微生物固定化技术及其强化生物脱氮研究进展

许多研究致力于用生物脱氮技术去除污染水体中的氮。微生物固定化是采用物理或化学的方法,将微生物截留在某一特定区域的技术。该技术既可保证功能微生物在适宜条件下快速增殖,使其具有较高的抵御外界不利环境因素的优势,同时可提高功能微生物与本土微生物的竞争力。生物脱氮技术与微生物固定化技术相结合具有很大的应用潜力。综述了几种传统微生物固定化方法和新型微生物固定化方法的分类、原理、优缺点、应用范围及前景。在此基础上,以凝胶包埋法为例,介绍了微生物固定化技术强化生物脱氮的机理,如为微生物提供相应保护,加快微生物生长富集速度,在凝胶球内外形成不同浓度的溶解氧,以及额外提供功能微生物和营养物质等。以凝胶包埋法加快厌氧氨氧化菌生长富集速度,利用凝胶球内外溶解氧浓度差实现短程硝化-厌氧氨氧化为实例进行阐述。最后对微生物固定化技术强化生物脱氮目前存在的问题进行总结并提出展望,开发成本低廉且稳定性强的固定化材料具有重要意义。     

固定化有效微生物群脱氮性能的研究

采用聚乙烯醇-硼酸交联法制备固定化有效微生物群(EM),探讨了固定化EM脱氮性能。结果表明固定化EM投加质量浓度为50g/L,pH值为6.2～11.2,28～32℃,装料系数为20%～40%时,培养48h,固定化EM对硝酸盐的去除率最佳,硝酸盐的去除率达到了100%。     

固定化微生物-曝气生物滤池（G-BAF）高效脱氮工艺

固定化微生物-曝气生物滤池（G-BAF）高效脱氮工艺是由北京大学环境工程研究所开发的生物脱氮新工艺。该工艺利用基因工程的手段,对自然微生物进行了强化与变异而产生的硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌可适应各种水质,应用先进的微生物固定化技术,将高效微生物菌群固定在大孔网状载体,     

单级生物脱氮技术研究

研究了将硝化菌和反硝化菌混合包埋,利用载体在对氧产生的扩散阻力在颗粒内部形成好氧区,缺氧区和厌氧区,使硝化和反硝化两个过程有机地结合在一起,在好氧条件下同时进行硝化和反硝化。     

新型固定化生物小球的研制及其处理模拟焦化废水的脱氮特性

对传统的聚乙烯醇(PVA)固定化球进行改进,制作出添加麦秸、稻草粉末、颗粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)的新型固定化球.扫描电镜(SEM)微观分析表明,PAC的加入使传统PVA小球内部结构由原来的聚结成块变为小球堆积的孔状结构,明显提高了固定化球的传质性能和通透性.24h摇床培养后,添加质量分数4%PAC的硝化菌和反硝化菌固定化球的吸水率比传统PVA小球提高了45%和34%,膨胀系数提高79%和31%;对模拟焦化废水中氨氮和硝酸盐氮降解能力提高了39.55%和6.08%.4%PAC硝化菌和反硝化菌固定化小球吸附饱和后再次使用,48 h氨氮的降解率和12 h硝酸盐氮的降解率可达到92.42%和73.77%.PAC的吸附作用有利于固定化球中微生物的固定,延长固定化球的使用寿命和重复利用率.     

复合固定化微生物脱氮动力学模型研究

以聚乙烯醇、海藻酸钠加活性炭为载体,对硝化和反硝化细菌进行固定,开展硝化和反硝化试验,通过正交试验优化脱氮条件,并分析内扩散影响,建立动力学模型.结果表明,菌体质量分数2.5％,活性炭比重为1％,温度32℃,pH 8.0,脱氮效率达88.35％;内扩散对反应影响可以忽略,可用Monod方程表示反应动力学,动力学参数vmax=2.47×10-3mg· L-1· s-1,Km =481.38 mg· L-1.     

低温废水生物脱氮工艺的研究进展

低温废水普遍存在,生物脱氮工艺对温度变化敏感,低温将会影响脱氮效率。概述了低温对硝化工艺、反硝化工艺以及厌氧氨氧化工艺的影响,并重点探讨了在低温下保持较高脱氮效率的应对策略,主要包括菌种流加、接种耐冷菌、生物固定化、驯化等。     

微生物固定化修复技术在氮污染地表水中的应用

地表水中氮污染日益严重,由于氮污染地表水的特殊性,常规修复方法难以发挥高效作用。鉴于微生物固定化修复技术的诸多优点以及在含氮废水中的应用,本文阐述了微生物固定化技术修复氮污染地表水的可行性,并探讨了该技术需要解决的问题及发展趋势。     

PVA固定化微生物凝胶小球的制备及性能研究

采用硼酸-化学交联法制备了可用于水处理的聚乙烯醇(PVA)凝胶小球,通过对凝胶小球的弹性、力学强度、压缩强度和比表面等性能的测试及SEM照片分析,考察了交联剂种类和PVA质量分数对凝胶小球的影响。结果表明,选用CaCl2作交联剂、质量分数为5%的PVA,凝胶小球有较好的性能。将制备而成的PVA固定化微生物凝胶小球用于水处理中,氨氮的去除率在15 h后可达90%。     

高盐废水生物阴极MFCs产电及脱氮性能研究

构建了双室生物阴极微生物燃料电池系统(MFCs),分析了曝气强度对系统脱氮和产电性能的影响,并讨论了间歇曝气对污染物的去除影响。结果表明,生物阴极MFCs实现了污染物去除和能量回收的双重目的,生物阴极MFCs稳定运行时,最大功率密度、开路电压和电池内阻分别为2.72 W/m~3、660 mV、131Ω。曝气强度40～100 mL/min、DO浓度在4～6 mg/L时,电压输出最大为253 mV,产电周期最长,生物阴极MFCs对COD去除以及脱氮效果较为理想。间歇式曝气运行方式既能有效提高生物阴极脱氮性能又可以减少维持高浓度DO的能量输入。控制间歇曝气2 h,对污染物TN去除效果最好,比持续曝气提高20%。     

固定化酶对模拟生活污水脱氮工艺研究

水体氮污染物来源复杂且广泛,使得传统脱氮处理技术污染水源的效果一般。复杂的污染物来源使得氮污染需要极高成本控制,处理起来也相当困难。研究主要从脱氮微生物固定化技术方面,初步优化固定化酶脱氮除污部分工艺参数,研究低成本的城市生活污水氨氮含量降低方法。     

固定化脱氮硫杆菌净化硫化氢气体的研究

以海藻酸钙包埋脱氮硫杆菌制成的固定化微生物颗粒填充生物固定床,用以净化低浓度H2S废气。实验研究了温度、pH值、进气浓度及流速对反应体系中的H2S脱除率的影响,测定了生物固定床中代谢物的种类及其含量。结果表明当进气口的质量浓度低于6×10-5mg/L、25～40℃、pH值在6.0～7.5范围时,生物固定床对废气中H2S的脱除率可达90%以上,在反应过程中pH值保持不变;进气口的流速对不同浓度的H2S的影响较大,当进气口H2S质量浓度为3×10-5mg/L且流速在35L/h时,脱除率高达95%以上。元素硫作为主要产物防止了生物固定床的酸化,并保证脱硫装置的稳定性。     

固定化藻菌小球流化床光生物反应处理高浓度有机废水研究

在自制的流化床光生物反应器中加入固定化藻菌小球来处理高浓度有机废水。通过水泵调节液体流速,使固定化藻菌小球达到流态化,试验考察了废水浓度、光照强度、固定化藻菌小球浓度等因素对有机废水中COD、NH4^＋-N以及PO4^3- -P去除的影响,结果表明：在室温条件下,COD的去除率最高可达到79.2%,对NH4^＋-N和PO4^3- -P的去除也有较好的效果,最高去除率分别可达到80.1%和82.4%。     

曝气生物滤池沿程脱氮性能及其微生物特性研究

通过曝气生物滤池中试系统处理模拟废水,研究沿程含氮化合物转化规律与微生物量、细菌群落丰富度、细菌种群相似程度的关系。结果表明,曝气生物滤池沿程的生物量逐渐减少,进水口附近微生物生长密集,反应器整体微生物种群丰富度都很高,但沿程菌群种类变化不大,曝气生物滤池脱除氨氮和总氮的良好性能,是沿程营养物质变化引发各细菌种群数量在空间上有序变化有机合作的结果。     

间歇曝气生物滤池生物脱氮工艺研究

通过研究,结合SBR工艺与曝气生物滤池工艺优点,得出间歇曝气生物滤池生物脱氮的运行参数,实现强化生物脱氮功能和节省运行费用的污水处理工艺。     

污水生物脱氮新工艺

本文分析了传统生物脱氮工艺存在的问题,介绍了CANON,SHARON,ANAMMOX,SHARON-ANAMMOX,OLAND,SND等生物脱氮新工艺,着重介绍了这些新工艺的机理和特点.同时分析了新技术亟待解决的问题和今后研究的热点.     

污水生物脱氮新工艺

本文分析了传统生物脱氮工艺存在的问题,介绍了CANON,SHARON,ANAMMOX,SHARON-ANAMMOX,OLAND,SND等生物脱氮新工艺,着重介绍了这些新工艺的机理和特点.同时分析了新技术亟待解决的问题和今后研究的热点.     

污水生物脱氮新工艺

本文分析了传统生物脱氮工艺存在的问题,介绍了CANON,SHARON,ANAMMOX,SHARON-ANAMMOX,OLAND,SND等生物脱氮新工艺,着重介绍了这些新工艺的机理和特点。同时分析了新技术亟待解决的问题和今后研究的热点。     

双循环两相生物处理工艺的脱氮性能研究

对双循环两相(BICT)生物处理工艺在不同工况和试验条件下的脱氮性能进行了试验研究.实验结果表明:BICT工艺通过设置独立的生物膜法硝化区,强化了系统的硝化效率,削弱了泥龄对系统脱氮能力的影响,提高了系统脱氮的稳定性.主反应器上清液回流比和进水碳氮比是影响系统脱氮效果的主要因素.在试验控制的最佳条件下,系统的脱氮效率＞90%,出水TN＜15mg/L.     

焦化废水生物脱氮

本文叙述了焦化废水生物脱氮的原理。焦化废水采用A／O生物法去除氨氮工艺,可使焦化废水处理排放的氨氮指标达到排放要求。