不同碳源对反硝化过程中亚硝酸盐积累的影响

采用葡萄糖和乙酸钠对反硝化污泥进行200 d的驯化培养后,通过批次试验研究不同碳源对反硝化过程中亚硝酸盐积累的影响。研究结果表明：采用葡萄糖培养的反硝化污泥以葡萄糖为碳源,反硝化过程中亚硝酸盐积累浓度较低;n(C)/n(N)为5时,NO^-₂-N最大积累浓度仅为13.79 mg·L^-1,最大NO^-₂-N积累率为31.20%。采用乙酸钠培养的反硝化污泥以乙酸钠为碳源,反硝化过程中亚硝酸盐能快速积累,且积累浓度较高;n(C)/n(N)为3,反应至120 min时NO^-₂-N积累浓度为37.86 mg·L^-1,NO^-₂-N积累率达到72.48%;该污泥以葡萄糖为碳源,反硝化过程中亚硝酸盐积累浓度也较高;n(C)/n(N)为3,反应至240 min时,NO^-₂-N积累浓度为24.41 mg·L^-1,最大NO     

苯酚反硝化降解特征分析

以苯酚作为碳源,NaNO3为反硝化氮源,接种成熟反硝化污泥,在厌氧发酵罐连续运行,定期取样分析苯酚、NO-x-N浓度变化情况,确定反硝化降解动力学特征;在线监测反应过程中pH和ORP变化规律;对反硝化污泥进行PCR-DGGE测定,分析系统微生物特征.在C/N比为4时,苯酚去除率83.3%,降解速率6.45mg/(g VSS·d),NO-x-N降解速率3.85mg/(g VSS·d).反硝化过程出现NO-2-N积累,最大积累率43.1%.pH和ORP曲线出现明显的"NO-2-N积累量最大点"和"反硝化真正结束点",可用来指示反硝化进程.苯酚反硝化降解细菌菌纲主要以Alphaproteobacteria,Gammaprotobacteria,Betaproteobacteria变形菌门和Bacteroidetes拟杆菌门为主;系统中检出了Altererythrobacter sp.,Bacteroides sp.,Pseudomonas baetica,Thermomonas sp.等苯酚、硝酸盐有效降解菌.     

改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺反硝化动力学性能

采用序批试验研究了在T=(15±1)℃条件下以生活污水、污泥水解酸化上清液、乙酸钠、甲醇、乙醇和葡萄糖为电子供体的活性污泥的反硝化性能以及pH变化规律和动力学特性.结果表明,乙酸钠的比反硝化速率和比耗碳速率最高,分别为4.13 mg/(g.h)和29.8 mg/(g.h),但其反硝化能力最低.污泥水解酸化上清液的反硝化速率与乙酸钠相当.反硝化菌需经若干周期的驯化后才能适应甲醇和乙醇电子供体.当要求直接提高反硝化速率时,不宜选择甲醇和乙醇为碳源.而葡萄糖电子供体系统在前10~120 min出现短暂的“ρ(NO_T^--N)还原停滞平台”,当大分子葡萄糖糖酵解为小分子有机物后,反硝化过程才顺利进行,糖酵解过程是葡萄糖反硝化过程的限速步骤.此外,不同电子供体反硝化过程pH变化规律可以间接指示反硝化动力学特性,其缺氧异养菌产率系数为0.68~0.73.     

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％．     

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。     

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),NO₂^--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NO₃^--N和NO₂^--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NO₃^--N作为反硝化速率(r_DN)的单值函数是不准确的,应以总氧化态氮计,如以NO₃^--N作为底物,将其定义为“名义”r_DN.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NO_x^--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.     

反硝化过程中亚硝酸盐积累研究

在一个SBR反应器中研究了反硝化过程中的亚硝酸盐积累现象。在低的pH和低C/N比(3和2.5)条件下有较明显的积累。pH为5.8左右有利于反硝化过程的亚硝酸盐积累。C/N比为3时,获得的亚硝酸盐积累率最大可达45%。虽然C/N比为2.5时的亚硝酸盐积累率降为37%,但其碳源药剂费用少,并且其出水COD浓度低,可减少后续处理费用。在C/N比为2.5时,硝酸盐降解速率、亚硝酸盐积累速率和亚硝酸盐降解速率随着初始硝酸盐浓度的增大而增大,最高分别达60.02、36.27、10.376 mg.N/(L.h)。而硝酸盐初始浓度40 mg.N/L以上时,对亚硝酸盐的积累率影响不大,为47.5%左右。     

Effect of p （COD）/p （N） on Nitrous Oxide （ N2 O） Production in Biological Denitrification

利用间歇式反应器（sequencing batch reactor,SBR）,以乙醇作为外加碳源,考察不同化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）与氮的质量浓度的比值对全程和短程反硝化脱氮过程中N：0产量的影响．全程反硝化过程中,调节p（COD）／p（N）为1．56、2．83、4．56、6．01和10．0,短程反硝化中调节p（COD）／p（N）为1．51、2．45、3．33、4．13和9．7．结果表明,全程和短程反硝化的最佳p（COD）／p（N）分别为6．01和4．13,硝酸盐和亚硝酸盐完全被还原,反硝化过程中几乎没有N2O产生,1g混合液悬浮固体（mixed liquor suspended solids,MLSS）每天还原的硝态氮和亚硝态氮分别可达0．077和0．089g．在碳源充足的条件下,反硝化速率不再随着有机物的增加而增加．在低p（COD）／p（N）时,短程反硝化过程中N2O产量远大于全程反硝化过程,最高可达0．607mg／L．在碳源不足时,亚硝酸盐对氧化亚氮还原酶（N2O reductase,N2OR）的抑制作用和p（COD）／p（N）不足是影响系统N2O产量增加的主要原因．     

阶段时间对CMICAO工艺低温运行特性的影响

研究了低温下多点交替进水阶式A2/O(CMICAO)工艺阶段运行时间对污染物去除率的影响,探讨了DO、ORP以及pH状态参数与污染物去除率之间的关系.结果表明,水温8～10℃,泥龄13 d,水力停留时间16h,污泥浓度2 680～3 560 mg/L,污泥回流比30％,阶段1至6的运行时间为3、2.5、2、3、2.5、2h时,工艺出水TN、氨氮、NO3--N和TP浓度的平均值分别为10.1、1.1、7.4和0.8 mg/L.硝化反应结束时,pH由下降转为上升,ORP上升趋于平缓,DO上升趋缓;反硝化结束时,ORP曲线明显跌落,pH由上升趋于平缓并略有下降;释磷结束后ORP曲线由下降趋于平缓.降低前好氧池DO浓度,有助于同步硝化反硝化作用的发生,从而提高脱氮效率,节省能耗.     

乙酸钠浓度对反硝化聚磷效果的影响试验研究

试验采用SBR反应器,以厌氧/缺氧方式运行时,投加不同浓度乙酸钠,观察其对反硝化聚磷效果的影响.试验结果表明∶乙酸钠为碳源,C/P比为30时,释磷量最大,且聚磷量/释磷量为1.58,高于其他C/P比,反硝化聚磷率达89%,脱氮率高达98%;C/P大于30或小于30,其反硝化聚磷效果均有所下降,最佳去除比例为ΔCOD∶ΔNO3∶ΔPO4=1∶0.18∶0.22(gCOD∶gN∶gPO4);C/P比小于40时,缺氧段反硝化速率大致相同,而C/P比越小,反硝化聚磷速率越大,但较低的碳源浓度易引起反硝化聚磷污泥的膨胀解体.     

碳氮比对短程硝化反硝化的影响

目的碳氮比是影响短程硝化反硝化生物脱氮工艺系统的主要因素之一,为了找到适合短程硝化反硝化的ρ（C）／ρ（N）．方法采SBR反应器,用传统活性污泥作为种泥驯化污泥,以模拟生活污水为处理对象,进行动态试验并通过改变系统的ρ（C）／ρ（N）,考察ρ（C）/ρ（N）对系统典型周期中氮元素的变化、NO2^--N积累率的影响及系统运行周期内氮的缺失原因．结果试验表明,系统稳定运行期间,ρ（C）／ρ（N）=4．37时,氨氮去除率为80．59％,亚硝酸盐氮的积累率为87．31％;ρ（C）%;ρ（N）=6．1时,氨氮去除率为82．8％,亚硝酸盐氮的积累率为88．45％;ρ（C）/ρ（N）=8．2时,氨氮去除率为72．5％,亚硝酸盐氮的积累率为77．65％．结论短程硝化反硝化所需的ρ（C）／ρ（N）不是越高越好,它应该控制在6左右．     

不同条件下耐盐脱氮复合菌剂的脱氮特性

目的研究人工构建的高效耐盐脱氮复合菌剂在不同条件下的生长情况和脱氮效果,为优化培养条件、提高高盐废水的脱氮效率和处理实际废水提供运行参数．方法在转速125r／min的恒温振荡培养箱中,按6％接种复合菌剂,控制初始氨氮质量浓度100mg／L,进行36h静态脱氮试验．结果耐盐脱氮复合菌剂的脱氮最适m（C）：m（N）为15,最适氯化钠质量分数为3％,pH为7,温度为30℃．耐盐脱氮复合菌剂在氯化钠质量分数为3％～7％均能获得良好的生长和脱氮性能,脱氮率达到99．02％,反应末氨氮质量浓度低于1mg/L．结论耐盐脱氮复合菌剂具有一定耐盐性,脱氮过程中无硝态氮和亚硝态氮积累,可实现同步硝化反硝化,能提高高盐废水生物处理脱氮效率．     

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.     

碳氮质量浓度比值对SBBR工艺处理城市污水脱氮的影响

目的研究在碳源不足的条件下,外加碳源碳氮质量浓度比值对序批式生物膜反应器（SBBR）工艺处理低碳氮质量浓度比值城市污水脱氮特性的影响．方法在厌氧末期、好氧初期投加外加碳源乙酸钠,通过改变碳源的投加量相应的改变系统内的碳氮质量浓度比值．测量每次试验进出水COD、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮以及总氮的质量浓度变化．结果当外加碳源后碳氮质量浓度比值为5．88时,系统对COD质量浓度的去除率最高,达到95．6％;将碳氮质量浓度比值由3．48增大到11．79,但其对NH3-N的去除效果影响不大,去除率均在90％以上,当外加碳源后碳氮质量浓度比值为3．48时,NH3-N去除率最高为99．37％;外加碳源后的碳氮质量浓度比值为7．94时对TN的去除效果最好,去除率为83．95％．结论外加碳源的加入使得SB—BR系统对低碳氮质量浓度比值生活污水中的COD、NH3-N、TN具有良好的去除效果,使系统脱氮性能提升．     

自养反硝化工艺的单质硫积累条件研究

利用3.2 L的厌氧膜生物反应器对产物为S0的自养反硝化工艺控制条件进行研究。实验中S/N比控制为2.5,氮负荷为0.07~0.08 kg·m-3·d-1时,分别研究HRT和pH值对底物去除以及单质硫积累的影响。反应器在进水硫化物浓度和NO3--N浓度分别为110和20 mg·L-1情况下运行,在pH值为7时,HRT分别为7.41和6.83 h时对NO3--N和硫化物的去除率基本无影响,分别为93%和100%,但对单质硫的积累有显著影响。HRT为6.83 h时,单质硫的积累率最大,为61%。pH为7.5、7、6.5和6时,对NO3--N和硫化物的去除率基本无影响,较低的pH（pH=7）有利于单质硫的积累,积累率可达62%左右,但进一步降低pH对单质硫积累率提高的帮助不大,仅能提高至65%。     

MUCT工艺亚硝酸型SND途径对污染物的去除

采用MUCT工艺处理低ρ(C)/ρ(N)比实际城市生活污水,研究在短程硝化稳定运行的基础上实现亚硝酸型同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND).反应器在(28±2)℃下运行177 d,试验结果表明:通过控制溶解氧(DO)质量浓度为0.3~0.6 mg/L、水力停留时间(HRT)为6 h实现了短程硝化,亚硝酸盐积累率(nitrite accumulation rate,NAR)达到90%以上,短程硝化反硝化稳定运行118 d.在短程硝化的基础上,好氧区低氧运行实现了亚硝酸型SND,通过亚硝酸型SND途径的总氮去除率平均33%,最高达到56%.亚硝酸型SND途径下氨氮、总氮、磷的去除率明显提高,无外加碳源时分别达到99%、83%和96%.因此,MUCT工艺实现亚硝酸型SND是低碳源污水处理的一种有效的运行方式,能充分利用原水中的有机碳源,总氮去除率的提高和碳源的节省保证了磷的去除效果.     

非单一因素控制条件下短程硝化反硝化的系统稳定性研究

采用SBR工艺以水产品加工废水为研究对象,控制进水游离氨（FA）浓度为4.61 mg/L,研究高游离氨条件下短程硝化反硝化过程,对比试验结果表明：1号反应器只控制进水游离氨浓度,在运行70 d以后,转变为全程硝化,说明单一因素控制短程硝化反硝化并不稳定;2号反应器高进水游离氨条件下,控制DO为1～2 mg/L和进水pH为8.4±0.1,亚硝酸盐积累率稳定在92%以上,现已运行130 d以上,短程硝化反硝化运行稳定,表明通过非单一因素控制可实现短程硝化反硝化稳定运行.