耦合式污水脱氮技术的研究进展

基于微生物的协同作用概述了耦合式污水脱氮技术的研究现状,主要包括同步硝化反硝化,厌氧氨氧化与反硝化协同,同时反硝化产甲烷,厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化耦合等,并且阐述了这些过程的原理、实现工艺及特点,以期为实现污水的有效脱氮提供参考。     

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。     

回流比对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮性能的影响

为提高厌氧氨氧化与反硝化耦合系统的脱氮性能,试验开展了回流比对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮的影响研究。试验通过设置回流比分别为0%、100%、150%、200%和300%,测定反应系统氨氮、硝氮去除率,确定厌氧氨氧化与反硝化耦合工艺运行的最佳回流比。结果表明:回流比为150%为最适回流比,此时氨氮去除率达36%,硝氮去除率达50%,耦合系统运行平衡稳定。     

厌氧氨氧化菌种类及其与各类功能菌在ANAMMOX系统内的协作

对目前所发现并报道的共计6个属27种厌氧氨氧化菌进行了总结,结合厌氧氨氧化与短程硝化、短程反硝化、反硝化、厌氧甲烷氧化以及硫自养反硝化5类耦合脱氮工艺,介绍了厌氧氨氧化菌与氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、硫自养反硝化菌以及厌氧甲烷氧化菌之间的相互协作过程,比较了各工艺的优势与不足,归纳了5类耦合工艺的研究重点与难点。认为可以通过多参数在线监测技术的开发及各耦合工艺模型的建立,以达到对反应工况实时控制;同时随着对各生化反应电子传递链,以及基于厌氧氨氧化的污水处理工艺内各功能菌群的协作关系的深入了解,存在问题将迎来更优化的解决方案。     

基于厌氧氨氧化的低碳氮比城市污水同步脱氮除磷工艺研究进展

低碳氮比城市污水的高效低耗同步脱氮除磷是水污染防治的重点和难点问题，开发和应用低碳高效的脱氮除磷技术和工艺具有重要经济和环境效益。本文总结了同步脱氮除磷技术的发展历程，重点探讨了基于厌氧氨氧化强化的城市污水同步脱氮除磷新工艺和新技术，包括基于传统除磷与全程自养脱氮耦合工艺、反硝化除磷与厌氧氨氧化自养脱氮耦合工艺、部分厌氧氨氧化强化同步脱氮除磷等。其中基于部分厌氧氨氧化同步脱氮除磷的工程案例表明：短程反硝化耦合厌氧氨氧化可实现厌氧氨氧化菌的富集，同时解决低温对脱氮除磷性能的抑制。该技术利用原水碳源，在不同尺度的研究中均体现出深度的脱氮除磷效果。本文还比较了不同工艺的技术特点及工程应用前景，对未来研究的重点提出了展望，可为后续主流城市污水氮磷同步去除工艺的开发与优化提供参考。     

畜禽养殖废水甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化除碳脱氮探讨

甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化均是实现养殖废水除碳脱氮的途径,与传统除碳脱氮相比,三者联合作用途径占地面积小、运行费用少、能源消耗低、污泥产量少,在养殖废水处理中有着十分广阔的应用前景。文中介绍了甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化反应机理;分析了厌氧氨氧化、甲烷化、反硝化脱氮效果和稳定运行的影响因素及其耦合可行性;论述了目前甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化的耦合研究;提出了后期对甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化用于养殖废水处理研究的展望。     

新型污水脱氮工艺研究进展

阐述了污水脱氮的反应工艺,综述对比了厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺、短程硝化反硝化(SHARON)工艺、限氧自养硝化-厌氧反硝化(OLAND)工艺、短程硝化-厌氧氨氧化(SHARN-ANAMMOX)工艺和单相CANON(SHARON-ANAMMOX)这五种生物脱氮工艺工作原理,脱氮效果和工艺的优缺点。     

新型生物脱氮工艺的研究和进展

该文介绍了新型的脱氮理论及工艺,如将硝化反应控制在亚硝酸阶段、随后脱氮的短程硝化反硝化,在一个反应器中同时完成,硝化和反硝化的同步硝化反硝化以及在反硝化氨氧化菌作用下,由亚硝酸盐直接氧化氨氮完成脱氮的厌氧氨氧化等。     

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。     

pH值对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮性能的影响

厌氧氨氧化与反硝化耦合系统在运行过程中容易受到很多因素的影响,包括温度、水力停留时间、C/N、pH值等。试验开展了p H值对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮的影响研究。试验通过设置p H值梯度为7.0、7.5、8.0和8.5,测定反应系统氨氮、硝氮去除率,确定厌氧氨氧化与反硝化耦合工艺运行的最佳p H值。结果表明:pH值为7.5时最适宜,此时氨氮去除率达55%,硝氮去除率80%左右,耦合系统运行平稳恒定。     

厌氧氨氧化过程的工艺研究

氨的厌氧氧化（Ananmaox）是指在厌氧条件下,通过特定的兼性和专性厌氧的自养细菌的作用,将NH4^＋-N和NO2^--N反应转化为N2的过程。ANAMMOX工艺与传统工艺相比有明显的优越性。介绍了可能的厌氧氨氧化反应机理、参与的细菌和可行的工艺以及存在的问题。     

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%。     

低含量氨氮污水厌氧氨氧化影响因素研究

采用厌氧复合床,经自养型反硝化过程转化,成功启动了厌氧氨氧化反应器,共耗时165d.反应器启动成功后,TN容积负荷达到0.17 kg·m~(-3)·d~(-1),NO_2~--N与NH_4~+-N去除率分别为100%和93%.在此基础上,研究了pH、温度及不同有机质对厌氧氨氧化反应过程的影响,并通过正交及对比试验确定各因素的最佳控制条件.结果表明,在氨氮的质量浓度较低(～18mg·L~(-1))条件下,厌氧氨氧化反应pH=8.0.温度30℃、有机质(TOC)的质量浓度为40 mg·L~(-1)时,反应达到最佳状态.     

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。     

CANON工艺处理实际晚期垃圾渗滤液的启动实验

针对晚期垃圾渗滤液NH₄^--N浓度高、C/N低、深度脱氮困难的问题,采用CANON工艺在曝气/缺氧搅拌循环交替的运行方式下,处理晚期垃圾渗滤液实现了深度脱氮。系统经过130 d的驯化培养后成功启动,长期试验研究结果表明,在进水COD、NH₄^--N、TN浓度（mg·L^-1）分别为2050±250、1625±75和2005±352情况下,出水COD、NH₄^--N、TN浓度（mg·L^-1）能达到407±14、8±4和19±4,总氮去除率达到了98.76%。在未投加外碳源的情况下,CANON工艺在曝气/缺氧搅拌的运行方式下实现了对晚期垃圾渗滤液的深度脱氮。此外,经荧光原位杂交（FISH）检测表明,在该运行方式下能够成功富集氨氧化菌和厌氧氨氧化菌,各占总菌数的19.5%±1.3%和42.7%±5.02%,为CANON工艺用于处理晚期垃圾渗滤液的工程应用提供参考。     

厌氧氨氧化生物脱氮工艺的快速启动策略综述

厌氧氨氧化工艺的启动过程就是厌氧氨氧化菌不断富集和活性逐步提高的过程。本文综述了实现厌氧氨氧化工艺快速启动的基本策略,并总结了厌氧氨氧化工艺启动成功的主要特征。相关文献表明,培养生物膜能够有效地减少菌种流失,接种污泥颗粒化有利于厌氧氨氧化颗粒污泥的形成,进而缩短反应器的启动时间。     

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。     

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。     

Nitrite accumulation characteristics of high strength ammonia wastewater in an autotrophic nitrifying biofilm reactor

Selective nitrification was carried out to accumulate nitrite from high strength ammonia wastewater in an autotrophic nitrifying biofilm reactor. Nitrification efficiencies and nitrite accumulation characteristics were investigated at various operating conditions such as ammonium load, oxygen supply and free ammonia concentration. The biofilm reactor showed very stable nitrification efficiencies of more than 90% at up to 2 kg NH₄‐N m^?3 d^?1 and the nitrite content was maintained at around 95%. Inhibition by free ammonia on nitrite oxidizers seems to be the major factor for nitrite accumulation. Batch kinetic analyses of ammonium and nitrite oxidation showed that nitrite oxidation activity was selectively inhibited in the presence of free ammonia. However, the activity recovered quickly as the free ammonia concentration decreased below the threshold inhibition concentration. Examination of specific ammonia and nitrite oxidation activities and the most probable number indicated that the number of nitrite‐oxidizing microorganisms in the nitrite‐accumulating system was less than that in the normal nitrification system due to long‐term free ammonia inhibition of the nitrite oxidizers. The reduced population of nitrite oxidizers in the biofilm system was also responsible for the accumulation of nitrite in the biofilm reactor. © 2003 Society of Chemical Industry     

厌氧氨氧化反应器的启动方法研究进展

厌氧氨氧化反应器的启动时间过长是制约厌氧氨氧化在工程实践中发展和应用的一个关键性因素,因此实现厌氧氨氧化反应器的快速启动对于该项技术的推广意义十分重大。分析比较了选取不同类型的反应器和接种不同类型的污泥对于厌氧氨氧化反应器启动时间及脱氮效果的影响,并对今后的研究方向提出了建议。