固定化藻类细胞去除污水中氮、磷的研究进展

固定化藻类细胞可用于去除污水中的N、P等营养物质,实现废水资源的完全再利用,是一项极有潜力的生物工程技术。介绍了固定化藻类细胞去除污水中N、P的一般原理、方法、技术特点及影响去除效率的各种因素．并对该技术的处理目标和应用前景作了展望。     

Application of the Stover–Kincannon kinetic model to nitrogen removal by Chlorella vulgaris in a continuously operated immobilized photobioreactor system

BACKGROUND: The aim of this study was to evaluate the ammonium nitrogen removal performance of algae culture Chlorella vulgaris in a novel immobilized photobioreactor system under different operating conditions and to determine the biokinetic coefficients using the Stover–Kincannon model. RESULTS: The photobioreactor was continuously operated at different initial ammonium nitrogen concentrations (NH₄‐N₀ = 10–48 mg L⁻¹), hydraulic retention times (HRT = 1.7–5.5 days) and nitrogen/phosphorus ratios (N/P = 4/1–13/1). Effluent NH₄‐N concentrations varied between 2.1 ± 0.5 mg L⁻¹ and 26 ± 1.2 mg L⁻¹ with increasing initial NH₄‐N concentrations from 10 ± 0.6 mg L⁻¹ to 48 ± 1.8 mg L⁻¹ at θ_H = 2.7 days. The maximum removal efficiency was obtained as 79 ± 4.5% at 10 mg L⁻¹ NH₄‐N concentration. Operating the system for longer HRT improved the effluent quality, and the percentage removal increased from 35 ± 2.4% to 93 ± 0.2% for 20 mg L⁻¹ initial NH₄‐N concentration. The N/P ratio had a substantial effect on removal and the optimum ratio was determined as N/P = 8/1. Saturation value constant, and maximum substrate utilization rate constant of the Stover–Kincannon model for ammonium nitrogen removal by C. vulgaris were determined as K_B = 10.3 mg L⁻¹ d⁻¹, U_max = 13.0 mg L⁻¹ day⁻¹, respectively. CONCLUSION: Results indicated that the algae‐immobilized photobioreactor system had an effective nitrogen removal capacity when the operating conditions were optimized. The optimal conditions for the immobilized photobioreactor system used in this study can be summarized as HRT = 5.5 days, N/P = 8 and NH₄‐N₀ = 20 mg L⁻¹ initial nitrogen concentration to obtain removal efficiency greater than 90%. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry     

小球藻对奶牛场沼液处理能力及生物质生产的探究

为资源化处理奶牛场沼液、探究小球藻Chlorella vulgaris NIES-227对奶牛场沼液的处理能力以及生物质利用潜力,在柱式光生物反应器中利用小球藻处理沼液占比分别为25%、50%、75%和 100% 4种不同浓度的未灭菌污水。研究结果显示,各浓度污水中总氮、总磷和COD的去除率分别为36.0%～92.5%、42.8%～100%和6.9%～32.2%。在沼液占比为25%的污水中氮磷的去除率最高,氨氮、总氮和总磷的去除效率分别可达99.9%、91.0%和100%。微藻在低浓度沼液（25%～50%）中生长状态良好,在沼液占比为50%的污水中可获得最高生物质产率393.6 mg/(L·d)。但是在高浓度沼液（75%～100%）中微藻生长受到一定抑制,导致氮磷的去除效果变差。培养期间细菌的数量增长显著,促进了COD的去除。各浓度沼液生物质中总脂、总糖和蛋白质含量分别为13.2%～32.2%、12.3%～27.6%和16.2%～30.9%。实验数据表明,低浓度沼液能产生更多高能量组分的生物质,适合用作生物燃料的开发;高浓度沼液能产生含较多蛋白质的生物质,更适合用作动物饲料。     

磷酸铵镁沉淀法去除与回收废水中氮磷的应用研究进展

采用磷酸铵镁沉淀法处理含氮磷的废水,具有氮磷去除率高,反应速度快的优点;同时,回收氮磷生成的磷酸铵镁是一种缓释肥,具有良好的经济效益。系统论述了磷酸铵镁沉淀法回收氮磷的基本原理、影响因素、应用现状以及技术经济,并探讨了该技术在今后的研究发展趋势。     

污水除磷脱氮与磷回收技术

磷作为一种不可再生资源,在现代工农业生产中起着重要的作用。但污水中大量P元素的排放,对环境造成了一定的影响。采用除磷脱氮工艺处理污水,不但可以有效回收磷,而且可以解决水体富营养化问题。     

藻类去除煤气化废水氨氮及总氮的实验研究

采用柱式光合反应器对藻类去除煤气化废水的氨氮及总氮开展了探索性实验研究。实验结果表明:优化条件下,四尾栅藻、斜生栅藻、混合藻(黄丝藻和席藻)都在3 d内完全去除氨氮,同时总氮去除率都在第5天达到最大,分别是四尾栅藻86.02%,斜生栅藻83.33%,混合藻71.81%。说明选用合适的藻类去除煤气化废水的氨氮及总氮可行,同时相比生物硝化/反硝化脱氮工艺该方法具有一定的新颖性。     

废水生物脱氮除磷工艺的进展与评述

针对传统生物脱氮除磷工艺存在的一些不足,即微生物的混合培养,泥龄,碳源和回流污泥中的硝酸盐问题,概要介绍了双循环两相生物处理(BICT)工艺,厌氧/缺氧和硝化(A2N)工艺,BCFS工艺,分段进水BNR工艺,厌氧-往复好氧组合式工艺等几种近年来针对这些问题提出的改进工艺,并从处理工艺的原理、流程和应用于实际工程尚需进一步研究的问题等方面对这些工艺进行了比较和评述。     

应用MBBR进行PU合成革废水的脱氮研究

采用一个缺氧/好氧MBBR反应器考察其对TN、NH3-N和有机物的去除,同时采用另一个缺氧MBBR反应器,考察其对NO3--N的去除。试验结果表明:当进水TN的质量浓度为150~300 mg/L,NH3-N的质量浓度为50 mg/L浓度时,缺氧/好氧MBBR对TN和NH3-N的平均去除率大于89.7%和84.0%,出水TN和NH3-N均能达到GB 21902—2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》中规定的要求(ρ(NH3-N)8 mg/L,ρ(TN)15mg/L)。当碳氮比较低时,产生NO2--N的积累,对缺氧/好氧MBBR处理合成革废水而言,维持其碳氮比在3.5左右即可实现有效脱氮。缺氧MBBR反硝化能去除约98.2%的NO3--N和NO2--N,初始时碳氮比较低,产生NO2--N的积累,当碳氮比继续升高时,TN浓度下降,说明当NO3--N的质量浓度高达300 mg/L时,缺氧MBBR的反硝化效果显著。     

鸟粪石法回收废水中磷的反应器研究现状

磷是日益枯竭的战略资源,同时又是造成水体富营养化的关键因素,所以从废水中回收并利用磷不但具有经济效益还具有环境效益。反应器是鸟粪石法回收磷的核心装置,国外在磷回收研究方面已研发了多种反应器,其中有些已用于实践中,并产生了很大的环境与经济效益。但在国内很少有关于磷回收反应器研究方面的详细报道。本文在阐述鸟粪石法回收废水磷原理的基础上,介绍了国内外从废水中回收磷所采用的反应器,包括机械搅拌和空气搅拌的搅拌式反应器,以及气体搅动式和液体搅动式的流化床式反应器,着重介绍各种反应器的结构流程以及研究现状。     

啤酒生产废水资源化研究

在啤酒生产废水常规处理工艺及其出水水质的基础上,采用生物与超滤处理工艺进行深度处理.处理后水质可满足中水回用要求,实现啤酒生产废水资源化利用,如用作啤酒生产冷却水系统与蒸汽锅炉系统的补充水,可节约1/4生产用水,产生123万元的经济效益。     

水化硅酸钙回收污水中磷的试验研究

采用合成水化硅酸钙进行污水除磷试验,以模拟污水为研究对象,考察了接触时间、Ca2+浓度、初始pH值、干扰离子等因素对除磷效果的影响,在利用水化硅酸钙回收实际污水中磷的试验发现,在处理8h后除磷量达到101 mg/g,折合P2O5含量超过常用的水溶性磷肥过磷酸钙,且产物经酸处理后将快速释磷,在1h后磷释放率接近100％,...     

Strategies of valorization of sludge from wastewater treatment

Sludge is regarded as a potential source to achieve valorization via strategies such as resource recovery, sludge based adsorbents preparation, bioflucculants production, sludge manufacturing construction materials preparation, sludge composting and thermal valorization, which are currently common and effective strategies. Appropriate treatment strategies of sludge are of great importance worldwide for the fast growing population and rapidly increasing waste. This mini review summarized some widely used and effective strategies to achieve sludge valorization based on whether the strategy would utilize or reuse the potential of sludge to obtain valuable product and eliminate secondary pollution. Anaerobic digestion of sludge is perceived as a potentially cost‐effective method to achieve sludge reduction and resource recovery including carbon, nitrogen, phosphorus resource recovery coupled with other technologies. Utilizing sludge as raw material for preparation of valuable products including sludge based adsorbents, bioflocculants and construction materials is another aspect to achieve sludge valorization. Sludge composting and thermal valorization are also introduced in the mini review since the two strategies could also achieve sludge valorization. In addition, the strategies mentioned were discussed and analyzed in the mini review from environmental and economic aspects. © 2017 Society of Chemical Industry     

化工废水氮、磷生化处理技术研究进展

化工废水氮、磷污染控制对水体富营养化治理具有重要意义。总结了目前国内外比较成熟的氮、磷生化处理技术，并对各方法的优缺点及应用进行了分析。     

脉冲电源电解处理含氰含银电镀废水

利用脉冲电源从含氰含银电镀废水中回收银和去除氰,对比了脉冲电源与直流电源对含氰镀银废水的处理效果,系统研究了脉冲电源的电解电压、占空比和脉冲频率等参数对电能消耗、银回收率和除氰率的影响。结果表明,脉冲电源较直流电源能更加有效降低阳极的超电位,减少电极的极化,从而降低槽电压,进而有效地降低电能消耗。脉冲电源的优化参数是：脉冲电压2.0 V,脉冲频率1200 Hz,占空比50%。在循环流速100 ml·min^-1,pH值10～11,曝气速率1.0 L·min^-1的实验条件下,通入电解电压2.0 V、脉冲频率1200 Hz以及占空比50%的脉冲电源,电解2.0 h后,银回收率高达99%,除氰率达到86%。     

小球藻流加补料强化处理发酵废水联产高质蛋白饲料

考察利用小球藻强化处理曲霉发酵废水(发酵废水)并联产高质蛋白饲料的可行性。小球藻在流加补料模式下使得发酵废水总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)去除率分别达到99.5%、95.1%、99.4%、98.2%和99.7%,较分批模式下污染物去除率提高了1.47倍、1.45倍、1.22倍、1.13倍和1.19倍,且其出水水质符合GB 25463—2010排放标准。联产获得小球藻生物量和蛋白高达48.53g/L和27.20g/L,藻蛋白中18种氨基酸含量为58.56%,8种必需氨基酸含量为26.44%,氨基酸评分65.3,属优质单细胞蛋白源。小球藻脂肪酸以C₁₆～C₁₈为主(＞86%),亚油酸和亚麻酸含量分别为27.06%和25.82%。小球藻重金属(铅、砷、镉、汞、铬)和微生物(沙门氏菌、霉菌、细菌)安全指标符合GB 13078—2017饲料卫生标准。进一步地,体外模拟猪肠胃液对藻粉干物质、粗蛋白、粗脂肪和淀粉消化率为79.02%、90.17%、92.93%和87.81%,...