好氧氨氧化菌混培物的氨氧化动力学研究

采用批式呼吸法求得好氧氨氧化菌产率系数为0.2119 mg COD/mg NH4 -NOD(或者0.7268 mg COD/mg NH4 -N)和氨氧化菌最大氨氮降解速率为0.1 mg NOD/(mg COD·h)(或者0.0292 mg N/(mg COD·h)).用间歇式批试验法,加入24 μmol/L NaN3抑制NO2--N氧化,建立氨氧化反应动力学方程,得到氨氮半饱和系数为18.38 mg NOD/L(或者5.36 mg NH4 -N/L),DO半饱和系数为0.494 mg/L.对比参数值表明,用一步硝化动力学来描述氨氧化反应动力学模型是错误的.     

Cl-对电化学氧化垃圾渗滤液效率的影响

研究了不同Cl-浓度对高浓度氨氮垃圾渗滤液的电化学氧化效率,重点考察了Cl-质量浓度(2 450、5 000、7 000、9 000mg/L)对电解过程中的电解速率、电流效率、氨氮能耗以及三氯甲烷生成的影响.结果表明:在Cl-质量浓度为5 000 mg/L时,电解6h,氨氮平均电解速率为7.0 mg/(L·min),COD平均电解速率为4.4mg/(L·min),氨氮的氧化去除要先于COD的氧化去除；随着Cl-浓度增加,电流效率逐渐增加,但Cl-质量浓度大于5 000 mg/L时,电流效率开始减缓,在Cl-质量浓度为5 000 mg/L时,电流效率为45.23％.能耗分析表明,随着Cl-浓度增加,氨氮能耗逐渐降低,在Cl-质量浓度为5 000 mg/L提高到9 000 mg/L时,氨氮能耗从0.09 (kW· h)/g左右降低到0.075 (kW· h)/g.考察不同Cl-浓度下三氯甲烷生成情况表明,随着Cl-浓度增加,三氯甲烷浓度逐渐增加,在Cl-质量浓度为9 000 mg/L时,电解6h后三氯甲烷质量浓度增加至0.722 mg/L,生成速率为2.0μg/(L·min),且三氯甲烷生成速率随着Cl-浓度的增加而增加.     

微电解-Fenton深度处理制药废水影响因素与参数控制

采用铁炭微电解-Fenton联合工艺深度处理制药废水生化出水,探讨了初始pH、曝气量、反应时间等因素对微电解出水Fe2+和Fe3+变化规律、COD降解速率以及后续Fenton氧化效果的影响,为优化微电解-Fenton氧化联合工艺提出了微电解间歇加酸的理论。间歇加酸可提高微电解系统中COD降解速率和Fe2+含量,使后续Fenton氧化无需投加FeSO4·7H2O即可达到较好的COD去除效果。结果表明,当初始pH=2.5,曝气量为0.6 m3/h,间歇加酸30 min/次,微电解反应2 h,出水投加1 mL/L的H2O2进行Fenton氧化2 h,COD总去除率可达81.33%;间歇加酸30 min/次可将微电解反应2 h出水Fe2+浓度从50 mg/L提高至151 mg/L,COD降解速率从10.6 mg COD/(L·h)提高至22.2 mg COD/(L·h)。     

蠡河底泥中氨氧化细菌复合菌群的富集和过程中群落结构的变化

从蠡河底泥中富集氨氧化细菌(AOB)复合菌群,研究富集AOB复合菌群不同培养阶段氨氮(NH+4-N)去除率及氨氧化速率,通过单因素法和响应面法(RSM)分析AOB复合菌群最大活性的富集条件,采用PCR-DGGE研究富集阶段Ⅱ和最大活性阶段AOB复合菌群的群落结构变化。实验结果表明,AOB复合菌群在富集阶段Ⅲ时,1.5 d内NH+4-N去除率达到95.9%,氨氧化速率达到4.16 mg/(L·h),AOB复合菌群的活性达到最大;富集培养最佳条件是,NH+4-N初始浓度(I-NH+4-N)为403.26 mg/L,p H为7.96,C/N为1.47∶1,温度为29.79℃,碳源为柠檬酸钠,AOB复合菌群氨氧化速率达最大,为10.63 mg/(L·h);2个实验阶段AOB复合菌群群落结构发生很大变化,共富集6株AOB菌株,属于Comamonas sp.,Acidovorax sp.,Rhizobium sp.和Diaphorobacter,编号LHA4是绝对优势菌株,属于Comamonas sp.,相似性为98%。     

碳源投加方式对SBR工艺脱氮速率的影响

为了提高生物反应器的脱氮效率,研究采用SBR处理模拟生活污水,利用醋酸钠作为碳源,考察碳源投加方式对脱氮速率的影响。结果表明,当温度为10~15℃,进水COD为330~550 mg/L时,采用不同的碳源投加方式,COD去除率均高于95%。进水一次投加2.4 g碳源,COD平均反应速率为5.3 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.28 mg/(g·h)。进水、反应器运行3 h时分别投加1.2 g碳源,COD平均反应速率为6.89 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.37 mg/(g·h)。进水、反应6 h时分别投加1.2 g碳源,COD平均反应速率为6.50 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.52 mg/(g·h)。进水投加1.2 g碳源、反应器运行3 h和6 h时分别投加0.6 g醋酸钠碳源,COD平均反应速率为6.2 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.39 mg/(g·h)。分次投加碳源能够提高COD反应速率和TN去除率,同时保持较高的硝化反硝化速率。     

曝气量对悬浮系统单级自养脱氮性能的影响

通过连续实验和间歇实验研究了不同曝气量对SBR系统自养脱氮性能的影响。连续实验表明,在进水氨氮浓度为155～185 mg/L时,曝气量分别为20、28、36和44 L/h时,TN去除率分别为80%、82%、80%和77%;增大和减小曝气量均会降低系统的脱氮效率。间歇实验表明,随着曝气量的增加,氨氮的降解速率有所升高,20、28、36和44 L/h曝气条件下氨氮的降解速率分别为7.23、7.25、7.86和7.95 mg/(g MLVSS.h);在降解的过程中DO浓度一直维持在较低的水平(<0.5 mg/L),pH值则呈先升高后降低的趋势;氨氮降解结束时,pH值和DO浓度同时升高。结果表明,改变曝气量会影响单级自养脱氮反应的进程,但对降解过程DO浓度值变化不大;DO浓度和pH值变化对氨降解结束具有指示作用。     

C/N比对ANAMMOX与反硝化协同脱氮性能影响及其动力学

采用ASBR厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器,考察了不同C/N(NH+4-N)比时厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮性能表现,并与无机环境下反应器的脱氮性能相比较。研究结果表明,C/N比决定了ANAMMOX/反硝化耦合反应的发展方向。当C/N0.33时,ANAMMOX为主导反应;当C/N=0.67时,耦合反应的效果最佳,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别为92%、95%、COD去除率大于96%,实现了氨氮及COD的同时去除;当C/N=1.33时,反硝化反应逐渐占据优势;当C/N2.96时,反硝化作用成为主导反应,厌氧氨氧化反应受到明显抑制,氨氮去除率下降。采取批次实验方法研究了厌氧氨氧化与反硝化协同反应的动力学特性。用基质抑制动力学Haldane模型拟合不同基质浓度下的厌氧氨氧化活性,得到氨氮最大比增长速率为0.09 kg/(kg·d)(以VSS计),半饱和常数为8.4 mg/L、半抑制常数为1 198.2 mg/L;亚硝态氮最大比增长速率为0.27 kg/(kg·d)(以VSS计),半饱和常数为10.2 mg/L、半抑制常数为300.1 mg/L。采用Monod模型和Haldane模型分别拟合不同COD浓度和亚硝酸盐浓度下的反硝化性能,得到反硝化亚硝态氮最大比增长速率为0.2 kg/(kg VSS·d),半饱和常数为17.4 mg/L、半抑制常数为128.4 mg/L,COD半饱和常数为83.3 mg/L。     

镀镍漂洗废水中有机物的臭氧氧化处理研究

用臭氧氧化处理镀镍漂洗废水中的有机物,主要考察pH、臭氧投加量、废水初始COD浓度、温度等因素对处理效果的影响,并对反应机理进行初步的探讨.实验结果表明,废水的COD去除率随pH的增大而升高,比较适宜的pH为6～7;适当地增加臭氧投加量有利于提高COD去除率;在一定温度范围(15～35℃)内,提高反应温度有利于废水中有机物的降解;当臭氧投加量为20 mg/(min·L),对于初始COD为56 mg/L、pH 6.5的实际镀镍漂洗废水,在25 ℃的条件下氧化100min,出水COD降至10mg/L,COD去除率达到82%;在臭氧氧化镀镍漂洗废水的反应中,部分有机物的降解是在Ni2 的催化下由臭氧分解生成氧化能力更强的自由基来完成.臭氧氧化可作为镀镍漂洗废水处理回用的预处理工艺.     

底物流加-间歇运行方式下氨氧化细菌富集培养的效果及影响因素分析

富集培养氨氧化细菌(AOB)可为污水处理工艺提高氨氮氧化速率、促进亚硝酸盐积累提供物质基础。在(20±2)℃下,采用底物流加-间歇运行方式进行氨氧化细菌富集培养,重点考察了游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)、溶解氧(DO)等因素的影响,并对富集前后活性污泥样品中的AOB进行了定性定量分析。结果表明:第15天左右AOB增殖进入稳定生长期,比氨氮氧化速率由接种时的4.45 mg·(g·h)~(-1)升高至57.22 mg·(g·h)~(-1);通过pH、底物流加速率和实际反应速率关系的联合控制,可以实现整个反应过程中FA和FNA在预期范围内波动;即使在极低的DO条件下,高纯度的AOB也可进行氨氮氧化。高通量测序结果表明,体系内Nitrosomonas属的AOB大幅度增长,可由0.23%上升至54.18%,亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的生长得到了有效抑制,培养结束时仅为0.12%。荧光定量PCR对AOB功能基因amoA的绝对含量结果表明,富集前后平均拷贝数由2.67×10~5 copies·g~(-1)升至最大,可达9.67×10~9 copies·g~(-1),AOB成为活性污泥中的优势菌。本研究结果可为常温条件下快速富集AOB提供参考。     

双重抑制下亚硝化系统的启动及运行特性

采用连续进水(feed-batch)方式的SBR在高氨氮负荷(1 kg·(m~3·d)~(-1))和双重抑制下实现了亚硝化系统的启动及稳定运行。采用荧光原位杂交技术(FISH)对活性污泥中氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)种群及数量变化进行测定。结果表明在温度(35±1)℃,进水氨氮浓度为1000mg·L~(-1)的条件下对NOB的抑制由游离亚硝酸(FNA)和DO的双重抑制转变为游离氨(FA)和DO的双重抑制,污泥亚硝酸盐氧化速率由28.16mg·(g·h)(以MLVSS计)降到0.3 mg·(g·h)~(-1)(以MLVSS计)以下,成功实现了高氨氮废水的稳定亚硝化。反应器出水NO_2~--N平均浓度为466.45 mg·L~(-1),NO_2~--N/NH_4~+-N接近1,NO_3~--N浓度低于20 mg·L~(-1),満足厌氧氨氧化(ANAMM0X)的进水基质要求。FISH结果表明,富集培养阶段AOB、NOB的优势种属由亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)及硝化螺旋菌属(Nitrospira)转变为Nitrosomonas及硝化杆菌属(Nitrobacter),抑制过程中NOB逐渐被淘汰最终硝化菌以Nitrosomonas为主,从微生物学角度佐证了亚硝化的稳定运行。