铝盐混凝剂强化絮状厌氧氨氧化污泥颗粒化研究

探究不同剂量铝盐混凝剂(聚合氯化铝)对厌氧氨氧化污泥颗粒化的影响。采用经过筛分的絮状厌氧氨氧化污泥作为种泥(粒径小于0.425 mm),设置空白组和实验组,实验组在2、4、8 mg/L铝盐投加量下开展序批式反应器的厌氧氨氧化污泥颗粒化研究。具体分析厌氧氨氧化污泥颗粒化过程中沉降性能、脱氮性能、污泥粒径变化和微生物群落特征。实验结果表明,经过110天的富集培养,铝盐混凝剂的投加提升了厌氧氨氧化污泥粒径。与空白组相比,投加铝盐混凝剂促进厌氧氨氧化污泥平均粒径增长了209.8μm,同时改善了污泥沉降性能,污泥沉降比和污泥体积指数出现一定降低。微生物群落分析结果表明,投加铝盐后拟杆菌门相对丰度增加了7.8%,浮霉菌门相对丰度降低了9.8%。其中,厌氧氨氧化优势菌属Candidatus Kuenenia相对丰度降低了8.9%,但并没有影响系统脱氮活性。两组反应器最终容积脱氮负荷差异不大,稳定在0.6 kgN/(m³·d)左右。本研究初步探究了利用铝盐混凝剂强化厌氧氨氧化污泥颗粒化的效果。     

厌氧氨氧化快速启动及微生物群落演替研究

在序批式反应器(SBR)中分别添加彗星式丝状纤维滤料和Kaldnes填料组成序批式生物膜反应器(SBBR)R1和R2,接种城市污水处理厂二沉池回流浓缩污泥,旨在探求添加不同生物填料和接种普通污泥对快速启动厌氧氨氧化反应器的影响。结果表明,R1仅历时39d成功启动厌氧氨氧化,NH_4~+-N、NO_2~--N及TN去除率分别为98.0%、88.2%及82.3%;成功启动初期,化学计量比平均值为1:1.28:0.22,接近理论值1:1.32:0.26;稳定运行期间,高通量测序结果表明,浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度从1.97%增至60.06%,而变形菌门(Proteobacteria)从65.75%降至15.19%,Candidatus_Jettenia为主要菌属,丰度最高,占比为45.36%,是反应器内唯一的厌氧氨氧化菌,SM1A02属占比达到13.11%,实现了快速高效富集。R2培养111d后未成功启动厌氧氨氧化。     

接种厌氧絮状污泥的厌氧氨氧化反应器的快速启动

厌氧氨氧化技术因其节能、运行费用低、不需添加有机物等优点而备受关注,但反应器启动慢是该技术面临的瓶颈问题。为了加速厌氧氨氧化反应器的启动,该研究在两个不同阶段中先后在同一UASB反应器中接种絮状污泥和添加颗粒活性炭,以含NH4+-N和NO2--N的人工配水为进水,进行连续试验,并在试验过程中调整运行参数,最终添加活性炭的絮状污泥反应器在运行85 d后成功启动厌氧氨氧化过程,总氮去除率稳定在80%-90%。结果表明在使用活性炭吸附法固定化时,反应器启动迅速,活性炭可以成为厌氧氨氧化菌的理想载体。     

厌氧氨氧化反应研究进展

从厌氧氨氧化发现的历史开始,依次阐述厌氧氨氧化反应途径,厌氧氨氧化反应的分子生物学研究,厌氧氨氧化在全球氮循环中所起的作用,并介绍厌氧氨氧化反应的工程化应用,最终对厌氧氨氧化反应研究与应用中所存在的问题进行探讨。展望了厌氧氨氧化技术未来的发展,认为在微观方面,应尽快完成厌氧氨氧化细菌的基因组测序与建立模式菌株,深化分子生物学与生理生化研究;在宏观方面,探索自身最佳运行工艺,并与其他工艺结合,开发厌氧氨氧化集成工艺,克服本身缺点,尽快实现厌氧氨氧化反应的工业化推广应用。     

厌氧氨氧化污泥启动EGSB反应器研究

通过厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器接种低温(4℃左右)下存放18个月的厌氧氨氧化污泥,处理模拟废水,研究如何用长时间低温保存后的厌氧氨氧化污泥启动反应器。在温度(34±1)℃、进水pH为7.40～7.64、DO的质量浓度控制在0.10 mg/L以下成功启动反应器。运行110 d后,进水TN负荷最高可达2.3 kg/(m.3d),NH4+-N、NO2--N去除率分别为90.93%、99.76%,出水pH明显高于进水,平均达到7.99;第135天在反应器中发现有红色厌氧颗粒污泥形成;经扫描电子显微镜观察,第165天厌氧颗粒污泥布满球状菌。     

厌氧氨氧化研究进展

厌氧氨氧化是近年来发现的新型生物脱氮途径。综述了厌氧氨氧化反应的由来、可能的反应机理、厌氧氨氧化微生物、厌氧氨氧化工艺的研究及应用并指出了今后的研究方向。     

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...     

厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成

以好氧硝化颗粒污泥与厌氧氨氧化生物膜作为接种污泥,在缺氧条件下利用EGSB反应器培养厌氧氨氧化颗粒污泥。根据反应器内污泥性状以及运行效果,随时调整反应器的进水基质浓度以及上升流速等关键控制因素,加快厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成。同时考察系统的脱氮效能、粒径分布、厌氧氨氧化颗粒污泥表面形态以及内部结构与微生物分布情况。反应器运行80 d后,培养出成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥,平均粒径为0.556 mm;89 d时,总氮去除负荷达4.758 kg N·m-3·d-1。FISH表明颗粒污泥中厌氧氨氧化菌为优势菌种,同时SEM与TEM观察表明颗粒污泥是由多个小颗粒聚集形成,而且形状不规则,内部结构排列紧密。     

生物炭在厌氧氨氧化反应中应用的研究进展

厌氧氨氧化技术因其高效和低能耗等优点被认为是替代常规生物脱氮的主要工艺之一。但是厌氧氨氧化技术在处理主流城市污水方面仍然存在一些问题,如启动时间较长,颗粒污泥稳定性较差等。生物炭因其具有廉价易得、环境友好的特点,成为近些年来环境领域的研究热点材料,越来越受到人们的关注。综述了生物炭在厌氧氨氧化领域的应用,为厌氧氨氧化技术存在的部分问题提供更经济环保的解决措施,旨在推动厌氧氨氧化反应的同时促进环境的友好发展。     

不同粒径厌氧氨氧化颗粒污泥的性状研究

通过实验比较了不同粒径Anammox颗粒污泥的物理性质和处理效果的差异。实验结果表明,Anammox颗粒污泥粒径的增大有助于减小颗粒污泥受到的不利条件的影响;粒径为0.5~1.0、1.0~1.5 mm及1.5 mm以上3组Anammox颗粒污泥的比反应速率(以N计)分别为0.52、0.62、0.55 g/(g·d)。综合考虑去除效果及稳定性,在本实验系统中,粒径在1.0~1.5 mm的Anammox颗粒污泥的综合性能最佳。     

厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成

以好氧硝化颗粒污泥与厌氧氨氧化生物膜作为接种污泥,在缺氧条件下利用EGSB反应器培养厌氧氨氧化颗粒污泥。根据反应器内污泥性状以及运行效果,随时调整反应器的进水基质浓度以及上升流速等关键控制因素,加快厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成。同时考察系统的脱氮效能、粒径分布、厌氧氨氧化颗粒污泥表面形态以及内部结构与微生物分布情况。反应器运行80 d后,培养出成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥,平均粒径为0.556 mm;89 d时,总氮去除负荷达4.758 kg N·m^-3·d^-1。FISH表明颗粒污泥中厌氧氨氧化菌为优势菌种,同时SEM与TEM观察表明颗粒污泥是由多个小颗粒聚集形成,而且形状不规则,内部结构排列紧密。     

以活性污泥为接种污泥厌氧氨氧化工艺的快速启动及脱氮效能

以活性污泥作为接种污泥,研究了采用厌氧序批式生物膜反应器（anaerobic sequencing biofilm batch reactor,AnSBBR）进行低浓度含氮废水的厌氧氨氧化工艺的快速启动。通过调整进水溶解氧（dissolved oxygen,DO）和水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）等关键控制因素,加速厌氧氨氧化生物膜的快速形成。结果表明,启动运行40天后,发生明显的厌氧氨氧化反应。运行90天,氮去除效率（nitrogen removal efficiency,NRE）和脱氮负荷率（nitrogen removal loading rate,NRLR）分别达到99.7%和0.048 kg/(m³?d)。生物膜内部呈现红色,扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）发现厌氧氨氧化生物膜是由多个小聚合体形成,多为球菌,内部结构排列紧密。微生物群落进一步分析表明,厌氧氨氧化菌（AnAOB）主要为Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia,且在168天最高达到了12%的相对丰度,表明AnAOB成为生物膜内重要的优势菌属。     

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。     

无机离子对厌氧氨氧化反应的影响研究进展

文章简单介绍了厌氧氨氧化的概念及反应机理,概述了厌氧氨氧化基质(氨、亚硝酸盐)和金属离子对厌氧氨氧化(Anammox)反应的影响,并重点讨论并分析了Cu~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(3+)、Fe~(2+)、Ca~(2+)等金属离子在不同浓度下对厌氧氨氧化反应的影响作用。     

铁调控厌氧氨氧化颗粒污泥研究进展

相较于其他传统的脱氮技术,厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)工艺作为目前新型的脱氮工艺具有无需外加碳源、节能、减排等优点。然而,在实际应用过程中却因污泥流失而无法快速培养启动。厌氧氨氧化颗粒污泥(Anammox granular sludge,AnGS)可以提高Anammox工艺脱氮效能并保障长期稳定运行,其中通过外加铁强化AnGS是当前研究最为广泛且具经济性和实用性的一种措施。该文简述了厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AnAOB)的特性、代谢途径及AnGS的聚集机制,重点从调控酶的合成和功能基因的表达、加速功能菌群的富集、供给颗粒污泥凝结核、促进胞外聚合物(EPS)分泌以及加强系统群体感应等方面对铁调控AnGS的机制进行梳理,为铁强化Anammox技术的发展与应用提供理论指导。     

改性铁阳极微生物电解池中电极驱动的氨厌氧氧化

在没有 NO₂^-或短程硝化的情况下,厌氧氨氧化菌(AnAOB)可以微生物电解池(MECs)的阳极为电子受体氧化 NH₄⁺-N,这种电极驱动型厌氧氨氧化(E-Anammox)可有效解决传统厌氧氨氧化(Anammox)电子受体 NO₂^-供给不稳定的问题。但 MECs 系统常用的铁阳极易发生腐蚀板结,导致电极导电能力下降、电子利用率降低。针对铁阳极易腐蚀的问题,对普通铁阳极进行包覆改性制备改性铁阳极,将改性铁阳极和普通铁阳极分别与 MECs 系统耦合加载于 Anammox 反应体系中,考察了 2 个反应体系中氨氧化、系统阻抗值、微生物群落结构的变化特征。结果表明,改性铁阳极-MECs 反应器(R2)对氨氧化的促进作用强于普通铁阳极-MECs 反应器(R1),至实验末期(第 70天),R1 和 R2 的 NH₄⁺-N 去除速率分别为 35.57 mg/(L·d)和 76.72 mg/(L·d);R1 的阻抗值由运行前期的...     

UAF反应器启动厌氧氨氧化反应的试验研究

本试验以普通活性污泥为种泥,采用升流式厌氧生物滤床(UAF)反应器,在pH为7.5的室温条件下,以NH4Cl和NaNO2配制人工模拟废水,通过逐步提高NH4+-N与NO2--N的负荷对厌氧氨氧化菌进行培养与驯化,在反应器运行到148 d左右时NH4+-N与NO2--N去除率分别达到56%、62%,且在之后的运行过程中其去除率呈同步变化,NH4+-N与NO2--N同时去除。通过镜检发现在反应器下部形成了具有厌氧氨氧化活性的棕红色颗粒污泥,实现了厌氧氨氧化反应的快速启动。     

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。     

厌氧氨氧化反应器研究进展

近几年,厌氧氨氧化(Anammox)工艺成为水处理领域的研究热点,因其具有绿色、高效的特点在高氨氮、低碳氮比污水处理方面极具发展前景。但厌氧氨氧化菌生长增殖缓慢且环境敏感度高,导致厌氧氨氧化工艺存在启动时间长、运行失稳等问题,从而制约了该工艺的工程化应用。反应器的选择对厌氧氨氧化工艺启动运行有重要影响,适合的反应器类型主要包括序批式、颗粒污泥、生物膜、膜生物、复合反应器等五大类。从这五类反应器的结构特点和脱氮效果等方面对已取得的成果进行论述,并指出厌氧氨氧化反应器的应用前景及有待解决的技术难题。