Fe^0钝化膜的生物还原及其脱氮除磷

微生物的异化Fe（Ⅲ）还原是一种能够利用Fe（III）作为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程。结合这一特性,考察了在兼性厌氧／严格厌氧条件下Fe^0钝化膜作为Fe（111）源时的生物还原能力以及对N、P等营养元素的去除效果。结果表明,严格厌氧条件下微生物异化Fe（Ⅲ）还原能力较好,富集培养至7d,累计Fe（II）浓度达到最大,最大产生速率为98．69mg／（L·d）,同时TP去除率高达97．1％以上。而体系对NH4-N、TN的去除相对滞后,培养至13d,去除率开始增大,最终分别达到86．6％和76．1％。这为装填有海绵铁＋聚氨酯泡沫载体的SBBR中填料的原位再生问题提供了解决思路。     

UASB反应器对芳香族化合物反硝化降解特性研究

以苯、联苯和萘为模型化合物,研究了上流式厌氧污泥床反应器(UASB)在反硝化连续流运行条件下对含上述污染物废水的处理效果,并以葡萄糖为补充碳源,考察了COD/NO^-₃-N(简称C/N)比对有机物反硝化降解特性的影响。研究结果表明,当进水COD浓度约为900 mg/L,苯、联苯和萘总浓度约为60 mg/L,NO^-₃-N为20～60 mg/L时,UASB反应器能够在硝酸盐还原条件下稳定去除废水中有机污染物,其中COD平均去除率可达到85%,苯、萘和联苯平均去除率分别为90%、81%和71%。3种芳香烃反硝化降解速率顺序为苯>萘>联苯。 C/N比对苯的降解影响不十分显著,在C/N为5～30范围内,苯的去除率稳定在87%～92%;萘和联苯去除率受C/N影响较大,在C/N比为15时萘和联苯的去除率均达到最大,分别为82%和77%。     

污水生物生态处理工艺中的脱氮机理研究

通过水解池-美人蕉湿地、水解/接触氧化池-菖蒲湿地现场实验装置考察了生物-生态工艺深度净化分散生活污水的效果。结果表明,水解池-美人蕉湿地尽管湿地停留时间达到7 d,出水NH⁺₄-N仍难以达到一级A（GB18918-2002）标准;而增加接触氧化池后,湿地停留时间仅2 d,组合工艺出水水质远优于一级A出水要求。美人蕉湿地脱氮的主要途径是湿地微生物的硝化/反硝化,植物吸收约占28%。对经接触氧化处理,NH⁺₄-N、NO^-₃-N浓度均较高的进水,菖蒲湿地可在C/N小于2时高效脱氮。菖蒲湿地对TN的去除占组合工艺TN去除量的79%,其中植物吸收仅占湿地除氮总量的8%。湿地介质的厌氧氨氧化活性试验表明,菖蒲湿地介质表面的微生物在无有机碳源存在的条件下,可使培养液中的NH⁺₄-N与NO^-₃-N、NO^-₂-N短期内发生同步脱氮,厌氧氨氧化可能是菖蒲湿地在进水低碳源条件下脱氮的主要原因。     

容积负荷对ANAMMOX生物滤池脱氮效能的影响及其基质动力学

采用2套启动成功的上向流厌氧氨氧化（ANAMMOX）生物滤柱,通过调节进水NaNO₂和（NH₄）₂SO₄ 的浓度负荷及水力负荷,改变进水容积负荷,探讨容积负荷对ANAMMOX生物滤柱脱氮效能的影响及其动力学模型。结果表明,滤速恒定条件下,通过提高进水基质浓度来提高进水TN容积负荷,其容积负荷去除动力学过程符合Monod-Haldane基质抑制模型。进水NH₄⁺-N与NO₂^--N浓度分别低于100 mg/L和133 mg/L时,反应器脱氮效果不受明显影响,TN容积去除负荷可达4.21 kg/（m³·d）,TN去除率可达80%以上。进水基质浓度恒定条件下,通过提高滤速来提高进水TN容积负荷,其容积负荷去除动力学过程符合零级动力学方程。不受基质浓度抑制的条件下,滤速为3.0 m/h、进水容积负荷为8.82 kg/（m³·d）时,反应器总氮容积负荷去除量可达7.15 kg/（m³·d）,总氮去除率可达81.1%。     

有机物浓度对厌氧氨氧化脱氮性能影响试验研究

通过间歇试验和连续试验研究了不同有机物浓度对厌氧氨氧化活性及脱氮性能的影响。间歇试验结果表明：自养条件下厌氧氨氧化菌的最大比反应速率为0.189 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）;当氨氮和亚硝酸盐氮浓度为80 mg/L时,有机物的添加降低了厌氧氨氧化速率,当有机物浓度超过70 mg/L时,厌氧氨氧化菌的最大比反应速率降低到0.05 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）以下,是反硝化菌与厌氧氨氧化菌竞争亚硝酸盐产生了可逆抑制的结果。连续试验结果表明,高氮低碳源有机环境下厌氧氨氧化能稳定运行,并且比自养系统中总氮的去除率有所提高,当COD值为50 mg/L时,总氮去除率最大,平均值达96.59%,是反硝化菌和厌氧氨氧化菌共同脱氮的结果;当有机物浓度过高时,ANAMMOX对TN去除贡献率持续降低,反硝化不断得到强化,厌氧氨氧化运行不稳定。     

Fe3+(NTA)还原菌的固定化小球制备及还原特性

采用海藻酸钠包埋驯化得到的优势铁还原菌,用于还原络合吸收法脱除NOx过程中形成的中间副产物Fe³⁺(NTA)。结果表明,最佳包埋条件为海藻酸钠质量浓度4%,菌体质量浓度0.2%,CaCl₂质量浓度3%,此条件下制备的小球还原性能好,在微生物用量为20 g（湿重）/L时还原10 mmol/L Fe³⁺(NTA),经12 h反应后还原率达到96.1％,而相同条件下游离微生物的还原率仅为11.8％,但反应16 h后游离微生物与固定化小球的还原率相近,均为97％左右。但此法制备的小球机械强度不高,溶胀、破裂现象严重。通过添加聚乙烯醇和硅藻土改良固定化小球,可强化小球的机械强度、降低小球的溶胀及破裂现象,对Fe³⁺(NTA)的还原效果也较改良前的小球有所提高,两者最佳添加量均为20 g/L。改良后的小球与游离微生物相比,耐酸性增强,在pH=5的条件下,仍具有79.8％的还原效率,远高于相同条件下游离微生物的39.5％,但对温度的适应范围两者基本一致。     

UASB反应器厌氧氨氧化菌的脱氮特性研究

研究UASB厌氧氨氧化（ANAMMOX）反应器运行情况,采用普通城市污水厂活性污泥接种,人工合成废水,pH值在7.4～7.8之间,温度控制在(32±1)℃。在反应器稳定运行270～450 d之间的180 d中,对NH⁺₄-N和NO^-₂-N去除率均达到99.9％以上,总氮去除率保持在90％以上,NO^-₃-N产生量在20～30 mg/L之间波动。研究表明,UASB厌氧氨氧化反应器处理废水效果明显,对NH⁺₄-N、NO^-₂-N和TN去除率高,NO^-₂-N和NH⁺₄-N比值可以指示厌氧氨氧化反应器性能的演变。UASB反应器稳定运行阶段容积负荷的影响较小,ANAMMOX菌对合成废水适应性强,反应器抗冲击能力较强,受冲击后恢复迅速。出水pH值稳定在8.5附近,pH值变化情况可作为反应器运行状况的指示。关键词硝化厌氧氨氧化上流式厌氧污泥床生物脱氮     

用H2O2/Fe3+处理高浓度含甲醛废水的研究

研究采用H₂O₂/Fe³⁺催化氧化处理高浓度含甲醛废水,探讨了双氧水和催化剂投加量、反应pH及反应温度等操作条件对处理效果的影响,并通过酸溶解回用失活催化剂。结果表明,较优的操作条件为：H₂O₂/COD（质量比）=2.2～2.6,Fe³⁺/H₂O₂（摩尔比）=0.048～0.058,反应pH 1.80～2.68,反应温度50℃,反应时间40 min;在上述操作条件下,甲醛去除率达到99%以上,COD去除率达到85%以上。失活的催化剂可通过稀酸溶解后循环使用,其效果与三价铁盐作催化剂的基本相同。采用H₂O₂/Fe³⁺处理含甲醛废水具有比采用H₂O₂/Fe³⁺较优的效果。     

生物铁泥的Fe（Ⅲ）还原能力及影响因素

以生物铁泥和普通活性污泥为对象,在不同碳源及兼氧/厌氧条件下采用实验室恒温培养的方法考察了不同活性污泥的Fe（Ⅲ）还原性能。研究结果表明,不同活性污泥Fe（Ⅲ）还原能力相差较大,生物铁泥的Fe（Ⅲ）还原性能明显优于普通活性污泥,在兼性厌氧与严格厌氧条件下,分别是普通活性污泥的1.87倍和1.76倍;碳源对生物铁泥的Fe（Ⅲ）还原影响较小,而对普通活性污泥的Fe（Ⅲ）还原过程呈现出较明显的负影响;在实验控制的兼氧/厌氧条件下,2种活性污泥厌氧条件下Fe（Ⅲ）还原能力均大于兼氧条件。为活性污泥Fe（Ⅲ）还原过程的工程实际应用提供了理论依据。     

厌氧氨氧化无纺滤布生物膜反应器的运行

氧气是厌氧氨氧化菌的抑制因素,通过无纺滤布生物膜系统内部形成适合厌氧氨氧化菌的厌氧环境,运行62 d,实现0.617 kg N/(m³·d)氮容积去除负荷,稳定运行阶段氨氮和亚硝氮的去除率分别为97.9％和98.7％;98 mg N/L NO^-₂-N经24 h接触产生完全抑制,通过将进水亚硝氮浓度降至20～40 mg N/L,运行31 d,成功恢复厌氧氨氧化活性,试验末期氮容积去除负荷为0.641 kg N/(m³·d)。