固体碳源生物膜处理地下水硝酸盐污染的脱氮性能研究

采用聚己内酯(PCL)为固体碳源和生物膜载体,研究填充率和水力停留时间(HRT)对生物膜反应器脱氮的影响。结果表明:(1)40%(体积分数)的填充率较合适,4h为最佳HRT。此时反应器硝酸盐氮去除率为88%,出水硝酸盐氮质量浓度平均值为8.80mg/L。(2)丛毛单胞菌属(Comamonas)、热单胞菌属(Thermomonas)、固氮螺菌属(Azospira)和长绳菌属(Longilinea)为反应器的主要菌属,且填充率40%的反应器以上菌属相对丰度总和最高(70%)。     

三维生物膜电极反应器去除地下水中硝酸氮

采用三维生物膜电极反应器(three-dimensional biofilm electrode reactor,3D-BER)并接种氢自养反硝化菌,研究了不同因素对其处理地下水中硝酸氮的影响。结果表明:反应器的电极间距减小有利于硝酸氮的去除,但会增加亚硝酸氮积累的风险,适宜的极板间距为50 mm;去除硝酸氮的最佳电流强度范围为40~60 mA,最适进水硝酸氮浓度范围为35~50 mg·L~(-1),最佳进水pH的范围为7.5~8.5,最佳水力停留时间为12 h。该条件下反应器运行效果稳定,不需外加氢源和碳源。通过与不接种氢自养反硝化菌的反应器进行对比分析,认为随着电流强度的增加,纯电化学作用对硝酸氮的还原作用也增强,但纯电化学反应在反应器脱氮过程中的比例远小于生物作用。3D-BER对硝酸氮的去除是由氢自养反硝化作用、电化学反应与部分异养反硝化共同作用的结果。     

基于生物膜耦合AOA的城镇生活污水深度脱氮工艺中试研究

针对缺氧-好氧-缺氧(AOA)工艺中后置缺氧区效率偏低的问题,通过耦合生物膜、投加羟胺及优化外回流比等方式,在不外加碳源的条件下开展了中试规模的低C/N污水深度脱氮实验,考察了后置缺氧区对强化脱氮的贡献,并分析了系统强化脱氮的实现途径。结果表明：在投加的羟胺质量浓度为5 mg·L⁻¹、外回流比为140%的条件下,系统脱氮效率可提升40%;其中,后置缺氧区提升22%,后期出水TN稳定低于10.0 mg·L⁻¹;脱氮途径由全程硝化反硝化转变为短程硝化反硝化,稳定期系统亚硝酸盐氮积累率达90%以上。微生物群落结构分析结果表明,Acinetobacter为优势菌属参与了系统硝化反硝化,优势菌属Caldilinea 和Dok59及明显富集菌属Candidatus Brocadia、Bacillus和Thermomonas均对脱氮有促进作用。以上结果可为该工艺的进一步工程应用提供参考。     

硫自养反硝化去除地下水中硝酸盐氮的研究

研究实际地下水硫自养反硝化动力学过程,考察季节因素(温度)对动力学的影响,实验结果表明,地下水升流式硫自养滤柱反硝化动力学符合1/2级动力学模型,其反应速率常数受温度的影响很大,用阿仑尼乌斯方程计算硫自养反硝化活化能为80.38 kJ/mol。硫自养反硝化产生的硫酸根与反硝化掉的硝酸根离子呈线性相关。在地下水不经任何预处理的条件下,硫自养反硝化仍能有效地脱除地下水中的硝酸盐,反应器出水的pH值仍维持在中性范围。     

氢自养脱氮法去除污染地下水中硝酸盐氮的模拟研究

针对硝酸盐氮污染地下水,利用含水层介质培养驯化氢自养脱氮菌,借助静态实验,开展氢自养脱氮的室内研究,考察了初始NO3--N浓度、C/N、P/N、溶解氧（DO）和腐殖酸（HA）对脱氮能力的影响。结果表明,当初始NO3--N浓度为11 mg·L-1时,反应7 d后去除率为97.0%;当初始值分别为22和44 mg·L-1时,13 d后去除率为97.9%和60.7%。在C/N ≤ 2：1时,生成的NO2--N峰值达3.45 mg·L-1。当C/N=15：1~20：1时,去除率增加至97.1%~97.8%,NO2--N为0.12~0.35 mg·L-1。当P/N由0.03：1增加至0.29：1时,去除率由76.5%上升至98.1%。当DO≤1.98 mg·L-1时,去除率为93.7%~96.8%;当DO≥3.87 mg·L-1时,去除率降低至84.1%~88.5%。当HA由0.05 mg·L-1增加至38.75 mg·L-1时,去除率为96.8%~98.1%,同时与初始HA相比残留HA呈降低趋势。初始NO3--N浓度、C/N、P/N和DO显著影响氢自养脱氮性能。HA抑制自养脱氮性能,且HA存在时部分NO3--N被异养脱氮去除。     

脱氮吸附剂深度脱除模拟含氮油中氮化物的研究

将磷钨酸、甲醛气体负载于介孔分子筛SBA-15中制备脱氮吸附剂,其中SBA-15、磷钨酸、甲醛的质量比为10∶7∶3.以喹啉、吲哚和咔唑为目标氮化物,二甲苯及二甲苯和十二烷的混合液为溶剂配制模拟含氮油,考察了反应温度、氮化物类型对脱氮反应速率的影响以及磷钨酸、甲醛的脱氮机制.结果表明,磷钨酸可以有效脱除碱性氮化物和低浓度非碱性氮化物,甲醛能强化吸附剂对非碱性氮化物的选择性.在70℃、脱氮吸附剂与高浓度模拟含氮油质量比为2.0∶30.0的条件下,模拟含氮油中的氮化物在90 min内可以被深度脱除.磷钨酸对碱性氮化物的脱除机制为磷钨酸和碱性氮化物间的配合作用和酸碱反应,磷钨酸对非碱性氮化物的脱除机制为氮化物和甲醛在酸催化下缩合反应生成聚合物.反应吸附剂再生回用后的脱氮能力随氮化物碱性的增强而减弱.     

土壤中硝酸盐氮的测定

简介土壤中的硝酸盐氮,可以用水浸提,过滤后,吸取一定量的滤液,放入蒸发皿中,在水浴上蒸干用酚二磺酸比色法测定。仪器 1)康氏振荡器其余同Ⅰ试剂:同Ⅰ步骤 1)制作标准曲线法同Ⅰ 2)样品测定     

基于功能基因表达的高氯酸盐与硝酸盐氮修复

为更好地研究环境中高氯酸盐离子(ClO-4)与硝酸盐氮(NO-3-N)混合污染的共同降解。选用pcrA、cld基因表征参与高氯酸盐降解的细菌,NirS基因表征反硝化细菌,16S rRNA基因表征整个细菌群落的活性。通过对高浓度硝酸盐氮与高氯酸盐混合污染降解体系内不同时间点不同种基因的表达分析,实时定量的反应复杂环境中混合污染物生物降解机理。结果表明,在外源添加足够的醋酸盐作为电子供体条件下,NO-3-N与ClO-4质量浓度比为5∶1时,硝酸盐氮的存在不会完全抑制ClO-4的降解,当NO-3-N降解完全时,可以加快ClO-4的降解过程。在有硝酸盐氮存在的混合降解体系内,pcrA和cld基因与ClO-4的浓度变化之间的相关性不是很高,证明该功能基因对复杂环境中特定生物群落的表征有一定局限性。     

电极改性对电极生物膜反硝化反应器硝酸盐氮去除性能的影响

探究在碳纤维毡电极上利用恒电压电化学聚合聚吡咯(PPy)的聚合效果,并利用傅里叶变换红外线(FTIR)及扫描电镜(SEM)对其进行表征;将聚吡咯覆膜改性后的碳纤维毡电极应用到自养反硝化的电极生物膜反应器(BER)中,考察电极改性对自养反硝化电极生物膜反应器的硝酸盐氮去除性能影响,并研究电极改性对生物膜附着量及生物膜微生物群落的影响。结果表明,恒电压电化学聚合能够在碳纤维电极表面形成均匀稳定的聚吡咯膜,从而实现聚吡咯在炭纤维毡电极上的覆膜改性。改性后的电极应用到自养反硝化电极生物膜反应器中,可使反应器对NO3--N的去除效率由对照反应器的67.3%增加到83.9%,处理效果提高了24.7%。对反应器内电极生物膜进行生物量测定和扫描电镜分析,可以看到R2反应器中改性电极生物膜附着量明显多于R1反应器中未改性电极生物膜的附着量,说明电极改性有利于生物膜的附着。电极生物膜微生物16S rDNA分析中R1反应器电极生物膜菌落组成中优势菌属为Dechloromonas sp.,而R2反应器电极生物膜的优势菌为Hydrogenophaga sp.(噬氢菌属)和Thauera sp.(陶厄氏菌属),两者有明显差别,并且R2反应器比R1反应器生物膜的菌落组成更多样化,这说明电极材料的改性对电极生物膜微生物群落的组成产生了影响。     

海绵铁转化地下水中硝酸盐的试验研究

利用海绵铁的还原性及其表面疏松多孔的特性,研究其转化地下水中硝酸盐的各项性能.通过静态试验研究了海绵铁粒径、固液比以及共存离子对硝酸盐转化效果的影响,对转化产物和溶出的总铁量进行分析,并通过动态试验研究了接触时间和进水NO3- -N浓度对硝酸盐转化的影响.结果表明:在pH为2.5时,海绵铁的粒径越小,硝酸盐的转化率越高;在一定范围内,增加固液比,有利于硝酸盐的转化,试验最佳的固液比(以每毫升硝酸钾溶液中投加海绵铁的质量计,g/mL)为1.0:25.0;溶液中存在的Cl-和SO24-在一定程度上对硝酸盐的转化有抑制作用.产物分析表明,NH4+-N是硝酸盐转化的主要产物,转化产物中NO2--N浓度很低,同时有一部分气体产生.动态试验表明,在试验条件下,最佳的接触时间为7.7 min;增加进水NO3- -N浓度,硝酸盐的转化率降低.     

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。     

基于Fe~0的PRB去除地下水中硝酸盐的模拟研究

由于地下水中硝酸盐污染的普遍性、难去除性和对人体健康的潜在危害性而引起人们的广泛关注。本研究通过柱实验,研究了不同条件(进水pH、砂/Fe0体积比和添加锯末)对基于Fe0的模拟渗透性反应墙(permeable reactivebarrier,PRB)去除地下水中硝酸盐的影响。结果表明,由于黄土的碱性和缓冲作用,进水pH的影响不显著;5~6∶1的砂/Fe0(S/Fe)体积比既可提高铁粉利用率,又有利于硝酸盐的还原并延长PRB的有效期;铁腐蚀产物引起铁粉粘固而导致PRB的渗透性和反应性降低,尤其在反应区的进水口端;虽然酸预处理Fe0有助于硝酸盐的还原,但更容易引起堵塞,而在Fe0体系中加入活性炭不仅可提高硝酸盐的去除率,还可延长PRB的有效期,是一种很好的辅助填料;同时添加锯末和Fe0的生物-化学联合法更有助于硝酸盐还原并提高出水水质,具有很好的应用潜力;不同条件下,出水中的氨和亚硝酸盐的浓度相差较大,但可溶性铁浓度均低于饮用水标准(0.3 mg/L)。Fe0的化学还原和锯末的生物反硝化是硝酸盐去除的主要机理。本研究表明,基于Fe0的PRB用于去除中性或偏碱性地下水中的硝酸盐污染具有很大的潜力。     

PRB技术同步去除地下水中硝酸盐和镉

为评估可渗透反应墙(PRB)技术同步去除复合污染地下水中硝酸盐和重金属的可行性,选取蛭石、活性炭、固定化微生物为PRB反应介质,采用批实验和柱实验在不同填装方式及不同水力停留时间等条件下,考察PRB技术对硝酸盐和Cd2+的同步去除效果。结果表明：PRB介质为蛭石或活性炭与固定化微生物组合型填料时,Cd2+对PRB去除复合污染水体中的硝酸盐影响甚微,可实现高效的同步去除;当进水NO3-N浓度为50 mg·L-1、Cd2+浓度为10 mg·L-1时,活性炭与固定化微生物的组合型反应介质对NO3-N和Cd2+去除率分别可达93.13%和95.80%,蛭石与固定化微生物的组合型反应介质对NO3-N和Cd2+去除率分别可达92.70%和99.50%,经处理后的水质可达到地下水Ⅲ级质量标准(GB/T 14848-2017)。以蛭石+固定化微生物、活性炭+固定化微生物作为反应介质的PRB技术可以实现NO3-N和Cd2+的同步去除,该技术可应用于处理硝酸盐和重金属复合污染地下水。     

序批式生物膜反应器和序批式反应器处理硝酸盐氮污染河水

在序批式反应器(SBR)中添加ZH组合填料构成序批式生物膜反应器(SBBR),并以SBR为对比,研究了2种工艺对污染河水中硝酸盐氮的去除效果。结果表明,(1)进水硝酸盐氮浓度分别为15、20和30 mg/L时,2种工艺对COD的去除率均大于90%,对COD的去除能力均较强,进水硝酸盐氮的增加对COD的去除效果影响不大;第1个缺氧段是COD的主要去除段,此阶段COD的去除率达到80%以上。(2)随进水硝酸盐氮浓度的增加,SBBR中NO3--N和TN的去除率分别从99.73%和99.24%降至79.75%和65.56%;SBR中NO3--N和TN的去除率分别从99.91%和99.51%降至55.57%和41.73%。(3)随进水硝酸盐氮浓度的提高,两反应器内亚硝酸盐氮的积累量增大;进水硝酸盐氮浓度为15、20和30 mg/L时,SBBR中的亚硝酸盐氮最大积累浓度分别为2.90、6.82和10.72 mg/L;SBR中亚硝酸盐氮最大积累浓度分别为4.35、9.47和11.89 mg/L。SBBR中亚硝酸盐氮的积累明显低于SBR。     

可生物降解塑料与沸石载体体系对硝酸盐氮污染地下水的生物修复研究

生物反硝化是修复地下水硝酸盐氮污染的一种有效途径。为进一步确定异养反硝化碳源与载体投加量的配比,取用污水处理厂活性污泥为微生物来源,以可生物降解塑料为新型固相碳源,沸石为微生物载体,设计了9组固相碳源与载体不同配比的柱实验,旨在遴选出可生物降解塑料和沸石的最优配比。同时考察在最优配比时,不同进水硝酸盐氮浓度下的硝酸盐氮去除率、填料降解率、生物膜附着量、生物膜附着效率、反硝化效率等反应特性。结果表明,可生物降解塑料∶沸石(质量比)=2∶1为最优配比。在最优配比下,进水硝酸盐氮质量浓度为40~100mg/L时,异养反硝化对硝酸盐氮具有很好的去除效果(最终去除率均在99%以上),且能够保持较高的反硝化效率,同时载体负载微生物的性能稳定。     

浅析地表水中硝酸盐氮测定的影响因素

文中通过对酚二磺酸分光光度法测定水中硝酸盐氮的各个环节的分析探讨,得出影响地表水中硝酸盐氮测定原因,为实验室分析人员提供一些参考。     

我国地下水中硝酸盐污染防治及水源保护区划分

介绍了地下水中的硝酸盐的污染现状、主要来源以及危害,并针对污染提出了硝酸盐的去除方法,最后提出结合风险分类、划分水源保护区的方法对区域地下水进行综合防治。     

中孔硅胶负载过氧乙酸深度脱除柴油硫化物

采用滴定吸附法将过氧乙酸组装于中孔硅胶中,通过红外光谱分析和N2吸附法对组装体进行了表征,研究了常温常压下,该组装体氧化、吸附、脱除柴油硫化物的活性.结果表明,该组装体具有优良的脱硫性能.柴油中硫化物与过氧乙酸在硅胶孔中发生氧化反应,氧化产物被吸附在硅胶上,使柴油的含硫量从1697μg/g降到14μg/g,符合美国环境保护署标准.     

电极生物膜耦合硫自养强化型人工快渗系统脱氮性能

由于人工快渗(CRI)系统对TN去除率较低,该技术在污水处理领域的应用受到限制。为提高TN去除率,将电极生物膜和硫自养反硝化技术耦合应用于CRI系统,考察了"异养+氢自养+硫自养"反硝化脱氮的可行性,并通过菌群结构解析了电极生物膜耦合硫自养强化脱氮的机理。结果表明,电极生物膜耦合硫自养强化型CRI系统在电流强度为15mA时,TN平均去除率可达73.0%,相比传统CRI系统提高了48.0百分点。从稳定运行的电极生物膜耦合硫自养强化型CRI系统反硝化区共检测出231个已知菌属,其中具有硫自养反硝化功能的产硫酸杆菌属(Thiobacillus)和具有氢自养反硝化功能的噬氢菌属(Hydrogenophaga)相对丰度较高,分别为35.9%、15.7%。硫自养反硝化、氢自养反硝化和异养反硝化的共同作用促进了CRI系统脱氮性能的提高。