自养-异养反硝化协同作用强化污水深度脱氮研究进展

针对城镇污水处理厂二级出水中可生物降解的有机物含量低,其本身所能提供的碳源不能满足生物反硝化的要求,传统深度脱氮工艺存在外加碳源量大、成本高、运行不稳定等实际问题,总结了单独异养反硝化脱氮、单独自养反硝化脱氮的反应机理,并分析了其在实际应用中的优缺点。归纳国内外自养和异养反硝化相结合强化脱氮的应用现状,提出应进一步从3个方面进行研究:不同电子供体条件下自养-异养反硝化协同作用下的微生物群落变化和代谢机制;体系的电子传递机制;反硝化动力学,为自养-异养协同反硝化实际应用提供技术指导。以期为深度脱氮技术提供新思路。     

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。     

废水硫自养反硝化的电子供体与功能基因研究进展

由于含氮废水的排放和含氮肥料的大量使用,氮污染成为一个日益严重的问题。生物处理的效率高、成本低、对环境友好,是废水脱氮的主要处理技术之一。硫自养反硝化由于不需要额外的碳源、产泥量少等特点而得到广泛关注。文章对单质硫、硫化物、硫代硫化物作为电子供体进行反硝化脱氮的研究进展进行了综述,探讨了硫自养反硝化的代谢途径和影响机制,对几种硫自养反硝化的影响因子进行了概述。在此基础上分析了硫自养反硝化微生物以及nar、nir、nor、nos等几种反硝化功能基因,并对反硝化工艺的发展和联用技术提出展望。     

饮用水氢自养生物脱氮影响因素研究进展

饮用水的氢自养反硝化技术具有脱氮效率高、运行简单、清洁无二次污染的优点。综述了氢自养反硝化技术应用于饮用水处理的最新研究进展,探讨了硝酸盐浓度、氢气浓度或压力、pH、硬度、碱度、碳源以对氢自养反硝化的影响,并对技术的发展进行了总结及展望。     

低碳氮比废水脱氮研究进展

结合低碳氮比污水特点,评述了以内源提供有机碳源实现反硝化,以及利用自养菌脱氮的厌氧氨氧化和氢自养型反硝化等新型生物脱氮技术,介绍了它们在低碳氮比废水处理中的反应机理、应用进展、优势以及需要解决的问题。该项研究为经济高效地处理低碳氮比污水提供了理论依据。     

工业废水反硝化技术研究进展

综述了不同电子供体的生物反硝化过程应用于工业含硝酸盐废水治理的可能性。异养反硝化是非常高效的生物脱氮技术,但用于对低C/N废水的处理时,需要外加碳源而增加运行成本,且外加碳源可能引起二次污染。自养反硝化工艺以硫、氢等作为电子供体,可有效降低运行成本,将是工业废水脱硝的主要处理方法。不管异养反硝化还是自养反硝化工艺,都需进一步开发新的反应器和优化运行条件来降低运行成本。     

硫铁矿介导的自养反硝化研究进展

硫铁矿介导的自养反硝化是一种经济、高效和绿色的生物处理技术，具有节省外加有机碳源、同步脱氮除磷、减少污泥产量和CO₂排放量等优势，是近年来污水处理领域研究的前沿和焦点。本文系统总结了自然生境中硫铁矿介导的自养反硝化现象以及基于硫铁矿构建的生物处理技术现状；分析了硫铁矿特性、添加量、pH以及温度等关键因素对其效能的影响；阐述了硫铁氧化耦合硝氮还原的功能微生物及其生物化学机制；探讨了硫铁矿生物利用性和铁沉积物抑制作用等关键难点，并提出了相应的潜在对策。综上所述，本文概述了硫铁矿介导的自养反硝化技术的现状、影响因素、生物机制以及关键难点四方面内容，以促进对硫铁矿介导的自养反硝化的深度理解，进而推动其在污水处理领域的实际应用。     

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...     

低碳氮比垃圾渗滤液反硝化过程中内碳源的开发利用技术研究

垃圾渗滤液具有高氨氮、低碳氮比等特点,在反硝化脱氮过程中碳源不足通常会限制反硝化速率,影响脱氮效率。基于此,本文综述了垃圾渗滤液脱氮的主要工艺和技术难点,对反硝化过程中碳源的主要种类进行了介绍,并针对内碳源开发利用中剩余污泥预处理的主要技术进行了总结。     

硫自养反硝化工艺的研究现状及展望

硫自养反硝化（SAD）技术因其产泥量少、能耗低、无需投加碳源的特点，被广泛用于污水处理中。介绍了硫自养反硝化的生化机理，对近几年来用于污水处理领域的SAD工艺，包括单独硫自养反硝化工艺和硫自养耦合工艺的应用研究展开综述。从节能降耗的角度出发，认为硫自养与异养反硝化耦合工艺、硫自养与厌氧氨氧化耦合工艺将成为未来反硝化技术的主流工艺，二类耦合工艺不但脱氮效率高、能耗低，而且可以同时去除铬酸盐等其他污染物，减少硫酸盐产量并节约成本，适用于处理高氨氮废水等难处理的工业废水。未来应在微生物作用机理，高性价比碳源及新型生物载体材料的开发，耦合工艺的推广与实际工程应用3方面进行深入研究，以期早日将该技术推广至大规模应用。     

丝瓜络耦合硫铁复合填料强化处理硝酸盐的特性

为强化污水处理厂尾水的深度脱氮,研究丝瓜络、硫和铁不同质量比和不同水力停留时间(HRT)下丝瓜络耦合硫铁复合填料反硝化滤池的脱氮效率,并对比分析丝瓜络反硝化滤柱和丝瓜络耦合硫铁复合填料反硝化滤柱的脱氮性能。结果表明,120 g丝瓜络∶380 g硫铁复合填料系统(Fe∶S∶水泥=5∶2∶3)脱氮性能最佳,NO3--N去除率稳定,最高可达100%,NO3--N平均去除率约为90.4%,TN平均去除率约为83.1%,系统最佳运行HRT为8 h。丝瓜络耦合硫铁复合填料反硝化滤柱更耐冲击负荷,脱氮性能更好。通过高通量测序结果可知,丝瓜络耦合硫铁复合填料反硝化滤柱中自养反硝化菌增长了219.2%,异养反硝化菌增长了33.0%,添加硫铁复合硫铁填料强化了异养联合自养反硝化作用。可见,丝瓜络耦合硫铁复合填料反硝化滤柱在一定条件下具有高效脱氮能力,适用于城市污水厂尾水的深度脱氮处理。     

地下水硝酸盐氮污染原位修复研究进展

可渗透反应墙(PRB)技术是一种经济、高效、节能的地下水污染原位修复方法。阐述了PRB去除地下水中硝酸盐的反应机理、墙体结构,分析比较了零价铁还原原位修复、零价铁还原/生物反硝化联合原位修复、自养反硝化修复地下水氮污染以及适合地下水硝酸盐去除的异养生物反硝化的碳源材料等研究进展,指出了各工艺的不足之处和研究方向,展望了PRB技术原位修复地下水氮污染的发展前景。     

一体化生物脱氮技术研究进展

废水氨氮污染已成为环境领域的热点问题。针对废水氨氮污染,国际上研发了一批高效废水生物脱氮技术。本文将3种典型工艺--同步硝化-反硝化(SND)工艺、短程硝化-反硝化(SHARON)工艺、基于亚硝氮的全自养脱氮(CANON)工艺归类并命名为一体化生物脱氮技术,分别对其原理、特征、效能和应用进行了分析评述,以期为该技术的深度研发提供参考。总结了与传统脱氮技术相比,一体化生物脱氮技术具有工艺流程短、系统操作易、占地面积小、运行费用低等优势。其中以氨氧化菌和厌氧氨氧化菌等自养型微生物作为脱氮功能菌的一体化自养型生物脱氮工艺的研发将成为一体化生物脱氮技术的研究前沿,一体化自养型生物脱氮工艺的研发将集中于优质菌种的培育和反应器的优化。     

铁-碳缓释碳源基质强化尾水脱氮除磷

投加缓释碳源是降低低碳氮比废水总氮(TN)的有效途径。使用聚己内酯(PCL)、玉米芯(CC)和二价铁盐(FeSO₄、FeCl₂)为电子供体，以聚乙烯醇和海藻酸钠为骨架，经过化学交联制备了PCL-CC基质(PC)、PCL-CC-FeSO₄基质(PCF-S)和PCL-CC-FeCl₂基质(PCF-C) 3种固体缓释碳源，构建了铁-碳协同脱氮除磷的反硝化滤池，并将其用于处理模拟废水，比较了PC、PCF-S和PCF-C在连续流反硝化滤池中的有机物释放特性与其强化脱氮除磷的性能。结果表明：PC、PCF-S和PCF-C 3种基质均可长期稳定释碳达48 d以上；在PCF-C与PCF-S缓释碳源滤池中，铁自养反硝化和异养反硝化之间存在明显的协同作用，2种反硝化作用的结合可显著增强滤池对氮磷的去除效果，3种碳源基质中PC反硝化潜能最好；相较于中低浓度阶段，高浓度进水阶段3种碳源滤池对氮素的去除率均有所下降，脱氮效果变差，这是由于高浓度进水阶段2种PCF基质出现铁壳积累现象，其积累程度由有机物释放速率和脱氮负荷共同决定...     

硫自养反硝化技术研究现状与发展趋势

简要阐述了硫自养反硝化技术的生物化学原理,综述了国内外近年来硫自养反硝化工艺在生物脱氮、生物脱硫及同步脱硫脱氮领域的研究现状,并指出了该工艺存在的问题及其解决途径.结合该工艺的高效性、经济性及可资源化等特点,对其在污水处理行业中的发展趋势和应用前景进行了展望.     

城市黑臭河道中硫、铁自养反硝化微生物研究

反硝化作为削减内源氮负荷和控制内源氮释放的重要途径,其中硫、铁自养反硝化微生物扮演重要角色,其对于有效解决城市河道黑臭现象具有重要意义。本文首先介绍了硫、铁自养反硝化微生物理论分析,其次简述了影响硫、铁自养反硝化微生物代谢的环境因素,并总结了目前已被鉴定和分离出的硫、铁自养反硝化微生物,最后探讨了城市黑臭河道中硫、铁自养反硝化微生物研究的发展前景。     

含氨废水生物脱氮工艺的研究进展

在简要介绍传统生物脱氮理论与工艺的基础上,详述了同时硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、氧限制自养硝化反硝化等新型生物脱氮工艺的原理及研究进展,并对其发展前景进行了展望,指出了各种技术在今后研究中需要解决的问题。     

反硝化除磷技术及其影响因素

反硝化脱氮除磷技术与传统脱氮除磷方式相比，能够在缺氧段实现同步体脱氮除磷，具有节约碳源，减少能源消耗、污泥产量低等优点。简要概述了反硝化除磷的机理，总结并分析了碳源种类、碳源浓度、电子受体、温度、p H值、水力停留时间和污泥浓度等影响因素对反硝化脱氮除磷技术的影响。     

集成式铁基质生物膜反应器自养反硝化深度脱氮

以污水厂处理水为研究对象,采用铁基质生物载体与生物膜耦合实现高效自养反硝化脱氮。考察停留时间（HRT）对系统脱氮效能的影响,通过动力学及微生物群落结构分析,揭示耦合技术的脱氮机理。结果表明：HRT为8 h,对一级A和一级B污水厂处理水,总氮(TN)平均去除率分别为95.41%和92.55%,TN处理负荷分别为0.48 kg TN/(m³·d）和0.58 kg TN/(m³·d）,硝化过程氨氮(NH₄⁺-N)饱和常数分别为1.17 mg/L和0.72 mg/L,反硝化过程硝氮(NO₃^--N)饱和常数分别为0.87 mg/L和0.67 mg/L。出水水质分别达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类、Ⅴ类水质标准。铁基质生物载体与生物膜耦合系统中微生物优势菌属为Maritimimonas、Rhodobacter和Sphaerotilus, 均为自养反硝化菌,证实了铁基质生物载体可为自养反硝化菌提供电子,实现生物自养反硝化脱氮。     

硫自养反硝化技术在污废水处理中应用研究进展

介绍了硫自养反硝化的生化原理,叙述了近些年来应运用污废水处理领域的硫自养反硝化技术和工艺,从微生物角度介绍了硫自养反硝化技术的特性,探讨了今后相关研究的发展动态。认为以硫化物为基质的厌氧氨氧化-硫自养反硝化技术和异养-硫自养反硝化技术,将成为主流利用硫自养反硝化的脱氮技术,两者不但能同步脱氮除硫,而且能回收资源;他们若要得要更广泛的应用,需要对其影响因素进行精准调控,开发出一种新的单质硫回收方法和高效、稳定的运行处理设备。