一株反硝化细菌的分离鉴定及脱氮能力

本研究从水产养殖环境中分离出39株反硝化细菌,并从中筛选出具有较强反硝化能力的菌株DB-33,对其脱氮能力测定的结果表明,在培养基中亚硝酸盐氮浓度高达54．16mg／L,硝酸盐氮浓度高达306．91mg／L时,DB-33菌株对其去除率均达99％以上,且在去除过程中氨氮不累积;在模拟养殖水体中,DB-33可将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮分别在24h和第3天彻底去除,对氨氮48h的去除率也可达51．52％。通过形态学特性和生理生化分析以及16SrDNA基因序列分析,菌株DB-33初步鉴定为施氏假单胞菌（Pseudomonasstutzeri）。     

碳源及反硝化芽孢杆菌强化低C/N比景观水体的生物脱氮

实验探讨了添加碳源及投加反硝化细菌对低碳氮比景观水体生物脱氮的影响。结果表明,有机碳源及B.subtilis FS05均能显著促进实验水体的生物脱氮作用,实验水体在28℃静置72 h后,乙醇添加组的TN、氨氮、硝酸盐及亚硝酸盐的去除率分别达到了62.7%、67.0%、69.8%和29.4%,而同样条件下,B.subtilis FS05投加组的去除率分别达到了66.9%、73.4%、66.0%和82.2%。从水质变化趋势可以看出,投加B.subtilis FS05能在更短时间内完成生物脱氮过程,其中,硝酸盐和亚硝酸盐去除速率最快,分别仅需要18 h和12 h。     

基于SBR反应器的ANAMMOX工艺的启动运行

采用SBR反应器,接种好氧硝化污泥,在142 d内于较高负荷下成功启动了厌氧氨氧化反应器.反应器总氮容积负荷(以N计)为0.43 kg/m3·d,总氮去除率最高达到93.3%,平均为80.5%;氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高达到93.9%和99.8%,平均去除率为81.2%和85.7%.在稳定运行阶段,氨氮去除量、亚硝酸盐氮去除量、硝酸盐氮生成量三者之间的比值为1:1.38:0.18.反应器启动过程中,出水、进水pH差值的变化趋势由负到正,然后稳定在一定范围内;且污泥性状有较大变化,污泥中微生物所占比率有所提高,整个反应器中适应厌氧氨氧化运行方式的菌种增殖较快.     

一株高效异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮性能

从经驯化的污泥中筛选出一株异养硝化-好氧反硝化细菌,编号为TN-05,通过形态学特征观察,生理生化特征试验和核酸序列分析鉴定其为门多萨假单胞菌（pseudomonasmendocina）。同时对其进行脱氮性能研究,结果表明,TN-05具有较好的异养硝化能力,菌株在培养至48h时对总氮和氨氮去除率均能达95％以上。通过反硝化能力验证实验发现,菌株对NO3-N和N0f—N也分别具有较好的去除效率。将菌株应用于人工合成废水中,发现对废水中氨氮优先利用并能在24h时使去除率接近100％,对硝态氮和亚硝态氮也具有一定的去除效率。因此,菌株TN-05是一株同时具备异养硝化和好氧反硝化能力的高效菌株。     

氨氮对A/O~2 MBBR处理垃圾焚烧渗沥液厌氧出水的影响

采用缺氧/两级好氧MBBR处理垃圾焚烧渗沥液厌氧出水,研究高浓度氨氮对处理工艺脱氮效果的影响,采用变性梯度凝胶电泳技术分析各个处理单元在不同氨氮浓度下填料中微生物群落结构的变化。实验结果表明,在HRT=30 h和硝化液回流比300%条件下,当进水氨氮浓度达到700 mg·L-1,氨氮的转化率和总氮的去除率分别从99%和80%下降到50%,高浓度氨氮对硝化细菌产生了毒性作用;当进水氨氮浓度降低至500 mg·L-1,氨氮的转化率和总氮的去除率分别恢复到90%和70%,氨氮对硝化细菌的毒性作用是可逆的。反硝化细菌较硝化细菌对高浓度氨氮有较强的耐受能力。微生物群落结构没有发生明显变化,氨氮对微生物的毒性表现在对其生物活性的抑制。     

纳米铁-真养产碱杆菌柱实验去除硝酸盐

建立柱实验装置,探讨了反应柱中填加介质、硝酸盐的初始浓度及不同过水流速时硝酸盐的去除效果及产物的生成情况。4种不同材料,纳米铁、真养产碱杆菌、纳米铁与真养产碱杆菌简单混合体、纳米铁与真养产碱杆菌驯化培养5 d的复合体,分别与初始浓度为65 mg/L硝酸盐溶液反应。结果表明,经培养5 d的纳米铁-真养产碱杆菌复合体对硝酸盐的去除效果最佳,去除率可达到75%,且氨氮的生成量仅为2.99 mg/L;硝酸盐初始浓度分别为32、65和95 mg/L时,32mg/L的体系中硝酸盐的降解效果最好,去除率达78.9%且亚硝酸盐及氨氮的生成量分别为2.34 mg/L和2.89 mg/L,均低于另外2组;溶液流速为6.0 cm/h时,经驯化培养的纳米铁-真养产碱杆菌对硝酸盐的去除率达77%,当控制流速降至2.4cm/h时,亚硝酸盐氮的生成量降至0.34 mg/L。     

三级人工快渗系统脱氮效果及菌种分布分析

为了更有效地去除污水中的氮类污染物,采用三级串联人工快渗系统对高氨氮生活污水进行脱氮性研究,同时进行系统内菌种分布的特征分析,从微观角度对比传统人工快渗和新式三级串联人工快渗系统中微生物分布的区别。结果表明三级串联人工快渗系统对氨氮和总氮(TN)的去除率较常规人工快渗系统分别提高5%和21%。三级串联人工快渗系统内硝化细菌和反硝化细菌总数均大于传统人工快渗系统。反硝化细菌数量的显著提高是总氮(TN)去除提高的主要原因。同时发现三级串联人工快渗系统可以有效地缓解堵塞现象的发生。     

矿物载体锯末碳源低温生物修复硝酸盐污染地下水

研究了低温条件下,沸石和火山岩为载体,锯末为碳源的生物反应器对地下水中硝酸盐氮的去除效果。结果表明,在（14±1）℃,水力停留时间18 h,进水硝酸盐氮浓度为27 mg/L的条件下,以锯末为碳源能有效去除地下水中的硝酸盐,沸石为载体时对硝酸盐氮的平均去除率为98%;火山岩为载体时对硝酸盐氮的平均去除率为95%。实验过程中出现铵盐和亚硝酸盐的积累,出水中氨氮浓度为1～2.55 mg/L,亚硝酸氮浓度为0～0.98 mg/L。出水pH均介于7～8,满足饮用水标准中pH的要求（6.5～8.5）。     

以红薯浸泡液为碳源的生物反硝化

为选择低碳氮比污水生物脱氮中合适的碳源,以搅拌罐浸泡淀粉类物质释放碳源,在确定利用红薯浸泡液为碳源后,以浸没式生物滤池为反应器进行生物反硝化实验。实验结果表明:20 g红薯置于2 L自来水中,采用250 r/m in的搅拌速度,搅拌频率为每搅拌3 h停1 h,2 d后得到的浸泡液COD浓度平均为5 921 mg/L,最高可超过7 000 mg/L;将此红薯浸泡液和污水以1∶50的流量比例,采用分别投加的方式进入反应器,污水中总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及氨氮的平均去除率分别为88.6%、91.6%、88.2%和54.8%,出水COD平均在30 mg/L以下;在红薯浸泡液COD浓度为5 700 mg/L左右时,进水中亚硝酸盐氮浓度与硝酸盐氮浓度比为3∶2时总氮去除率为95.3%,当该比例为2∶3时总氮去除率为88.2%。研究表明,红薯浸泡液是一种经济合适的碳源,采用红薯浸泡液作为低碳氮比污水生物处理中反硝化的碳源是可行的。     

分段进水对人工快渗系统脱氮效率的影响

为提高人工快速渗滤系统（CRI）的处理效率,研究了分段进水方式下以河砂/钢渣（1#）和河砂/天然沸石（2#）为填料的两个快渗池中氮的垂直分布规律,以及对氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及总氮四种形态的氮和CODMn的去除效果。结果表明,1#池、2#池采用2∶1的进水比例在表层下600 mm处分段进水对总氮的平均去除率分别为50.90%和45.93%,相对常规进水1#、2#池总氮去除率分别提高12.45%和12.23%,但对氨氮及CODMn的去除率影响较小;1#池、2#池采用1∶1的进水比例在表层下1000 mm处分段进水对总氮的平均去除率分别为47.80%和36.21%,相对常规进水1#、2#池总氮去除率分别提高9.35%和2.51%,但是对氨氮及CODMn的去除率大幅下降。CRI系统中不同形态氮、DO及ORP垂直分布特征显示表层为好氧环境,有利于有机物的分解及硝化作用,底层为缺氧环境,有利于反硝化作用的顺利进行。此外,相对于天然沸石而言钢渣对污染物具有更好的去污效果。本研究表明,选取适当的分段进水位置及进水比例是提高CRI系统对氮的去除率的有效途径。     

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NO-3-N和TN的去除率分别从99.73%和99.24%降至79.75%和65.56%;SBR中NO-3-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。     

复合介质渗透反应格栅去除地下水中的氨氮

针对受低浓度氨氮污染的地下水,实验筛选组合了不同的反应介质,利用串联的多介质填充柱模拟渗透反应格栅,通过物理吸附及生物硝化-反硝化作用来实现氮的去除。结果表明,在进水氨氮浓度为10 mg/L、流速为0.5 m/d的条件下,模拟柱对氨氮的去除率达到98%以上,且不会出现亚硝酸盐及硝酸盐浓度的升高。水体经过释氧柱后溶解氧由2mg/L升高至10 mg/L以上,表明释氧材料可提供硝化细菌所需的好氧环境。好氧柱中填充易于生物挂膜的生物陶粒及对氨氮有较强吸附能力的沸石,二者联用通过生物硝化-物理吸附协同作用实现对氨氮的去除,其中生物作用实现的氨氮去除量占总去除量的50%左右。后续厌氧反应柱填充海绵铁除氧并利用松树皮颗粒作为碳源,创造反硝化菌生长条件,硝酸盐氮浓度可由10 mg/L降低至5 mg/L以下,实现对好氧反应阶段所产生的硝酸盐的去除,避免了地下水的二次污染。     

膜生物反应器好氧反硝化菌的筛选及鉴定

从某膜生物反应器(MBR)污泥中筛选出反硝化活性较高的好氧反硝化细菌,进行了反硝化活性检测、菌种鉴定和作用机制探索。结果表明,共分离出6株好氧反硝化细菌,在较低的菌浓度(1×105个/mL)、DO为4.2~5.5mg/L的条件下启动脱氮反应,菌株F2、F4、F5在24、48h的总氮去除率分别超过40.29%、67.19%,硝酸盐氮去除率分别在64.21%、83.31%以上;经16SrDNA序列测序和比对,菌株F2、F4、F5分别与苍白杆菌属(Ochrobactrumsp.)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、布鲁菌属(Brucellasp.)的同源性最高;PCR扩增结果表明,菌株F2、F4、F5中均具有周质硝酸盐还原酶,这几种细菌很可能通过这种酶来实现好氧反硝化。     

混凝-膜组合工艺处理水产养殖废水

采用混凝-膜过滤组合工艺处理鳗鲡养殖废水,实验研究了混凝对废水的处理效果,确定了最佳的混凝剂和助凝剂,并对水体进行2种膜工艺的处理。结果表明,聚合氯化铝铁(PAFC)是处理鳗鲡养殖废水的理想混凝剂,最佳用量为30 mg/L;加入助凝剂壳聚糖,能有效提高混凝剂污染物去除效果,助凝剂最佳用量为0.3 mg/L,pH值约为6.0;膜分离可以进一步提高处理效果。在系统进水化学需氧量质量浓度为6.82~7.65 mg/L,氨氮质量浓度为0.78~0.92 mg/L,亚硝酸盐氮质量浓度为0.35~0.39 mg/L,硝酸盐氮质量浓度为2.49~3.07 mg/L,活性磷酸盐质量浓度为0.74~0.89 mg/L,水温为20~28℃时,混凝-膜过滤组合方法对养殖废水中5项指标的去除率分别为:75.6%、61.2%、82.9%、37.5%和59.1%。但总体而言,混凝-膜组合工艺在水产养殖废水应用中处理效果明显,具有可行性和实用性。     

基于化学与生物膜耦合深度脱除地下水中硝酸盐氮

我国华北地区超过80%的地下水受到污染,其中硝酸盐氮的污染日益严重,威胁着人类健康。基于单质铁去除地下水中硝酸盐氮,因伴随氨氮的产生而受限制;生物反硝化脱氮因地下水中碳源不足无法满足脱氮要求。采用自制的微电解化学催化固体颗粒与天然生物质构成耦合生物载体,通过自养与异养反硝化耦合深度脱除地下水中硝酸盐氮,并建立了地下水易位好氧、厌氧深度脱氮新工艺。结果表明:好氧反应器在HRT为12 h、DO为2.0～3.0 mg·L-1的条件下,硝酸盐氮平均去除率≥91.24%;厌氧反应器在HRT为14 h的条件下,硝酸盐氮平均去除率≥96.32%;反应器中微电解化学催化固体颗粒可为自养反硝化菌提供电子,生物质可为微生物提供必要的有限碳源,硝酸盐氮的脱除是自制微电解化学催化固体颗粒与生物膜耦合作用的结果。出水均无亚硝酸盐氮和氨氮积累。此技术可为受污染地下水的修复提供理论依据。     

水洗碳氢溶剂废气的废水生物降解效能及影响因素研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)/连续搅拌反应器(CSTR)组合工艺,通过构建共基质体系对水洗碳氢溶剂废气的废水(简称水洗废水)进行处理研究,探讨了共基质体系可行性,考察了水力停留时间(HRT)、硝化液回流比(R,%)、COD和氨氮质量比(C/N)、pH等对水洗废水处理效率的影响。结果表明:(1)共基质体系对去除水洗废水中难降解有机物效果显著。水洗废水占总废水的体积分数≤60%时共代谢效果最佳,COD平均去除率高于84%,氮污染物的去除受该体系影响小。(2)HRT=12h时碳污染物去除效果最佳,COD平均去除率为89.40%。较长的HRT利于脱氮,HRT=24h时氨氮平均去除率达98%,平均出水氨氮为0.87mg/L。R=300%(体积分数)时碳氮污染物去除效果最优。(3)C/N=10时组合装置对废水的脱氮除碳性能最好,COD、总有机碳(TOC)、氨氮和TN平均去除率分别为87.93%、93.11%、95.94%和77.29%。除碳最适pH为6.7,脱氮偏好碱性环境(pH=8.6)。     

利用秸秆材料处理养殖废水过程中氮的转化与氨排放特征

养殖废水浓度过高,直接排入生态湿地容易造成植物死亡。因此,在养殖废水进入生态湿地之前,须进行前处理,降低其养分浓度,以确保生态湿地对养殖废水的处理效果。通过野外控制实验,研究了添加不同作物秸秆对养殖废水的处理效果,并考察了作物秸秆材料对氮的转化特征。结果表明:通过设置麦秸、玉米秆、稻草和对照4个实验组,在经过6个月的连续处理后,总氮出水浓度为359.8～614.0 mg·L~(-1),去除率为30%～40%,氨氮出水浓度降至210.6～449.1 mg·L~(-1),作物秸秆对高负荷养殖废水中氮的脱除效果显著;出水氨氮浓度在绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)人工湿地要求的植物耐受限度内;不同形态氮浓度在基质系统处理前后的占比变化不大,主要以氨氮为主(平均为68.3%),其次为颗粒态氮(平均为22.0%),硝态氮占比极低(1%);添加作物秸秆能降低养殖废水的氨挥发,生物基质消纳系统中以氨挥发形式损失的氮约占TN去除量的10%,明显低于自然条件下的损失率(60%)。以上研究结果对优化生态湿地处理高负荷畜禽养殖废水工艺具有参考价值和指导意义。     

原核小球藻USTB-01去除化肥厂废水中总氮的研究

采用1株异养原核小球藻USTB-01对化肥厂废水中总氮的去除进行了研究。结果表明,添加一定量的磷酸盐和碳酸钠特别是葡萄糖分别作为磷、无机碳和有机碳源,不仅可以明显促进原核小球藻USTB-01的生长,而且可以大幅度提高废水的总氮去除效率。在4 d时间内原核小球藻USTB-01的生长从OD680 nm0.5增加到3.6,提高到7倍,而废水中总氮的浓度从125 mg/L降低到10.3 mg/L,去除率达到了93.1%,处理后的废水可以达标排放。不仅在高含氮废水的处理,而且在利用废水中的氮培养原核小球藻USTB-01的废水资源化利用方面均具有重要的意义。     

纳污水体中好氧脱氮菌的筛选与氨氮去除特性

采用异养硝化培养基从城市纳污水体中富集好氧脱氮菌,将得到的富集菌种分离纯化,得到1株好氧脱氮菌NC1,对氨氮的去除率为72.6%;好氧菌株NC1繁殖较快,生长3~4 h即进入对数生长期,有一定实用意义。考察了在不同条件下菌NC1对氨氮的去除效果,发现当pH为6~9之间、转速超过100 r/min、温度为30℃、碳氮比为6~12时对氨氮的去除效果较好。NC1在去除氨氮过程中pH值升高,且能在异养条件下利用亚硝酸盐和硝酸盐生长。     

玉米秆碳源去除地下水硝酸盐

研究比较了经氢氧化钠、氨水预处理的玉米秆和玉米芯作为生物反硝化碳源时,不同氮负荷条件下的脱氮性能。结果表明,经3%氢氧化钠溶液预处理的玉米秆,在不同氮负荷下均具有较高的硝酸盐去除率,最高达到了97.17%。在原位净化模拟实验中,用该方法预处理的玉米秆作为可渗透反应墙(PRB)的填充介质,硝酸盐和总氮的去除率分别达到了89.68%和84.97%,且出水中没有亚硝酸盐氮和氨氮的积累。结果表明,经3%氢氧化钠溶液预处理的玉米秆,可以作为地下水原位净化修复的固相碳源。