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。     

焦化废水生物脱氮技术研究进展

焦化废水是一种氨氮和有机物浓度较高的难生化降解的有机废水,本文介绍了近年来焦化废水生物脱氮处理技术的特点及研究进展,包括传统的硝化反硝化工艺及新型的短程硝化反硝化、同时硝化反硝化以及厌氧氨氧化工艺,最后指出目前生物脱氮研究的主要方向。     

组合和耦合共生生物处理工艺同步去除废水中碳氮硫的研究进展

碳氮硫同步处理工艺是一种经济高效的废水生物处理工艺,逐渐成为国内外学者研究的热点。针对高浓度硫酸盐含氨有机废水,组合工艺(如DEAMOX和SANI)具有广阔的应用前景;同时,耦合工艺的构建对研发兼有占地空间小、工艺流程短和参数调控简单的碳氮硫生物同步处理工艺大有裨益。综述了有关废水中碳氮硫生物同步处理典型组合工艺的最新研究进展,分析了其中涉及的工艺单元及其优缺点;同时介绍了菌间耦合共生体系(自养反硝化/异养反硝化、半短程硝化/厌氧氨氧化、厌氧氨氧化/反硝化)的相关研究,并展望了碳氮硫生物同步处理工艺在废水处理中的应用。     

基于ANAMMOX工艺基础上的DEAMOX新型生物脱氮工艺

反硝化氨氧化(DEAMOX)是指在自养反硝化条件下,以硫化物为电子供体,将硝酸盐还原成亚硝酸盐,然后发生以氨氮为电子供体,亚硝酸盐为电子受体的厌氧氨氧化反应。亚硝酸盐的产生和厌氧氨氧化在同一反应器内完成。综述了DEAMOX新型生物脱氮工艺的反应机理、脱氮效果及微生物特性。同时对该工艺的优势及应用前景进行了比较分析。     

基于厌氧氨氧化技术处理垃圾渗滤液的研究综述

由于中老龄垃圾渗滤液的氨氮含量高、碳氮比低且难降解等特点,高效且低耗的处理渗滤液是十分困难的。近年来,厌氧氨氧化生物脱氮技术的出现为处理此类废水开辟了一条新道路。本文着重综述了几种基于厌氧氨氧化技术处理垃圾渗滤液的新型方法,主要包括短程硝化-厌氧氨氧化(SHARN-ANAMMOX)工艺、一体化部分亚硝化和厌氧氨氧化(CANON)工艺、限氧自养硝化-厌氧反硝化(OLAND)工艺、部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-ANAMMOX)耦合工艺、短程硝化反硝化-厌氧氨氧化联合工艺。     

污水生物脱氮新技术研究现状与发展方向

综述了国内外生物脱氮领域最近开发出的短程硝化反硝化、同步硝化反硝化和厌氧氨氧化等新技术,指出了这些新技术的特点以及存在的不足.重点论述了目前实现短程硝化反硝化生物脱氮技术的方法,如控制温度、溶解氧浓度和pH值,并提出应用序批式反应器(SBR)实现短程硝化-反硝化生物脱氮工艺今后研究的发展方向和开发应用的前景.建议加强同步硝化反硝化和厌氧氨氧化生物脱氮工艺反应机理方面的研究.     

有机废水生物脱硫脱氮技术

综述了有机废水分置式生物脱硫和生物脱氮的基本原理及常见工艺,在此基础上,介绍了2种新型同步脱硫脱氮技术———基于硫化物型反硝化(以硫化物为电子供体的反硝化)和硫酸盐型厌氧氨氧化(以硫酸盐为电子受体的厌氧氨氧化)的同步脱硫脱氮法,分别从反应机理、控制条件和功能微生物等方面对其进行了阐述。新型同步脱硫脱氮技术的开发将有助于富含硫酸盐和氨氮有机废水的高效、节能处理和实现资源回收。     

硫自养反硝化工艺的研究现状及展望

硫自养反硝化（SAD）技术因其产泥量少、能耗低、无需投加碳源的特点，被广泛用于污水处理中。介绍了硫自养反硝化的生化机理，对近几年来用于污水处理领域的SAD工艺，包括单独硫自养反硝化工艺和硫自养耦合工艺的应用研究展开综述。从节能降耗的角度出发，认为硫自养与异养反硝化耦合工艺、硫自养与厌氧氨氧化耦合工艺将成为未来反硝化技术的主流工艺，二类耦合工艺不但脱氮效率高、能耗低，而且可以同时去除铬酸盐等其他污染物，减少硫酸盐产量并节约成本，适用于处理高氨氮废水等难处理的工业废水。未来应在微生物作用机理，高性价比碳源及新型生物载体材料的开发，耦合工艺的推广与实际工程应用3方面进行深入研究，以期早日将该技术推广至大规模应用。     

印染废水脱氮研究进展

印染废水产量巨大,若任意排放,势必对环境造成严重的污染。文章阐述了印染废水的危害,介绍了印染废水的脱氮技术,包括硝化-反硝化工艺、生物添加剂处理方法和高级氧化处理技术,最后指出,工程实践中,应根据印染废水的特点采用合理的脱氮技术。     

CANON工艺实现污水经济高效生物脱氮的研究进展

新的生物处理技术给传统的污水处理工艺带来了巨大的变化。对于高氨氮浓度的有机废水,如垃圾渗滤液、污泥消化液、粪便污水,其氨氮的去除一直是水处理界的一大难题。目前对高氨氮浓度有机废水的处理,主要有氨吹脱、生物硝化／反硝化、化学沉淀等方法,但这些处理方法都有能耗大、费用高的缺点,而且由于硝化／反硝化过程中产生氮氧化物（N2O）给环境造成二次污染。为克服传统硝化／反硝化生物脱氮的缺点,一些新工艺应运而生。新工艺基于短程硝化,将氨转化到亚硝酸盐氮阶段并和厌氧氨氧化过程结合,     

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。     

Autotrophic biological nitrogen removal from saline wastewater under low DO

BACKGROUND: This study was conducted to investigate the feasibility and performance of nitrogen removal through the complete autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) process for saline wastewater in a continuous reactor, and to characterize microorganisms in the sludge from the reactor using DNA‐based techniques. RESULTS: The nitrogen removal experiment in the reactor was operated over five phases for 286 days treating a synthetic sewage of 1.2% salinity at 21–25 °C. At dissolved oxygen (DO) concentrations of 0.5–1.0 mg L^?1 and in the presence of glucose, NO₂^? was accumulated, indicating the activity of ammonia‐oxidizing bacteria (AOB). At DO concentration of 0.5 mg L^?1 without organic substrate, the anaerobic ammonium oxidation (Anammox) process was the major pathway responsible for nitrogen removal, with a total nitrogen removal of 70% and an ammonium conversion efficiency of 96%. A maximum ammonium removal rate of 0.57 kg‐N m^?3 d^?1 was achieved during the experimental period. The concentrations of AOB and Anammox bacteria were monitored over the operation of reactor using quantitative real‐time polymerase chain reaction (qRT‐PCR). CONCLUSION: In this study, autotrophic nitrogen removal process was achieved under salinity condition in a one‐reactor system. An over 100 fold increase of AOB was found due to the increased supply of ammonium at the beginning, then AOB concentration decreased temporarily in correspondence with the decreased DO, and the AOB resumed their concentration at the last phase. The Anammox bacteria abundance was about 150 fold higher than that at the beginning, indicating the successful enrichment of Anammox bacteria in the reactor. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

常温低氨氮污水生物滤池CANON工艺的实现

基于厌氧氨氧化反应的生物自养脱氮是目前污水处理中最为经济的脱氮途径。采用装有火山岩活性生物陶粒滤料的反应器,在常温(8～25℃)条件下对低NH4+-N(60～90mg.L-1)城市污水进行试验研究,通过改变曝气等运行工况,经过硝化自然挂膜、优选亚硝酸细菌和培养厌氧氨氧化菌3个阶段之后,实现了生物滤池同步亚硝化/厌氧氨氧化生物自养脱氮。结果表明,DO控制可作为反应器启动的主要控制因子,通过在生物滤池上方水柱中进行曝气和处理水携氧内循环联合的方式,可以实现对生物膜系统内DO浓度的良好控制。运行过程中可以通过pH值的变化来对反应周期进行判断,pH值的第二个突跃点是系统反应周期结束的标志。     

曝气量对不同填料CANON反应器运行效率的影响

<正>引言一般而言,生物脱氮是采用常规的硝化反硝化工艺去除的,但此工艺对大多数高氨氮废水而言,并不适用,这是因为高氨氮废水往往会面临碳源不     

连续流与序批式组合运行启动高性能CANON反应器

在完全混合流反应器中接种亚硝化颗粒污泥,通过分阶段使用连续流和序批式运行方式,成功启动了全自养生物脱氮（CANON）工艺,并对反应器性能、污泥形态与活性、微生物菌群结构的变化规律进行了深入分析。结果表明,基于初始连续流运行获得的良好基质比,序批式阶段的高氨氮负荷和高溶解氧条件可有效促进污泥浓度与活性的增长,使得反应器在最终连续流状态下的总氮去除负荷达到了1.75 kg·（m³·d）^-1。运行期间,颗粒污泥的密实度和沉降性能均得到改善。由Miseq高通量测序的结果可知,CANON颗粒污泥具有相对较高的微生物多样性。对应于总氮比去除速率0.24 g·（g VSS·d）^-1,Nitrosomonas（好氧氨氧化菌）与Candidatus Kuenenia（厌氧氨氧化菌）丰度比值约为3：1。少量贫营养型亚硝酸盐氧化菌对CANON工艺没有显著影响。     

基于侧流富集/主流强化的CANON工艺处理常温低氨氮废水的稳态控制

采用侧流富集/主流强化方式,研究了全程自养脱氮工艺（CANON）用于常温（25℃）、低氨氮（约60 mg NH₄⁺-N·L^-1）主流线生物脱氮的可行性。结果表明,通过7 d更换主流反应器40%污泥混合液方式可实现维持主流反应器总氮去除负荷（TNRR）在80 g N·m^-3·d^-1左右,总氮去除率（TNRE）在70%左右,主流反应器厌氧氨氧化比活性持续升高。16S rDNA高通量测序结果表明,主流和侧流CANON系统中起亚硝化作用的氨氧化细菌（AOB）主要是Nitrosomonas属,进行Anammox反应的厌氧氨氧化菌（AnAOB）主要是Candidatus Jettenia属,60 d的运行过程中主流反应器Nitrospira属的亚硝酸盐氧化菌（NOB）丰度始终小于1%。可见在本实验条件下,采用7 d为频率主流和侧流换泥方式,能够保证主流反应器中Anammox活性,确保主流CANON反应器的脱氮性能。     

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%。     

Mathematical model for a batch aerated submerged biofilm reactor for organic carbon and nitrogen removal

An aerated submerged biofilm (ASBF) pilot plant has been developed. The present study optimized an inexpensive method of enhanced wastewater treatment. Over a period of three and one half months, a total of 11 batch runs were performed. By the fourth run, the biofilm had matured to the point that it consumed all the ammonia in 40 hours. The investigation aimed to present mathematical models for describing the dynamic behaviors of the dissolved organic matter removal and nitrification in the Aerated Submerged Biofilm (ASBF) for a batch reactor. Based on the experimental data from the batch system of the ASBF pilot plant, mathematical models were developed to predict dissloved organic matter and ammonia nitrogen removal rates as a function of heterotrophic and autotrophic bacteria populations, dissolved organic matter concentrations, ammonia nitrogen concentrations, dissolved oxygen concentrations, and temperature. The mathematical models for dissolved organic matter and ammonia nitrogen removal in ASBF include two differential equations reflecting heterotrophic and autotrophic bacteria populations, and a number of kinetic parameters. Consequently, the results provide a better insight into the dynamic behaviors of heterotrophic and autotrophic biofilm growth and their practical application to wastewater for dissolved organic matter and ammonia nitrogen removal process.     

完全自养生物脱氮工艺研究进展

完全自养脱氮工艺作为高效、低能耗的脱氮工艺成为脱氮领域研究的重点与热点。本文着重阐述了完全自养脱氮工艺的生化机理、影响因素及其工艺特点,同时介绍了CANON工艺的国内外研究现状并提出完全自养脱氮工艺的研究方向。