重金属Ni影响下好氧颗粒污泥形成及污染物去除特征

为探究重金属Ni对厌氧/好氧颗粒污泥培养特性及污染物的去除规律的影响,以A²/O工艺剩余污泥为接种污泥,室温环境下在序批式反应器内培养了颗粒污泥,设置不同Ni暴露实验,考察了Ni对颗粒污泥特性及污染物去除规律的影响。结果表明,当Ni质量浓度低于2.0 mg/L时,Ni的存在利于颗粒污泥的快速培养与污染物去除,且当Ni质量浓度为2.0 mg/L时,颗粒污泥混合液悬浮固体(MLSS)为5.4～5.6 g/L,泥水分离效果良好,COD,TN和TP的去除率分别提高至92.5%～94.6%、84.5%～85.9%和84.6%～85.2%。适量Ni提高了颗粒污泥胞外聚合物的含量。然而当Ni质量浓度为5.0 mg/L时,MLSS下降至4.3～4.7 g/L,污泥体积指数(SVI)升高至94.5～105 mL/g,污泥沉降性变差,此外COD、TN和TP去除率下降至81.6%～83.4%,80.1%～81.3%和80.1%～81.3%,低于对照组。微生物群落特征分析表明低浓度Ni提高了Proteobacteria和Bacteroidetes相对丰度,而5.0 mg/L Ni显著降低...     

氮负荷波动对厌氧氨氧化/反硝化协同脱氮效能影响

在厌氧折流板反应器(ABR)中探究厌氧氨氧化菌和异养反硝化菌的分步培养,以及进水氮负荷波动对系统性能的影响。结果表明,维持C/N为0.65,逐步提升总氮负荷(NLR),50 d左右可实现厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮,总氮去除率可达95.8%。NLR波动值低于1.04 kg/(m³·d)时,对工艺脱氮性能无显著影响。负荷变化幅度越大,厌氧氨氧化菌活性受抑制越显著,对反硝化菌基本无影响,负荷波动值达到2.10 kg/(m³·d)时厌氧氨氧化对氮的去除贡献(C_A)下降至54.8%,反硝化耦合厌氧氨氧化协同脱氮可有效提升系统的稳定性。胞外聚合物(EPS)对系统负荷波动有较好的响应规律,负荷波动越大,EPS提高越多,有利于提高系统性能的稳定性。     

重金属镍对A2/O-BAF系统运行效能的影响及作用机制探究

针对重金属镍(Ni)对A²/O-生物曝气滤池(BAF)双污泥系统污染物及营养盐去除影响不明确的现状，开展了重金属Ni对双污泥系统对污染物和营养盐去除规律的影响的研究，分析了重金属Ni暴露下双污泥系统内污泥特征的变化规律，解析了微生物群落结构对重金属的响应特征。结果表明重金属镍浓度超过2.0 mg/L Ni降低了A²/OBAF双污泥系统对污染物和营养盐的去除能力。重金属Ni刺激了胞外聚合物(EPS)尤其是SB-EPS的分泌，并降低了污泥浓度及有机质占比。微生物群落结果分析表明Ni能改变微生物的群落结构，高浓度Ni降低了Proteobacteria、Actinobacteriota和Bacteroidota的相对丰度，从而降低了双污泥系统对污染物和营养盐的去除。研究结果为双污泥系统处理含Ni废水提供了一定的数据支撑和理论指导。     

典型纳米污染物和重金属复合胁迫抑制污水生物脱氮的机制解析

为明确金属纳米颗粒与重金属复合胁迫对活性污泥生物脱氮的影响,通过改变进水纳米Ag和Cu的浓度,探究了两者复合胁迫对生物脱氮的影响并揭示相关机制。结果表明,纳米Ag和Cu复合胁迫影影响生物脱氮性能,且与纳米Ag和Cu的暴露浓度有关。2.0 mg/L纳米Ag复合15.0 mg/L Cu组内COD和TN去除率下降至61.5%～68.9%和61.6%～62.3%,低于纳米Ag或Cu单独影响。此外,复合胁迫降低了污泥沉降性和有机质的含量并促进了胞外聚合物（EPS）的合成,EPS最大值高达125.6～128.5 mg/g,其中蛋白质和多糖的含量均显著增加。微生物群落结构受到纳米Ag和Cu污染而发生改变,并降低了Proteobacteria、Bacteroidetes和Nitrospirae的相对丰度。脱氮功能基因分析证实纳米Ag和Cu复合污染降低了生物脱氮相关机制。研究结果为金属纳米颗粒与重金属复合污染下生物脱氮技术提供了一定的数据支撑和理论依据。     

以活性污泥为接种污泥厌氧氨氧化工艺的快速启动及脱氮效能

以活性污泥作为接种污泥,研究了采用厌氧序批式生物膜反应器（anaerobic sequencing biofilm batch reactor,AnSBBR）进行低浓度含氮废水的厌氧氨氧化工艺的快速启动。通过调整进水溶解氧（dissolved oxygen,DO）和水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）等关键控制因素,加速厌氧氨氧化生物膜的快速形成。结果表明,启动运行40天后,发生明显的厌氧氨氧化反应。运行90天,氮去除效率（nitrogen removal efficiency,NRE）和脱氮负荷率（nitrogen removal loading rate,NRLR）分别达到99.7%和0.048 kg/(m³?d)。生物膜内部呈现红色,扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）发现厌氧氨氧化生物膜是由多个小聚合体形成,多为球菌,内部结构排列紧密。微生物群落进一步分析表明,厌氧氨氧化菌（AnAOB）主要为Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia,且在168天最高达到了12%的相对丰度,表明AnAOB成为生物膜内重要的优势菌属。     

重金属镉胁迫下好氧颗粒污泥脱氮除磷特征分析

为探究重金属镉(Cd)胁迫下,好氧颗粒污泥培养及脱氮除磷的特征,以絮状物质为探究对象,采用摇床震荡并添加不同剂量Cd胁迫下好氧颗粒污泥的形成及脱氮除磷特征。结果表明在低浓度Cd(0.1mg/L和0.5 mg/L)时,颗粒污泥浓度增加,污泥沉降性加强,而当Cd质量浓度为3.0 mg/L,颗粒污泥稳定时期混合液悬浮固体(MLSS)浓度下降至2.16～2.19 g/L,污泥体积指数(SVI)升高至124.6～129.5 m L/g。进水Cd影响颗粒污泥脱氮除磷,0.1 mg/L和0.5 mg/L Cd提高总氮(TN)去除效率至81.5%～82.3%和83.4%～83.6%,而当3.0 mg/L Cd降低TN去除效率至54.9%～55.6%。低浓度Cd对总磷(TP)去除影响不明显,而高浓度Cd抑制TP去除。元素分析表明Cd浓度降低颗粒污泥表面Na与Ca的含量。     

厌氧氨氧化反应器的快速启动及脱氮性能研究

为考察厌氧氨氧化反应器快速启动效果和脱氮性能,按照3∶1的体积比接种厌氧池厌氧污泥和氧化沟好氧污泥,运行77 d成功启动厌氧氨氧化反应。启动过程中反应器内污泥由黑色变为棕黄色最终变为红棕色,并逐渐颗粒化。采用高通量测序技术对启动成功后的厌氧氨氧化颗粒污泥进行微生物群落结构分析,发现主要菌门为：浮霉菌门(Planctomycetes)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria),其中浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度最大,占比41.98%。厌氧氨氧化菌(AnAOB)的优势菌属为Candidatus＿Brocadia属,占比为38.78%。反应器稳定运行阶段NH₄⁺-N和NO₂^--N平均去除率分别达到97.00%和98.58%,TN平均去除率及TN平均去除负荷分别达到81.57%和0.14 g/(L·d),化学计量比Δn(NH₄⁺-N...     

有机负荷率对厌氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水效能的影响探究

针对高浓度畜禽养殖废水厌氧处理效率低，构建了外循环厌氧反应器(EGSB)，开展了进水有机负荷率(OLR)对EGSB处理畜禽养殖废水过程内污染物去除效能及颗粒污泥形成规律的影响，并解析相关作用机制。结果表明进水OLR提高至9.0 kg/(m³·d),COD、氨氮及总磷去除维持在91.2%～95.3%、89.6%和76.9%，产气及甲烷产率分别提高至4.64～4.94 L/(L·d)和2.96～3.40 L/(L·d)。适宜提高OLR提高了污泥颗粒化，在工况III内，污泥浓度提高至6.1～6.5 g/L，大粒径污泥质量浓度增加。OLR提高增加了颗粒污泥内胞外聚合物(EPS)含量，并影响了EPS内蛋白质/多糖比值。此外，OLR能影响EGSB内微生物群落特征，且当OLR为9.0kg/(m³·d)时，Firmicutes、Bacteroidetes和Proteobacteria是主要的门级别微生物，且相对丰度分别高达25.6%、16.5%和15.2%。研究结果为畜禽养殖废水高效处理提供一定理论依据。     

盐度对厌氧氨氧化脱氮效能的影响

以实验室培养的Candidatus Jettenia属厌氧氨氧化颗粒污泥为种泥,通过批次与连续试验,考察了盐度对Anammox脱氮效能的影响。结果表明以Candidatus Jettenia为优势菌属的Anammox污泥对盐度的增加表现敏感。在连续试验中,UAFB反应器经55 d无盐环境的启动,总氮去除速率达到1.15 kg/(m~3·d),当盐度为5、7.5 g/L时,反应器脱氮效率分别下降了20%、60%,但仍能表现出显著的厌氧氨氧化效能。批次试验中,5、7.5、10 g/L盐度下,Anammox污泥活性分别下降了25%、55%、67%;盐度15 g/L时,Anammox菌失去活性。     

温度对推流式微氧污泥床脱氮效能的影响

研究了温度变化对推流式微氧污泥床(PMSB)运行过程中同步脱氮除碳处理低碳氮比污水效能的影响。结果表明,反应器在33℃运行,NH4+-N和TN去除率分别稳定在90%和80%以上,COD去除率达到91.5%。温度的阶段性下降(33~15℃)导致功能菌群活性受到抑制,污泥氮负荷(NRR)由75.5 mg/(g·d)降至15℃时51.3 mg/(g·d)。15~33℃污泥活化能为14.8 k J/mol,胞外聚合物(EPS)含量随着温度的降低显著升高。温度回升至30℃时脱氮效能迅速恢复,表明反应器对温度变化的适应性较强。     

温度对颗粒污泥处理畜禽养殖废水脱氮除磷效果的影响

建立序批式反应器,分析了不同温度下颗粒污泥对畜禽养殖废水脱氮除磷的影响。结果表明,颗粒污泥可有效处理畜禽养殖废水,并当温度由10℃提高至30℃,化学需氧量(COD)、氨氮及总磷(TP)的去除效率分别由70.6%～72.8%提高至80.6%～81.3%,71.2%～75.5%提高至85.6%～88.9%,75.8%提高至81.4%。此外,温度升高,促进了颗粒污泥的浓度及沉降性,促进了颗粒污泥内胞外聚合物(EPS)的含量,尤其是蛋白质(PN)的含量,当运行温度由10℃提高至30℃,PN的含量由46.5 mg/g升高至59.6 mg/g,元素分析表明温度升高促进了颗粒污泥内Na和Mg的百分比。     

温度对颗粒污泥处理畜禽养殖废水脱氮除磷效果的影响

建立序批式反应器,分析了不同温度下颗粒污泥对畜禽养殖废水脱氮除磷的影响.结果表明,颗粒污泥可有效处理畜禽养殖废水,并当温度由10℃ 提高至30℃,化学需氧量(COD)、氨氮及总磷(TP)的去除效率分别由70.6％ ～72.8％提高至80.6％ ～81.3％,71.2％ ～75.5％提高至85.6％ ～88.9％,75....     

不同氨氮含量对厌氧颗粒污泥理化特性的影响

通过序批式试验,研究了氨氮含量变化对厌氧颗粒污泥去除有机物及氨氮效能的影响,并通过紫外可见光谱（UV-Vis）、三维荧光光谱（EEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对厌氧颗粒污泥的溶解性微生物产物（SMP）、疏松胞外聚合物（LB-EPS）及紧密胞外聚合物（TB-EPS）进行了分析。结果表明,当进水氨氮浓度增加到1000 mg·L^-1时,厌氧颗粒污泥对COD去除率由对照组的94.19%下降至93.33%,其对COD去除影响不明显;但NH₄⁺-N去除率由40.6%降至7.9%,去除效率明显降低。UV-Vis谱图分析表明,LB-EPS与TB-EPS在205～210 nm处出现了吸收峰,表明其中均含有苯环与双键结构,且随着氨氮浓度的增大,吸收带出现了红移。EEM谱图分析表明,随着氨氮浓度的增大,SMP中芳香蛋白吸收峰强度降低,而在E_X/E_M为370～390/420～450 nm处的类胡敏酸吸附峰增强;对于LB-EPS而言,辅酶F₄₂₀吸收峰消失,表明高氨氮浓度对产甲烷菌的活性产生了抑制作用;同时TB-EPS类蛋白荧光峰发生了红移。而由LB-EPS的FTIR谱图可知,氨氮浓度为1000 mg·L^-1时,LB-EPS中存在较多的羧酸。通过利用UV-Vis、FTIR、EEM谱图可对厌氧颗粒污泥的SMP、LB-EPS、TB-EPS进行较为全面的分析,从而为指导厌氧反应器的运行提供科学借鉴。     

苯酚降低好氧颗粒污泥处理低C/N废水效能的机制探究

针对毒性有机物苯酚对好氧颗粒物运行效能影响不明确的现状,在室温条件下探究了不同苯酚浓度对好氧颗粒污泥(AGS)处理低C/N废水的效能的影响,并解析了相关机制。结果表明,苯酚降低了AGS对污染物的去除效能,降低了污泥浓度,导致沉降性下降,并提高了胞外聚合物(EPS)尤其是蛋白质的含量。5.0 mg/L苯酚暴露时,COD、总氮和PO₄^3--P去除效率分别下降至82.6%～84.6%、67.5%～71.6%和80.6%～84.3%,AGS浓度降至4.6 g/L,然而,SVI提高至120～127.5 mL/g,EPS含量提高至81.3～86.5 mg/g。苯酚暴露改变了AGS内微生物群落特征,当苯酚含量为5.0 mg/L时,Proteobacteria、Bacteroidetes和Nitrospirae的相对丰度下降至36.6%、21.3%和5.1%,远低于空白组。本研究结果为AGS处理含苯酚的低C/N废水提供了一定的数据支撑和理论依据。     

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,PO43--P的质量浓度在2.3?0mg/L对厌氧氨氧化顆粒污泥的脱氮效能没有明显的消极影响,而当P043--P的质量浓度为1.0mg/L时基质去除率93.160％比进水P...     

重金属对生物脱氮性能影响及活性污泥生物学效应的meta分析

目前有关重金属对于生物脱氮系统影响的研究较多,但受不同反应器工况和实验环境的影响,结论具有一定偏差,因此借助统计学方法评价多项研究的一致性十分有必要。为系统评估重金属对于生物脱氮系统的影响,采用meta分析方法,从数据库检索到2000年以来国内外发表的相关论文,通过统计分析论文的结果,分析了Cd²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺6种重金属离子对于SBR和厌氧氨氧化工艺脱氮性能的影响,Cd²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺3种重金属离子对于SBR活性污泥的生物学效应,及影响重金属毒性的主要因素。结果表明,SBR工艺对6种重金属的敏感性大小为Cr⁶⁺>Cu²⁺>Pb²⁺>Cd²⁺>Zn²⁺>Ni²⁺,厌氧氨氧化工艺对6种重金属...     

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。     

升流式厌氧氨氧化流化床反应器脱氮效能研究

采用升流式厌氧流化床反应器,研究高浓度厌氧氨氧化工艺的脱氮效能。接种普通好氧活性污泥,以低浓度配水(NH_4~+-N 60 mg/L,NO_2~--N 50 mg/L)驯化厌氧氨氧化菌,经150 d富集,填料表面形成红色生物膜,NH_4~+-N和NO_2~--N同步去除率高于80%,反应器成功启动;采用低基质进水(NH_4~+-N 60～300 mg/L,NO_2~--N 100～355 mg/L),随着进水容积负荷的增加,总氮去除负荷从0.39 kg/(m~3·d)提升至1.29 kg/(m~3·d);采用高基质进水(NH_4~+-N 390 mg/L,NO_2~--N 400 mg/L)时,总氮去除负荷降至1.08 kg/(m~3·d),150%回流能有效缓解基质对厌氧氨氧化菌的活性抑制,反应器总氮去除负荷逐渐恢复并升高至1.76 kg/(m~3·d),脱氮效能提高63%。     

有机物对厌氧氨氧化生物脱氮影响研究

以经过处理和未经处理的生活污水中添加碳酸氢铵、亚硝酸钠为试验用水,进行了两阶段对比研究,以期考察有机物对厌氧氨氧化生物脱氮效果的影响。研究结果表明,在平均pH值为8.07,ALK为855～1468mg/L、平均进水NH3-N、NO2--N、COD的质量浓度分别为325.57、301.63、139.35mg/L的条件下,二级串联反应器两阶段的TN去除率分别为78.63%、76.57%,COD去除率分别为64.54%、66.87%。在高氨氮、低碳氮比水质条件下,难降解有机物对厌氧氨氧化细菌活性没有太大影响。同时,扫描电镜观察结果证实,污泥中形成了以厌氧氨氧化球状菌为主,其它杆状菌、丝状菌共存的微生物混培体。此外,厌氧氨氧化菌表面附着的颜色较亮的白色小球,可能是反硝化菌。