硫自养反硝化中亚硝酸盐积累的研究现状与展望

以硫化物为基质的硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化技术不但能除硫,还可以在硫循环的条件下实现高效脱氮.为实现该技术需要将硫自养反硝化过程控制在亚硝化阶段,随后进行以亚硝酸盐为电子受体的厌氧氨氧化反应.其关键在于如何实现亚硝酸盐的积累.文中介绍了硫自养反硝化的反应机理以及如何对影响亚硝酸盐,积累的因素进行精准调控,探讨了厌氧氨氧化-自养反硝化技术的主要途径.     

硫自养反硝化同步脱氮除硫启动试验

目的 研究单一反应器内硫自养反硝化同步脱氮除硫的启动方法 及过程,同时考察脱氮除硫效果.方法 选择厌氧生物滤池为生物反应器,采用普通厌氧消化污泥为接种污泥,以自配的含S2--S和NO3--N的废水为进水,进水容积负荷分别为0.24 kg/(m3·d)、0.105 kg/(m3·d),经过15 d的间歇运行和15 d的连续运行,对硫自养反硝化的启动过程进行研究.结果 经过30 d的运行启动,S2--S和NO3--N的去除率基本稳定在90%及80%以上,去除负荷分别为0.238 kg/(m3·d),0.093 3 kg/(m3·d),S0及NO2--N的生成率分别为75%与64%左右.结论 反应器在短时间内成功筛选并富集了硫自养反硝化菌,S2--S和NO3--N达到很高的去除负荷,硫自养反硝化反应器成功启动.     

异养耦合硫自养反硝化脱氮性能及动力学研究

在COD浓度为0,30,60,90 mg/L下,考察了异养耦合硫磺和黄铁矿为填料的自养反硝化工艺脱氮性能,同时探讨了异养及自养反硝化过程对氮去除的贡献率及其降解动力学.结果表明,当COD浓度为30 mg/L时,R1(硫磺/黄铁矿分层填装)和R2(硫磺/黄铁矿混合填装)的NO₃^--N去除率分别为90.51%和97.13%.随着COD浓度升高至90 mg/L,R1和R2进水中的NO₃^--N几乎被完全去除,且R2在不同高度下的脱氮性能均优于R1.由于COD为30 mg/L时可促进硫自养反硝化过程的脱氮效果,因此R1和R2出水SO₄^2-浓度分别由158 mg/L和178 mg/L升至188 mg/L和192 mg/L;随着COD投加浓度提升至90 mg/L,实现了异养与硫自养反硝化的耦合,此时出水SO₄^2-浓度分别降至114 mg/L和125 mg/L.物料平衡计算表明,当COD浓度大于60 mg/L时,异养反硝化对脱氮...     

碳源对反硝化脱硫工艺碳氮硫同步脱除效果的影响

针对碳源对反硝化脱硫工艺运行效能影响不明问题,实验采用UASB反应器,考查两种不同碳源(乙酸钠和苯酚)条件下反硝化脱硫工艺碳氮硫去除效果及单质硫累积率,在此基础上,通过批次试验进一步探究碳氮硫降解及转化规律.结果表明:乙酸钠为碳源,HRT为2.5~10 h,NO_3~--N、S~(2-)和Ac~--C去除率分别保持在93%、90%和99%以上,单质硫积累率稳定在41%以上;而苯酚为碳源,HRT为10 h,NO_3~--N、S~(2-)和C_6H_5O~--C去除率分别达67%、85%和50%,但硫化物均转化为硫酸盐,无单质硫累积.批次试验表明,乙酸钠为碳源时,S~(2-)氧化速率(qS~(2-))乙酸盐氧化速率(qAcetate)S~0的氧化速率(q_S~0);而苯酚为碳源时,S~(2-)氧化速率(qS~(2-))S0的氧化速率(q_S~0)苯酚氧化速率(qPhenol),从而使得硫化物的氧化产物有所差异.     

城镇污水处理厂硫自养反硝化深度脱氮研究

为了探究硫自养反硝化滤池用于城镇污水处理厂中水的深度脱氮效能,通过中试实验模拟实际生产情况,以邯郸市东污水处理厂为研究对象,分析中试运行问题并核算运行成本。结果表明：中试系统处理规模为200 m³/d,直接运行成本为0.13元/m³;硝酸盐氮的去除率在98%以上,去除效果显著;能在不影响其他出水指标的情况下有效地降低出水总氮。     

电流对三维电极生物膜耦合硫自养脱氮工艺的影响

针对污水处理厂尾水TN去除问题,研究了电流对三维电极生物膜耦合硫自养脱氮工艺(3DBER-S)脱氮性能及菌群结构的影响.运行结果表明:在进水pH为7.0 ~ 7.5,ρ(NO₃^--N)为35 mg/L,ρ(C)/ρ(N)为1,HRT为12h条件下,电流由60 mA增大到800 mA,NO₃^--N和TN去除率变化不明显,分别稳定在87%和76%左右;随电流增大,体系氢自养反硝化作用所占比例由22.8%逐渐上升到74.4%.基于nirS基因的克隆文库结果表明:3DBER-S中与异养、硫自养和氢自养反硝化功能菌属相似的细菌均占有一定比例;随电流增大,与氢自养反硝化功能菌属相似的细菌所占比例增大.该体系中存在异养、氢自养和硫自养反硝化协同去除硝酸盐氮的作用,维持了稳定高效的脱氮效果,且增大电流利于氢自养反硝化作用的增强.     

电极生物膜法反硝化工艺条件及过程

为获得具有良好反硝化性能的电极生物膜,以活性污泥为出发菌株,分别以连续和间歇培养方式在石墨电极上生长电极生物膜,研究碳氮比、电流强度、pH等工艺条件对电极生物膜反硝化过程的影响.结果表明:当碳氮比小于3.0时,体系的反硝化速率与碳氮比成正比;而在3.0以后,反硝化速率的增长开始趋于缓慢;电流强度为20mA时,硝酸盐去除效率达到最大值9.26mg/(L.h),继续加大电流,硝酸盐的去除率降低;当pH等于7时,硝酸盐氮的去除负荷最大,为7.89mg/(g.h),而pH小于或大于7时,生物膜的反硝化性能均有所降低.对单纯电极法、单纯生物膜法和电极生物膜法进行比较研究,证明电极生物膜法对硝酸盐的去除是电与生物膜共同作用的结果.     

污水硫自养反硝化技术研究进展

硫自养反硝化（SAD）是一种绿色低碳的污水脱氮技术,具有成本低、污泥产量少、无须外加有机碳源等优点,已成为污水脱氮技术研究的热点之一。阐述SAD填料组成与复合硫源填料的合成方法,归纳SAD固定床反应器和流化床反应器的结构及其适用条件,回顾SAD与电化学、异养反硝化、厌氧氨氧化耦合工艺等方面的研究进展,并总结SAD耦合技术的优缺点以及耦合工艺的脱氮特征。微生物的代谢功能是实现高效SAD的关键因素,列举不同代谢特性的SAD功能微生物种类,阐述代表性微生物Thiobacillus和Sulfurimonas在SAD过程中的反硝化特性及其生长条件。目前,SAD技术在填料、反应器和耦合工艺等方面取得显著进步,但仍面临诸多挑战,在SAD技术温度适应性、高处理负荷反应器设计以及工艺流程优化等方面进一步创新。     

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。     

硫磺-生物绳为填料的自养反硝化污水脱氮处理

针对传统的填充床硫自养反硝化工艺填料用量大、水头损失严重以及反应器易堵塞等问题,采用硫涂层接触反硝化工艺进行模拟污水脱氮研究,主要考察反应器内部的填料填充比、温度以及水力停留时间(HRT)对其脱氮性能的影响。结果表明:在进水NO^-₃-N浓度为50 mg/L、温度为(25±1)℃、HRT=19.5 h时,将填料填充比由1/10增大到1/5,NO^-₃-N的去除效果明显提升,由56.77%提升至78.26%;温度变化对反应器脱氮有很大影响,当填料填充比为1/5、HRT=19.5 h时,在(25±1)℃和(30±1)℃条件下,NO^-₃-N的平均去除率分别为71.05%和98.38%;此外,当HRT降低至9.7 h时,NO^-₃-N的平均去除率为89.29%。整个反应过程中,出水NO^-₂-N浓度均很低,保持在0.4 mg/L以内,并且反应器出水pH值保持在6.8～8.3之间,满足微...     

硫化物的危害与治理进展

论述了硫化物的产生及对环境的危害和厌氧消化的影响,讨论了对硫化物的治理方法。经过比较,由于用无色硫细菌处理废水中的硫化物具有不需催化剂、无化学污泥、低能耗、有可能回收单质硫和快速高效的特点而将成为今后的发展方向。     

Investigation of chemical suppressants for inactivation of sulfide ores

Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｖｅｒｙｓｅｒｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｍｉｎｉｎｇｏｆｓｕｌｆｉｄｅｏｒｅｄｅ ｐｏｓｉｔｓ.Ｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓｉｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｉｔａｂｌｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｕｐｐｒｅｓｓａｎｔｓｔｏｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇｔｈｅｓｕｌｆｉｄｅｏｒｅｓ[1 4] .Ｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅｓｕｐｐｒｅｓｓａｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｏｘｉｄａ ｔｉｏ…     

硫酸盐还原对氨氧化的影响及其抑制特性研究

通过化学热力学分析和试验,探讨了厌氧环境中硫酸盐的还原对氨氧化的影响.热力学分析表明:厌氧条件下,废水中的氨和硫酸盐可以彼此作为电子供体和受体进行同步脱氮除硫反应.试验结果表明:适当的条件下可以获得与热力学分析相同的结果.如果条件不当,硫酸盐过度还原产生的硫化物对厌氧氨氧化过程产生抑制.系统中硝酸盐的存在,可以使硫酸盐还原过程减弱,硝酸盐对硫酸盐还原过程的抑制表现为可逆的竞争性抑制,但受到抑制的厌氧氨氧化难以恢复.硫化物对氨的厌氧氧化过程表现为不可逆抑制.     

脱氮硫杆菌在废水脱硫、脱氮处理工艺中的应用

综述了脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)的生物学特征以及它在废水好氧脱硫、厌氧脱硫和厌氧脱氮3种工艺中应用的现状、阐明了不同工艺中脱氮硫杆菌的代谢途径、作用效果和关键影响因素．指出脱氮硫杆菌因具备生态幅宽、细胞外聚集单质硫和能够在厌氧条件下还原硝酸盐等优点,可以作为工程菌种来开发同步脱氮、脱硫新工艺,并提出了同步脱氮、脱硫新工艺研究和应用的发展方向.     

SO_2还原为元素硫的条件研究

研究了反应温度、SO_2浓度、水蒸气含量及停留时间对以炭为还原剂,将SO_2还原为元素硫的还原反应的影响,求出了获得具有较高元素硫收率,较低副产物生成量的最佳反应条件。