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     

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。     

盐度变化对SBR中硝化作用的动态影响研究

针对含氨氮废水,研究了逐步提高盐度（以氯离子浓度计）驯化活性污泥过程、淡水活性污泥受到一定盐度冲击过程以及经过30 000 mg Cl/L驯化后的活性污泥在盐度波动时对SBR反应器中亚硝化和硝酸化过程的影响。研究结果表明:在逐步提高盐度驯化的过程中,NH⁺₄-N的降解速率在盐度提高为15 000 mg Cl/L时先降低后升高,当盐度为25 000 mg Cl/L时,反应周期末有大量的NO^-₂-N累积,当盐度高达30 000 mg Cl/L时, NH⁺₄N的降解速率仍然维持在一定水平,这说明硝酸化过程比亚硝化过程更容易受到高盐度的抑制。而在冲击实验中,当淡水活性污泥受到20 000 mg Cl/L盐度冲击时,即使经过长时间的驯化后亚硝化过程仍然受到较大的抑制,且反应周期末有大量NO^-₂-N累积,当受到30 000 mg Cl/L盐度冲击时硝化作用几乎完全被抑制。经过30 000 mg Cl/L驯化后的活性污泥的硝化作用对盐度波动具有较强的适应性。     

低温条件下BAF+SPD组合工艺对滇池入湖河水的脱氮效果

为缓解湖泊富营养化问题,需进一步降低入湖河流氮的含量。针对滇池流域新运粮河的低C/N水质特征,研究了冬季低温条件下的微曝气生物滤池（BAF）及固相反硝化（SPD）组合异位脱氮工艺。结果表明,BAF+SPD组合工艺启动挂膜阶段,约3周后,NH₄⁺-N的去除率达80%以上,而反硝化细菌增殖相对缓慢,约5周后,NO₃^--N的去除率达80%以上;稳定运行的低温阶段,除降雨时间外,NH₄⁺-N平均去除率达80%,出水NH₄⁺-N浓度<1 mg/L;NO₃^--N平均去除率达到85%以上,出水NO₃^--N浓度<1 mg/L;TN平均去除率达80%以上,出水TN浓度<2 mg/L,主要水质指标达到国家地表水Ⅴ类标准。     

黄菖蒲和狭叶香蒲根系对氮磷的吸收动力学

采用改进的常规耗竭法,研究了黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）和狭叶香蒲（Typha angustifolia L.）根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收特征及差异。结果表明,这2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收动力学特征均可采用Michaelis-Menten方程描述。2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的亲和力（Km）和最大吸收速率（Vmax）有显著差异。吸收H₂PO₄^-时,黄菖蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值,说明黄菖蒲具有嗜磷特性,并能够适应广范围浓度的H₂PO₄^-环境,适宜用于污染水体磷的去除;吸收NO₃^-时,狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值,表明狭叶香蒲可用于广范围浓度NO₃^-污染的水体修复;吸收NH₄⁺时,黄菖蒲根系具有较低的Vmax值和Km值,而狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和Km值,说明黄菖蒲适宜用于NH₄⁺污染较轻水体的修复,而在NH₄⁺污染较重水体中宜选用狭叶香蒲作为先锋植物。     

一株高效脱硫脱氨氮菌的分离、鉴定及系统发育分析

从运行稳定的能同步脱臭的曝气生物滤池中采集样品,富集分离获得一株能高效脱硫脱氨氮的菌株TS-1。对分离菌株进行形态观察、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析,结果表明,该菌株TS-1为革兰氏阳性菌,杆状;菌落在营养琼脂培养基上呈圆形,表面光滑,乳白色半透明;V-P试验阴性,能水解淀粉和明胶,利用柠檬酸盐生长;对菌株进行16S rRNA的PCR扩增,扩增产物测序结果表明分离菌株TS-1与巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）同源性达到99%;以16S rRNA同源性为基础构建了包括24株相关种属细菌在内的系统发育树,在系统发育树中,分离菌株TS1与Bacillus megaterium在同一分支。结合形态观察、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析结果,将其初步鉴定为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）。在常温（30±2）℃、转速为150 r/min的条件下,处理pH 7、S^2-和NH⁺₄-N分别为80 mg/L和88 mg/L的水样40 h,硫化物和氨氮的脱除率分别为91.8%和96.6%。     

短程硝化过程中NO-2-N高效富集的工艺条件实验研究

针对厌氧氨氧化工艺需要提供充足的亚硝酸盐氮为电子受体的问题,利用培养基对SBR中具有一定短程硝化功能的污泥进行富集培养,得到氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的数量之比为104︰1,并研究了工艺条件对短程硝化的影响,结果表明,适合氨氧化菌生长的最佳温度为30℃、pH为7.5、nHCO^-₃/nNH⁺₄-N值为1。以适合氨氧化菌生长的最佳环境条件优化SBR,在进水氨氮浓度为250 mg/L时,氨氮的转化率达到90％以上,亚硝酸盐氮积累率维持在85％以上,反应器中氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌的数量之比为10³∶1,亚硝酸盐的高效积累为厌氧氨氧化工艺处理高氨废水的过程提供了稳定的电子受体。     

利用13X沸石分子筛净化含NH+4-N废水的实验研究

研究了13X沸石分子筛在静态和动态条件下对中低浓度含NH⁺₄-N废水的吸附性能,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH⁺₄-N的吸附效果和沸石的再生等。静态实验结果表明,pH值为6.5～7.5,吸附时间35 min,吸附温度20～30℃的条件下,沸石对50 mL NH⁺₄-N初始浓度（C0）为80 mg/L的废水吸附效果最佳,吸附过程符合Langmuir型吸附等温式,饱和吸附量为8.61 mg/g。动态条件下,随水力停留时间增加,沸石对NH⁺₄-N的吸附量上升,最大饱和吸附量可达24.20 mg/g,吸附过程符合Thomas吸附模型。直接焙烧法对吸附后的沸石进行再生活化处理效果良好。实验证明,利用13X沸石净化中低浓度含NH⁺₄-N废水具有良好的工业化应用前景。     

复合沸石滤床修复北方景观水体的实验研究

以天然矿物质沸石、细砂及煤渣取代传统滤料构建复合基质生态床,表面种植景观植物,采用下向流-上向流运行方式修复北方景观水体。分别进行静态实验及不同循环速率下的动态实验,考察对水体污染物去除过程。结果表明,2种运行方式下对水体NH⁺₄-N去除率都在85%以上,其中以1 h为循环周期的运行方式去除率达97%,较静态提高12.8%;TN去除率最高为84%;TP去除不稳定,过程缓慢。煤渣层对NH⁺₄-N的去除效果差,硝化作用不彻底与反硝化作用的加强使下层出水NH⁺₄-N 、NO^-₂-N及NO^-₃-N浓度均高于上层。提高循环速率有利于对氮的去除。     

污泥回流分离工艺（RSSP）除磷脱氮试验研究

介绍了一种新型的脱氮除磷工艺——回流污泥分离工艺（return sludge separate process）,及其运行情况。该工艺在传统的厌氧缺氧好氧（A²/O）的模式下,针对硝酸盐对厌氧释磷的抑制问题进行改进,提出回流污泥的气浮浓缩分离方案,以提高系统的脱氮除磷效果。研究结果表明,在进水COD为250～400 mg/L,NH⁺₄-N为30～45 mg/L,PO^3-₄-P为8～10 mg/L左右时,该工艺对NH⁺₄-N和PO^3-₄-P的去除率分别可达79.3%和95%。该系统与A²/O的平行比较数据表明,该系统能够提高氮磷综合处理效率,解决A²/O处理工艺中存在无效释磷和硝酸根抑制问题。