厌氧铁氨氧化工艺特性与控制策略的研究进展

厌氧铁氨氧化(Feammox)是在厌氧环境下铁还原结合氨氧化的过程,存在于自然环境及人工环境中。Feammox反应可缓解缺氧土壤和湿地等环境的氮积累,且为自养型脱氮工艺,在污水处理中具有应用前景。近年来,研究人员对厌氧铁氨氧化的反应功能菌、代谢机理、富集培养与工艺运行等进行考察,成功富集到部分Feammox功能菌,推测了其理论反应,并探明工艺运行条件。目前,厌氧铁氨氧化工艺在污水处理领域尚处于起步阶段。对厌氧铁氨氧化的基本特性、工艺启动与控制、反应影响因素等进行了总结,可为后续研究及实际工程应用提供一定参考。     

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。     

新脱氮途径：铁氨氧化(Feammox)生物脱氮研究现状

传统硝化-反硝化技术往往受制于有机碳的缺乏,亟需开发新型生物脱氮工艺。微生物异化Fe(Ⅲ)还原耦合氨氧化称为Feammox,在自养和厌氧条件下以Fe(Ⅲ)为终端电子受体,将NH₄⁺-N转化为稳定、无害的N₂,为污水生物脱氮提供了一种潜在的选择方案。总结和分析了Feammox的研究进展,论述了该工艺的潜在机理、功能微生物及主要影响因素,展望了后续研究重点和研究方向,为Feammox的更深入探讨提供参考。     

厌氧铁氨氧化脱氮效果与影响因素的研究

近年来，以Fe³⁺为电子受体的厌氧铁氨氧化(Feammox)作为一种新型的生物脱氮工艺受到了研究者们的广泛关注，为了研究Feammox中氮的去除和不同条件下的脱氮效果，实验通过对厌氧氨氧化污泥进行驯化培养，以Fe³⁺诱导厌氧氨氧化污泥启动Feammox系统，系统稳定运行后，监测Feammox系统的脱氮效果。同时分析了Fe³⁺浓度，pH，温度，氨氮浓度对Feammox脱氮性能的影响。结果表明，当Fe³⁺浓度为75 mg/L,pH为6，反应温度为30℃，进水氨氮浓度为75 mg/L的情况下反应器具有明显的脱氮效果，脱氮率可达到65.04%。同时也证实了Feammox在实际处理含铁氨氮废水的可行性。     

铁对废水微生物脱氮的影响研究进展

微生物脱氮是一种经济有效的治理水体氮污染的手段。目前微生物脱氮过程主要有厌氧氨氧化、硝化、反硝化及同时硝化反硝化等。铁是环境中普遍存在的金属元素,也是微生物所需的重要微量元素之一。在微生物脱氮系统中,铁盐或者含铁固体化合物等的投加会对微生物及脱氮工艺过程等产生一定的影响,且对于不同种类的微生物与不同的脱氮工艺,铁所产生的影响也将不同。本文全面综述了近些年的研究报道中铁对厌氧氨氧化、硝化、反硝化及同时硝化反硝化等不同脱氮过程中含氮污染物去除效果的影响,铁与脱氮微生物的酶活性、电子传递、增殖富集及脱氮反应器中生物膜、污泥絮体及颗粒形成等之间的作用关系,旨在全面理解铁对微生物脱氮系统的作用与内在机制,为实现利用铁强化微生物脱氮过程、提高微生物脱氮效率提供借鉴。     

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。     

零价铁在污水脱氮除磷方面的研究进展

对零价铁的脱氮除磷机理、影响因素,以及与生物法、现有污水处理工艺结合等方面的研究进行了综述。零价铁脱氮的主要作用机理是表面吸附和氧化还原反应,除磷的主要机理是零价铁的表面吸附作用、Fe2+对磷酸根的化学沉淀作用及铁氢氧化物与磷酸根的共沉淀作用。影响脱氮除磷的主要因素有混合强度、酸度、零价铁浓度、初始硝氮(磷)浓度等。零价铁对微生物的除氮除磷过程有协同促进作用,不仅能提高去除速率和效率,并且能够促进产物转化为无害物质。零价铁与现有传统污水处理方式结合在污水处理领域具有广阔前景,这也是未来零价铁应用在污水处理领域的发展方向。     

污泥厌氧消化上清液自养生物脱氮技术及应用进展

厌氧氨氧化技术与短程硝化相结合,形成的全程自养脱氮技术,与传统生物脱氮工艺相比,节省了大量碳源和曝气量,是一种可持续发展的生物脱氮技术。该工艺的核心微生物是ANAMMOX菌群,其对DO、温度、pH、FA以及FNA的浓度等环境因子敏感,进水的有机物和无机碳源等也是重要的影响因子。作为自养微生物,ANAMMOX细菌的世代时间较长,生长速率慢,很容易在水处理系统被洗脱,如何保持适合其生长的稳定环境和生物量,是厌氧氨氧化生物脱氮的关键。结合厌氧氨氧化技术的工业化应用,文章对生物短程脱氮技术未来的发展提出展望。     

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。     

硝酸盐去除途径浅析

目前研究发现的硝酸盐去除途径包括反硝化、同化作用、异化硝酸盐还原为铵、硫细菌氧化脱氮、厌氧氨氧化和铁细菌化能自养脱氮。硝酸盐负荷超标的淡水系统中,影响这些途径的因素是什么,现有的认识仍然不完整,需要进一步深入研究。     

生物电化学脱氮系统构建和影响因素的最新研究进展

生物电化学脱氮技术是一种以电化学活性细菌作为催化剂的污水处理技术,因其绿色、环保、节能的特点而备受关注。本文介绍了不同脱氮技术的机理,从脱氮性能、成本、二次污染大小和污染物转化率等角度对现有脱氮技术进行评价,指出了生物电化学脱氮技术的优势和应用前景;重点综述反应器运行参数、溶液组分、脱氮生物膜的培养方式、生物电化学脱氮系统内菌种构成等因素对生物电化学脱氮系统的影响,并提出了优化脱氮系统的方法;同时总结了生物电化学脱氮技术在处理屠宰场废水、焦化废水和含高氯酸盐废水等方面的应用现状。研究表明：从脱氮系统内不同微生物的角度,尤其是电活性微生物角度探究生物电化学脱氮过程的机理,调控脱氮生物膜的形成和改变脱氮系统运行参数,是改进生物电化学脱氮技术的有效途径。     

城镇生活污水厌氧氨氧化处理的研究进展

厌氧氨氧化技术在城镇生活污水脱氮领域有巨大应用前景,在降低投资、低耗运行和污泥减量等方面具有重要优势,成为城镇生活污水处理的研究热点。本文综述了近年来厌氧氨氧化技术应用于城镇生活污水处理的最新研究进展,首先分析了有机物、污泥龄、溶解氧、温度及污泥截留等影响因素,认为厌氧氨氧化技术适宜处理城镇生活污水,并提出了相应技术挑战;探讨了侧流和主流厌氧氨氧化处理工艺在城镇生活污水处理中的优势、调控条件和现场应用效果。同时,根据现有研究结果,认为低氨氮浓度下保证稳定的亚硝态氮积累、低温条件下厌氧氨氧化稳定、厌氧氨氧化菌的快速富集以及主流工艺的推广应用等方面是城镇生活污水厌氧氨氧化处理大规模应用的瓶颈问题,并提出了厌氧氨氧化未来发展趋势。     

铁型反硝化:一种新型废水生物脱氮技术

生物脱氮是一类经济有效的废水脱氮技术。反硝化作为废水生物脱氮的重要环节,常常需要额外添加有机物（乙酸钠、甲醇等）作为电子供体。基于有机物的反硝化具有高活性、易操作等优点,但存在运营成本高、产生大量活性污泥和温室气体、易引发二次污染等问题。寻求新型反硝化电子供体是解决上述难题的有效手段。铁型反硝化技术是以零价铁或二价铁替代有机物作为反硝化过程电子供体的新型废水脱氮技术。该技术具有环境友好、经济高效、产物多效等优点,可有效破解我国低C/N废水脱氮难题。本文从现象提出、化学反应原理、生物反应机理3个角度简述了铁型反硝化的发展起源及反应原理;从技术效能、技术参数、技术强化3个层次介绍了目前铁型反硝化技术的研究进展;从环保性、经济性、产物多效性3个方面分析了铁型反硝化技术的优势。本文涵盖了铁型反硝化的历史起源、现今状况和未来发展等三方面内容,以期推进铁型反硝化技术的实验室研发工作,推动铁型反硝化技术在水处理领域的应用。     

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.     

固定化脱氮菌在低污染水处理中的应用研究

随着水体氮素污染日趋严重,脱氮技术的改进及强化方法成为研究热点。固定化微生物技术因具有微生物密度大、处理效率高、反应速度快、适应能力强等优点而备受关注。综述了不同固定化载体及方法对生物脱氮的强化效果,分析了固定化作用对微生物的影响,总结了固定化技术脱氮应用的最新研究进展,并对该领域今后的发展进行探讨。     

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。     

基于反硝化菌的烟气脱硝技术研究进展

作为一种新型的烟气脱硝技术,反硝化菌还原法因产物污染小、工艺简单、运行成本低而具有较大的工业化前景。本文从氮氧化物来源、反硝化菌脱硝技术及其研究进展两方面介绍了现有的反硝化脱硝方法：单一反硝化法、反硝化结合化学脱硝法和好氧反硝化脱硝法的特点,通过分析各种方法的优势展望了反硝化脱硝技术的发展前景：单一反硝化法应着力筛选更优化的反硝化菌种;反硝化法结合化学脱硝法应着力寻找更好的金属络合剂;好氧反硝化法需要进一步探索脱硝机理。     

钢铁行业烟气多污染物协同控制技术应用实践

本研究分析了钢铁企业焦化和烧结两个重点工序中烟气污染物排放现状和钢铁行业当前的环保政策。对焦化及烧结烟气污染物的排放特征进行了分析,并通过对比燃煤电厂烟气特点,提出可以综合电厂烟气治理模式和自身特点改进的技术路线。结合某大型国有钢铁企业的脱硫脱硝装备对其环保现状进行了分析。针对焦化和烧结工序的典型污染物硫、硝、尘现有的源头减排、过程控制及末端处理技术,分析其优缺点。进而提出了3条可实现烟气污染物超低排放的技术路线,即半干法脱硫耦合选择性催化还原脱硝、半干法/湿法耦合臭氧氧化脱硝、活性焦脱硫脱硝一体化技术,重点介绍了这些技术在某大型钢铁企业的应用实践及应用效果。并基于全过程耦合技术,分别在焦化和烧结工序中提出了多污染物协同去除技术及应用,即焦炉低氮燃烧技术耦合末端活性焦多污染物协同控制技术、烧结烟气循环技术耦合末端活性焦多污染物协同控制技术。最后结合几种技术路线的应用实践,对未来钢铁产业的烧结及焦化工序超低排放技术的选择提出合理化建议。     

短程硝化作用的机理及研究现状

传统的废水除氮工艺中硝化反硝化过程对溶解氧和有机物质的要求很高，为了解决这一问题，目前其它的一些除氮工艺已经得到开发并利用，短程硝化作用就是其中之一，它是利用监控 pH 值并控制亚硝酸氧化细菌等一些条件来完成的。这种工艺有着低的氧消耗量，低的有机物需求量和较少的污泥产出量，因此有着广泛的应用前景，现在已在一些处理厂中得到应用并取得了良好的效果。然而，它也有着一定的缺点，比如稳定性较差，还需进行一些深入的研究。本文介绍了此项技术在限制溶解氧水平的条件下控制各项参数以使其达到最优化效果的研究过程以及它的研究现状。