以硫-铁为基质的自养反硝化深度脱氮性能研究

通过静态批次实验,探讨了硫自养反硝化、铁自养反硝化和硫铁协同脱氮系统的脱氮性能。实验结果表明,单质硫自养反硝化过程中pH由8.46降至5.46,反应前期NO₂^--N发生积累,最高达7.14 mg/L。TN和NO₃^--N随反硝化的进行呈不断降低趋势。反应5 d时TN去除率可达100%。零价铁粉的加入可以有效起到缓冲pH的作用。在硫铁协同脱氮系统中,硫铁体积比为2∶1、1∶1时,反应体系的pH可维持在6.54～7.12之间。硫铁体积比为2∶1时脱氮效果最佳,反应72 h时TN去除率可达98.5%,NO₃^--N去除率可达100%。在铁自养反硝化过程中,pH呈缓慢升高后逐渐稳定的趋势,由8.46增至10.02。与硫自养反硝化系统和硫铁协同脱氮系统相比,铁自养反硝化系统的脱氮性能最差,反应9 d时TN和NO₃^--N的去除率分别为40.52%、48.96%,且在该体系中NH₄⁺-N...     

铁基自养反硝化脱氮技术研究进展

为解决污水脱氮中碳源缺乏,投加碳源易造成二次污染等问题,业界将目光投向自养反硝化脱氮技术.综述了常见的自养反硝化技术,特别是铁自养反硝化技术的发展.分析了铁基自养反硝化原理以及pH值、温度、Fe/Fe2+浓度及存在形态、碳源等因素对反应过程的影响,阐述了铁自养反硝化技术及其耦合工艺的研究进展,并对铁基自养反硝化技术在应...     

硫/铁硫化物自养反硝化脱氮除磷研究进展

二级出水中的氮、磷浓度虽较低,但污水排放量大,是造成水体富营养化的原因之一;且二级出水的碳氮比低,采用传统反硝化工艺无法达到脱氮除磷的需求。利用硫/铁硫化物自养反硝化深度处理污水是有必要的。阐述了自养反硝化菌利用硫/铁硫化物进行反硝化脱氮除磷的基本原理,以及反硝化菌用铁硫化物作电子供体的反应途径,论述了水力停留时间（HRT）、温度、pH对硫/铁硫化物自养反硝化过程的影响。研究表明：增加HRT可以提高硫/铁硫化物自养反硝化对氮、磷的去除率;反硝化菌群属于嗜温性菌,温度低于20℃明显抑制反硝化速率;pH为6.5～7.0时硫/铁硫化物自养反硝化菌群的活性最高,对氮、磷的去除效果最好;硫氮比、COD等也会影响硫/铁硫化物自养反硝化对氮、磷的去除效率。介绍了前人研究硫/铁硫化物自养反硝化过程中主要的微生物种类和相对丰度,总结了国内外关于硫/铁硫化物自养反硝化脱氮除磷的工程实际应用,并指出工艺中存在的问题及解决方向。     

三维生物膜电极反应器氢自养反硝化脱氮技术进展

三维生物膜电极法是一种电化学与生物技术耦合的方法,具备电化学硝酸盐去除的优点(高效率、无污泥产生、使用小反应器和低投资成本),同时,也有可能存在克服生物过程的一些缺点(缓慢过程、有机残留物).综述了三维生物膜电极反应器(3D-BER)反硝化过程中主要的影响因素的研究进展:电流、水力停留时间、酸碱度、碳源、温度以及电极材...     

低氮浓度下的硫自养反硝化深度脱氮研究

构建硫自养反硝化反应器分别探究污水处理厂二级出水的深度脱氮与尾水的极限脱氮。研究结果表明,在DO的质量浓度低于0.5 mg/L, HRT为15 min的条件下,二级出水TN的质量浓度由10 mg/L左右稳定降至5 mg/L以下,出水TN可达到昆明市地方标准DB5301/T 43—2020《城镇污水处理厂主要水污染物排放限值》中A级标准;在DO的质量浓度低于0.5 mg/L, HRT为20 min的条件下,尾水TN的质量浓度由6 mg/L左右稳定降至1 mg/L以下,出水TN可达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水标准。采用高通量测序对反应器内微生物群落结构进行分析,结果表明在属水平上硫自养反硝化优势菌群有Thiobacillus和Sulfurimonas。     

硫自养反硝化用于脱氮的研究进展

主要介绍了硫自养反硝化的原理以及影响硫自养反硝化的主要因素如电子供体类型、pH值、温度、水力停留时间等;并阐述了不同类型填料对硫自养反硝化反应器的脱氮效果;对异养反硝化、厌氧氨氧化、臭氧氧化与硫自养反硝化等不同组合工艺进行了分析,对硫自养反硝化工艺的发展方向进行了展望。     

同时硝化反硝化脱氮反应器的强化

培养大量厌氧污泥污泥中含以氨为电子供体的反硝化细菌。将厌氧污泥包裹于布中,制成无数小球,悬挂在含好氧污泥的好氧反应器中。因小球粒度较大,溶解氧不易穿透,造成良好的缺氧、厌氧环境,好氧反硝化脱氮效果良好。脱氮速率达到8.8～12.4mg/L·h。当COD/N=2.3、DO=1.8～2.4mg/L、好氧污泥与厌氧污泥体积比为2∶1时脱氮效果较好。     

亚硝化反硝化生物脱氮

对影响亚硝化及反硝化生物脱氮的研究结果进行了总结和评述。内容包括游离氨、温度、pH、溶解氧、酚、氯酸钠等因素对亚硝化型硝化的影响,以及HNO2对反硝化速率的影响和酚、氨在反硝化过程中充当电子供体的研究。     

反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统深度脱氮对比研究

对比分析了反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统在不同进水条件和不同水力停留时间（HRT）下的脱氮效果。结果表明,当进水COD较高即外部碳源较为充足时,反硝化颗粒污泥系统和反硝化生物膜系统脱氮效果接近;而当进水总氮浓度较高即外部碳源受限时,生物膜系统的脱氮效果优于颗粒污泥系统。在不同的HRT条件下（3～6 h）,反硝化生物膜系统的深度脱氮效果均优于反硝化颗粒污泥系统,且当HRT=5 h时,两系统的脱氮性能均达到最高。实验结果表明反硝化生物膜系统在脱氮性能方面略胜一筹。但是,结合经济性和去除性能进一步分析可知,与生物膜系统相比,颗粒污泥系统具有占地面积小、无载体成本等低成本的显著优势,在既有工艺出水深度脱氮的工程实践中,可优先选择反硝化颗粒污泥工艺,并可通过控制颗粒粒径和系统运行参数等措施强化脱氮性能。     

自养亚硝化生物膜启动研究

采用纤维载体接种2种不同污泥研究亚硝化生物膜的启动及其关键性影响因子,在32℃和水力停留时间为10h和12h的条件下,分别经过130d和70d的运行,均成功实现了50%的亚硝化,其中进水负荷分别为248mg[NH3-N]/(L.d)和430mg[NH3-N]/(L.d)。研究表明:限氧(DO的质量浓度为0.5～1.0mg/L)和pH值为7.4～7.7是实现50%亚硝化的最佳条件;高温和较短的水力停留时间对生物膜中亚硝酸氧化菌没有明显的选择作用。     

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%。     

摇动床A/O法处理石化废水的试验研究

生物膜反应器近年来广泛应用于高浓度生活污水和工业废水的处理.采用日本新型Biofringe(BF)填料与A/O工艺相结合,并利用生物膜反应器的优点,处理石油化工废水.结果表明:水力停留时间为30 h,回流比为2.5的条件下,石油化工废水中COD、NH3-N、TN的平均去除率分别为88%、99%、70%,出水水质达到国家污水综合排放一级标准.     

高氮豆制品废水的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮工艺

采用序批式活性污泥法,通过控制溶解氧浓度开发出处理高氮豆制品废水的新工艺.实验结果显示,当曝气阶段反应器内溶解氧浓度保持在0.5 mg•L^-1左右时,曝气过程中NO^-₂-N/NO^-_x-N的比率始终维持在93%以上,并且曝气结束时,有大约87.6%的氨氮是通过同步硝化反硝化途径去除的.因此,控制反应器内溶解氧浓度在0.5 mg•L^-1左右时,在一个反应器内同时实现了亚硝酸型硝化反硝化和同步硝化反硝化.经过理论计算和机理分析,在此溶解氧下,亚硝酸菌的比增殖速率近似为硝酸菌的2.22～2.43倍,并且低溶解氧容易在活性污泥颗粒内形成进行反硝化作用的缺氧区.因此,在常温下,只要采用溶解氧传感器控制SBR反应器内溶解氧浓度在0.5 mg•L^-1左右,就可以实现稳定的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮工艺.     

硫代硫酸盐驱动自养反硝化耦合厌氧氨氧化强化总氮去除

通过在以硫代硫酸钠为电子供体的硫自养反硝化（SADN）反应器中加入厌氧氨氧化（ANAMMOX）污泥,成功构建了SADN耦合ANAMMOX自养脱氮系统。试验探究了耦合系统的启动与稳定运行期间的脱氮性能,在温度为(36±1)℃、进水总氮（TN）负荷为0.8kg/(m³·d)的条件下,耦合系统实现了高效稳定运行,总氮去除率最高达到94.6%,大于ANAMMOX理论最高总氮去除率89%。研究了S/N比（进水S₂O{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}-S与NO{}_{\mathrm{3}}^{-}-N的比值）对脱氮效果的影响,确定了最佳运行参数。其中,在进水S/N比在1.6~2.2时,耦合系统能够保持最佳的脱氮效率。ANAMMOX和SADN途径对总氮去除贡献率分别稳定在96.2%和3.8%左右,ANAMMOX在耦合体系中占据主导地位,进水总氮主要由ANAMMOX途径去除。通过批次实验测试长期运行后的污泥活性,结果表明SADN菌和ANAMMOX菌均能够保持较高的活性,两者在耦合体系中为底物互补的协同合作关系。     

Simultaneous removal of nitrogen and phosphorus from swine wastewater in a sequencing batch biofilm reactor

In this study, the performance of a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) for removal of nitrogen and phosphorus from swine wastewater was evaluated. The replacement rate of wastewater was set at 12.5%throughout the exper-iment. The anaerobic and aerobic times were 3 h and 7 h, respectively, and the dissolved oxygen concentration of the aerobic phase was about 3.95 mg·L?1. The SBBR process demonstrated good performance in treating swine wastewater. The percentage removal of total chemical oxygen demand (COD), ammonia nitrogen (NH4+-N), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) was 98.2%, 95.7%, 95.6%, and 96.2%at effluent concentrations of COD 85.6 mg·L?1, NH4+-N 35.22 mg·L?1, TN 44.64 mg·L?1, and TP 1.13 mg·L?1, respectively. Simultaneous nitrification and denitrification phenomenon was observed. Further improvement in removal efficiency of NH4+-N and TN occurred at COD/TN ratio of 11:1, with effluent concentrations at NH4+-N 18.5 mg·L?1 and TN 34 mg·L?1, while no such improvement in COD and TP removal was found. Microbial electron microscopy analysis showed that the fil er surface was covered with a thick biofilm, forming an anaerobic–aerobic microenvironment and facilitating the removal of nitrogen, phosphorus and organic matters. A long-term experiment (15 weeks) showed that stable removal efficiency for N and P could be achieved in the SBBR system.     

自养脱氮工艺有机物去除段与硝化段精确分离的实现与实时控制

为了实现城市污水处理过程中的节能降耗,提出了三段式城市污水自养脱氮工艺,阐述了除有机物SBR在整套工艺中的重要地位,探讨了不同曝气量与污泥浓度条件下,除有机物SBR中有机物的去除特征与规律。结果表明,在不同的曝气量及污泥浓度条件下,COD降解结束前NO₂^--N与NO₃^--N的浓度均低于0.1 mg·L^-1,反应器进入COD难降解阶段后,NO₂^--N与NO₃^--N的浓度快速提高,可以认为在除有机物SBR内有机物的去除和硝化过程是分步进行的,即先进行有机物的去除,而后进行硝化过程。DO曲线与pH曲线的突越点与除有机物过程的终点始终保持一致,可将其作为实时控制参数监测有机物的去除终点,对好氧曝气过程进行实时控制。     

移动床生物膜反应器脱氮除磷技术

本文简要介绍了移动床生物膜反应器的特点,总结了移动床生物膜反应器脱氮和除磷的影响因素,指出序批式的运行方式可以同时达到脱氮和除磷的效果。     

膜生物反应器脱氮除磷技术的研究进展

膜生物反应器(MBR)脱氮除磷技术是一种新型的脱氮除磷技术,在单一好氧膜生物反应器基础上,向与A/O、A2/O和SBR等工艺形式相结合的方向发展。介绍了近年来膜生物反应器在脱氮除磷方面的基本特点、研究现状、存在问题,分析了运行方式、技术参数对处理效果的影响,并指出了膜生物反应器脱氮除磷技术的发展方向。     

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.