不同比例混合污泥快速启动Anammox性能研究

本文选取4个完全相同的ASBR反应器(R1、R2、R3和R4)分别接种氧化沟污泥,Anammox污泥：氧化沟污泥(VSS∶VSS)=1:100,Anammox污泥：氧化沟污泥(VSS∶VSS)=1:50,Anammox污泥：氧化沟污泥(VSS∶VSS)=1:10。R3和R4反应器分别运行至第20天和第6天时,ΔNO₂^--N/NH₄⁺-N和ΔNO₃^--N/NH₄⁺-N比值趋近理论值,总氮去除率≥70%,标志着Anammox反应启动成功。高通量测序和qPCR结果显示R1和R4反应器关键功能菌群丰度存在明显差异,反应后期R4反应器中厌氧氨氧化菌hzsB功能基因占总菌比例为67.38%,说明R4具备稳定高效的厌氧氨氧化性能。本研究通过调整厌氧氨氧化与氧化沟污泥比例实现了Anammox反应的快速启动,为解决Anammox工艺启动时间长的难题提供了新的方法。     

低氧环境anammox工艺运行性能及功能菌群结构研究

为了研究低溶解氧(DO)条件下厌氧氨氧化(anammox)工艺的运行性能、颗粒污泥特征及功能菌群结构特征,实验以模拟废水为处理对象,构建了实验室规模的上流式厌氧氨氧化污泥反应器。实验结果表明,反应器能够在近两个月的运行过程中保持稳定运行,NH₄⁺-N、NO₂^--N 和 TN 的平均去除率分别为(93.11±4.13)%、(98.88±1.18)%和(95.98±10.6)%。胞外聚合物(EPS)的蛋白/多糖为 1.26,anammox 污泥颗粒化程度较高,粒径大于 1 mm 的颗粒污泥占全部污泥的为 61%。污泥比 anammox 活性为 4.34 mg NH₄⁺-N/(gVSS·h)、6.55 mg NO₂^--N /(gVSS·h)、9.78 mg TN/(gVSS·h)。菌群分析结果表明,颗粒污泥优势门为变形菌门(Proteobacteria)(24.25%),浮霉菌门(Planctomycetes)(19....     

生物脱氮新工艺研究进展

厌氧氨氧化技术利用NO₂^--N氧化NH₄⁺-N来实现污水中氮素的高效去除,其中NO₂^-N的产生是实现厌氧氨氧化应用的难点,而短程硝化是获取NO₂^-N的重要途径之一。针对目前在实际工程中通过短程硝化难以实现长期稳定的亚硝酸盐累积的问题,介绍了厌氧氨氧化、短程反硝化工艺影响因素及工程应用的研究进展;分析了短程反硝化工艺累积NO₂^-N的过程,从而去除污水中的氮素污染物。对短程反硝化与厌氧氨氧化工艺耦合方式在处理实际废水时的可行性与应用前景进行展望。     

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...     

基于EGSB反应器的不同接种污泥启动厌氧氨氧化特性研究

采用两套相同的EGSB反应器，分别接种厌氧颗粒污泥和好氧活性污泥，在温度(35±1)℃、水力停留时间6 h、上升流速为4 m/h的条件下，通过低浓度基质模拟废水进行驯化启动厌氧氨氧化，考察驯化启动厌氧氨氧化反应变化的特性以及基质浓度梯度提升和基质比对驯化系统运行的影响特性。结果表明：接种厌氧颗粒污泥和好氧活性污泥分别经过93 d和63 d后成功驯化启动了厌氧氨氧化，并经过容积TN负荷提升达到1.76 kgN/(m³·d),TN去除率均值分别达到了83%和81%；当进水基质比为1.32时，接种厌氧颗粒污泥组的NH₄⁺-N去除量∶NO₂^--N去除量∶NO₃^--N产生量为1∶1.24∶0.15，低于理论值1∶1.32∶0.26，而接种好氧活性污泥组的为1∶1.33∶0.17接近理论值。     

双膜耦合系统（MBR-MBfR）处理低碳氮比污水实验研究

为解决实际低碳氮比废水高效脱氮问题，以MBR-MBfR双膜耦合系统为研究对象，探究不同C/N双膜系统的脱氮效果。结果表明，当C/N=2时，其对NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN及COD的协同去除效果最好，COD、NO₃^--N、NO₂^--N、NH₄⁺-N、TN的去除率分别达到79.16%、78.40%、88.41%、77.04%和77.31%，是适合MBR-MBfR双膜耦合系统的最佳碳氮比。用于处理实际废水经过20 d的运行，结果表明，COD、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN去除率分别达到75.88%、80.02%、76.42%和80.92%。达到较好的双膜耦合效果，为反应器高效脱氮以及去除含有有机碳的低C/N废水提供参考和技术支持。高通量测序结果表明：1)作为氨氧化菌(AOB)的亚硝基...     

电絮凝-半短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理裂化催化剂废水

裂化催化剂生产过程中产生的高盐度、高浊度、高氨氮、低C/N比废水难以处理。构建了电絮凝-半短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺,考察了该组合工艺对实际裂化催化剂废水的处理效果以及处理稳定性。结果表明组合工艺处理裂化催化剂废水具有较好的稳定性,出水水质稳定在以下水平:浊度< 30 NTU,NH₄⁺-N< 10 mg·L^-1,NO₂^--N< 3 mg·L^-1, NO₃^-< 40 mg·L^-1,COD< 100 mg·L^-1;通过进水氨氮浓度确定曝气时间的方式可以保证长期稳定的半短程硝化过程,出水NO₂^-/NH₄⁺-N比值维持在0.9～1.4之间,满足厌氧氨氧化反应器的进水要求;同时在裂化催化剂废水的高盐度胁迫下厌氧氨氧化工艺能够表现出显著的厌氧氨氧化效果。     

预氯化对原水长距离输水管道硝化性能的破坏与恢复

采用稳定运行的环状生物膜反应器(bio-films annular reactor,BAR)模拟原水长距离输水管道水质净化过程,以不同投氯方式进行预氯化对原水输水管道硝化性能的破坏与恢复试验研究。结果表明,预氯化对管道生物膜AOB损伤较大,灭活率为4.96log,对NH₄⁺-N、NO₂^--N去除效能影响明显。恢复阶段CT值越高生物膜中AOB恢复生长速率越快。生物膜对NH₄⁺-N去除效能的恢复较NO₂^--N快2 d,NH₄⁺-N、NO₂^--N分别在第8 d和第10 d完成恢复。生膜中AOB数量的恢复与管道对NH₄⁺-N的去除率之间存在明显的相关性,其相关系数可达到92%。     

Co3O4-钛基纳米电极去除工业废水中硝酸盐的研究

工业废水中过量的硝酸盐(NO₃^-)可导致严重的环境污染和人类健康问题,通过电化学还原法去除工业废水中的NO₃^-具有重要意义。采用阳极氧化和溶胶-凝胶两步法制备了Co₃O₄-钛基纳米电极(Co₃O₄-TNE),并研究了其电化学还原NO₃^-的性能。结果表明,Co₃O₄的负载有利于暴露更多的反应活性位点,Co₃O₄-TNE电极比TNE表现出更强的电化学活性和更高的NO₃^--N去除率。电流密度的增加有利于提高NO₃^--N去除率,Cl^-浓度的增加有利于降低NH₄⁺-N生成率且对NO₃^--N去除率几乎...     

短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺处理低C/N比生活污水

为快速实现低C/N比生活污水高效低耗稳定脱氮,在常温条件下,对短程硝化-厌氧氨氧化工艺的启动及脱氮性能进行研究,在常温,高DO（2.5 mg·L^-1）条件下,采用实时控制结合神经网络模型预测控制可快速启动短程硝化,亚硝积累率达到95%以上。由于生物膜的独特结构可为厌氧氨氧化（Anammox）菌提供良好的厌氧环境,因此选用生物滤池来实现厌氧氨氧化,启动期间克服了温度变化的影响,第173天后,NH₄⁺-N和NO₂^--N去除率达到90%以上,TN去除率达到80%,Anammox滤池成功启动。后续将短程硝化与厌氧氨氧化耦合,通过逐步提高滤速启动耦合系统,Anammox滤池滤速可提高到0.5 m·h^-1,总氮容积负荷达到0.75 kg·m^-3·d^-1。系统出水TN平均浓度为8 mg·L^-1,实现了短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺稳定高效地处理生活污水。     

基于FNA处理污泥实现城市污水部分短程硝化

为实现城市污水短程硝化厌氧氨氧化生物脱氮,以去除有机物的实际污水为研究对象,考察了游离亚硝酸盐(FNA)处理污泥实现城市污水部分短程硝化的可行性。 结果表明,FNA处理活性污泥后,亚硝酸盐氧化菌(NOB)的亚硝酸盐氧化速率下降程度大于氨氧化菌(AOB)的氨氧化速率,且在0～0.75 mg HNO₂-N·L^-1范围内随着FNA浓度的增加抑制作用增强。接种实际污水厂活性污泥后,系统亚硝酸盐(NO₂^--N)积累率仅为1%,即为全程硝化。在控制污泥龄约为15 d的条件下,采用FNA处理污泥可使系统亚硝酸盐积累率增加至90%以上。水力停留时间调至2.5 h时,实现了部分短程硝化,且出水NO₂^--N/NH₄⁺-N平均值为1.24,可满足厌氧氨氧化脱氮反应的要求。因此采用FNA处理污泥,结合水力停留时间和污泥龄控制可实现城市污水部分短程硝化。     

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,PO₄^3--P的质量浓度在2.3~0 mg/L对厌氧氨氧化颗粒污泥的脱氮效能没有明显的消极影响,而当PO₄^3--P的质量浓度为1.0 mg/L时基质去除率93.160%比进水PO₄^3--P的质量浓度2.3 mg/L的实验组的高3.93百分点。在连续实验中,外源PO₄^3--P的质量浓度在2.3~0 mg/L时,对NH(4)⁺-N和NO₂^--N的去除没有消极影响,NH(4)⁺-N和NO₂^--N去除率始终保持在99.68%和99.69%左右;当进水PO₄^3--P的质量浓度为0时,出水NO₃^--N含量稍有减少,PO₄^3--P的质量浓度约为0.222 mg/L。     

曝气量对移动床生物膜反应器中微生物硝化活性的影响

移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)兼具活性污泥和生物膜两者的优点,硝化和反硝化能同步进行。为研究曝气量对MBBR运行效果的影响,分别设置曝气量为0.3 L/min、0.4 L/min和0.5 L/min,培养5 d后测定反应器中NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N浓度变化,分析不同曝气量下反应器生物膜中微生物的硝化活性差异。结果表明,在COD浓度为350 mg/L、NH₄⁺-N浓度为45 mg/L时,曝气量为0.4 L/min的微生物硝化活性最佳,结果为以后高效运行MBBR提供依据。     

改性纳米零价铁去除地下水硝酸盐的研究

采用提纯凹凸棒土(ATP)负载纳米零价铁(nZVI)制备得到改性材料ATP-nZVI,将其用于对地下水硝酸盐的去除研究。通过静水实验考察了溶液中共存阴离子和反应温度对ATP-nZVI去除NO₃^--N的影响,通过模拟可渗透反应墙(PRB)考察了溶液初始pH、初始NO₃^--N浓度、材料装填方式、流速对ATP-nZVI去除NO₃^--N的影响,并通过更换PRB装填材料将ATP-nZVI与石英砂、ATP、铁粉、nZVI等材料对NO₃^--N的去除效果进行了比较。结果表明：共存阴离子对ATP-nZVI去除NO₃^--N具有抑制作用,其抑制作用的顺序为PO₄^3->CO₃^2->SO₄^2->Cl^-;ATP-nZVI对NO<...     

重金属Cd胁迫对厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮效能影响及机制的研究

以外源Cd²⁺和厌氧氨氧化(Anammox)颗粒污泥为探究对象，构建了升流式污泥床反应器，调查了Cd²⁺短期和长期暴露对Anammox颗粒污泥脱氮及污泥特性的影响。结果表明，短期影响中低浓度Cd²⁺短期暴露对Anammox颗粒污泥脱氮影响不明显但长期暴露实验中降低了脱氮性能，而高浓度Cd²⁺短期和长期暴露均降低生物脱氮性能。Cd²⁺降低了污泥浓度和沉淀性，但提高了胞外聚合物(EPS)含量，尤其蛋白质含量。当Cd的质量浓度为9.0 mg/L,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN的去除率分别下降至81.6%、79.5%和65.3%，总悬浮固体(TSS)下降至4.51 g/L,EPS含量提高至94.1～94.6 mg/g。微生物学分析表明，Cd²⁺存在提高了微生物丰富度和多样性，降低了Planctomycetes、Chloroflexi和Proteobacteria与生物脱氮相关...     

不同S/N对硫自养短程反硝化亚硝酸盐积累特性试验研究

短程反硝化是一种厌氧氨氧化基质NO₂^--N获取的新型途径。在自养短程反硝化系统中，以硫代硫酸钠作为底物，在不同的硫氮比(S^2-/NO₃^--N)的条件下，通过控制水力停留时间、温度，将NO₃^--N还原至NO₂^--N，成功实现自养短程反硝化系统中NO₂^--N的积累。实验结果表明，三个S/N表现出不同的NO₂^--N的积累，S/N为1:1.14时，NO₃^--N的去除率稳定在75%左右，NO₂^--N的积累率(NTR)几乎为零；S/N为1:1.71时，NO₃^--N的去除率维持在40%～50%之间，NTR增长到8%左右；S/N为1:2.28时，NO₃^-     

SBR工艺实现长期稳定的部分短程硝化

采用SBR工艺以实际生活污水为研究对象,通过3组预实验得出实现部分短程硝化(部分NH₄⁺-N转化为NO₂^--N)的最佳曝气量和曝气时间,启动长期运行的部分短程硝化序批式反应器(PNSBR),在好氧阶段以最佳曝气量[7.2~12L·(h·L)^-1]和曝气时间(2~3h)曝气,持续运行110多天(450多个周期)。结果显示,出水亚硝态氮积累率稳定维持在94%~100%,表明了长期稳定的短程硝化效果;出水NO₂^--N与NH₄⁺-N的比值大部分集中在2~4之间。进一步的分析得出,在PNSBR长期运行中,一方面通过控制曝气量和曝气时间使得好氧阶段溶解氧较低,更利于AOB的生长代谢而抑制NOB的活性;另一方面排水后剩余的亚硝态氮通过利用进水中的碳源反硝化去除(本周期的内源反硝化和下周期的外源反硝化),避免了为NOB提供底物的可能,从而实现了稳定的部分短程硝化。同步厌氧氨氧化和反硝化(SAD)工艺广泛存在,PNSBR反应器作为SAD的前置反应器,可提供满足SAD运行的进水,因此部分短程硝化是一项有潜力的工艺。     

盐度对序批式生物膜反应器性能及微生物活性影响

为探究盐度对序批式生物膜反应器(SBBR)处理废水的影响，采用3种填料(白呼吸环、生物绳型填料、聚氨酯海绵悬浮球)对SBBR进行挂膜，且投加已筛选出的2种耐盐菌：宜兴曼格洛杆菌(Mangrovibacter yixingensis)和索氏菌属砷酸索氏菌(Thauera selenatis)，分别在盐度0.5%、1%、2%、3%、4%、5%条件下考察其对COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N和NO₂^--N的降解效果以及对生物膜主要特性(SOUR、SAOR、SNOR、SNRR和EPS)的影响。结果表明，在盐度0.5%～3%范围内SBBR对COD降解率约90%,NH₄⁺-N去除率约80%；盐度对菌群的抑制作用为亚硝酸盐氧化菌>氨氧化菌>硝酸盐还原菌；3种反应器中LB-EPS、TB-EPS中的PN和PS都随盐度的增加而增加，PN/PS随盐度的增加而降低，PS受盐度的影响更为明显；白呼吸环比生物绳型填料和聚氨酯海绵...     

高氨氮废水部分亚硝化调控因素及控制策略

以高氨氮、低碳氮比(C/N)的高级厌氧消化沼液为研究对象,采用SBR反应器进行了中试规模的快速实现部分亚硝化及其调控因素研究。结果表明:综合优化温度、pH、DO、FA、HCO₃^-/NH₄⁺是快速实现部分亚硝化的关键。适宜的温度与pH可弥补低DO对亚硝化速率的负面影响,低DO并未对亚硝化速率产生十分显著的限制作用。在温度为30～32℃、pH值为7.5～8.3、DO为0.3～0.6 mg/L时,30 d内进水氨氮负荷(ALR)可提升至0.45 kg/(m³·d),亚硝化率也基本稳定在90%以上,NO₂^--N生成速率可达0.54 kg/(m³·d),具有较高的氨氮负荷和亚硝化活性;调节碱度,使进水HCO₃^-/NH₄⁺控制在1.00～1.13,可实现出水NO₂^-/NH₄...     

组合CRI工艺对印染二级生化出水的深度脱氮效果

采用好氧+厌氧组合人工快渗(OCRI+ACRI)工艺处理印染二级生化出水,考察了运行过程中氮素污染物的迁移转化规律及脱氮效果。结果表明,组合工艺运行28 d后可成功启动部分亚硝化和厌氧氨氧化,稳定运行期间COD、NH₄⁺-N、TN平均去除率分别为87.2%、99.0%、96.9%,出水浓度均达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)的直接排放标准。组合CRI工艺共运行180 d,OCRI反应器内主要发生部分亚硝化,其对COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为87.3%、60.1%、5.2%。ACRI反应器内主要发生厌氧氨氧化,其对COD、NH₄⁺-N、TN的去除率分别为12.7%、39.9%、94.8%。