厌氧氨氧化启动过程及特性研究进展

厌氧氨氧化菌（Anammox）生长缓慢,生长率低,倍增时间长,导致其富集慢、反应器启动耗时长,成为厌氧氨氧化工程化应用的限制性因素。因此,明确厌氧氨氧化反应器的启动过程与特性将为实现其快速启动提供理论参考。本文系统阐述了厌氧氨氧化反应器启动过程的影响因素,包括：反应器类型对厌氧氨氧化启动过程的影响,归纳了常见厌氧氨氧化反应器上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、序批式反应器（SBR）、流化床反应器、膜生物反应器（MBR）等的优缺点及适用性;总结了不同填料、接种污泥、启动负荷和温度的控制造成启动特性的差异,认为添加多孔性填料（无纺布、海绵、生物质炭等）、接种颗粒污泥、控制进水NO2?-N的浓度（＜100mg/L）、梯度式低温驯化等手段可促进厌氧氨氧化快速启动。同时,本文阐述了厌氧氨氧化启动过程中底物消耗阶段、化学计量比、微生物富集比例以及优势微生物种群差异规律的最新研究进展,阐明了厌氧氨氧化快速启动的生化反应过程。最后,本文认为在Anammox菌的微观生长模型、功能基因改性及适宜性生长环境因子等方面仍有待进一步研究。     

匹配厌氧氨氧化型亚硝化的调控过程研究进展

叙述了近年来关于匹配型亚硝化过程的研究成果,阐述了匹配型亚硝化控制过程中的生化机理、化学计量比,总结了启动方式以及反应器类型、碱度、p H、DO、水力停留时间等的影响,分析了匹配型亚硝化反应过程中微生物的群落结构和动态变化,认为通过控制ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)能够达到适宜厌氧氨氧化的优化基质比,该过程是实现部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺实际应用的难点。认为需要进一步的探讨和研究的内容有:维持长期稳定的匹配型亚硝化满足Anammox的进水基质需求;从分子生物学的角度进行改良,降低各影响因素对AOB的不利影响;驯化抗冲击负荷能力强且对实际工程应用环境适应性高的AOB,以求为PN-Anammox联合工艺的规模化应用提供条件。     

以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷影响因素的研究现状

以亚硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷拥有能耗低、需氧量少等优点,但其反应受多重因素影响。综述了将NO2--N作为电子受体的反硝化除磷机理,同时概述了底物种类、NO2--N质量浓度、泥龄、污泥驯化方式等分别对亚硝化反硝化除磷的影响,当有机底物为乙酸盐,NO2--N质量浓度低于30 mg/L,泥龄15 d,温度在20~30℃时,能获得较好的亚硝化反硝化除磷效果,并在此基础上对该领域的研究提出了展望。     

短程硝化的快速启动调控研究

为实现短程硝化的快速启动,采用序批式反应器(SBR),在实时控制条件下,探究短程硝化的启动策略,考察短程硝化的启动过程,并分析稳定短程硝化条件下典型周期内氮素及有机物的转化情况。研究结果表明,在进水COD/ρ(TN)为1,温度为30～35℃,pH为7.5～8.1,DO的质量浓度为0.3～0.5 mg/L的条件下,使反应剩余FA的质量浓度为0.13～0.39 mg/L,可在第8天(16个周期)启动短程硝化(连续7个周期维持85%以上的NAR视为启动成功),并稳定32 d,亚硝积累率(NAR)达90%以上。稳定阶段时,氮素及有机物的去除转化符合线性变化规律,平均比氨氧化速率(SAOR)为10.98 mg/(mg·h),是启动阶段的2倍。     

城镇污水处理厂提标改造技术研究进展

随着国家和地方排放标准的日趋严格,我国城镇生活污水处理厂的提标改造迫在眉睫。以预处理节省和扩展碳源、二级处理强化脱氮除磷、深度处理氮磷达标为目标,从预处理、二级处理、深度处理三个方面总结分析了碳氮磷提标改造的核心技术原理及应用效果,并认为目前主体工艺的优化加深度处理是保障城镇污水稳定达标的首选,提出了适合我国城镇生活污水处理厂提标改造技术的优选路线。     

城镇污水处理厂碳中和技术及案例

污水是资源与能源的载体,蕴含着极大的化学能和热能,传统污水处理过程以能消能,处理过程能耗高且释放温室气体。在碳中和背景下,我国城镇污水处理厂实现碳中和运行,在能源自给、降低温室气体排放等方面具有潜力,成为城镇污水处理厂转型的热点。本文以城镇污水处理厂碳中和运行潜力分析为背景,分析了以高负荷活性污泥工艺（HRAS）、化学强化一级处理工艺（CEPT）、自养脱氮和反硝化除磷等工艺技术为主的碳源捕捉、低耗处理的新型污水处理工艺,并阐述了以厌氧消化-热电联产、热能和太阳能回收为代表的能源回收技术,以国内外碳中和技术运行的实际污水厂案例探讨了其应用优势和效果。同时,认为低耗运行和能源回收是城镇污水处理厂实现碳中和运行的关键,并对我国城镇污水处理厂实现碳中和运行提出了展望,旨在为城镇污水处理厂的低耗绿色可持续发展提供参考。     

厌氧折流板反应器-复合人工湿地处理农村生活污水中试研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)为预处理单元,与复合人工湿地形成组合工艺,开展不同条件下组合工艺对农村生活污水的中试处理效能研究。结果表明,在水温为22.1~26.3℃、ABR水力停留时间10~3 h时,组合系统对碳氮磷具有较高的去除潜力,COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别达84.6%,59.3%,58.0%和78.1%。对污染物去除途径分析发现,废水中COD的去除主要发生在组合工艺的ABR段,NH4+-N和TN主要在水平潜流和下行垂直流人工湿地被去除,而水平潜流和上行垂直流人工湿地对TP的去除贡献率最高。ABR与复合人工湿地相互结合,优势互补,对农村生活污水具有理想的处理效果。     

高盐废水微生物脱盐池处理研究进展

高盐度是限制废水生化高效处理的重要指标,脱盐处理势在必行。微生物脱盐池因其脱盐效率高、经济性好等优势受到众多学者的关注。本文首先回顾了微生物脱盐池的机理,分析了离子交换膜、pH、电子供体、阴极电解液及电极材料等影响因素对脱盐池脱盐效能的影响,并阐述了微生物脱盐池的进一步耦合工艺,认为微生物脱盐池未来发展趋势应着重于电极模块化、离子交换膜的优化、耦合系统的开发以及工艺的实际应用。     

序批式运行Anammox颗粒污泥的有机碳源胁迫效应

以厌氧氨氧化颗粒污泥为研究对象，采用序批式研究方法，考察了不同高浓度COD条件下，厌氧氨氧化颗粒污泥对碳、氮的去除规律，并探究了颗粒污泥物理性状的变化。研究发现，序批式运行可以降低有机碳源对厌氧氨氧化颗粒污泥的胁迫效应，在进水NH₄⁺-N和NO₂^--N平均浓度分别为126.0 mg/L和173.2 mg/L的条件下，COD<900 mg/L时对系统脱氮除碳具有促进作用，而COD>900 mg/L时存在显著抑制作用。在COD为600 mg/L时，NH₄⁺-N和COD的去除率分别达到97.2%和87.7%，脱氮除碳效率最高。随着有机负荷的提高，厌氧氨氧化颗粒污泥从红色向黑褐色转变，粒径在1.2～2.0 mm的颗粒污泥逐渐占据主导，在COD为900 mg/L时占比达到70.0%，而后开始解体，颗粒污泥在COD为600 mg/L时沉降速度最佳，达到17.0 m/h。