异养硝化型生物滤池处理高盐废水的脱氮性能及途径

为了解决高盐废水生物脱氮效能低的问题,利用异养硝化型曝气生物滤池(heterotrophic nitrification biological aeration filter,HNBAF)处理不同氮源模拟高盐废水,研究了HNBAF系统的脱氮性能,并采用15N同位素示踪法测定了反应过程中产生的气态产物(N2O、N2),以揭示HNBAF系统的脱氮途径。结果表明：当NH4Cl作为唯一氮源时,${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除率最高可达到99.77%,NH2OH-N, ${{\rm{NO}}_3^ - }$-N积累量较低,未检测到明显${{\rm{NO}}_2^ - }$-N的积累;外加中间产物NH2OH-N可对${{\rm{NH}}_4^ +} $-N去除产生抑制,而加入${\rm{NO}}_2^ - $-N和${{\rm{NO}}_3^ - }$-N等中间产物基本不影响${{\rm{NH}}_4^ +} $-N的正常降解;当以KNO3为唯一氮源时,${{\rm{NO}}_3^ -} $-N的去除率最高可达到96.76%,${{\rm{NH}}_4^ + }$-N、${{\rm{NO}}_2^ - }$-N和NH2OH-N等产物积累量较低。当分别以15${{\rm{NO}}_2^ - }$、15${{\rm{NO}}_3^ - }$为氮源时,均可同时检测到15N2O和15N2。该HNBAF系统对${{\rm{NH}}_4^ + }$-N、${{\rm{NO}}_2^ - }$-N、${{\rm{NO}}_3^ - }$-N和NH2OH-N的去除主要包括硝化、好氧反硝化和同化等作用,主要脱氮途径为${{\rm{NH}}_4^ + }$-N→NH2OH-N→${{\rm{NO}}_3^ - }$-N→ ${{\rm{NO}}_2^ -} $-N→ N2O/N2,与此同时,NH2OH-N和${{\rm{NH}}_4^ + }$-N之间以及${{\rm{NO}}_3^ -} $-N和${{\rm{NO}}_2^ -} $-N之间均可以相互转化。     

含藻水臭氧化过程中藻内含物转化及树脂吸附净化

随着我国许多湖泊、水库等水体富营养化加重且暴发季节性蓝藻水华,饮用水安全受到极大威胁。为实现含藻水的深度净化,本研究对不同藻含量水样进行臭氧化处理,考察了氧化过程中藻内含物的释放和转化规律,对溶解性有机碳(DOC)、叶绿素a(Chl-a)、${{\rm{NH}}_4^{+} }$-N、${{\rm{NO}}_3^{-}} $-N、总氮(TN)、总磷(TP)及微囊藻毒素(MC-LR)等水质参数的动态变化进行了分析。针对氧化出水DOC和${{\rm{NO}}_3^{-}} $-N含量高的特征,选取商业化的A520和磁性MIEX树脂进行了深度吸附处理。结果表明：随臭氧化时间的延长,颗粒态藻细胞内含物逐渐变为溶解态并被氧化降解。对于高藻含量水样,氧化过程中${{\rm{NH}}_4^{+}} $-N迅速积累,有机氮主要转化为${{\rm{NH}}_4^{+}} $-N;而对于低藻含量水样,有机氮及${{\rm{NH}}_4^{+}} $-N迅速转化为${{\rm{NO}}_3^{-}} $-N,最终${{\rm{NH}}_4^{+}} $-N对TN的占比低于10%。臭氧化过程中,MC-LR质量浓度表现出先升高后降低的趋势,未被氧化降解的MC-LR可被2种阴离子交换树脂有效吸附去除,同时树脂吸附处理可显著降低水体的DOC和${{\rm{NO}}_3^{-} }$-N含量。因此,臭氧氧化耦合阴离子交换树脂吸附可实现含藻水样的深度净化,为含藻水应急处理提供了新思路。     

后置反硝化的设置对低温下碳源调控-回收磷工艺系统(BBNR-CPR)脱氮除磷的影响

采用连续运行式生物膜脱氮蓄磷-碳源调控回收磷系统(biofilm bio-nutrient removal carbon source regulated phosphorus removal,BBNR-CPR)处理低C/N比(3.4~6.9)模拟生活污水。通过反应器内生物膜来蓄积废水中的磷,同时采用周期性投加高浓度的外加碳源,诱导释放生物膜内蓄积的磷且对其进行回收。在此基础上,通过增设后置缺氧段,同时增加好氧内循环量、提高磷回收阶段补充碳源浓度等方式,强化BBNR-CPR系统的运行,以期实现低温下(<15 ℃)系统的同步脱氮蓄磷/回收磷的目标。结果表明,在低温下引入后置缺氧段,可节省27%的曝气能耗,并能维持该系统脱氮除磷性能的稳定性。在进水${{\rm{NH}}_4^ +} $-N、TP浓度分别为50 mg·L−1、15 mg·L−1的条件下,该系统对${{\rm{NH}}_4^ +} $-N、TN和TP的平均去除率分别达到了89.12%、82.14%和89.24%。在单个生物蓄磷-磷回收周期(7 d)内,随着系统运行时间的延长(第3~6天),生物膜内反硝化聚磷菌体内的PHA的不断消耗,系统的缺氧吸磷速率仍可维持稳定,第3和6天分别为7.51 mg·(L·h)−1和7.83 mg·(L·h)−1)。在该运行方式下,系统后置缺氧段每去除1.00 mg ${{\rm{NO}}_3^ - }$-N可耦合去除0.76 mg TP;且该阶段限制反硝化除磷的主要因素是进水氨氮转化时产生的硝态氮(反硝化吸磷电子受体)的浓度。通过对生物膜样本进行16S rRNA高通量测序分析,发现系统内的优势菌群为Candidatus Competibacter、Candidatus Nitrotoga、Phaeodactylibacter、Thiothrix和Dechloromonas。     

水力负荷对改良型垂直流人工湿地降解模拟污水厂尾水效果的影响

为确定改良型垂直流人工湿地降解模拟污水厂尾水的最佳水力负荷,采用生物炭和活性炭改良、微生物强化以及同时添加生物炭、活性炭和微生物改良强化的3套垂直流人工湿地系统,研究了其在3种水力负荷条件下(0.25、0.5和1 m3·(m2·d)−1),对模拟污水厂尾水中污染物的去除效果。结果表明,3套垂直流人工湿地系统均在低水力负荷(0.25 m3·(m2·d)−1)时对模拟污水厂尾水中$ {{\rm{NH}}_4^ + }$-N、TN、TP和COD的去除率较高,但随着水力负荷的增大其去除率逐渐降低。3套垂直流人工湿地系统对$ {{\rm{NO}}_3^{\rm{ - }}}$-N的去除率均在高水力负荷(1 m3·(m2·d)−1)时较高,且随着水力负荷的变大,其去除率逐渐升高,但去除率的增长幅度变缓;实验证明,生物炭和活性炭改良基质能够提高湿地系统对$ { {\rm{NH}}_4^ + }$-N、TN、TP和COD的去除效果,并且在低水力负荷时对$ {{\rm{NH}}_4^ +} $-N、TN和COD的去除拥有更好的改良效果,而对TP去除的改良则在高水力负荷时优于在低水力负荷时。厌氧-异养反硝化菌能够提高湿地系统对$ {{\rm{NH}}_4^ + }$-N、$ {{\rm{NO}}_3^{\rm{ - }}}$-N和TN的去除效果,并且在高水力负荷时对$ { {\rm{NO}}_3^{\rm{ - }}}$-N的改良效果优于低水力负荷,而在低水力负荷时对$ { {\rm{NH}}_4^ +} $-N和TN具有更好的改良效果。综合考虑多种污染物的去除效果,确定3套改良型垂直流人工湿地系统的最佳水力负荷为0.5 m3·(m2·d)−1。     

光生物反应器中活性污泥和藻类的共培养及微生物群落分析

利用污水处理厂好氧池活性污泥和来自二沉池壁的藻类构成菌藻生物反应器用以处理实际生活废水,探讨了不同泥藻接种比对废水处理效果的影响,并分析了稳定运行后的微生物群落组成。结果表明：泥/藻质量比为1∶0.75的混合系统对污染物质(COD、TN和TP)的去除效率最高;当HRT为2 d时,按泥/藻质量比为1∶0.75接种的光生物反应器(初始TSS为1.12 g·L−1)在搅拌和太阳光照射的条件下,对${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除率可达99.7%,对${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除率约为70%。利用高通量测序技术对运行42 d后反应器内(SRT为15 d)的细菌群落进行分析发现,优势细菌为厚壁菌门的微小杆菌属(Exiguobacterium),蓝菌门的光合产氧蓝细菌属(Cyanobium)和变形菌门α-变形菌纲的不产氧光合好氧异养固氮红杆菌属(Rhodobacter),其相对丰度分别为23.32%、15.23%和5.77%。同时,反应器内还存在氧化亚硝酸盐的硝化螺旋菌(Nitrospira),以及除磷的不动杆菌(Acinetobacter)和能进行好氧反硝化的副球菌(Paracoccus),其相对丰度分别为1.19%、0.58%和0.35%。     

加挂填料种植狐尾藻提升A/O工艺处理猪场沼液的效果

为提升A/O工艺对猪场沼液中污染物的去除效果,实现高效率且低成本的运行模式,通过对A/O工艺加挂弹性填料种植狐尾藻来优化工艺。结果表明：当进水COD、TN和${{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$-N分别为441~948、401~1 579和369~1 594 mg·L−1时,改良A/O工艺系统出水COD、TN和${{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$-N去除率分别为42.5%~97.4%、36.9%~88.3%和94.2%~99.4%,均优于A/O工艺的去除效果且具有显著提升。综合考虑对污染物的去除效果以及企业运行成本,在水力停留时间为10 d时,改良A/O工艺出水水质达到最优,出水COD平均去除率可达75.3%,对${{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$-N平均去除率为96.2%~99.5%,TN的出水质量浓度为70~296 mg·L−1。此外,可结合多级改良A/O工艺和组合工艺进一步优化出水水质。除微生物同化作用以及硝化反硝化途径外,系统中含氮类物质还可通过狐尾藻植物去除。改良A/O工艺中狐尾藻植物能够大量生长,含水量为88.8%~89.0%,TP和TN质量分数分别为3.4~5.2 g·kg−1和51.4~53.8 g·kg−1,TN质量分数要远高于普通富营养化水体栽培的狐尾藻,这说明狐尾藻在改良A/O工艺中能够更好的吸收污染水体中的含氮物质。以上结果可为改良A/O工艺对猪场沼液的优化处理提供参考。     

生物炭和混凝土渣在人工湿地中除磷效应的对比

为了寻找适合西北农村地区人工湿地的除磷填料,结合西北地区温度特征,对混凝土渣和生物炭2种填料的除磷效应进行了对比研究;基于等温吸附实验和动力学吸附实验,构建了2种静态潜流人工湿地;通过模拟运行,对比验证了2种填料对生活污水中磷酸盐($ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P)的去除效果和稳定性。结果表明：与生物炭相比,混凝土渣对${ {\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P吸附作用较好,吸附速率最快、吸附量最高达到了2.206 mg·g⁻¹;混凝土渣对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P吸附既有单层吸附,又有多层吸附,说明其吸附过程是非均匀的,而生物炭对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P的吸附多为单层吸附;在加入生活污水且$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P平均浓度为4.6 mg·L⁻¹的条件下,水力停留时间(HRT)达到24 h后,混凝土渣湿地和生物炭湿地对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P的去除率分别达到了94.86%和86.37%。综合对比,混凝土渣更适宜作为西北地区潜流人工湿地除磷填料。以上研究结果可为人工湿地除磷提供选材参考。     

不同曝气参数下间歇增氧垂直流人工湿地脱氮的分层效应

以新型间歇增氧垂直流人工湿地(IA-VFCW)为研究对象,揭示了不同工况对人工湿地污染物去除的分层效应及去除效果的影响。结果表明∶不同曝气参数对细砾石层、煤渣层污染物去除的影响较小;对曝气区、湿地植物区污染物去除的影响较大。当进水${\rm{NH}}_4^ + $-N质量浓度为25 mg·L−1、COD为200 mg·L−1时,细砾石层、煤渣层对${\rm{NH}}_4^ + $-N和TN平均去除率分别为10.8%、9.3%和13.3%、11.6%,两区域中均无${\rm{NO}}_2^ - $-N、${\rm{NO}}_3^ -$-N的积累;细砾石层对COD去除的贡献较大,COD平均去除率为67.2%。曝气区对${\rm{NH}}_4^ + $-N、TN去除贡献较大,${\rm{NH}}_4^ + $-N、TN的最大去除率分别达到69.3%、40.9%,COD平均去除率为25.4%。在低曝停比下,曝气量的增加将提高IA-VFCW对TN的去除性能;在高曝停比下,曝气量的增加会降低IA-VFCW对TN的去除效果,且会造成${\rm{NO}}_３^ - $-N积累。在曝气量2 m3·h−1、曝停比1/3、曝停周期6 h工况下IA-VFCW具有较好的污染物去除效果,${\rm{NH}}_4^ + $-N去除率为94.9%、TN去除率为77.0%、COD去除率为90.0%。IA-VFCW脱氮性能明显优于传统垂直流人工湿地。     

不同气源曝气对一段式厌氧氨氧化工艺启动与运行的影响

在(30±2) °C的条件下,通过精确控制供氧量,以氧气为气源培养E1反应器,以空气为气源培养E2反应器,探究了不同气源对一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺启动、负荷提升及稳定运行效果的影响。结果表明：以氧气为气源的E1反应系统一段式短程硝化-厌氧氨氧化效果更佳,E1反应器中的${\rm{NH}}_4^ + $-N去除率在95%以上,TN去除率在85%以上,实现负荷提升的时间在10 d左右;在实现一段式短程硝化-厌氧氨氧化后,E1反应系统内ΔTN/Δ${{\rm{NH}}_4^ +} $-N和Δ${{\rm{NO}}_3^ - }$-N/Δ${{\rm{NH}}_4^ + }$-N稳定在0.88和0.11;E1、E2反应器内的AOB活性由0.3 mg·(g·h)−1分别提升至6.3 mg·(g·h)−1和5.9 mg·(g·h)−1,AnAOB的活性由1.5 mg·(g·h)−1分别提高到9.5 mg·(g·h)−1和8.6 mg·(g·h)−1。通过不同气源对一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺启动与运行的作用效应对比,证明了以氧气为气源应用于一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺的可行性与优势。以上研究结果可为其在厌氧氨氧化工程的应用提供参考。     

低基质浓度下生物膜亚硝化工艺的快速启动及其运行效能

采用多孔凝胶填料,在低氨氮浓度下接种亚硝化絮体污泥进行填料挂膜,研究了反应器中填料的挂膜过程和不同DO/${{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$下亚硝化效果,采用MiSeq高通量测序技术分析了反应器中微生物种群结构。结果表明：在初始的1~3 d,有大量悬浮絮体污泥进入填料内部,反应器中基本无絮体污泥;随后填料内部的微生物不断由内向外生长,填料表观颜色不断加深,30 d时填料挂膜成功;DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$比值为0.09~0.2,氨氮容积负荷为1 kg·(m³·d)⁻¹时,亚硝化效果最好,亚硝积累率最高达86.13%。随着DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$的比值增加,亚硝积累率有所下降。批次实验结果表明,通过控制DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$的值,能够使生物膜表面形成一层耗氧屏障,则生物膜内部所能利用的氧有限,以此达到抑制NOB的目的。微生物分析结果表明：生物膜中AOB/NOB值为3,AOB在硝化细菌中占主导地位,生物膜中厌氧氨氧化菌得到富集,在34 d时丰度增加至25.13%,符合反应器总氮去除率上升的特征。     

间歇曝气生物炭湿地中污染物的去除特征及微生物种群结构

生物炭作为一种疏松多孔的吸附材料,近年来被广泛应用于受污染水体净化。通过构建生物炭投加比为0、10%、30%和40%的间歇曝气湿地系统(分别命名为CW、BW1、BW2和BW3),探究了生物炭投加比例对间歇曝气湿地中污染物去除及微生物群落结构的影响。结果表明,投加生物炭可提高湿地系统曝气段水体中平均溶解氧(DO)浓度。其中,BW3曝气段平均DO浓度为2.5 mg·L−1,相较于CW提高了13.6%,但添加生物炭对非曝气段DO浓度影响不显著(P>0.05)。所有湿地系统水体中化学需氧量(COD)去除率均高于90%,生物炭添加对耗氧有机物去除的影响并不显著。当生物炭投加比例由0增加至40%时,氨氮的去除率由80.76%提高至99.43%。生物炭可以显著提升湿地系统总氮的去除效果,BW3的总氮去除率相较于空白对照提高了18.5%,且在各反应器出水中均未检测到硝态氮(${{\rm{NO}}_3^ -} $-N)和亚硝态氮(${{\rm{NO}}_2^ -} $-N)。高通量测序结果显示,在门类水平,生物炭增加了拟杆菌门(Bacteroidetess)和变形菌门(Proteobacteria)数量,降低了放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和螺旋体菌门(Saccharibacteria)的相对丰度。各湿地系统中已检出与脱氮相关的菌属共13种,生物炭投加可提升Nitrospira、Thauera、Rhodobacter和Pseudomonas等10余种与脱氮相关的菌落丰度。在间歇曝气湿地系统中,生物炭可以通过增加脱氮相关菌属,提高对氮素污染物的净化效果。     

阳极COD对榨菜生产废水MDC产电、脱盐的影响及氨氮去除的微生物群落分析

构建了3室榨菜生产废水微生物脱盐燃料电池系统(microbial desalination cell,MDC),探讨了其阳极COD对榨菜废水MDC产电、脱盐的影响;通过微生物群落分析,探查了脱盐室${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除途径。结果表明：在产电性能方面,MDC阳极COD为900 mg·L⁻¹时较400 mg·L⁻¹与1 400 mg·L⁻¹时更优,在1 000 Ω的外电阻负载下,其输出电压、最大功率密度、库仑效率分别为550 mV、2.91 W·m⁻³、(15.7±0.5)%;在脱盐方面,阳极COD为400 mg·L⁻¹时,较其他2种情况更优,MDC的脱盐时间、脱盐速率、电子利用效率分别为910.5 h、5.15 mg·h⁻¹、111%。阳极COD不同的MDC脱盐室,其${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除途径基本相同。脱盐室部分${{\rm{NH}}_4^ + }$-N转化为${{\rm{NO}}_3^ - }$-N后,通过自身的反硝化或以NO₃形式迁移至阳极得以去除,剩余的大部分${{\rm{NH}}_4^ +} $-N以${{\rm{NH}}_4^ + }$形式迁移至阴极,在碱性环境下转化为NH₃并排出。高通量测序分析结果表明,水解发酵菌属(总丰度为33.21%)为MDC阳极的核心微生物群落。阳极生物膜中的电化学活性菌(总丰度为11.78%)可实现电池的产电功能,反硝化菌属(总丰度为14.61%)的存在证明,脱盐室盐室${{\rm{NO}}_3^ - }$-N迁移至阳极室后进行了反硝化并得以去除。在脱盐室水体中检测到了氨氧化菌属(总丰度为6.93%)及反硝化菌属(总丰度为15.82%),这也是脱盐室中${{\rm{NO}}_3^ - }$-N快速产生和随后浓度陡降的原因。     

不同填料在折流湿地中脱氮除磷的动力学分析

为了解决我国西部农村分散式生活污水污染问题,结合西北地区年平均气温条件特征,基于潜流湿地原理对比研究了混凝土渣、砾石和生物炭脱氮除磷效应,分析其对污染物的降解作用。结果表明：随着水力停留时间(HRT)的延长,污染物含量明显降低,湿地最佳HRT均为2.5 d,3种填料湿地对化学需要量(COD)、氨氮(${ {\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$-N)、磷酸盐(${ {\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P)的去除效果差异性显著(P<0.01);混凝土渣对污水中${ {\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P的去除最优,去除率为97.11%;生物炭综合处理能力较强,COD、${ {\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$-N、悬浮物(SS)的去除率达到了90.51%、72.38%、94.57%;生物炭作为优选湿地填料还具有较快的污染物降解速率特征,且有机污染物和磷酸盐的生化降解过程符合一级反应动力学模型,R²在0.9以上。因此,生物炭作为湿地填料具有良好的应用价值,对解决西北地区农村水污染问题具有重要的意义。     

基于物化生化耦合的污水深度脱氮除磷新工艺

为了解决常规污水处理技术无法进行完整的硝化反硝化过程,污水厂出水中氨氮、总氮、总磷偏高以及运行成本较高的问题,以某污水厂排水为研究对象,通过物化与生化耦合,构建化学催化生物耦合床(CCBF)脱氮系统,研究CCBF系统对污水厂排水中氨氮、总氮、总磷和COD的去除效能。结果表明：当DO为5.5~6.0 mg·L⁻¹、RT为8 h、C/N为1.5∶1时,CCBF可将${\rm{NH}}_4^{+} $-N从48.5 mg·L⁻¹降至4.58 mg·L⁻¹、TN从51.2 mg·L⁻¹降至6.5 mg·L⁻¹、TP从6.6 mg·L⁻¹降至0.48 mg·L⁻¹、COD从78.5 mg·L⁻¹降至33 mg·L⁻¹,去除率分别达到89.5%、85.7%、92.5%和57.9%;污水经处理后,氨氮、总氮、总磷、COD均达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)一级A排放标准。利用Eckenfelder方程对系统脱氮过程进行模拟,求得${n_{{\rm{NH}}_4^ +{\text{-}} {\rm{N}}}} $=0.314 76,n_TN=0.282 21,${K_{{\rm{NH}}_4^ +{\text{-}} {\rm{N}}}} $=0.128 02,K_TN=0.218 59,与水力负荷为0.000 8~0.007 m³·(m²·min)⁻¹的常规生物处理相比,系统内部生物量充足、活性高,物化与生物耦合强化效果明显。     

MBBR一体式耦合短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥水

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理已回收磷后的实际污泥水,在进水平均氨氮浓度为167.51 mg·L⁻¹、HRT为22.24 h、DO为0.5 mg·L⁻¹和温度为24~26 ℃的条件下实现了一体式短程硝化-厌氧氨氧化过程的耦合,对氨氮和总无机氮的最大去除率可达96%和79.7%。但是,一体式反应器受DO浓度影响较大,维持稳定的DO浓度对于系统的氮去除非常重要。荧光原位杂交(FISH)及高通量测序结果表明,MBBR的生物膜及活性污泥中Nitrosomonas菌分别占总菌数的10.46%和21.46%,厌氧氨氧化菌的优势菌种Candidatus Kuenenia在生物膜和活性污泥中分别占总菌数的4.13%和0.71%。因此,MBBR中活性污泥主要完成亚硝化,生物膜主要完成厌氧氨氧化,常温条件下,两者在一个反应体系中共同完成了对污泥水中氮的高效自养脱除。以上结果表明了一体式反应器处理实际污泥水的可行性,可为该工艺在实际工程中的应用提供参考。     

基于分点进水的垃圾渗滤液短程硝化反硝化脱氮性能

在垃圾渗滤液短程硝化反硝化生物脱氮过程中,过高浓度的游离氨(FA)会抑制氨氧化菌(AOB)的活性,降低系统亚硝化速率和脱氮效率.采取分点进水的方法,合理分配进入系统各单元的基质,降低反应器营养负荷和FA浓度,以期减少FA对AOB的抑制,提高脱氮效率.结果表明,通过控制DO浓度小于1.0 mg·L-1,成功实现了稳定的短...     

铁自养反硝化污泥富集培养过程中化学与生物作用的变化规律

铁自养反硝化技术在低碳氮比废水处理中具有安全性高、成本低廉等优势,但目前对其反硝化过程机理,特别是其中生物与化学作用的关系仍缺乏清晰认识。为此,以铁自养反硝化系统为研究对象,结合反应动力学,分析不同阶段活性污泥自养反硝化过程中生物和化学作用变化规律,以期探究该过程的脱氮机制。结果表明,铁自养反硝化过程脱氮效率和速率分别可达(87.0±1.8)%和0.12 kg·(m³·d)⁻¹。铁自养条件下,未经驯化的活性污泥在反硝化过程中,Fe(Ⅱ)氧化由化学作用主导,$ {{\rm{NO}}_{\rm{2}}^{\rm{ - }}}$-N还原由生物作用主导,且生物过程由自养反硝化和以胞外聚合物为底物的异养反硝化共同作用;经驯化培养,Fe(II)氧化的生物作用增强,与${ {\rm{NO}}_{\rm{2}}^{\rm{ - }}}$-N还原均由生物作用主导。以上研究结果可为铁自养反硝化脱氮技术的发展提供参考。     

种植不同植物的表面流人工湿地净化效果和微生物群落差异分析

为了解植物种类对表面流人工湿地的净化效果的影响及其与微生物群落的关系,研究了4种植物条件下表面流人工湿地的氮磷平衡以及微生物群落结构。结果表明,各组人工湿地对氨氮(45.53%~80.95%)、总氮(53.67%~80.30%)和总磷(32.97%~55.77%)都有较好的处理效果,种植植物的人工湿地比未种植的人工湿地具有更高的氨氮、总氮和总磷去除效果,其中黄菖蒲组对氮的去除效果最好,美人蕉组对磷的去除效果最好。在表面流人工湿地中,微生物作用(34.84%~45.44%)是人工湿地氮去除的主要途径,基质吸附(20.90%~23.91%)是人工湿地磷去除的主要途径,但是种植植物的人工湿地的氮磷通过微生物去除的量更高。高通量测序分析表明,相较于未种植植物的人工湿地,种植植物的人工湿地显示出更高的微生物丰富度、多样性和更高的脱氮除磷功能微生物的丰度。假单胞菌属、不动杆菌属、芽孢杆菌属和硝化螺菌属是人工湿地中主要的脱氮菌属,也是种植植物的人工湿地高生物脱氮的原因。假单胞菌属和不动杆菌属丰度增加是种植植物的人工湿地高生物除磷的原因。