异养硝化-好氧反硝化复合菌剂的固定化与脱氮性能研究

以活性炭、海藻酸钠、聚乙烯醇为包埋载体，氯化钙、硼酸为交联剂，通过Box-behnken响应面法优化固定化方案，制备由异养硝化-好氧反硝化菌Pseudomonas indoloxydans LJ9、Pseudomonas mendocina YG8、Paracoccus versutus LJ2组成的复合菌剂，验证固定化复合菌剂的脱氮效果。结果表明:包埋载体最佳组合为聚乙烯醇10%，海藻酸钠3%，活性炭1%;交联剂最佳配比为硼酸3%，氯化钙1%，交联剂总体积为100 m L;固定化异养硝化菌剂96 h时NH4+-N去除率、总氮(TN)去除率分别为97.84%,93.12%;固定化好氧反硝化菌剂在72 h NO3--N去除率、TN去除率分别为100%,85.67%。     

一株好氧反硝化细菌的分离与鉴定试证

为筛选好氧反硝化细菌,采用SBR反应器,通过间歇曝气方式对活性污泥体系中好氧反硝化细菌进行选择和富集,从污泥中筛选出一株好氧反硝化细菌f4,该菌株在完全好氧的条件下可高效地将NO3-N反硝化为N2,对NO3-N去除率达到90%以上,并不产生NO2-N的累积,反硝化过程或氮气生成过程都发生在对数生长期,其培养特征为ORP降低和反硝化产碱.经过生理生化鉴定和16SDNA测序,建立系统发育树,可基本确定分离的菌株f4Pseudomonas.sp.     

电子受体质量浓度对反硝化除磷过程的影响

目的为研究一种最佳的节能生物除磷方法.方法在传统SBR反应器中,考察了分别以NO3--N和NO2--N为电子受体的反硝化除磷过程中的脱氮吸磷现象.结果试验表明以NO3--N为电子受体硝酸型反硝化除磷过程在除磷效果上要优于以NO2--N为电子受体的亚硝酸型反硝化除磷体系,TP去除率可高出20%,但脱氮效果相对低9%.结论将电子受体浓度控制在最佳条件下,有利于反硝化脱氮除磷效果.     

污水反硝化脱氮的固态有机碳源选择实验研究

选择7种研究较少的纤维素类物质花生壳、核桃壳、竹子、莲蓬壳、丝瓜络、原棉和稻壳作为反硝化菌的固态有机碳源,以活性污泥为接种物在锥形瓶中进行对比反硝化实验,研究了实验过程中NO3--N、NO2--N、COD、pH值的变化情况。研究结果表明,丝瓜络和原棉相对其他选择的固态有机碳源上有较高的NO3--N去除率。中间产物NO2--N的积累与NO3--N去除率相关,当NO3--N去除率>95%,无NO2--N的积累;当NO3--N去除率在40%~95%之间,容易产生NO2--N的积累;当NO3--N去除率更低时,也无NO2--N的积累。     

异养型同步硝化反硝化处理工艺群落结构

为研究异养型同步硝化反硝化工艺微生物菌群结构的变化,从生物陶粒反应器中筛选出6株异养硝化细菌,经过12 d好氧培养,6株异养硝化细菌对COD的去除率在45%以上,总氮和氨氮最终去除率在60%以上.采用污泥驯化手段富集好氧反硝化细菌,从污泥分离纯化得到5株好氧反硝化细菌.f1、f2、f3、f5、f7的TN去除率分别为90.4%、91.2%、94.6%、95.6%、97%.将6株异养硝化细菌和5株好氧反硝化细菌扩大培养后,建立SBR反应器进行氨氮去除的试验研究.PCR-DGGE图谱表明,在反应器运行的不同时期,微生物群落结构发生动态演替.2 d与15 d相似性为47.62%,15 d与30 d相似性最高为72%,2 d与30 d相似性最低为42.86%.测序结果显示,在反应器稳定运行期间,筛选的异养硝化细菌wgy5,wgy21,好氧反硝化细菌d5和Pseudomonas sp.的细菌是系统的优势菌群.     

反硝化过程中亚硝酸盐积累特性分析

在分段进水工艺处理城市废水实现深度脱氮（TN〈5 mg.L-1）研究中,采用SBR反应器,分别以甲醇或葡萄糖为碳源研究了反硝化过程中亚硝酸盐（NO2--N）的积累情况、pH和ORP变化规律及动力学特性。结果表明,2种碳源系统、不同碳氮比（C/N）条件下反硝化过程均出现明显的NO2--N积累。相同C/N下,在NO2--N积累阶段,葡萄糖碳源系统的NO2--N积累浓度明显大于甲醇碳源,但2种碳源的NO3--N还原速率均大于NO2--N还原速率,且随C/N增加NO2--N的积累浓度逐渐增加,积累时间逐渐缩短。而高C/N下葡萄糖碳源的NO3--N还原速率及NO2--N积累浓度却呈现出下降的趋势。此外,pH和ORP变化规律可很好地表征反硝化过程中NO2--N积累的特征点,通过pH和ORP曲线的第2个拐点可指示反硝化过程的＂真正＂结束。     

以ORP作为SBR反硝化过程亚硝态氮积累过程控制参数

为避免序批式活性污泥法(SBR)工艺生物脱氮反硝化过程毒性更大的亚硝态氮(NO2--N)排入受纳水体,以缺氧/厌氧上流式厌氧污泥流化床(UASB)预处理的实际垃圾填埋场渗滤液为研究对象,考察了以氧化还原电位(ORP)作为SBR反硝化过程NO2--N积累控制参数的可行性.结果表明:对于4种不同N初始的ρ(NO3--N),NO 2--N均实现明显积累,积累速率分别为0.117、0.136、0.235、0.068/d.反应过程中,ORP曲线先后出现NO 3--N和NO 2--N拐点,表明硝态氮和亚硝态氮还原反应结束.对于有明显亚硝态氮积累的反硝化过程,仅以NO 3--N作为反硝化速率(rDN)的单值函数是不准确的,应以总氧化态氮计,如以NO 3--N作为底物,将其定义为"名义"rDN.温度分别为14.2、13.9℃低温,5种不同n(C)/n(N)条件下,亚硝态氮均积累,亚硝态氮峰值点为速率平衡点.当n(C)/n(N)低于理论值时,相对NOx--N→N2的全程反硝化碳源不充足,但相对于NO3--N→NO2--N的转化碳源充足.     

电化学/催化加氢工艺去除硝酸盐的动力学及机理

为解决地下水硝酸盐(NO3--N)污染问题,采用电化学/催化加氢耦合工艺对其进行去除,重点考察该工艺对NO3--N的降解动力学及反应机理.结果表明,电化学/催化加氢耦合工艺在厌氧条件下能够在短时间内将NO3--N完全去除,去除速率(以N计)可达72.6 mg·L-1·h-1,反应符合二级反应动力学规律,常数k=0.005 5 cm2·m A-1·min-1.水中NO3--N一部分由电化学反硝化降解去除,另一部分由催化加氢还原去除,两种反应通过电解水产H2反应耦联成为一个整体,宏观上符合电化学反硝化机理.     

硫自养反硝化同步脱氮除硫启动试验

目的 研究单一反应器内硫自养反硝化同步脱氮除硫的启动方法 及过程,同时考察脱氮除硫效果.方法 选择厌氧生物滤池为生物反应器,采用普通厌氧消化污泥为接种污泥,以自配的含S2--S和NO3--N的废水为进水,进水容积负荷分别为0.24 kg/(m3·d)、0.105 kg/(m3·d),经过15 d的间歇运行和15 d的连续运行,对硫自养反硝化的启动过程进行研究.结果 经过30 d的运行启动,S2--S和NO3--N的去除率基本稳定在90%及80%以上,去除负荷分别为0.238 kg/(m3·d),0.093 3 kg/(m3·d),S0及NO2--N的生成率分别为75%与64%左右.结论 反应器在短时间内成功筛选并富集了硫自养反硝化菌,S2--S和NO3--N达到很高的去除负荷,硫自养反硝化反应器成功启动.     

利用间歇曝气实现短程硝化的影响因素

目的研究在短程硝化实现过程中,曝气频率、pH值、DO质量浓度对NO2--N积累的影响．方法以实际生活污水为试验水样,利用N—SBR系统内培养驯化的亚硝化细菌,在间歇曝气条件下,通过控制不同曝气频率、pH值、DO质量浓度,采用静态试验的方式进行短程硝化试验．结果在一定范围内曝气频率越短越有利于亚硝化细菌的生长,在pH值为7．5—8．0时可以实现短程硝化反应;当曝气频率为曝气15min／停曝15min、DO质量浓度为1mg／L时NO2-N积累率最高达到了94．34％．结论间歇曝气方式可以在较短的时间内完成亚硝化细菌的培养驯化,有效地实现短程硝化,减少了能源和碱度的消耗,是一种经济可行的方式．     

产甲烷反硝化工艺处理畜禽粪液可行性试验研究

接种颗粒污泥于厌氧反应器,以含有葡萄糖和亚硝氮的模拟废水为进水,进行同一反应器产甲烷反硝化的研究。结果表明,在50d的启动运行中,当反应器中COD和NO2--N负荷分别从1.5kg·m^-3·d^-1和0.15kg·m^-3·d^-1逐渐增加至10.5kg·m^-3·d^-1和1.05kg·m^-3·d^-1后,COD去除率大于80%,NO2--N去除率大于98%;反应器稳定运行后对畜禽粪液进行处理,当COD和NO2--N负荷分别从2kg·m^-3·d^-1和0.2kg·m^-3·d^-1逐渐提高至7kg·m^-3·d^-1和0.7kg·m^-3·d^-1后,COD去除率从50%逐渐提高至80%,亚硝态氮去除率大于98%。因此,同一反应器产甲烷反硝化去除畜禽粪液有机质和氮是可行的。     

微电解法对废水脱氮处理的研究

为解决传统生物脱氮工艺存在的流程长、运行费用高、脱氮率低等问题,采用微电解法对高含氮废水脱氮处理进行研究.在原电池的基础上,用铁炭微电解法对NO2--N进行还原到氮气,最终达到废水脱氮的目的.着重分析pH、m(Fe)/m(C)、反应时间、混凝条件等反应条件对NO2--N和TN去除率的影响.同时,从经济效益方面与传统脱氮工艺进行分析比较.结果表明:微电解法控制进水pH为1.5~3.0,水力停留时间为60 min,m(Fe)/m(C)为1.1∶1.0,混凝pH为8.5~9.0和沉降时间为40 min时,NO2--N的去除率可高达75%以上,TN的去除率可达52%左右.微电解法对各种高含氮废水的脱氮处理是切实可行的,并且用废刚玉粉末取代活性炭,可以获得以废治废的环境效益和经济效益.     

Characterization of phosphorus removal bacteria in （AO）^2 SBR system by using different electron acceptors

The enhanced biological phosphorus removal (EB-PR) process is an economical and environmentallyfriendly technology for removing phosphorus fromwastewater, where the phosphorus removal bacteria isthe key functional organism[1]. According to the origi-nal c…     

电极生物膜法处理水中硝酸盐氮的试验研究

采用电极生物膜工艺处理含硝酸盐氮的饮用水。研究结果表明,反应器进水硝酸盐氮35 mg/L,I=60 mA,HRT=8 h,n(C):n(N)=4,2,1时,出水硝酸盐氮去除率均>95％;无外加有机物时,在I=60、100 mA,HRT=12 h的条件下,硝酸盐氮去除率分别为60％和95％。在异养条件下,从电极生物膜反应器中共培养分离出24株菌株,其中18株具有反硝化脱氮能力,占分离菌株数的75.0％(以肠杆菌科和假单胞菌属为主);在自养条件下,共分离出16株菌株,其中11株具有反硝化脱氮能力,占分离菌株数的68.8％(以假单胞菌属为主)。     

热冲击法实现包埋活性污泥稳定亚硝化

亚硝化是一种节能的工艺,在处理高氨氮质量浓度和低Ｃ/Ｎ比污水时具有较高的可行性。本研究通过热冲击的方式处理包埋活性污泥,成功实现了NO2--N的积累。研究中发现,在60℃温度下热冲击10min,亚硝酸盐氧化菌(Nitrite oxidizing bacteria,NOB)活性就将完全消失,而氨氧化菌(Ammonia oxidizing bacteria,AOB)仍有一定活性。PCR-DGGE发现,热冲击后包埋颗粒内残留的NOB主要是Candidatus Nitrospira defluvii,只有当生物量达到一定值后时才能显现出硝化性能。研究还对60℃和70℃热冲击后的包埋颗粒进行了连续流实验,发现热冲击后的包埋颗粒均能维持稳定的亚硝化,但温度越高,达到亚硝化所需的时间越长。在维持65d的稳定亚硝化后,反应器内开始出现NO3--N积累,重新对包埋颗粒进行热冲击,反应器可以再次实现稳定的亚硝化。     

亚硝酸盐氮对生物除磷系统的影响

为全面评价亚硝酸盐氮对生物除磷系统的影响,采用两个SBR系统,模拟厌氧/好氧及厌氧/缺氧(以硝酸盐氮为电子受体)除磷系统,分别考察亚硝酸氮对二者的影响.结果显示:亚硝酸盐氮对好氧除磷系统的影响远大于缺氧除磷系统,亚硝酸盐氮对好氧和缺氧除磷在每克挥发性悬浮固体加入0.88和6.72 mgNO 2--N时会对生物活性产生抑制.同时发现在以硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷基础上采用逐渐增加亚硝酸氮质量浓度的方法驯化聚磷污泥,可以增加污泥对亚硝酸盐氮的适应性,并最终可以选择亚硝酸氮作为唯一电子受体吸磷,但其除磷效率低于以氧和硝酸盐氮为电子受体的除磷系统.     

污泥厌氧发酵物强化低碳氮比生活污水脱氮除磷

为降低使用污泥厌氧发酵物作碳源时的成本,以及简化使用步骤,研究将既不进行发酵液与污泥的分离,也不去除副产物氮和磷的污泥发酵物直接作生活污水脱氮除磷碳源的可行性.以实际低碳氮比城市生活污水为处理对象,将不同量的污泥碱性发酵物(0,20,50,100,200 mL,对应的SCOD质量依次为0,79,198,396,792 mg)作为生物反硝化脱氮和厌氧释磷的碳源,考察脱氮和释磷情况.结果表明:随着投加量的增加,反应结束时氮氧化合物(NO~-_x-N)先降低后升高,当投加量为50 mL(SCOD质量为198 mg、氮质量为12.9 mg、碳氮比为15.3)时,NO~-_x-N质量浓度最低,仅为1.2 mg/L且全部以NO~-_2-N的形式存在,对应的反硝化效率为94.9%;厌氧释磷过程随着污泥发酵物投加量的增多,释磷量不仅没有升高,反而会降低,当投加量为20 mL(SCOD质量为79 mg、氮质量为5.2 mg、磷质量为1.6 mg、碳氮比为15.3、碳磷比为49.5)时,反应结束时释磷量最多,高达23.8 mg/L.此外,通过模拟硝化过程、反硝化过程以及鉴定细胞形态,得出污泥发酵物中硝化细菌和反硝化细菌的细胞结构遭到破坏,其活性均被抑制,即发酵物的引入不影响污水脱氮除磷系统主要菌群结构的稳定性.因此,污泥厌氧发酵物直接做生活污水脱氮除磷的碳源是可行的,本研究中对于反硝化脱氮,50 mL为最佳投加量,对于厌氧释磷,20 mL为最佳投加量.     

矿化垃圾填料对污水中氮磷去除能力的动力学研究

矿化垃圾填料具备良好的粒径级配,表面为不规则的多面体,Fe、Al和Ca成分含量高,具备成为优良磷库的条件。培养实验结果可采用Langmuir吸附等温线模拟,计算所得矿化垃圾磷的饱和吸附量为2 914 mg.kg-1。矿化垃圾吸附磷的饱和吸附量和吸附速率均为粘土的3倍多,磷的解析率仅约为30%。硝化培养实验前24 h内,矿化垃圾中氨氮的浓度从129 mg N.kg-1下降到83.0 mgN.kg-1;硝酸盐氮含量相应地从137 mg N.kg-1上升到170 mg N.kg-1。而同期内粘土中氨氮的浓度下降和硝酸盐氮含量的上升幅度分别为矿化垃圾的1/2和1/6。反硝化培养过程中,矿化垃圾中硝酸盐氮零级动力学降解速率常数K值为粘土7.5倍。     

晚期渗滤液短程生物脱氮的实现

在SBR反应器中利用游离氨（freeammonia,FA）、游离亚硝酸（freenitrousacid,FNA）对NOB（nitriteoxidizingbacteria,NOB）选择性抑制并耦合实时控制策略处理晚期垃圾渗滤液,成功实现持久稳定的短程生物脱氮,并研究了不同碳氮比及初始PH值对短程生物脱氮的影响。结果表明：通过FA和FNA对NOB的选择性抑制,在线检测反应中PH、DO和ORP数值,利用出现的“氨谷”、“ORP平台”“亚硝酸盐膝”等特征点作为运行操作控制时间点,准确得知反应进程,及时开始下一步操作,获得稳定短程生物脱氮。进水NH4＋-N浓度为108～177．3mg／L（平均值为138．7mg／L）时,亚硝积累率一直稳定达90％左右,乙酸钠为碳源时最佳C、N质量比为3,相对于混合液悬浮固体浓度的反硝化速率的平均值达到19．8mg·g-1·h-1NOx--N,出水NH3＋-N、NO2--N、NO3--N、TN分别小于6、2、1和30mg／L;初始PH值为8．5时,反硝化速率最大,pH介于7．5～8．5间,反硝化速率差异小于7．3％．