碳源循环单级生物脱氮技术研究

开发了一种列管式固定化细胞生物反应器，其特征在于硝化菌和反硝化菌被混合固定于中空的PVA凝胶管的管壁之中，PVA凝胶管平行置于圆柱形筒体内，构成一个类似于列管式换热器的生物脱氮反应器。需要处理的氨氮废水在固定化细胞管的外侧与圆柱形壳体的内侧间流动，而反硝化所需的碳源（乙醇水溶液）则在PVA凝胶管内循环。研究了列管式固定化细胞生物反应器进行单级生物脱氮的可行性和连续运行的效果，并证明了在非纯菌种的固定化细胞单级生物脱氮过程化细胞生物反应器进行单级生物脱氮的可行性和连续运行的效果，并证明了在非纯菌种的固定化细胞单级生物脱氮过程中，存在着NH^ 4→NO^-2→N2的短积生物脱氮。     

固定化微生物在好氧条件下同时硝化和反硝化

研究了将硝化菌和反硝化菌混合包埋 ,利用载体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的结合在一起 ,在好氧条件下同时进行硝化和反硝化的新型生物脱氮技术。试验结果表明 :固定化后细胞的活力回收率≥ 70 % ;混合固定的硝化菌和反硝化菌在好氧条件下进行间歇生物脱氮时至少可稳定操作 2 2d ,其间脱氮速率约为 0 1 1kg/m3·d ;单级生物脱氮的最适 pH和温度分别是 8 2和 30℃。     

固定化细胞单级生物脱氮研究

利用硝化菌和反硝化菌混合固定的方法,研究了好氧条件下同时进行硝化和反硝化作用的单级生物脱氮技术.结果表明,反硝化菌被固定后,在好氧条件下仍具有反硝化功能.硝化菌和反硝化菌被混合固定后,可以在好氧条件下同时进行硝化和反硝化作用,并且其氨氧化速率约为硝化菌单独固定时的1.4倍.硝化菌和反硝化菌混合固定构成的单级生物脱氮系统其脱氮速率是分别固定构成的单级生物脱氮系统的2.6倍.     

固定化微生物脱氮

应用固定化微生物技术开展单级生物脱氮的研究。结果表明，固定化硝化与反硝化混合污泥可以实现单级生物脱氮，效果好于未固定化污泥，氨氧化速率和总无机氮的脱中分别提高到未固定化污泥的１．７倍和１３．４倍。结果还表明光硬化树脂也是一种较好的固定化介质。     

固定化微生物用于废水生物脱氮的试验研究

本文通过试验确定了用聚乙烯酸（PVA）对微生物进行固定化的最佳条件，对低温下未包埋和包埋反硝化菌脱氛的效果进行比较，探讨了固定化细胞用于有毒废水生物脱氮的可行性。结果表明，固定化微生物在低温时的脱氮效果明显优于未固定化细胞，且固定化做生物对毒性有很强的耐受力。     

溶解氧对单级颗粒污泥自养脱氮系统影响的模拟

为了研究溶解氧对SBR单级颗粒污泥自养脱氮系统的影响,基于活性污泥ASM3模型和短程硝化-硝化-反硝化模型,将颗粒污泥传质过程与氨氧化菌（AOB）、厌氧氨氧化菌（AAOB）、亚硝酸盐氧化菌（NOB）、反硝化菌（DNF）的生长过程、好氧内源呼吸及缺氧内源呼吸过程等耦合,建立了单级自养脱氮颗粒污泥动力学模型,并对颗粒内部基质浓度分布进行预测.结果显示,当DO为0.4mg/L时,好氧区和缺氧区（厌氧区）的比例为0.4：1;当DO为0.6mg/L时,颗粒污泥好氧区与缺氧区（厌氧区）的比例为3：1.同时,根据基质反应速率方程,建立了颗粒污泥的单级自养脱氮系统动力学模型,对SBR系统运行效果进行预测,结果显示,DO为0.6mg/L时,氨氮反应完全,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮在5mg/L以下,总氮去除率模拟值为89%左右,略低于实际测量脱氮率95%.     

单级生物脱氮的特性研究

以 PVA为载体 ,采用冷冻法混合固定硝化菌和反硝化菌 ,研究硝化菌与反硝化菌的比例、有机碳源、p H值、碱度、温度和DO等因素对单级脱氮过程的影响 .试验结果表明 :当硝化菌 /反硝化菌 =1.5∶ 1～ 3.6∶1 (W∶W)时 ,脱氮速率最快 .在甲醇、乙醇、醋酸和葡萄糖 4种有机碳源中 ,以乙醇为碳源时脱氮速率最快 .最适的温度、pH值和 DO分别是 30℃、8.2和 2 mg/L～ 6mg/L.碱度与氨氮的比例越高 ,脱氮速率越快 ,但当碱度 /氨氮 >9.0时 ,脱氮速率趋于稳定 .     

短程硝化的生化机理及其动力学

短程硝化的生化反应机理和动力学是生物脱氮技术的理论基础,同时也是生物脱氮工艺设计、运行科学化和合理化的重要依据.基于短程硝化的生化机理、氨氧化菌的电子传递(能量产生)模式,从微生物学和化学计量学两个方面详细论述了短程硝化一系列复杂的生化反应过程.由此可知,短程硝化是一个涉及多种酶及多种中间产物,并伴随着电子(能量)传递的复杂生化反应过程,是基质(NH4 -N)利用(产能代谢)和微生物(氨氧化菌)增殖(合成代谢)两类反应的综合,因此,研究氨氮比利用速率和氨氧化菌比增殖速率动力学则是对短程硝化反应的深层次研讨.并建议采用积分法和微分法来确定动力学参数μnmax、KN、vnmax.     

缺氧环境下硫酸盐还原对反硝化过程影响的特性试验研究

对缺氧环境下硫酸盐还原对反硝化脱氮过程影响进行了试验研究。试验结果表明和单纯的热力学和动力学分析不同,在硫酸盐和硝酸盐同时存在的生物脱氮体系中,具备着反硝化和硫酸盐还原同时进行的环境条件。缺氧环境下硫酸盐还原过程影响了反硝化脱氮效果和反硝化历程,即硫酸盐初始浓度越高,硝氮的去除率越低,当硫酸盐浓度从0mg/L增加到2000mg/L时,脱氮效率从100%降低到81.4%,脱氮速率从6.428mg/L.min降低到4.04mg/L.min,并且发现在硫酸盐影响下的反硝化过程出现了氨氮积累的现象。本研究结果对富含硫酸盐的有机废水生物处理有指导意义。     

碳源对固定化污泥反硝化性能的影响

在生物法反硝化脱氯的过程中,碳源的种类与浓度对反硝化的速率有重要影响。研究了不同碳源,如乙醇、乙酸钠、葡萄糖、苯酚以及天然碳源对固定化污泥反硝化性能影响。结果表明：乙酸钠为最适宜的碳源;最佳碳氮比为4：1：硝酸盐氮去除率可达99．7％,出水硝酸盐氮质量浓度小于5mg／L。反硝化过程为零级动力学,反应分为2个阶段,第一阶段的动力学方程为Y=-37．897x＋127．75,第二阶段的动力学方程为Y=-13．458x＋64．412。     

反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)系统pH值耦合模型研究

对3个具有不同优势菌种反应器中厌氧氧化(DAMO)过程与pH值进行动力学耦合,结果表明,在25℃,Anammox-DAMO混培系统最大脱氮速率、硝酸盐初始抑制浓度和铵盐初始抑制浓度分别为3.95mg/(L·d),182.63,196.40mg/L;Nitrate-DAMO系统最大脱氮速率、硝酸盐初始抑制浓度分别为4.3...     

反硝化生物滤池的挂膜与启动

研究了反硝化生物滤池的挂膜与启动过程,为反硝化生物滤池的挂膜过程提供理论依据。在滤速1．2ngh（HRT=20min）时,当反硝化生物滤池运行到第25天时,进水硝态氮质量浓度由50mg／L左右下降到25mg／L左右时,硝态氮去除负荷由1．18kg／（m^3·d）下降到1．10kg／（m^3·d）,负荷变化很小,说明挂膜成功。在反硝化生物滤池中,氨氮主要由反硝化细菌的合成作用去除,去除率不高。在碳源和硝态氮浓度都充足的情况下,反硝化反应遵循零级反应动力学规律,反硝化速率与污染物浓度无关,只与反硝化菌的数量有关。     

包埋固定化硝化污泥处理氨氮废水的过程特性

采用聚乙烯醇（PVA）包埋硝化效能良好的活性污泥制备固定化颗粒,针对不同初始氨氮浓度的模拟废水,基于序批式间歇反应器小试实验,探讨了包埋颗粒的传质效能与氮去除过程特性.实验结果表明：颗粒体积投加率为10%,实验水温为26~30℃,pH值为7.5~8.5,反应器DO浓度为4~5mg/L的条件下,各初始氨氮浓度（50~400mg/L）稳定期包埋颗粒最大氨氮去除负荷为61.8~242.3mgN/（L-particles·h）.包埋颗粒对氨氮的去除较符合零级反应动力学模型,其最大氨氧化速率（μ_max）为271.40mgN/（L-particles·h）,半饱和常数K_s为66.69mg/L,包埋颗粒内氨和氧的有效扩散系数（D_e）分别为0.467×10^-9m²/s、0.279×10^-9m²/s.SEM观察和比表面积测试结果表明,与新鲜颗粒相比,稳定期颗粒内部的比表面积和平均孔径增加.包埋颗粒,活性污泥,包埋颗粒与活性污泥混合3种体系对比实验表明,各初始氨氮浓度条件下混合体系可显著强化生物硝化与脱氮过程,并发生同时硝化反硝化现象.     

包埋固定化微生物的硫自养反硝化实验研究

采用升流式颗粒污泥床,外加Na<,2>S<,2>O<,3>作为电子供体,在室温下连续运行220 d,结合硫自养反硝化与固定化包埋技术进行脱氮实验,考察包埋颗粒的驯化条件、影响因素和最佳运行条件.进水负荷(以N计)维持0.22 kg/(m<'3>·d),包埋颗粒经23 d驯化成功,NO<'-><,3>-N(100 mg/...     

Effect of denitrifying bacteria on the electrochemical reaction of activated carbon fiber in electrochemical biofilm system

An electrochemical-activated denitrifying biofilm system consisting of activated carbon fiber electrodes immobilized with denitrifying bacteria film as cathode was studied. A revised model for an electrochemical-activated denitrifying biofilm was developed and validated by electrochemical analysis of cathodal polarization curves and nitrate consumption rate. The cathodal polarization curve and nitrate consumption rate were introduced to verify the rate of electrochemical reaction and the activity of denitrifying bacteria, respectively. It was shown that the denitrification process effectively strengthened the electrochemical reaction while the electron also intensified denitrification activity. Electron was transferred between electrochemical process and biological process not only by hydrogen molecule but also by new produced active hydrogen atom. Additionally, a parameter of apparent exchange current density was deprived from the cathodal polarization curve with high overpotential, and a new bio-effect current density was defined through statistical analysis, which was linearly dependent to the activity of denitrification bacteria. Activated carbon fiber (ACF) electrode was also found to be more suitable to the electrochemical denitrifying system compared with graphite and platinum. Translated from Environmental Pollution & Control, 2005, 27(7): 501–504 [译自: 环境污染与防治]     

固定化优势菌种降解2,6-二叔丁基酚

 用海藻酸钙包埋固定优势降解菌(Alcaligenes sp.)降解 2,6-二叔丁基酚(2,6-2DTBP).结果表明,菌株经固定化包埋后,降解底物 2,6-DTBP的能力大大提高,在 100.0mg/L 的初始浓度下其降解率在 12d 可达到 86%.与未固定菌株相比,固定化菌株对 pH 值和温度的适应范围更宽,对底物具有更高的降解能力.对固定化菌株的降解反应过程进行动力学分析,该降解反应符合一级动力学特征,其动力学常数为 0.1519,半衰期为 4.56d.扫描电镜观察到菌种在海藻酸钙包埋载体中能良好地生长和繁殖.     

包埋厌氧氨氧化菌的环境因子影响特性及群落结构分析

针对厌氧氨氧化菌悬浮培养启动慢、易流失、活性易受环境因子抑制等问题,利用聚乙烯醇-聚丙烯(PVA-PP)制备厌氧氨氧化菌包埋填料,在实现厌氧氨氧化菌活性提高及反应体系稳定运行的基础上,采用批次实验明确了COD干扰、pH值变化及摇床转速对包埋填料脱氮特性的影响.并通过高通量测序技术分析了填料内菌群结构和多样性的变化.结果表明,厌氧氨氧化菌活性可在第30 d恢复至100%,阶段培养99 d,总氮容积负荷(NLR)为0. 69 kg·(m~3·d)~(-1)时,总氮去除率为87. 7%,140 d长期运行,总氮去除速率(NRR)可达1. 83 kg·(m~3·d)~(-1),是包埋前悬浮污泥的9. 4倍.种群多样性在包埋载体内得到保持,厌氧氨氧化功能菌Candidatus Kuenenia(AF375995. 1)有效富集,占比由11. 06%上升至32. 55%. PVA-PP包埋载体可实现厌氧氨氧化-反硝化耦合脱氮,有机碳源干扰及pH值的变化对厌氧氨氧化菌影响抑制明显减弱,并且摇床转速的适当提高会促进包埋体系厌氧氨氧化反应的进行.