厌氧氨氧化菌及其应用概论

文章对厌氧氨氧化菌及其生物化学变化和影响因素方面进行了介绍,而且对脱氮工艺SHARON-ANAMMOX工艺从其经济性作了初步阐述。     

厌氧氨氧化工艺

荷兰B．V．Paques在PoUutec2006上展出了一项将氨选择性转化为氮气的生物脱氮工艺，并成为EPP环境保护奖的获得者之一。该厌氧氨氧化工艺由B．V．Paques与荷兰代尔夫特理工大学及奈梅亨大学研究人员联合开发而成，是目前对自然界氮循环最经济、简捷的一种新型生物脱氮工艺。该工艺利用planctomycete菌群为厌氧氨氧化菌，其中，Broeadiaanammoxidans是首个被确认有厌氧氨氧化作用的微生物。厌氧氨氧化微生物能将氨根离子（NH4^＋）和亚硝酸根离子（NO2^-）转化为氮气，由于其为自养型微生物，因此不需要外加甲醇等碳源。     

厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺研究进展

厌氧氨氧化（ANAMMOX）是一种新型的经济的生物脱氮新工艺。近年来,对厌氧氨氧化工艺的研究取得了许多突破性的成果。综述了厌氧氨氧化菌以及厌氧氨氧化反应启动的相关研究。介绍了厌氧氨氧化菌的富集培养分离的方法以及特性;总结分析了近年来采用不同反应器、不同污泥源进行厌氧氨氧化反应启动和完成启动的评判标准。     

厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统的研究进展

厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统（Anammox-BES）是一种极具发展潜力的污水脱氮技术,兼有无机氮污染物和有机污染物的去除与能量回收的优势,近年来已成为研究的热点。本文总结了现有Anammox-BES的主要类型和反应机理;综述了影响Anammox-BES的主要因素,包括电极材料、电极电位、温度、pH、溶解氧、有机物和接种物等;总结了Anammox-BES的研究现状,并在脱氮性能以及能量消耗等方面与传统Anammox工艺进行了比较。大量研究结果显示,绝大部分Anammox-BES的脱氮过程为厌氧氨氧化、硝化、反硝化以及微生物产电等多种过程的耦合,系统整体脱氮效率高。然而,由于影响Anammox-BES系统性能的因素众多,并且能量回收率低,在实际废水处理方面尚未得到广泛应用。因此,在今后的研究中,需要继续开发增强厌氧氨氧化菌产电能力的技术手段,以实现废水脱氮的同时回收蕴藏于铵盐中的化学能;对于现有Anammox-BES,仍需开发具有高导电性、生物相容性以及比表面积的阳极材料,并进一步优化操作条件,以提高系统脱氮、产电性能以及稳定性。     

厌氧氨氧化技术在化工废水处理中工程化的论述

由于厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺可以高效的处理含氨氮的化工废水,已越来越多的受到人们的关注。本文通过对厌氧氨氧化工艺与传统的脱氮工艺的比较以及该工艺的反应机理、控制因素、工程实例等方面的阐述,来说明该工艺在化工废水处理中工程化的优势及前景。     

厌氧氨氧化技术在废水处理中的研究与应用进展

综述了厌氧氨氧化菌的特性以及厌氧氨氧化反应的机理,较为全面地探讨了厌氧氨氧化运行过程中的影响因素,同时总结了厌氧氨氧化技术在国内外废水处理中的实际应用,包括：垃圾渗滤液、污泥消化液、生活污水和其他废水。最后,针对厌氧氨氧化技术现存的问题提出了一些建议,主要着眼于厌氧氨氧化菌的富集驯化及厌氧氨氧化耦合工艺的研究应用。     

两种UASB-厌氧氨氧化反应器启动和运行特征对比

采用两套有效容积为3.2 L的UASB 反应器,以含NH⁺⁴-N 和NO^-2-N的模拟废水为进水,对ANAMMOX反应过程的启动及运行期间的特征进行对比研究。试验结果表明：1号反应器的NH⁺⁴-N和NO^-2-N的去除率分别达到99.7%和99.9%需要220 d;而2号反应器的NH⁺⁴-N和NO^-2-N的去除率分别达到99.8%和99.9%只需要150 d;1号反应器的出水在第220～300 d 的平均三氮比即去除的NH⁺⁴-N︰去除的NO^-2-N∶生成的NO^-3-N=1︰1.16︰0.15,2号反应器的出水在第150～300 d 的平均三氮比为1︰1.28︰0.15;两台反应器的pH值先后都存在特征性变化,在稳定阶段反应器内活性污泥都由接种时的黑褐色转化为黄棕色颗粒污泥,随试验时间的延长同样的负荷变化都对反应器的冲击越来越小;具有生物膜的2号反应器在提高ANAMMOX细菌的固定化、减少菌种的流失等方面具有较大优势。     

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。     

包埋菌启动厌氧氨氧化反应器及其动力学性能

以厌氧氨氧化菌包埋颗粒代替颗粒污泥作为流加菌启动厌氧氨氧化反应器,并采用批次试验研究了包埋颗粒的动力学特性。结果表明,以包埋颗粒作为流加菌,在49 d内成功实现了厌氧氨氧化反应器的加速启动,反应器对NH⁺₄-N和NO^-₂-N的去除率分别为80.7%和83.1%,总氮去除负荷为0.505 kg·m^-3·d^-1。动力学研究表明,包埋颗粒对氨氮和亚硝氮的半速率常数分别为1.57 mmol·L^-1和1.505 mmol·L^-1。包埋颗粒对氨和亚硝酸的抑制常数分别为724.2 mmol·L^-1和66.65 mmol·L^-1。厌氧氨氧化菌包埋颗粒具有优良的动力学特性,作为流加菌效果显著,对新型厌氧氨氧化菌种流加技术的发展具有积极的意义。     

厌氧氨氧化菌的特性及富集培养方法的研究进展

厌氧氨氧化是一种以厌氧氨氧化菌的生化作用为核心的新型生物脱氮技术,具有良好的开发前景。然而由于厌氧氨氧化菌细胞产率极低,生长非常缓慢,且对环境条件较为敏感,使其不能很快地实现大规模的推广应用。根据厌氧氨氧化菌的生理生态学特性,从反应器和接种污泥两个方面综述了近年来国内外富集培养厌氧氨氧化菌的方法,并指出了今后研究的主要方向。     

厌氧氨氧化和其他工艺的耦合反应

基于厌氧氨氧化的脱氮工艺是生物脱氮领域的热点,介绍了厌氧氨氧化分别与亚硝化工艺的耦合、与硝化反应的耦合及与异养反硝化的耦合工艺,从理论、动力学及生物学上提出厌氧氨氧化与自养反硝化工艺耦合的设想及发展方向。     

厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

厌氧氨氧化（ANAMMOX）新型生物脱氮工艺能同时去除氨和亚硝酸盐,并且因其运行成本低、无二次污染等优点,而具有广阔的应用前景。但其倍增时间过长（11天）,受影响的因素较多等特点使其难以工业化,因此得到了广泛关注。本文综述了厌氧氨氧化工艺应用的研究现状,其单级系统具有投资少、占地小等优点,而两级系统则运行更灵活、稳定;剖析了其温室气体（N2O）排放特性,对厌氧氨氧化过程中可能的N2O代谢途径进行分析并就现有单级系统与两级系统N2O的排放数据进行归纳;讨论了厌氧氨氧化工艺运行的稳定性,就一些对该工艺产生抑制作用的因素进行总结,如重金属、抗生素、酚类等有毒物质;最后对厌氧氨氧化工艺未来研究和应用动态进行了展望,预测该工艺今后在低温环境中的应用以及从单一的氨氮去除到多种污染物去除的可能性。     

有机物作用的厌氧氨氧化菌代谢特性研究进展

厌氧氨氧化（Anammox）工艺是近年来废水生物脱氮领域的新技术,非常适合于处理含有机物的废水。本文介绍了厌氧氨氧化工艺的特点,详细介绍了有机物对厌氧氨氧化菌的抑制和促进机制。有机物对厌氧氨氧化菌的抑制主要来自两个方面：一是有机物促进异养菌反硝化菌的大量繁殖形成基质竞争抑制;二是废水中的醇类、抗生素等有毒有害有机物会对厌氧氨氧化菌产生毒性抑制。有机物对厌氧氨氧化菌代谢的促进作用也有两种：一是特定的有机物可作为能源被厌氧氨氧化菌利用,促进厌氧氨氧化菌的代谢;二是通过控制废水处理系统中的碳氮比,使厌氧氨氧化菌和反硝化菌在废水处理系统中协同互生。最后指出开发有毒有机废水预处理、驯化厌氧氨氧化污泥、菌种流加等是解决问题的途径。     

一段式厌氧氨氧化工艺亚硝酸盐氧化菌抑制方法研究进展

近年来,厌氧氨氧化工艺（anaerobic ammonium oxidation, Anammox）作为一种新型的脱氮技术,由于其耗能少、效率高而被应用于高氨氮废水的处理中。然而,实际运行的厌氧氨氧化工程中有时会出现亚硝酸盐氧化菌（nitrite oxidizing bacteria, NOB）大量繁殖的情况,导致硝酸盐积累,脱氮效率下降。在一段式Anammox反应器中,通过控制某些影响因素,如调节体系中的溶解氧,控制游离氨和游离亚硝酸的浓度,调控碳源浓度以及外加中间产物（N₂H₄、NO和NH₂OH）等方式,能够在维持Anammox工艺脱氮效率的同时有效抑制NOB。除了系统地综述一段式Anammox工艺中NOB抑制手段以外,将进一步讨论实际Anammox工程应用中抑制NOB大量繁殖行之有效的手段。     

厌氧氨氧化菌的驯化培养

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下,厌氧氨氧化混合菌直接以NH4+为电子供体,以NO3-或NO2-为电子受体,将NH4+、NO3-或NO2-转变为N2的过程.厌氧氨氧化作为一种新型的污水处理工艺因其耗能少且不消耗碳源具有较高的理论意义和良好的应用前景.本文以活性污泥为种泥,采用SBR反应器,以NH4 Cl和NaNO2配制人工模拟废水进行厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌的培养与驯化.在此系统中观察到了厌氧氨氧化反应,但是氨氮并没有与亚硝酸盐氮一直呈比例下降,反而有所上升,此时厌氧氨氧化菌的驯化培养仍处于初期.     

自养厌氧硫酸盐还原/氨氧化反应器启动特性

引言化工、味精、制药等工业生产过程中排放出大量含有NH+4、SO2-4废水。如何高效稳定地处理这类废水,已对废水处理技术提出了极大挑战[1]。生物处理一直被认为是废水处理领域最为经济有效的处理方式。对同时含有NH+4和SO2-4的废水,     

厌氧氨氧化富集培养研究及其工业应用进展

在高氨氮废水处理方面,厌氧氨氧化工艺与传统硝化-反硝化生物脱氮工艺相比具有较高的脱氮效能.因此近几年得到了快速的发展,但是由于厌氧氨氧化细菌所需要的培养条件及其自身特性使得其不能很快地在实际污水处理中得到广泛推广.本文在总结厌氧氨氧化富集培养研究进展及其向工业化发展的基础之上,讨论了厌氧氨氧化工艺以后发展的方向及其需要解决的问题.     

铁元素对厌氧氨氧化菌脱氮效能的影响

厌氧氨氧化工艺是治理水体氮污染的一种绿色、高效新型生物技术。然而,厌氧氨氧化菌世代时间长,对环境敏感性高,致使厌氧氨氧化系统启动缓慢、运行稳定性较低,进而导致厌氧氨氧化工艺在实际应用中受限。铁不仅是环境中普遍存在的金属元素,也是微生物生长所需的必要营养元素之一。本文综述了铁元素价态及投加量对基于厌氧氨氧化反应的废水脱氮工艺启动及运行过程中含氮污染物去除效果,分析铁元素存在时,铁/氮元素的反应途径、厌氧氨氧化菌生长速率、颗粒形成以及微生物群落组成演变等方面的作用关系,旨在深入探究和阐释元素铁对于厌氧氨氧化菌脱氮性能的内在作用机制,为实现工程化利用铁强化厌氧氨氧化系统脱氮过程、提高微生物活性提供科学指导。     

生物脱氮工艺的新发展-半硝化和厌氧氨氧化

传统生物脱氮工艺耗能多，反硝化时还消耗碳源，半硝化一厌氧氨氧化（SHARON－ANAMMOX）是一种全新的脱氮工艺，其原理是首先由亚硝化细菌将废水中1／2氨氮氧化为NO2^-，剩余的氨氮与所生成的NO2^-以等摩尔比例ANAMMOX菌作用生成N2，因耗能少且不消耗碳源，故具有可持续发展意义。