厌氧氨氧化工艺的机理及研究进展

近年来我国经济发展迅速,与此同时经济带来的弊端就是对环境的污染。氮素过高是水体富营养化的主要原因,虽然氮是生物的必须元素,但含量过高就会污染水体,使水体富营养化,对人们的生产生活造成不便。厌氧氨氧化工艺作为新型脱氮工艺近年来发展迅速,在现阶段属于新型污水处理技术的研究热点,其作用对污水脱氮技术的革新有着重大意义。厌氧氨氧化工艺具有传统脱氮工艺不具备的优势,节能、绿色、高效,目前在国内外应用广泛。但是厌氧氨氧化工艺存在着许多问题,世代周期长,反应速度慢,菌种较为敏感,反应条件较为苛刻。综述了厌氧氨氧化的机理,菌种的分类,以及厌氧氨氧化的基本生理参数和影响因素,最后总结了国内外厌氧氨氧化工程实例应用的现状。     

铁氨氧化污水生物脱氮技术的研究进展

近年来新发现的铁氨氧化过程(Feammox)能够在厌氧条件下以三价铁离子[Fe(Ⅲ)]为电子受体将铵根离子(NH4+)直接氧化为氮气(N2)、硝酸根(NO3-)或亚硝酸根(NO2-),能够耦合厌氧氨氧化过程、反硝化过程或铁盐反硝化(NDFO)过程完成污水生物脱氮。铁氨氧化相比传统硝化反硝化过程具有诸多优点,如不需要有机碳源、无需曝气、对重金属有更高的耐受力等。对铁氨氧化的发现过程、反应机制、菌种分布及其在污水生物脱氮领域的应用进行了综述,并在对铁氨氧化脱氮研究现状进行深入分析的基础上,指出了铁氨氧化工艺面临的挑战和可能的研究方向。     

纳米颗粒对厌氧氨氧化污泥毒性效应与作用机制研究进展

纳米颗粒(NPs)因其独特的物理化学特性被广泛应用于各种工业产品,但在生产、运输、消费和处置过程中不可避免地被排放到废水处理厂.厌氧氨氧化工艺是一种高效、经济的新型生物脱氮工艺,应用广泛,有必要评估NPs对厌氧氨氧化工艺中功能菌的影响.介绍了纳米颗粒的作用机制,及其对厌氧氨氧化细菌的毒性效应等方面的研究进展,并对未来的...     

厌氧氨氧化技术应用于市政污水处理的前景分析

厌氧氨氧化是一种新型脱氮技术,具有几乎不消耗有机碳源的突出优点,采用常规脱氮技术处理市政污水时,往往面临碳源不足的问题,若将厌氧氨氧化技术应用到市政污水领域,将使得市政污水处理产生革命性的变化。以市政污水为对象,分别从厌氧氨氧化和短程硝化两方面探讨分析了应用厌氧氨氧化技术的可行性。经过分析表明,厌氧氨氧化技术应用于市政污水处理的瓶颈在于如何实现短程硝化,而市政污水进行短程硝化的手段必须结合溶解氧控制,且采用一体式反应器的CANON工艺更有利于短程硝化的实现,但是理论分析表明,通过碱度控制无法实现短程硝化;在解决短程硝化的基础上,厌氧氨氧化技术应用于市政污水基本上不存在障碍,有机物、亚硝酸盐、溶解氧等对于ANAMMOX菌的抑制作用都可找到相应的解决方法。     

城市污水双泥龄复合脱氮工艺的脱氮机理分析

基于部分厌氧氨氧化的双泥龄复合脱氮工艺能实现自养脱氮和异养脱氮的耦合，在城市污水低成本高效脱氮方面表现出良好的应用潜力。为进一步探究该工艺的脱氮机理，对运行2年的中试反应器开展了脱氮途径解析与优化、主要脱氮功能菌活性测定以及微生物群落结构分析。结果表明，间歇曝气可以促进短程硝化和厌氧氨氧化过程的耦合，当曝气量为20 mL/min[DO为（0.18±0.03） mg/L]时，脱氮效率最高；厌氧氨氧化菌（AnAOB）主要分布在生物膜上，活性为44.60mg/（gVSS·d），检测到的AnAOB为Candidatus Brocadia，相对丰度为0.28%；氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）主要分布在悬浮污泥中，活性分别为61.53、86.95 mg/（gVSS·d），检测到的AOB和NOB分别为Nitrosomonas和Nitrospira，相对丰度分别为0.10%、2.10%。     

全程氨氧化菌（Comammox）在污水生物脱氮中的应用进展

探索高效污水生物脱氮技术一直是污水处理领域的热点问题，而对具有将氨氮直接氧化为硝酸盐氮能力的全程氨氧化菌（Complete ammonia oxidizers, Comammox）的发现重新定义了人们对氮循环的认识。如何将全程氨氧化应用于污水处理厂的生物脱氮可能是未来研究需要重点解决的问题。为此，系统地阐述了Comammox菌的微生物学分类、生化特性和代谢机制，分析了Comammox菌与其他脱氮功能微生物的相互作用，总结了Comammox的影响因素。最后提出了基于Comammox-厌氧氨氧化协同实现城市污水主流脱氮的初步设想，并对Comammox的未来研究方向进行了展望。     

厌氧氨氧化工艺及其影响因素

厌氧氨氧化工艺相比于传统脱氮工艺有明显的优越性,但由于工艺需要严格的条件控制,目前还没有广泛的应用。本文介绍了厌氧氨氧化工艺,探讨了其影响因素及在实际应用中会面临的问题,发现硝酸盐、醇类、DO和NO对厌氧氨氧化工艺都有抑制作用。通过研究者的大量研究,厌氧氨氧化工艺必将成为有前景的生物脱氮工艺。     

温度对Anammox-HAP脱氮性能及污泥特性的影响

厌氧氨氧化（Anammox）用于城市污水处理存在生物质持留难、温度波动引起厌氧氨氧化菌（AnAOB）活性降低等问题，采用具有高生物质浓度及更强环境抵抗能力的厌氧氨氧化-羟基磷灰石（Anammox-HAP）颗粒污泥脱氮具有可行性。Anammox-HAP反应器运行了176 d，用于考察不同温度对城污水脱氮性能及污泥特性的影响。首先通过降低总氮（TN）浓度模拟城市污水厂的主流污水并保持氮负荷率（NLR）为3.2 g/（L·d）。在18～35℃下出水TN稳定低于15 mg/L，在主流高负荷条件下保持优异的脱氮性能；在13～18℃，TN去除率明显降低，在13℃降至46.4%。温度提升后，TN去除率在30℃下最高恢复至77.8%，表明低温导致的AnAOB活性下降可逆。在降温的过程中磷去除率为20.2%，低温条件下HAP性质稳定，但Anammox-HAP颗粒污泥的VSS/TSS随着温度的下降而降低。     

污水处理厂强化脱氮和超声波污泥处理工艺介绍

本文拟介绍一种污水强化脱氮和污泥处理工艺,工艺流程如图1所示。包括强化去除污泥脱水上清液中氮的亚硝化＋厌氧氨氧化工艺和污泥厌氧消化装置前使用超声装置。此举可以强化氮的去除效果,增加沼气产量,减少污水处理厂的运行费用。     

厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的研究

厌氧氨氧化的发现很大程度上提高了人们对氮循环的理解,厌氧氨氧化为高氨氮废水的去除带来很大希望。然而,有机碳源的存在会对该过程产生不利影响。在实际废水中,会不可避免地存在有机碳及氮。厌氧氨氧化与反硝化耦合反应可实现在单一系统中同时脱氮除碳。由于该工艺为生物脱氮过程,温度是影响微生物的主要因素,所以温度及有机物都会对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应产生重要影响。本文综述了有机物及温度对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的影响,提出了当前研究存在的问题,展望了未来研究的重点。     

浅析脱氮新工艺

厌氧氨氧化(Anammox)作为一种新型的生物脱氮技术,具有良好的发展前景。虽然厌氧氨氧化具有很多优势,但是厌氧氨氧化菌培养困难,而且厌氧氨氧化菌增长速率低、易受环境影响。因此探讨对厌氧氨氧化的影响因素具有实际意义。本文介绍了不同因素对厌氧氨氧化的影响作用。     

镉离子对厌氧氨氧化脱氮性能的影响

采用批次试验,研究镉离子对厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应的短期影响。结果表明,镉离子浓度2 mg/L时,对厌氧氨氧化的脱氮性能影响较低;超过2 mg/L时,镉离子浓度的增加对厌氧氨氧化脱氮性能的抑制作用逐渐增大。采用模拟废水,以上流式厌氧污泥床(UASB)反应器实现厌氧氨氧化,研究镉离子对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的长期影响。近150 d的连续培养发现,当镉离子浓度5 mg/L时,其厌氧氨氧化脱氮性能不受影响;当镉离子浓度≥10 mg/L时,厌氧氨氧化脱氮性能显著降低;经过约25 d的恢复培养,厌氧氨氧化脱氮性能得到恢复。     

盐度和辣椒素对厌氧氨氧化活性的短期冲击影响

厌氧氨氧化作为一种低能耗、低药耗的高效脱氮工艺,在废水处理领域备受关注。餐厨垃圾厌氧发酵所产沼液的传统处理工艺能耗高、碳源消耗量大,选择厌氧氨氧化工艺有望显著降低处理成本。考虑到餐厨垃圾往往盐分含量高,且在部分地区如重庆、四川等由于饮食习惯导致餐厨垃圾中常含有大量辣椒,通过设置批次试验,分别探究了不同浓度水平的辣椒素和盐度短期冲击对厌氧氨氧化活性的单独影响以及两者协同影响。结果表明,盐度和辣椒素均会对厌氧氨氧化活性产生抑制作用。Hill抑制模型拟合结果显示,NaCl的半抑制浓度为15.4 g/L;辣椒素由于受自身溶解度的影响,对厌氧氨氧化活性的抑制作用有限,高浓度辣椒素（20 mg/L）可使厌氧氨氧化活性下降约20%。盐度和辣椒素同时存在时会对厌氧氨氧化活性产生协同抑制作用,NaCl半抑制浓度下降为14.6 g/L。     

厌氧氨氧化在废水处理中的研究及应用进展

针对传统脱氮技术的高能耗、低效率,厌氧氨氧化技术凭借其高效率、低能耗应运而生,成为未来废水生物脱氮处理行业里的新星。较为全面地介绍了厌氧氨氧化菌菌种,详细阐述了生物菌群的生态分布、多样性以及这两者与环境因素(温度、盐度、基质浓度等)的关系,同时对厌氧氨氧化脱氮效率的影响因素及受业界认可的工程应用等进行了分析说明。最后,对我国如何实现传统工艺向新兴高效工艺的实践应用转型提出一些建议思考。     

CANON工艺中N_2O的释放途径及影响因素

N_2O是一种强温室气体,而污水脱氮是N_2O释放的重要人为源。污水生物脱氮过程不仅增加了N_2O的释放潜能,且极有可能从水中转嫁到大气中。CANON作为一种新型脱氮工艺,在处理高氨氮废水时有其独特的技术优势,已广泛用于实际污水处理中,但是进一步的研究发现,该脱氮过程中N_2O的释放量却不容乐观。在微生物机理上,分别从短程硝化、厌氧氨氧化以及反硝化阶段分析N_2O可能的产生途径,并对NH_4~+-N、NO_2~--N、曝气量等关键影响因素进行了讨论。在综合分析CANON中N_2O的产生机理和影响因素的基础上,提出优化系统运行控制条件,避免NO_2~--N的积累和低DO浓度,培养适应高NO_2~--N浓度的微生物种群,实现N_2O的减量化。     

ANAMMOX与反硝化耦合脱氮反应研究进展

厌氧氨氧化具有无需添加碳源无需曝气等低运行费用优点,是最简捷、经济的生物脱氮途径。研究表明,反应器中可能同时存在厌氧氨氧化与反硝化两种主要脱氮过程。本文主要对ANAMMOX与反硝化耦合脱氮反应的理论研究进行了阐述,并指出了今后研究建议。     

基于BioWin的污水处理工艺数学模拟与工程应用

借助于计算机技术,活性污泥工艺数学模型已发展成为一种成熟的工程工具,并在国外得到了广泛应用,成为一种标准的工程实践,而我国在该方面的研究和应用还处于起步阶段。介绍了基于BioWin污水处理工艺的数学模拟概念和方法,包括非常成熟的活性污泥工艺模型以及为整个污水处理厂工艺过程模拟而开发的新模型,如厌氧消化模型、pH模型、化学沉淀模型和污泥上清液的处理工艺模型（厌氧氨氧化模型）;同时还介绍了BioWin模型在智利某污水厂水费谈判中采取的动态模拟、纽约市环保局管辖污水厂生物脱氮除磷升级改造、F．Wayne Hill污水处理工艺优化的全厂模型及高碑店污水四系列改造项目中的应用,说明了该模型在污水处理厂优化设计、运行以及改造中作为一种管理工具具有较高的实用价值和良好的应用前景。     

厌氧氨氧化与反硝化耦合启动影响因素

为避免实际废水中一定浓度的有机物对厌氧氨氧化的脱氮产生不利影响,向2组启动成功的厌氧氨氧化装置之一R2中投加有机COD(C/N=0. 6)与反硝化耦合协同脱氮,并以硝酸盐为电子受体,R1中不加有机物作为对比,定期测定脱氮效果与有机碳源消耗。结果表明:R1中厌氧氨氧化菌自身可利用少量硝酸盐进行厌氧氨氧化反应,氨氮、硝态氮去除率分别为26. 7%和30. 5%; R2装置中两种菌种协同脱氮,氨氮、硝态氮去除率分别提高至36. 4%和48. 6%,出水亚硝态氮稳定在4 mg/L以下,碳源利用率在90%以上,但2组装置对磷的利用几乎为零。适当投加有机物可促使厌氧氨氧化与反硝化耦合协同脱氮,为含碳和硝酸盐废水的脱氮除碳提供了参考。     

C/N值及碳源对CANON工艺污泥脱氮性能的影响

为提高对高氨氮污水的脱氮效果,通过批次试验研究了COD/NH_4~+-N值(C/N值)和碳源种类对CANON工艺中污泥厌氧氨氧化耦合脱氮性能的影响。试验结果表明,以乙酸钠为碳源,当C/N值为1、2、3、4和5时,厌氧氨氧化对NO2--N的去除量占NO_2~--N总去除量的百分比分别为69. 7%、62. 7%、55. 4%、49. 7%和34. 7%,当C/N值为1、2、3时,CANON工艺中污泥可实现良好的耦合脱氮,但C/N值较高时对污泥的脱氮效果产生了一定的抑制作用;控制C/N值为5,分别以蔗糖、淀粉、葡萄糖和乙酸钠为碳源,考察了不同碳源种类下厌氧氨氧化对NO_2~--N去除量占NO_2~--N总去除量的比例,当以蔗糖为碳源时,厌氧氨氧化对NO_2~--N的去除量占NO_2~--N总去除量的百分比为66. 9%,可见CANON工艺中污泥可以实现良好的耦合脱氮。     

不同生物脱氮路径下氧气、碳源等需求理论分析

生物脱氮是一种节约资源能源、环保安全的脱氮途径,但其反应复杂、路径众多,在不同的条件下找到合适的途径进行高效生物脱氮就成了必须要解决的问题。借助生物脱氮方程式进行理论分析,全面介绍了全程硝化+全程反硝化、短程硝化+短程反硝化、短程硝化+厌氧氨氧化和全程硝化+部分反硝化+厌氧氨氧化等四种常用的生物脱氮路径的特点,并计算了不同脱氮路径中理论的氧气、碳源、碱度的消耗量和活性污泥的产生量。研究分析发现,以CANON工艺为代表的短程硝化+厌氧氨氧化路径相比全程硝化+全程反硝化路径,可节约56%的氧气、100%的BOD_5、44%的碱度,少产生81%的污泥;全程硝化+部分反硝化+厌氧氨氧化路径相比全程硝化+全程反硝化路径,可节约42%的氧气、77%的BOD_5,少产生63%的污泥。