COD对颗粒污泥厌氧氨氧化反应性能的影响

研究了COD对颗粒污泥厌氧氨氧化反应的影响,并对颗粒污泥的厌氧氨氧化脱氮性能进行了分析.厌氧颗粒污泥取自实验室长期运行的EGSB生物脱氮反应器,实验用水为人工配水,以葡萄糖为有机碳源;主要考察了COD对NH4 -N、NO2--N、NO3--N和TN去除的影响.结果表明:当进水不含COD时,反应器对NH4 -N、NO2--N和NO3--N和TN的去除率分别为12.5%、29.1%、16.1%和16.3%;当COD浓度分别为200mg/L、350mg/L和550mg/L时,反应器对NH4 -N的去除率分别为14.2%、14.2%和23.7%,对NO2--N的去除率均接近100%,对NO3--N的去除率分别为94.5%、86.6%和84.2%,对TN的去除率分别为50.7%、46.9%和50.4%,COD去除率分别为85%、66%和60%.分析发现,在反应初期,氨氮的去除主要通过厌氧氨氧化过程实现,随着反应的进行,反硝化菌活性逐渐提高,传统的反硝化过程占优势.同时还观察到,在反应初期COD对氨氮去除的抑制作用非常明显.图2参21     

非贵金属催化电解无害化去除硝酸盐氮的反应机制

以Ti/Co-Fe-Cu为阴极,Ti/IrO2-RuO2为阳极组成无隔膜电解体系,对非贵金属催化电解无害化去除NO3--N的反应机制进行了实验研究和理论分析.结果表明,NO3--N阴极催化还原过程中,反应物、产物需要通过对流、扩散作用,克服电场力,迁移至目标位置;在非贵金属的催化作用下,NO3--N受还原剂攻击,逐步还原为NH4+-N;还原中间产物NO-N和NH-N直接生成N2-N的过程受抑制,产物NH4+-N难以被再度直接氧化.添加Cl-作为支持电解质,实验电解体系发生阳极析氯、Cl2水解、NH4+-N氯氧化等过程,可将NH4+-N氧化为N2-N,且出水中NO3--N、NO2--N、氯胺类浓度很低.NO3--N无害化去除的反应机制是NO3--N在催化作用下,经传质、吸脱附、电子交换过程,还原为NH4+-N,NH4+-N经由Cl-→Cl2→HOCl→Cl-电解氯氧化循环,最终生成N2-N.     

高温自养硝化反硝化工艺研究

利用筛选的耐高温亚硝化单胞菌结合适量的市政污水厂活性污泥,通过逐步提高温度进行曝气、驯化、挂膜,获得能够在38～47℃条件具有高氨氧化活性的硝化生物膜,在进水氨浓度120～180mg/L,氨氧化率达到90%～99.9%;将该生物膜回复常温硝化,显示其氨氧化活性较差,氨氧化率仅35%～70%.对其氨氧化产物分析发现,低于43℃时被氧化的氨氮为117～143mg/L,亚硝酸盐和硝酸盐积累较高,总浓度在115～135mg/L;但随着温度升高至44～45℃,亚硝酸盐积累显著下降到5.6～27.9mg/L,NO3--N低于2mg/L;至47℃稳定运行期间,NO2--N维持在10mg/L以下,NO3--N在2mg/L以下.对反应器中消耗的碱度的分析表明,当温度从43℃逐渐升高时,碱度消耗明显下降,由7.16～9.14mg(CaCO3)/mg(NH4+-N)降至4.08～5.19mg(CaCO3)/mg(NH4+-N).结合大量的NH4+-N被氧化且氨氧化产物中又只有少量的NO2--N和NO3--N,以及碱度消耗明显下降的特征,推测在高温条件下发生了自养硝化反硝化脱氮现象.     

水库贫营养异养硝化-好氧反硝化菌Sxf14的脱氮特性

为利用生物强化法降低微污染源水中的氮素,从水库沉积物中筛选到一株好氧反硝化细菌Sx f14.通过扫描电镜和16S r RNA序列分析,鉴定其为不动杆菌属(Acinetobacter sp.),命名为Acinetobacter sp.Sxf14.同时,对该菌株脱氮特性进行研究,并将其接种到C/N(总有机碳与总氮的比值)为1.2的微污染水库源水中,以探究其对实际源水总氮的去除效果.结果显示:Sxf14能以硝酸盐和亚硝酸盐为唯一氮源进行好氧反硝化.反应48 h后,NO3--N和NO2--N的去除率分别达74.84(±0.86)%和40.52(±1.49)%,TN去除率最高达到65.07(±1.56)%和41.33(±0.98)%;在以NH4Cl为氮源的异养硝化系统内,该菌在48 h内使NH4+-N浓度由3.73(±0.08)mg/L降到1.28(±0.20)mg/L,氨氮去除率达到65.63(±1.39)%.72 h内,微污染水库源水的TN浓度由2.46(±0.02)mg/L降到1.68(±0.01)mg/L,去除率达到31.7(±0.14)%.因此,菌株Acinetobacter sp.Sxf14具有反硝化能力,能承受较低的碳氮比,降低微污染源水中的氮素,本研究可为微污染水体的菌剂修复技术提供科学依据.     

潮汐流人工湿地基质硝化反硝化强度研究

潮汐流人工湿地(Tidal flow constructed wetland,TF-CW)是一种新型人工湿地生态系统,并且在氮去除方面受到了广泛的关注。通过对比4种不同进水方式TF-CW对NH4+-N和NO3--N两种氮形态的处理效果,并分析基质硝化反硝化强度与去除效果之间的相关性以及不同处理深度基质的硝化反硝化强度。结果显示:4种进水方式的湿地模拟装置对NH4+-N的平均去除率差异性显著且与硝化强度差异性一致,闲置时间/反应时间为2∶1(D)的进水方式下基质的平均硝化强度最大,为(1.68±0.29)mg·kg-1·h-1,4种模拟装置的基质平均反硝化强度差异性也显著(P=1.202×10-5),连续流进水方式反硝化强度最大,为(2.99±1.58)mg·kg-1·h-1;TF-CW基质硝化强度与NH4+-N的去除率有明显的正相关性(r2=0.849 7,P=4.285×10-14),反硝化强度与NO3--N的出水浓度呈明显负相关关系(r2=0.844 8,P=6.939×10-14);装置上部0~30 cm的处理阶段硝化强度最大,随深度增加变化逐渐减小,反硝化强度在中部的30~60 cm阶段较高。本研究为TF-CW设计改善其运行效果奠定了理论基础,在进行人工湿地设计时需综合考虑NH4+-N和NO3--N的整体去除效果,将潮汐流人工湿地与连续流人工湿地进行组合并合理配置,对污染物的去除更加全面有效。     

微曝气生物滤池-固相碳源反硝化生物滤池强化脱氮处理新运粮河水的示范工程研究

滇池是中国富营养化状态最为严重的湖泊,而入湖河流氮磷元素的输入是其主要原因。河流水质的低C/N特征是限制氮素去除的关键因素,采用固相反硝化技术能够为反硝化过程提供持续的碳源,因而能够强化受污染河流的脱氮效果。以滇池的重点控制入湖河流-新运粮河为研究对象,设计了微曝气生物滤池(Biological aerating filter,BAF)-固相碳源反硝化(Solid-phase denitrification,SPD)组合工艺,在河道旁路展开示范工程研究。组合工艺设计规模为800 m3·d-1,BAF(气水比为3∶1~5∶1)和SPD生物滤池的最大表面水力负荷分别为4.2和1.4 m3·m-2·h-1,其中SPD生物滤池采用新型固相碳源共混可生物降解聚合物与惰性载体共混作为生物膜载体。工艺研究结果表明,在BAF气水比为3∶1~5∶1、HRT为0.5~1 h和SPD滤池HRT为0.5~1 h的运行工况下,BAF对NH4+-N的平均硝化率达到了91.27%,SPD滤池的平均反硝化率93.60%,工艺出水NH4+-N、NO3--N和NO2--N平均浓度分别为0.68、0.70和0.02 mg·L-1。示范工程对各项污染物的去除效果良好,对TN、TP和CODCr的去除率分别达到84.93%、50.15%和31.39%;工艺出水TN、TP和CODCr平均浓度分别为1.75、0.20和22.96 mg·L-1,主要水质指标均达到了地表水V类水质标准。采用新型固相碳源填充的反硝化生物滤池强化了工艺针对低C/N水质特征污染水体的脱氮效果,组合工艺对滇池氮素输入控制具有重要的意义。     

聚乙烯醇凝胶包埋固定化细菌联合植物的除氮研究

为了解聚乙烯醇(PVA)凝胶包埋固定化菌在富营养化水体生态修复中的效果,利用PVA凝胶包埋固定硝化和反硝化细菌并联合水芹(Oenanthe clecumbens)和蕹菜(Ipomoea aquatica)2种植物进行21 d的除氮试验。结果表明,加菌试验组TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N及TP去除率显著高于无菌试验组(P0.05);各试验组N的去除效率与添加PVA凝胶包埋固定硝化和反硝化细菌呈显著正相关(P0.05)。添加PVA凝胶固定硝化和反硝化细菌的蕹菜和水芹试验组植物的平均生长速率(RGR)分别为38.5和19.6 mg·g-1·d-1,而单纯蕹菜和水芹试验组RGR分别为29.9和9.5 mg·g-1·d-1。     

生物炭基质潮汐流人工湿地处理生活污水性能

潮汐流人工湿地是一种新型的污水处理技术,作为人工湿地的重要组成部分,基质的合理选择能够直接影响人工湿地的运行效果。以鸡粪生物炭和玉米秸秆生物炭为基质分别建立潮汐流人工湿地来处理生活污水,并以石灰石基质人工湿地作为对照,考察不同淹没/排水比(8 h/4 h和4 h/8 h)下人工湿地对生活污水中各项污染物的去除性能。研究结果表明:生物炭基质人工湿地对COD、BOD、NH4~+-N、TN和PO4~(3-)-P的去除效率均高于石灰石基质人工湿地,且玉米秸秆生物炭基质人丁湿地对各项污染物的去除效果最好,各项污染物去除率分别为(73.6%±2.9%,COD)、(84.8%±6.1%,BOD5)、(84.2%±3.2%,NH4~+-N)、(45.3%±2.2%,TN)和(84.6%±2.8%,PO4~(3-)-P);当淹没/排水比由8 h/4 h改为4 h/8 h时,除PO4~(3-)-P的去除率基本不变外,各组人工湿地对生活污水COD、BOD、NH4~+-N和TN的去除率均有不同程度的升高,且玉米秸秆生物炭基质人工湿地对各项污染物的去除效果最好,各项污染物去除率分别为(80.5%±5.2%,COD)、(92.1%±5.1%,BOD5)、(90.3%±3.2%,NH4~+-N)、(60.3%±2.2%,TN)和(84.7%±1.5%,PO4~(3-)-P);生物炭基质人工湿地对NH4~+-N的去除途径主要为物理吸附和微生物硝化作用,且微生物硝化作用占主导,对PO4~(3-)-P的去除途径主要为物理吸附和微生物好氧吸磷作用,且微生物好氧吸磷作用占主导;生物炭基质中的微生物量要高于石灰石基质,且上层基质的微生物量高于下层基质;在微生物群落中,Clostridiaceae和Nitrosomonadaceae菌群分别承担有机物和NH4~+-N的主要去除,其在生物炭基质中的相对丰富度均高于石灰石基质。     

人工湿地脱氮途径及其影响因素分析

简述了人工湿地脱氮模型。各种形态的氮在人工湿地系统中可以通过氨的挥发、植物吸收、介质沉淀吸附以及微生物硝化/反硝化作用等过程被去除。讨论了各脱氮途径对人工湿地脱氮的贡献,在大多数人工湿地的pH条件下,湿地地面氨挥发可以忽略,湿地植物叶片氨挥发量尚不清楚。湿地介质的直接吸附是短期的。植物在湿地脱氮过程中起了重要作用,但一般认为植物直接吸收和存储只占湿地脱氮的一小部分,一般低于30%。微生物的硝化/反硝化作用,是人工湿地脱氮的最主要的形式。讨论了影响人工湿地硝化作用的主要因素:溶解氧,pH和温度。大多数人工湿地的pH适合硝化作用,溶解氧和温度对湿地硝化作用的影响最大。温度不仅影响微生物的硝化作用,而且可以间接地影响植物的生长从而影响人工湿地的脱氮性能。     

氨氮废水的厌氧氨氧化生物脱氮研究

利用从厌氧污泥中筛选和驯化的厌氧氨氧化（Anammox）菌直接启动UASB反应器,通过缩短水力停留时间（HRT）提高系统运行负荷,探讨水力停留时间对模拟废水脱氮性能的影响。结果表明,（1）富含Anammox菌的颗粒污泥能够快速启动反应器（只需14d）。（2）连续91d的HRT测试期间,系统具有良好的脱氮性能,且随着HRT的缩短,系统的脱氮效率具有波动上升的特点。NH4＋-N、NO2--N和TN（总氮）的平均去除率超过70.0%。（3）系统总氮容积负荷（TNLR）和总氮去除负荷（TNRR）最大值（以N计）分别为2.04kg·m-3·d-1和1.56kg·m-3·d-1。（4）系统能够比较好的遵循Anammox生物脱氮的理论途径：NH4＋-N、NO2--N的去除速率与NO3--N的生成速率的比例为1？1.15？0.22,与其相应理论值（1？1.32？0.26）非常接近。     

串联式垂直流生态滤池处理农村生活污水的试验研究

对串联式垂直流生态滤池处理农村生活污水进行了为期5个月的现场试验研究。结果表明：通过该工艺,污水中的COD、氨氮、总氮和总磷等污染物均得到了有效去除,在进水COD、氨氮、总氮和总磷平均质量浓度为73.19、25.08、48.55、0.55 mg·L-1时,平均去除率依次为65.6%、71.6%、58.7%、86.9%。COD、氨氮和总磷的去除主要发生在第一级生态滤池的进水0～40 cm阶段,而总氮浓度基本呈均匀下降趋势。串联式生态滤池对各污染指标较好的去除效果也证明了其是一种适合农村分散式污水处理、解决农村污水肆意排放的新途径。     

土壤渗滤法治理湿地水环境污染

根据扎龙自然保护区独特的地理、地质条件，研究采用土壤渗滤法处理排入湿地的造纸废水，并从技术和实践分析的角度对该地浅表部亚粘土渗滤的稳定性及可行性进行了探讨。结果表明：保护区地表层的亚粘土对造纸废水中各项污染物均有较好的去除效果，其CODCr、BOD5、Cr^6 、NH4^ -N及TP的去除率分别达到了70％、84％、90％、78％及80％以上，在该处利用缓坡土地渗滤处理系统是稳定可行的。     

沸石生物联合吸附再生工艺及铵沸石再生

简述了沸石生物联合吸附再生的工艺原理,重点讨论吸附了NH 4的沸石粉的生物再生.结果表明,沸石和液相之间的NH 4是一种动态的离子交换平衡,污水的电导率对吸附了NH 4的沸石粉的NH 4解吸量有明显的影响;污水中阳离子对吸附了NH 4的沸石粉的再生率可达40%-50%,在微生物的硝化作用下可达94%.沸石生物联合吸附再生工艺中,吸附了NH 4的沸石粉的再生是"化学再生"和"生物再生"相结合的过程,生物硝化作用促进了沸石相中NH 4的解吸.     

养殖水体复合功能菌的分离及其性能

针对养殖水体中因氨态氮、硫化氢和小分子有机酸富营养化引起的污染问题,分离筛选出硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、硫化细菌和生物絮凝菌等具有不同生理功能的污染物治理菌株,经优化配伍制备出性能优良的复合功能菌,结果表明:硝化细菌对氨态氮的去除率达97.8%,亚硝态氮的去除率达95.7%,反硝化细菌对硝态氮的去除率为96.4%,光合细菌和硫化细菌对硫化氢的去除率为55%,微生物絮凝菌的絮凝效率为83%;复合功能菌对CODCr、NH4+-N,总氮、硫化物的去除率分别可达94.3%,89.6%,88.7%和71.3%。     

三江平原小叶章湿地生态系统对氮磷的净化效率

选取面积为1 600 m2的小叶章(Deyeuxia angustifolia)湿地进行小区域模拟试验。试验设割草区、1倍浓度区、静态对照区和2倍浓度区4个处理,研究N、P输入浓度,割草和输出径流对三江平原小叶章湿地生态系统净化N、P污染物的影响。结果表明,在小叶章生长期和成熟期,湿地生态系统对N、P保持较稳定的净化,N、P平均去除率分别为85.62%和85.94%。湿地水体中TN和NH4 -N的累积浓度显著相关。输入浓度、割草和输出径流都影响着湿地生态系统对N、P的净化和N、P在系统内的分配。输入浓度增大时,N、P去除率明显降低;割草会降低N去除率,但对P去除率影响不大;少量输出径流对N、P去除影响不大。三江平原小叶章湿地生态系统对输入的N、P具有显著净化作用,总净化率可达97.97%和99.05%。     

Comparative experiment on treating digested piggery wastewater with a biofilm MBR and conventional MBR: simultaneous removal of nitrogen and antibiotics

A biofilm membrane bioreactor (BF-MBR) and a conventional membrane bioreactor (MBR) were parallelly operated for treating digested piggery wastewater. The removal performance of COD, TN, NH₄ ⁺-N, TP as well as antibiotics were simultaneously studied when the hydraulic retention time (HRT) was gradually shortened from 9 d to 1 d and when the ratio of influent COD to TN was changed. The results showed that the effluent quality in both reactors was poor and unstable at an influent COD/TN ratio of 1.0±0.2. The effluent quality was significantly improved as the influent COD/TN ratio was increased to 2.3±0.5. The averaged removal rates of COD, NH₄ ⁺-N, TN and TP were 92.1%, 97.1%, 35.6% and 54.2%, respectively, in the BF-MBR, significantly higher than the corresponding values of 91.7%, 90.9%, 17.4% and 31.9% in the MBR. Analysis of 11 typical veterinary antibiotics (from the tetracycline, sulfonamide, quinolone, and macrolide families) revealed that the BF-MBR removed more antibiotics than the MBR. Although the antibiotics removal decreased with a shortened HRT, high antibiotics removals of 86.8%, 80.2% and 45.3% were observed in the BF-MBR at HRTof 5–4 d, 3–2 d and 1 d, respectively, while the corresponding values were only 83.8%, 57.0% and 25.5% in the MBR. Moreover, the BF-MBR showed a 15% higher retention rate of antibiotics and consumed 40% less alkalinity than the MBR. Results above suggest that the BF-MBR was more suitable for digested piggery wastewater treatment.

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太湖流域典型地区农村生活污水中污染物在表层土壤中的削减特征与测算

原位采集太湖流域典型平原河网地区农户化粪池排污口附近的表层土壤及化粪池出水,人工模拟研究区域典型降雨（夏季30 mm·次-1,冬季5mm·次-1）、气温（夏季27℃,冬季5℃）条件以及排污负荷[TN：（2.35±0.06） g·m^-2 ·d^-1,NH4＋-N：（2.08±0.04）g·m^-2· d^-1,TP：（0.21±0.01）g·m^-2·d^-1,COD：（11.14±0.59）g·m^-2·d^-1],并进行室内模拟土柱试验,测算不同季节（夏季和冬季）、不同天气过程（雨前、雨天和雨后）排污口表层土壤对农村生活污水各类污染物的削减率并探讨其削减规律.结果表明：在季节差异上,雨前、雨天和雨后TN削减率均表现为夏季＜冬季（P＜0.05或P＜0.001）,NH4＋-N削减率则均表现为夏季＞冬季（P＜0.01）;雨前和雨后TP削减率表现为夏季＞冬季（P＜0.001）,COD削减率无显著季节性差异;雨天TP和COD削减率则均表现为夏季＜冬季（P＜0.01或P＜0.001）.在天气过程差异上,夏季土壤TN削减率表现为雨后＞雨前＞雨天（P＜0.01）,夏季TP和COD削减率表现为雨前≈雨后＞雨天（P＞0.05,P＜0.01）,而夏季NH4＋-N,冬季TN、NH4＋-N、TP和COD削减率在不同天气过程之间无显著差异（P＞0.05）.据此划分,夏季雨前、雨天和雨后及冬季TN削减率分别为38.5％、-25.0％、46.0％和50.4％,夏季和冬季NH4＋-N削减率分别为91.5％和85.5％,夏季雨天、夏季其余时间及冬季TP削减率分别为63.3％、93.1％和82.7％,夏季雨天及其余时间COD削减率分别为8.2％和66.2％.     

固定化菌藻系统及对污水中氮磷营养盐的净化效果

利用海藻酸钙分别包埋固定小球藻、活性污泥及其两者混合物.研究固定态小球藻与悬浮态小球藻对污水中氮磷营养盐的处理效果,实验结果表明固定态藻对氮磷的去除效果明显优于悬浮态藻,其原因主要由于海藻酸钙凝胶对氮磷的吸附,系统pH值提高引起氨的气提及磷酸盐的沉淀作用.研究固定化藻、同定化活性污泥及共固定化菌藻分别对污水中氮磷营养盐的处理效果,在同等条件下,固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化活性污泥和固定化藻类.这项研究显示菌藻共生在污水处理中具有较大的潜力.