微污染水源水生物处理中硝酸盐氮的变化

通过中试系统和大型工程 ,探讨了微污染水源水生物处理工艺中硝酸盐氮的变化规律。研究表明 ,微污染水源水生物处理工艺中硝酸盐氮的增加是氨氮生物硝化的结果 ;处理系统启动中硝酸盐氮变化率的变化反映了两类硝化细菌在生长速率和转化能力上的协调关系以及生物膜的成熟过程 ,启动结束时硝酸盐氮变化率趋于 1.0 0 ;稳定运行阶段各工况下处理系统硝酸盐氮变化率均在 1.0 0附近 ;水源水中少量的有机氮和亚硝酸盐氮对氨氮硝化过程无明显影响。硝酸盐氮变化率是描述微污染水源水生物处理系统氨氮硝化状况的重要参数。     

悬浮生物填料床处理微污染原水硝化试验研究

对采用新型悬浮填料床处理微污染原水硝化过程进行了探讨分析了自然挂膜条件下的工艺启动过程，研究了不同工况条件下，悬浮填料床硝化效果。通过春、夏、秋和冬季的中试运行效果表明：在温度适宜、停留时间60min、填料填充率50％条件下，氨氮平均去除效率达到77．60％，定义了氨氮填料表面负荷指数判断氨氮去除效果，水温对硝化的影响较大，在低于20℃时，氨氮填料表面负荷随温度呈指数增长，高于该温度时则增长缓慢，但能维持较高水平；浊度对本工艺硝化影响较小；实验表明原水中氨氮浓度较低，硝化反应符合一级反应，其反应速率常数为0.75h^-1。     

水源水生物处理工艺启动中氨氮的去除

通过沉淀槽与生化槽串联的试验系统，分析了微污染水源水生物接触氧化处理工艺启动过程氨氮和亚硝酸盐氮的变化规律。研究结果表明，在无暴气条件下和曝气条件下，填料上硝酸盐细菌的生长均依赖于亚硝酸盐细菌转化氨氮为亚硝酸盐氮的过程。启动中氨氮去除效果趋于稳定的过程是两类硝化细菌在生长速率和转化能力上趋于稳定的过程。提供生化槽充足的曝光气量是保证填料上硝化细菌稳定生长，顺利完全启动过程的必要条件。     

黄河水体颗粒物对硝化过程的影响研究

针对黄河高含沙量的特点,通过模拟实验研究了颗粒物对氨氮硝化速率的影响.结果表明:颗粒物含量对水体的硝化速率存在着较显著的影响,颗粒物含量越高,硝化过程进行越快.其影响机制主要是:(1)水体颗粒物对氨氮存在吸附作用;(2)水体中颗粒物的含量影响体系氨化细菌、亚硝化细菌和硝化细菌的生长;(3)各种菌在固液两相生长规律不同.     

悬浮填料生物反应器处理低浓度氨氮的动力学特性分析

城市污水经一级强化处理后,NH3-N浓度为10~15mg/L,CODCr为40~60mg/L。试验利用悬浮填料床对一级强化处理出水中的氨氮进行深度处理,分析了悬浮填料表面负荷和硝化速率与水力停留时间的关系,并模拟分析了硝化速率与氨氮浓度的关系。结果表明,悬浮填料床内混合液氨氮浓度为0.5~2.5mg/L时,硝化反应符合半级反应动力学,半级反应速率常数k1/2为0.48(g/m)0.5/d;混合液氨氮浓度>2.1mg/L时,硝化反应遵循零级反应动力学,rmax为0.71g/(m2.d)。动力学理论计算值与实际运行结果基本吻合,说明动力学模型对悬浮填料床的硝化性能具有良好的预测和指导意义。     

沸石曝气生物滤池处理城市纳污河水

采用上流式沸石曝气生物滤池(ZBAF)处理城市纳污河水,研究其挂膜启动过程,以及对有机物、NH3-N、SS的去除效果及影响因素。结果表明,在水温为11～24℃条件下,气水比对NH3-N的去除要比对COD和SS的去除影响大得多;当水力负荷为1.2m3/(m2.h),曝气量为3∶1时,对污染物的去除效果最佳;滤池填料高度对各种污染物的去除有较大影响,大部分有机物在进水端40cm厚的填料层内得到降解,而氨氮的硝化主要集中在上层填料层内。     

自然通风沸石生物滴滤池脱氮机理

研究了自然通风沸石生物滴滤池中无机含氮化合物及微生物活性的沿程变化规律.结果表明,在水力负荷为6 m3/(m2·d),进水ρ(氨氮)为(19.2±2.6) mg/L的条件下,滴滤池单位体积滤料对氨氮的去除效果自上而下逐渐降低.而硝化速率的测定结果表明,中层和下层单位体积滤料上的硝化细菌活性较上层有了显著增加.因此可以认为,影响氨氮去除效果的首要因素是液相与生物膜相之间的氨氮传质速率,而非单位体积滤料的硝化细菌活性.滴滤池进出水中无机含氮化合物组成的变化表明,滤层中出现了显著的同步硝化反硝化现象,原因是滤池内部的沸石颗粒通风不畅,造成了局部的缺氧环境,利于反硝化作用的进行;同时,由于进水端C/N相对较高,反硝化主要发生在滴滤池上层.对生物膜耗氧速率的分析表明,上层生物膜以异养菌为主,随着有机物的沿程降解,中层和下层自养菌所占比例增加.      

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。     

CA固定化亚硝化细菌氨氮去除能力的实验研究

采用纳氏试剂分光光度法,在不同温度、pH值、葡萄糖浓度和锰离子浓度条件下,观察游离亚硝化细菌和CA固定的亚硝化细菌对亚硝化菌培养液中氨氮的去除效果。结果表明,CA固定的亚硝化细菌比游离亚硝化细菌有较强的氨氮去除能力,并且其氨氮去除能力还表现出一定的抗高温、抗酸、抗葡萄糖干扰和抗锰离子毒害的作用。     

利用好氧硝化颗粒污泥SBR处理分离尿液的研究

在不同接种污泥条件下的序批式活性污泥系统（sequencing batch reactor, SBR）中,研究了分离尿液（source-separated urine, SSU)的处理情况和污泥特性.在硝化污泥接种的SBR中,对SSU中的可生化降解有机物具有较高的去除效率,而对其中氨氮的硝化效率很低,系统中没有出现生物体聚集状态的污泥.在用实验室内培养的好氧颗粒污泥接种的SBR系统中,对SSU不仅有较高的有机物去除效率,同时还可以有效实现氨氮的硝化过程,经过约70 d的运行之后,系统中出现了稳定状态的生物聚集体——好氧硝化颗粒污泥,氨氮容积负荷以氮计算为0.5 kg/（m³·d）.好氧硝化颗粒污泥具有良好的沉降效果和活性,颗粒表面聚集着硝化杆菌和球菌.好氧硝化颗粒污泥的粒径比接种的好氧颗粒污泥的粒径有较明显的减少,沉降速率却比相同粒径的好氧颗粒污泥有较大的改善.好氧硝化颗粒污泥对SSU中有机物和氨氮的转化效率都在90％以上,有效地保证了反应器中较小生长速率的硝化细菌的数量并实现系统的稳定运行.     

氨氮浓度对MBBR工艺中微生物群落结构的影响

采用移动床生物膜反应器（moving bed biofilm reactor,MBBR）处理模拟废水,考察进水氨氮浓度（20,30,50,100,200 mg/L）对MBBR工艺处理效果的影响,并利用16S rDNA高通量测序技术,分析微生物群落结构变化。结果表明:氨氮浓度为30~100 mg/L时,氨氮浓度越小,越有利于氨氮的去除,对COD去除率影响较小。氨氮浓度为20,50,200 mg/L时,Ottowia为第1优势菌属,相对丰度分别为66.76%、34.40%、53.88%,而氨氮浓度为30,100 mg/L时,Ottowia优势地位被Arcobacter、Hydrogenophaga等取代,说明微生物群落结构发生波动性变化可能与各类起反硝化作用的菌属和Ottowia菌属争夺优势地位有关。与自养型硝化作用有关的菌属相对丰度稳定在0.3%左右,相对丰度受氨氮浓度影响不大,高浓度氨氮对硝化菌属产生的抑制作用,可能是对其微生物活性的抑制。通过研究发现,进水氨氮浓度对MBBR生物膜中的微生物群落结构有一定的影响。     

Optimum operation conditions of nitrogen and phosphorus removal by a biofilm-activated-sludge system

In the biofilm and activated sludge combined system,denitrifying bacteria attached on the fibrous carriers in the anoxic tank,while the sludge containing nitrifying and phosphorus removal bacteria was only recirculated between the aerobic and anaerobic tanks.Therefore,the factors affected and restricted nitrification,denitrification and phosphorus removal in a traditional A/A/O process were resolved.This paper describes the optimum operation conditions for nitrogen and phosphorus removal using this system.     

Nitrification performance of nitrifying bacteria immobilized in waterborne polyurethane at low ammonia nitrogen concentrations

Suspended and waterborne polyurethane immobilized nitrifying bacteria have been adopted for evaluating the e ects of environmental changes, such as temperature, dissolved oxygen (DO) concentration and pH, on nitrification characteristics under conditions of low ammonia concentrations. The results showed that nitrification was prone to complete with increasing pH, DO and temperature. Sensitivity analysis demonstrated the e ects of temperature and pH on nitrification feature of suspended bacteria were slightly greater than those of immobilized nitrifying bacteria. Immobilized cells could achieve complete nitrification at low ammonia concentrations when DO was su cient. Continuous experiments were carried out to discuss the removal of ammonia nitrogen from synthetic micropollute source water with the ammonia concentration of about 1 mg/L using immobilized nitrifying bacteria pellets in an up-flow inner circulation reactor under di erent hydraulic retention times (HRT). The continuous removal rate remains above 80% even under HRT 30 min. The results verified that the waterborne polyurethane immobilized nitrifying bacteria pellets had great potential applications for micro-pollution source water treatment.     

原水水质对输水管道硝化作用形成的影响

采用配制水样模拟Ⅱ类、Ⅲ类和劣Ⅴ类地表水,利用管道模拟反应器研究不同原水水质条件下输水管道中硝化作用的形成及对输水水质的影响.结果表明:原水中氨氮(NH4+-N)及溶解氧(DO)含量对NH4+-N去除均有一定影响,DO充足时,去除率随原水中NH4+-N含量的增加而增加,DO浓度低时,DO成为影响NH4+-N去除的主要因素;原水NH4+-N含量对运行初期NO2--N积累有重要影响,NH4+-N含量越高,NO2--N积累量越大,随着生物膜的成熟,影响作用逐渐减弱;反应器中AOB数量主要受原水NH4+-N浓度的影响,随NH4+-N浓度升高而增加;NOB数量受NH4+-N和DO浓度的双重影响,DO含量低会抑制NOB活性,使NOB数量减少,导致NO2--N积累;输水管道中的硝化作用是水中及生物膜中硝化细菌共同作用的结果,但生物膜中硝化细菌存在水平高,其硝化作用占主导地位.     

直流电对硝化细菌活性的影响

研究外加直流电分别对悬浮和固定膜二种存在状态的硝化细菌代谢活性和硝化效率的影响 .小于 2 5A·m-2 的直流电对游离细菌硝化氨氮没有影响 ,5A·m-2 以上的电流开始抑制细菌的硝化作用 .生物膜具有较强的抗电能力 ,15A·m-2 的直流电仅使氨氮的硝化速率降低 2 0 % .另外 ,电流对生物膜的持菌量影响差异较大 .当电流密度为 15A·m-2 时 ,负极的持菌量减少 90 %以上 ,正极减少 5 8% ,而电极中间填料的持菌量仅减少 8% .测量生物膜中磷脂含量发现 ,正极表面生物膜中活细菌比重最小 ,正极其次 ,填料表面生物膜中活细菌含量最高     

强化启动对内循环生物流化床硝化效果的影响

通过改变内循环生物流化床的启动水质,提高N/C组成以强化流化床后期的硝化作用.结果表明,高N/C和低进水COD强化启动后处理生活污水,在HRT为2h时,可以同时高效去除COD和氨氮,氨氮的平均去除率为74%.耗氧速率试验表明,强化启动后,流化床中生物膜的异养菌活性大幅度降低,氨氧化细菌活性明显提高,硝化细菌活性变化不大.对反应系统微生物醌进行的跟踪分析表明,强化启动后,生物膜中的硝化细菌数量明显增加,微生物种群的分布均匀性变化较小,以革兰氏阴性菌为主.扫描电镜观察显示,低N/C启动条件下,生物膜厚且致密,异养菌所占比例高;高N/C启动条件有利于硝化细菌的生长,生物膜相对稀薄.     

Effect of substrate COD/N ratio on performance and microbial community structure of a membrane aerated biofilm reactor

Two parallel carbon-membrane aerated biofilm reactors were operated at well-defined conditions to investigate the e ect of substrate COD/N ratios on the performance and microbial community structure of the bioreactor. Results showed that at substrate COD/N of 5, organic and nitrogen could be eliminated simultaneously, and COD removal degree, nitrification and denitrification e ciency reached 85%, 93% and 92%, respectively. With increasing substrate COD/N ratios, the specific oxygen utilization rates of nitrifying bacteria in biofilm were found to decrease, indicating that nitrifying population became less dominant. At substrate COD/N ratio of 6, excessive heterotrophs inhibited the activity of nitrifying bacteria greatly and thus led to poor nitrification process. With the help of fluorescence in situ hybridization (FISH), Nitrosomonas and Nitrosospira were identified as dominant ammonia-oxidizing bacteria in the biofilm at substrate COD/N of 0, whereas only Nitrosospira were detected in the biofilm at COD/N ratio of 5. Nitrospira were present as dominant nitrite-oxidizing bacteria in our study. Confocal laser scanning microscopy images revealed that at substrate COD/N ratio of 0 nitrifying bacteria existed throughout the biofilm and that at COD/N ratio of 5 they were mainly distributed in the inner layer of biofilm.     

生物流化床内亚硝酸积累试验

利用下向流生物流化床反应器研究了生物膜在硝化过程中亚硝酸积累现象．结果表明,挂膜后反应器运行初期出现亚硝酸积累,但氨氮去除率仍可达到97％.随着硝酸菌的适应与增殖,出水中硝化产物以硝酸为主．进水氨氮浓度提高至200mg/L以上时,再次出现亚硝酸积累.在144mg/L和222mg/L进水浓度下,水力停留时间缩短到5h以下,则氨氮去除率下降且出水中亚硝酸所占比例明显上升;容积负荷提高到0.95kgNH₄⁺N/（m³·d）后也会如此反应器中DO降低到0．5～1mg/L会造成亚硝酸积累和氨氮去除率下降．硝化菌适应低氧环境后对氨氮的去除率仍能恢复到85％,但亚硝酸仍积累,这时生物膜中亚硝酸菌成为优势菌.本文还对影响亚硝酸积累的不同因素进行了分析．