段磷酸盐的释放量（phosphorus release amounts,PRA）稳定在1.0 mg·L^-1以内,胞内糖原（glycogen,gly）含量是初始阶段的1.2倍。驯化后的GAOs分别以NO₂^--N、NO₃^--N为电子受体经厌氧-缺氧运行方式,可进行内源反硝化反应过程。GAOs在内源反硝化过程中依次利用胞内的聚β-羟基戊酸酯（poly-β-hydroxyvalerate,PHV）、聚β-羟基丁酸酯（poly-β-hydroxyvalerate,PHB）和gly作为内碳源。在22℃时,反硝化聚糖菌（denitrifying glycogen accumulating organisms,DGAOs）以NO₂^--N、NO₃^--N为电子受体平均比内源反硝化速率分别为0.067 g N·（g VSS）^-1·d^-1、0.023 g N·（g VSS）^-1·d^-1,常温短程内源反硝化速率约是全程内源反硝化速率的3倍。     

新型厌氧水解酸化-短程反硝化厌氧氨氧化工艺同步处理生活污水和含硝酸盐模拟废水

构建新型厌氧水解酸化(AnHA)-短程反硝化厌氧氨氧化(PD/A)工艺,实现了低碳氮比模拟生活污水和低浓度硝酸盐模拟废水的同步和高效处理。通过控制进水NO₃^--N/NH₄⁺-N=1.2、COD/TN=2.36,调控生活污水分段进水比为3∶7,AnHA反应器HRT=3.2h,AnHA-PD/A系统实现了94.78%TN去除,相应出水TN浓度仅为5.47mg/L,远低于我国城镇污水处理厂一级A排放标准。稳定运行期间,PD-Anammox过程作为AnHA-PD/A系统内最为主要的氮素去除过程,其对系统TN去除贡献率高达95.87%。气相色谱结果表明,乙酸作为AnHA出水主要有机成分(43.65%),即优质碳源供给极大地促进了PD/A系统内NO₂^--N供给过程。微生物高通量测序表明,Commamonas和Omatilinea作为AnHA系统内相对丰度最高的水解和酸化菌属,在大分子有机物的降解产酸过程中发挥重要作用,相应丰度分别为2.97%和3.74%;PD/A系统...     

不同电子受体配比对反硝化除磷特性及内碳源转化利用的影响

以A²/O-生物接触氧化(biological contact oxidation,BCO)系统反硝化除磷活性污泥为研究对象,通过投加不同浓度的NO₂^--N和NO₃^--N(30 mg·L^-1),考察了反硝化聚磷菌(denitrifying polyphosphate accumulating organisms,DPAOs)在不同电子受体配比(NO₂^--N:NO₃^--N0, 0.2:0.8, 0.4:0.6, 0.5:0.5, 0.6:0.4)条件下的脱氮除磷特性。结果表明:乙酸钠为DPAOs用于反硝化除磷的理想碳源,且其浓度为200 mg·L^-1时最佳;仅以NO₃^--N为电子受体进行缺氧吸磷反应时,NO₃^--N的投加量为30 mg·L^-1时较为合适;以NO₂^--N作为电子受体,未经 驯化的DPAOs,短时间内很难利用NO₂^--N,但低浓度的 (6 mg·L^-1)不会影响DPAOs以 作电子受体进行反硝化除磷;同时,NO₂^--N对于DPAOs吸磷作用的抑制程度明显强于 反硝化作用,当NO₂^--N浓度达到18 mg·L^-1时,吸磷反应基本停止;此外,较高浓度的NO₂^--N不仅会抑制聚羟基脂肪酸酯(poly-β-hydroxyalkanoate,PHA)的分解利用,且会使PHA分解产生的能量较多地用于储存糖原(glycogen,Gly),而所分解利用的PHA中90%以上为聚-β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)。     

反硝化深床滤柱深度脱氮效果及反硝化功能基因分析

采用石英砂、活性炭双层滤料反硝化深床滤柱处理城镇污水处理厂二沉池出水中硝酸盐氮（NO₃^--N）,研究了深床滤柱反硝化脱氮性能以及主要反硝化功能基因对进水碳氮比（化学需氧量/总氮,即COD/TN,简称C/N）的响应。结果表明,NO₃^--N平均转化率随着C/N升高,由46.5%升高至90.0%,化学需氧量（COD）平均去除率由97.2%降至76.5%。低碳氮比（C/N<6）条件下,出水亚硝酸盐氮（NO₂^--N）出现明显的积累,在C/N=4.2时,积累率达41.5%,在高碳氮比（C/N ≥ 6）条件下,NO₂^--N积累量逐渐减少,直至出水无NO₂^--N。研究表明,反硝化深床滤柱对污染物的转化主要发生在前35cm滤料深度,COD去除率和NO₃^--N转化率分别为94.0%、81.2%。采用荧光实时定量PCR技术在C/N分别为4.2、6和7条件下,对深床滤柱中反硝化功能基因napA、narG、nirK、nirS和nosZ数量进行分析,结果表明,随着C/N升高,各反硝化功能基因拷贝数也随之升高,说明增加碳源投加量可以为反硝化细菌提供更好的生长环境,有利于其生长繁殖,促进反硝化过程的进行;当narG基因拷贝数大于（nirS+nirK）基因拷贝数时,NO₂^--N会产生积累。     

氮浓度对新型生物电化学-颗粒污泥反应器运行的影响

探讨了新型生物电化学-颗粒污泥反应器在不同进水氮浓度下的脱氮效能与产电性能,并从颗粒污泥的关键酶活性、胞外聚合物组分以及微生物群落分布等角度系统研究了其影响机制。结果表明,COD、NO₃^--N、NO₂^--N和溶解性甲烷在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段（进水NO₃^--N和NO₂^--N浓度分别为60 mg·L^-1和20 mg·L^-1、100 mg·L^-1和40 mg·L^-1、140 mg·L^-1和60 mg·L^-1、180 mg·L^-1和80 mg·L^-1）均得以有效去除,其中COD去除率在第Ⅳ阶段效果最佳,去除率达96%以上,NO₃^--N出水浓度在第Ⅱ阶段更为稳定,其去除率达99%以上,NO₂^--N去除率在各阶段均达99%以上;该反应器最大的功率密度与输出电压值为第Ⅳ阶段的4号格室,分别为471.2 mV·m^-3和608.1 mV。污泥疏松型胞外聚合物（LB-EPS）中多糖与蛋白含量最高为第Ⅱ阶段的5号格室,分别为13.7 mg·g^-1和14.7 mg·g^-1;1号格室污泥中辅酶F₄₂₀活性最低,进水氮浓度的增大提高了污泥中蛋白酶活性。由第Ⅰ阶段至第Ⅳ阶段,该反应器中变形菌门（Protebaoteria）相对丰度减少,而绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）和浮霉菌门（Planctomycetes）相对丰度增加;具有脱氮作用的陶厄氏菌属（Thauera）在1号格室减少了8.64%,但该反应器脱氮效果未受到影响;甲烷丝状菌属（Methanothrix）在4号格室相对丰度增至12.3%,表明产甲烷菌可在该反应器中与其他菌群联营共存。     

Influence of nitrogen concentration on operation of a novel bio-electrochemical-granular sludge reactor

The performance of nitrogen removal and electricity generation of a novel bio-electrochemical-granular sludge reactor at different influent nitrogen concentration was investigated. The impact mechanism of granular sludge, key enzyme activity, extracellular polymer composition and microbial community distribution were systematically studied. The results showed that COD, NO₃^--N, NO₂^--N and dissolved methane were efficiently removed in stages Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ (Influent NO₃^--N and NO₂^--N concentrations were 60 and 20 mg·L^-1, 100 and 40 mg·L^-1, 140 and 60 mg·L^-1, 180 and 80 mg·L^-1, respectively). The removal efficiency of COD was the highest in stage Ⅳ, and it was above 96%. The effluent concentration of NO₃^--N was the most stable at stage Ⅱ, and the removal efficiency was over 99%. The NO₂^--N removal efficiency was above 99% in each stage. In stage Ⅳ, the maximum power density and output voltage was 471.2 mV·m^-3 and 608.1 mV at the fourth compartment, respectively. The polysaccharide and protein content of LB-EPS was the highest in stage Ⅱ of the fifth compartment, 13.7 mg·g^-1 and 14.7 mg·g^-1, respectively. Coenzyme F₄₂₀ activity was the lowest in the first compartment. The protease activity of the sludge was increased due to the increase of influent nitrogen concentration. From stage Ⅰ to stage Ⅳ, the relative abundance of Protebaoteria was decreased, while the relative abundance of Chloroflexi, Firmicutes and Planctomycetes were increased. Although Thauera with denitrification effect was decreased by 8.64% in the first compartment, the nitrogen removal was still well in the reactor. The relative abundance of Methanothrix was increased to 12.3% in the fourth compartment, indicating that Methanothrix could co-exist with other bacteria in the reactor.