反硝化-短程硝化-厌氧氨氧化工艺处理晚期垃圾渗滤液的脱氮除碳性能

本研究在一体式分区反应器中接种成熟的厌氧氨氧化污泥和亚硝化污泥,通过与反硝化反应器串联,研究了前置反硝化与短程硝化-厌氧氨氧化串联工艺处理晚期垃圾渗滤液的脱氮除碳性能.结果表明,未串联反硝化之前,短程硝化-厌氧氨氧化反应器在进水氨氮浓度为600 mg·L~(-1),COD浓度483 mg·L~(-1)时,总氮去除速率(NRR)可达1.88 kg·(m3·d)-1,总氮去除率(NRE)可达90.3%;而在进水COD浓度483 mg·L~(-1),即C/N0.8时,短程硝化-厌氧氨氧化反应器的NRR下降至1.50 kg·(m3·d)-1.通过前置反硝化反应器可以迅速缓解有机物对厌氧氨氧化的不利影响;反硝化与短程硝化-厌氧氨氧化串联反应器在进水NH+4-N浓度为1 100 mg·L~(-1),COD浓度1 150 mg·L~(-1)时,仍可稳定高效运行,整体NRR可达1.37kg·(m3·d)-1,厌氧区NRRana高达15.6 kg·(m3·d)-1,平均NRE可达98.6%,在仅利用原水中有机碳源的情况下实现了垃圾渗滤液的高效深度脱氮.此工艺晚期处理垃圾渗滤液可去除大部分易生物降解有机物.     

Nitrifiers activity and community characteristics under stress conditions in partial nitrification systems treating ammonium-rich wastewater

Long-term exposure of nitrifiers to high concentrations of free ammonia(FA) and free nitrous acid(FNA) may affect nitrifiers activity and nitrous oxide(N_2O) emission.Two sequencing batch reactors(SBRs) were operated at influent ammonium nitrogen(NH_4-N) concentrations of 800 mg/L(SBRH) and 335 mg/L(SBRL),respectively.The NH_4-N removal rates in SBRHand SBRLwere around 2.4 and 1.0 g/L/day with the nitritation efficiencies of 99.3% and 95.7%,respectively.In the simulated SBR cycle,the N_2O emission factors were 1.61% in SBRH and 2.30% in SBRL.N_2O emission was affected slightly by FA with the emission factor of0.22%–0.65%,while N_2O emission increased with increasing FNA concentrations with the emission factor of 0.22%–0.96%.The dominant ammonia oxidizing bacteria(AOB) were Nitrosomonas spp.in both reactors,and their relative proportions were 38.89% in SBRHand13.36% in SBRL.Within the AOB genus,a species(i.e.,operational taxonomic unit [OTU] 76) that was phylogenetically identical to Nitrosomonas europaea accounted for 99.07% and 82.04% in SBRHand SBRL,respectively.Additionally,OTU 215,which was related to Nitrosomonas stercoris,accounted for 16.77% of the AOB in SBRL.     

pH对亚硝化、厌氧氨氧化反应及联合工艺氮素转化的影响

利用具有pH调节功能的序批式反应器,分别接种好氧生物膜和厌氧颗粒污泥,研究了不同pH对自养生物脱氮工艺氮素转化的影响。结果表明:当pH为8.18时,亚硝氮累积速率较高,为0.79 kg/(m3·d)。当pH为7.85时,厌氧氨氧化菌脱氮效能达到最大,为1.52 kg/(m3·d)。联合工艺进水pH为7.7±0.1时,优先控制好氧段pH为7.5左右,厌氧段pH为7.6,氮去除速率高达0.98 kg/(m3·d)。     

应用层次聚类分析法确定海菜花氨氮耐受阈值

为确定海菜花对NH₄+-N的N_mtor(耐受阈值),通过不同水平ρ(NH₄+-N)下的模拟试验,获得了30 d内各试验组海菜花生化指标〔SOD(超氧化物歧化酶)活性、POD(过氧化物酶)活性、CAT(过氧化氢酶)活性及MDA(丙二醛)含量〕及生长指标〔鲜质量、最长根长、w(Chla)〕,运用层次聚类分析法确定了海菜花对NH₄+-N的N_mtor,并运用传统方法对生长指标予以分析,以验证层次聚类分析法的有效性和可靠性. 结果表明:①对海菜花SOD活性、CAT活性及MDA含量的层次聚类分析得到的海菜花对NH₄+-N的N_mtor皆为0~3.0 mg/L,而由POD活性分析得到的N_mtor为0~8.0 mg/L,交集为0~3.0 mg/L;②根据鲜质量相对增长率、根长相对增长率、w(Chla)得到的海菜花对NH₄+-N的N_mtor分别为0~4.0、0~8.0及0~3.0 mg/L,交集为0~3.0 mg/L;③大多数生化指标层次聚类分析结果相同,而通过生长指标结合试验现象分析所得结果则各有差异,层次聚类分析结果是生长指标分析结果的真子集.      

七大流域氨氮水生生物水质基准与生态风险评估初探

氨氮是我国流域水环境管理的国控指标之一,为评估不同流域的氨氮基准差异性,以七大流域(松花江流域、辽河流域、海河流域、黄河流域、淮河流域、长江流域和珠江流域)为研究对象,基于水质参数对氨氮毒性的影响,借鉴US EPA(美国国家环境保护局)水环境基准技术方法,分夏季和非夏季2种情况推算了各流域氨氮水生生物基准值. 结果显示:①流域和季节的不同导致氨氮基准值的差异均很明显,不同流域的氨氮基准值差异可超过6倍,同一流域不同季节的氨氮基准值差异可超过2倍. ②淮河流域夏季和非夏季氨氮基准值均为最低,夏季氨氮急、慢性基准值分别为0.37和0.06 mg/L,非夏季分别为0.81和0.15 mg/L. ③氨氮暴露生态风险初步评估结果表明,珠江流域风险较小;松花江流域、辽河流域、长江流域次之;黄河流域风险较大;海河流域和淮河流域风险最大,海河7个断面中有2个存在高风险,淮河27个断面中16个存在高风险. 根据各流域不同季节氨氮基准值及氨氮暴露生态风险的差异,建议对不同流域、不同季节实行差异化管理.      

3种包埋剂固定化硝化细菌的制备与性能

采用琼脂、海藻酸钠、聚丙烯酰胺3种包埋方法制备出硝化细菌污泥固定小球,考察了成球的难易及其物理机械性能,并采用制备小球进行氨氮的降解实验。结果表明,3种固定化小球对氨氮的转化均有明显活性,琼脂固定化小球的活性最好,保存时间长,但成球较困难,聚丙烯酰胺成球容易而活性相对偏低,相比之下,海藻酸钠固定化小球的活性较高且易成球,具有较好的应用前景。     

太湖流域上游河网污染物降解系数研究

污染物在河流中物理、化学和生物过程的共同作用下浓度会发生衰减,衰减的速率可用表观降解系数表示,其中,仅有生物过程引起污染物浓度衰减的速率用生物降解系数表示.为了探究太湖流域上游河网污染物的降解规律,在20个采样点开展原位实验测算了高锰酸盐指数、氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的表观降解系数和生物降解系数,并分析了生物降解系数占表观降解系数的比重.结果表明,太湖流域上游河网高锰酸盐指数、NH+4-N、TN和TP的表观降解系数分别为0.0216~0.1974、0.0152~0.3123、0.0080~0.7870和0.0274~0.5914 d~(-1);生物降解系数分别为0.0083~0.1264、0.0021~0.2138、0.0021~0.0905和0.0110~0.1528 d~(-1).高锰酸盐指数、NH+4-N、TN和TP生物降解系数与表观降解系数的比值分别为19.35%~91.30%、13.85%~99.12%、13.70%~97.78%和3.94%~98.39%.太湖流域上游河网不同河段的表观降解系数和生物降解系数存在较大差异.生物降解在TN和NH+4-N表观降解中发挥的作用较大,在高锰酸盐指数和TP表观降解中发挥的作用相对较小.     

人工湿地生物沸石快速吸附-再生性能与再生机理研究

在填充生物沸石和石灰石的强化硝化模拟人工湿地中,考察了生物沸石快速吸附-再生动态平衡性能和生物沸石再生的机理.研究结果表明,生物沸石模拟人工湿地中硝化作用明显,产生的氧化态氮主要为硝氮,平均浓度为106.31 mg·L~(-1)(大于吸附去除的氨氮浓度).模拟人工湿地出水中的金属阳离子主要为Na+和Ca~(2+),30 d后Ca~(2+)浓度大于Na+浓度.生物沸石的再生是离子交换释放氨氮和微生物协同作用的结果.石灰石缓慢释放的Ca~(2+)可促进生物沸石再生,生物沸石与石灰石投加量的最佳质量比为5∶1.生物沸石再生过程中,微生物起主导作用.     

总氨氮在餐厨垃圾厌氧消化系统中的积累及其抑制作用

为研究总氨氮(TAN)在餐厨垃圾中温干式厌氧消化系统内的积累及抑制作用,在单相完全搅拌式(CSTR)反应器内进行餐厨垃圾中温厌氧消化,反应器在3 g·L-1·d-1(以VS计)的负荷下连续运行230余天,期间不断监测TAN及其余物化指标的变化.试验结果表明,TAN在系统内的积累呈现先快后慢的趋势,且不会持续积累,而是积累到一定程度后会保持稳定.游离氨(FAN)是氨抑制中起主导作用的因素,FAN大于150 mg·L-1时就会影响到系统效率;大于200 mg·L-1时会影响系统稳定性;大于300 mg·L-1后会产生强烈抑制,引发稳态型抑制,甚至导致系统出现泡沫.此外,氨抑制会影响系统产气动力学,导致产气速率降低,产气量减少.寻找合理的措施消除氨抑制对保障系统稳定运行具有重要意义.     

生物质活性炭辅助微波处理氨氮废水研究

以花生壳为原料,分别使用程序控温法和微波法制备生物质活性炭.采用高分辨电子扫描电镜(SEM)和氮吸脱附曲线对花生壳活性炭进行了表征.结果表明,微波法制备的花生壳活性炭比表面积大于程序控温法制备的花生壳活性炭比表面积,且微波法制备活性炭成本远低于程序控温法.将制得的两种活性炭和商用活性炭分别辅助微波处理氨氮废水,确定了生物质活性炭辅助微波处理氨氮废水的最佳条件.初步讨论了活性炭辅助微波处理氨氮废水的机理.