多级土壤渗滤系统处理低有机污染水的脱氮效果与机理解析

采用"微曝气+缺氧"的两段式多级土壤渗滤系统(multi-soil-layering system,MSL)工艺,建立了在缺氧段模块中添加不同碳源的MSL系统并进行脱氮效率对比.其中,MSL1系统添加了传统碳源木屑,MSL2系统添加了一种基于PHBV(聚羟基丁酸戊酸酯)的共混固相碳源(GC-4).通过10个月的连续运行,深入探讨碳源、水温、表面水力负荷等条件对该工艺脱氮性能的影响.整个运行过程期间不同条件影响下,添加新型固相碳源的MSL2比MSL1表现出更好的强化脱氮性能.在相同表面水力负荷(1.0 m3·m-2·d-1)条件下,水温的降低会直接降低系统的脱氮效率.当水温从平均19℃下降到15℃时,MSL1系统对NH+4-N、TN的平均去除率分别由91%、62%下降为81%、45%,MSL2系统对NH+4-N、TN的平均去除率分别由88%、72%下降为80%、55%,但MSL2系统仍然优于MSL1系统.水力负荷的降低会提高2个系统TN去除率大约20%,证明了低水力负荷利于系统的脱氮效果.在各个运行阶段,MSL系统添加固相碳源均没有出现碳源过度释放现象,表现出较好的COD去除效果.分子生物学研究揭示了两段式MSL系统中微生物、硝化菌、反硝化菌的功能分区及其丰度,在生物量和反硝化基因数量上MSL2均大于MSL1,硝化菌(amo A基因)集中分布在微曝气段,反硝化菌(nir S、nir K)集中分布在土壤模块层,比较好的解释了不同碳源类型条件下MSL系统的脱氮效果的差异性.     

碳源对反硝化过程中一氧化二氮释放的影响

碳源种类及其浓度影响污水处理反硝化过程中一氧化二氮(N2O)的释放。以往关于碳源对反硝化过程中N2O释放特性的研究多采用单一碳源驯化活性污泥,采用混合碳源条件驯化的研究尚少。利用序批式反应器,以蔗糖和乙酸钠为混合碳源驯化反硝化菌。采用批处理试验研究了不同碳源(乙酸钠、葡萄糖和两者混合)在不同碳氮比(COD/N)条件下,利用硝酸盐氮(NO3--N)或亚硝酸盐氮(NO2--N)进行反硝化时N2O的释放。以NO2--N为电子受体进行反硝化时,N2O释放量远大于以NO3--N为电子受体进行反硝化时的释放量。碳源种类影响N2O释放,其释放比从低到高依次为乙酸钠、混合碳源和葡萄糖。以乙酸钠为碳源且当COD/N较低时,由于NO2--N积累和内源反硝化,导致较多N2O的释放,而在碳源相对充足情况下释放量较少。以葡萄糖为碳源时,由于反硝化速率较低,N2O释放量大于利用乙酸钠时的释放量,同时释放量随COD/N比的增加而增加。在混合碳源条件下,反硝化菌优先利用乙酸钠进行反硝化,N2O释放量随COD/N比的增加而降低。     

固相好氧反硝化同步去除水中硝酸盐和阿特拉津可行性研究

研究了利用固相好氧反硝化同步去除水中硝酸盐和阿特拉津的可行性。通过释碳性能的比较得出淀粉基颗粒是适宜的反硝化碳源,在间歇式实验中,初始硝态氮浓度为55~60 mg/L时,平均反硝化速率为7.03 mg/(L·h),能有效去除水中的硝酸盐。当水中阿特拉津浓度低于10 mg/L时,对好氧反硝化脱氮没有影响,浓度增加至20 mg/L,对反硝化有抑制作用。在好氧反硝化条件下,阿特拉津初始浓度分别为0.1,1 mg/L时,24 h后去除率分别为93%和94.8%,阿特拉津的去除主要通过吸附作用。     

碳源种类对同步脱氮除磷颗粒污泥除磷性能的影响

以厌氧/好氧交替运行培养的具有脱氮除磷功能的颗粒污泥为对象,研究不同碳源条件下对除磷特性的影响。研究结果显示,醋酸钠为单一碳源培养的颗粒污泥呈淡黄色,粒径分布较均匀,主要为双球菌和短杆菌,磷平均去除率为84.77%,厌氧末端释磷量平均为89.76 mg/L,最大释磷和吸磷速率分别为106.33mg/(g·h)和50.92 mg/(g·h);乙酸钠葡萄糖为复合碳源培养的颗粒污泥呈白色和淡黄色,粒径分布不均匀,主要为单球菌,磷平均去除率为93.06%,厌氧末端释磷量平均为75.52 mg/L,最大释磷和吸磷速率分别为92.84 mg/(g·h)和28.23 mg/(g·h),两种碳源条件下表现出良好的除磷能力。     

一株耐硝酸盐的巨大芽孢杆菌溶磷特性研究

以多种磷源培养基培养巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)NCT-2,研究了该菌的溶磷特性.结果表明,在以磷酸钙为磷源时,溶磷效果随菌株的生长而发生变化,在第2 d菌株生长量最大,溶磷效果最好;不同碳氮源会影响菌株的溶磷效果,菌株优先利用葡萄糖,其次为麦芽糖和蔗糖,而对淀粉的利用能力较差;对氮源的利用顺序依次为(NH4)2SO4NH4Cl尿素Na NO2KNO3;磷酸钙的浓度会影响菌株溶磷效果,浓度过低或过高都会导致溶磷量过低.菌株对多种难溶性含磷物溶解效果的研究表明,菌株对植酸钙溶磷量最高,为98.1 mg·L-1,对Fe PO4、Al PO4的溶解能力稍弱,在30~40 mg·L-1之间,对卵磷脂溶磷量最小,为6.15 mg·L-1.通过对培养基中磷酸酶活性和有机酸进行分析,初步研究了NCT-2的溶磷机制,发现该菌通过产生酸性磷酸酶、碱性磷酸酶或产酸溶解难溶磷,不同磷源的溶磷机制有所不同.     

系列混合碳源条件下颗粒化EBPR系统菌群结构变化规律研究

在SBR反应器中接种富含聚磷菌的活性污泥,采用一系列不同丙酸/乙酸比例混合的碳源进行EBPR系统污泥的颗粒化培养,并考察了颗粒化进程中的系统菌群结构变化,以及不同混合碳源条件对系统功能菌种竞争的影响.结果表明,污泥颗粒化过程对EBPR系统菌群结构产生了较大的筛选作用.原本在系统中占优势的一类Uncultured bacterium被迅速淘汰;Uncultured Rhodocyclaceae bacterium、部分Candidatus Competibacter phosphatis、部分Denitrifying bacterium、Acinetobacter及部分Uncultured alpha proteobacterium分别逐渐被淘汰.在各个成熟的颗粒化EBPR系统中,除磷微生物主要为Uncultured Chlorobi bacterium与Uncultured alpha proteobacterium.不同混合碳源条件培养的颗粒化EBPR系统菌群结构差异主要表现为Candidatus Competibacter phosphatis(聚糖菌)与Uncultured Chlorobi bacterium(聚磷菌)菌群数量的不同.混合碳源中乙酸比例的提高可造成颗粒化EBPR系统中Candidatus Competibacter phosphatis的增长,使系统的除磷效率下降.而碳源中丙酸比例相对较高的条件有利于Uncultured Chlorobi bacterium增长,从而有助于颗粒化EBPR系统维持较好的除磷效率.     

有机碳源及DO对好氧反硝化细菌AD6脱氮性能的影响

采用摇瓶实验,研究了C/N值、培养液DO及柠檬酸盐、乙酸盐、葡萄糖3种有机碳源对好氧反硝化细菌Pseudomonas mendocina AD6脱氮性能的影响.C/N值不仅直接影响好氧反硝化过程中碳源数量,也显著影响培养液DO变化.C/N值为3时,因碳源数量不够而导致AD6好氧反硝化脱氮效率仅有42%;当C/N值为23、 15、 8时,培养液DO先快速下降至缺氧状态然后再升至好氧状态,反应末期TN损失率分别为69%、 70%、 55%,其中好氧条件下反硝化作用引起的TN损失约为7%、 20%、 25%.培养液起始DO在7.15～8.08 mg/L, C/N值为15及以下,摇瓶(250 mL三角瓶)装液量为25～100 mL,摇床转速为180 r/min,培养液DO先下降至缺氧状态,但可在反硝化反应进行24 h后恢复至好氧状态,减少摇瓶装液量的充氧措施提高培养液DO效果有限.柠檬酸盐与乙酸盐是AD6能够高效利用的碳源,利用率可达90%、 92%,而葡萄糖的利用率仅有41%.乙酸盐促进了 AD6的好氧反硝化功能,TN去除率、好氧反硝化脱氮效率分别比以柠檬酸盐为碳源时高14%、 5%.采用摇瓶试验评估好氧反硝化细菌的好氧反硝化效率应谨慎,因为取决于溶液的C/N值和碳源种类,可能相当部分N的损失是在缺氧条件下产生.     

不同有机碳源对小球藻的生长与产油量的影响

该研究探讨了葡萄糖和乙酸钠两种碳源对小球藻（Chlorella protothecoides）的生长与产油量的影响,并对小球藻在两种碳源混合培养下的生长与产油情况进行了分析.研究结果表明,葡萄糖和乙酸钠的浓度对小球藻的生物量和产油量都有较大的影响,最优的浓度分别为15 g/L和20.5 g/L.相对于以葡萄糖为碳源的小球藻,以乙酸钠为碳源的小球藻的生物量与含油量均较低.在混合培养条件下,葡萄糖最先被小球藻吸收利用.图5,表1,参8.     

固态碳源去除地下水硝酸盐的模拟实验

选取了5种研究较少的固体材料,棉花、丝瓜络、甘蔗渣、可降解餐盒、木屑作为去除地下水硝酸盐的外加碳源。在锥形瓶中进行反硝化对比实验,研究了不同固态碳源下NO3--N、NO2--N、NH4+-N及pH的变化情况,分析了NO3--N及总氮的去除率。研究结果表明,反硝化过程中pH呈升高趋势,在6.9～8.5范围内浮动。可降解餐盒和丝瓜络相对于其他的固态碳源来说,对NO3--N和总氮有较高的去除率,但丝瓜络的总氮去除率明显低于可降解餐盒。可降解餐盒的硝酸盐去除率达到98.28%,总氮去除率达到93.48%。可降解餐盒能够有效地去除地下水硝酸盐,达到以废治废的效果,是经济有效的最佳固态碳源。     

废纸造纸废水中持久性有机污染物的碳源协同代谢生物处理方法

该发明公开了一种废纸造纸废水中持久性有机污染物的碳源协同代谢生物处理方法，包括：（1）在配水池内添加质量浓度为8～12g／L的葡萄糖溶液、质量浓度为80～120mg／L的苯酚溶液和质量分数为99．5％的甲醇作为共代谢碳源，与废纸造纸废水充分混合后，进入水解-好氧共代谢反应池；（2）在水解-好氧共代谢反应池进行水解一好氧共代谢反应后，进入接触氧化共代谢反应池；