缓释碳源生态基质对低碳氮比河水脱氮效果研究

通过缓释碳源生态基质颗粒脱氮效果实验,比较了缓释碳源生态基质颗粒填料柱与普通砾石填料柱对各种形态氮的去除效果.结果发现,装填生态基质颗粒的实验组出水NO_2~--N、NO_3~--N和TN去除率分别为90.60%、90.32%和63.66%,明显高于对照组-16.39%、-1.51%和25.06%的去除率,说明缓释碳源生态基质可显著增强反硝化作用强度,提高TN去除率.高通量分析结果表明,生态基质组相对丰度超过1%的菌属数量高于对照组,其中,反硝化菌属相对丰度达到30%以上,生态基质释放的纤维素碳源有利于异养反硝化微生物的生长繁殖,使反应器内的微生物群落结构发生显著改变,提高了脱氮效率.     

玉米芯缓释碳源对CRI系统脱氮效能的影响

为解决CRI系统有机碳源不足导致的TN去除率低的问题,选取玉米芯作为碳源备选材料,研究了酸热、碱热、超声波3种预处理方法对其释碳性能和反硝化潜力的影响,筛选出最优预处理方式后,投加于CRI系统考察了对其脱氮效能的影响。结果表明,碱热处理玉米芯的COD平均释放量为13.24 mg/(g·d),反硝化潜力为130.93 mg NO_3~--N/g,粗糙的表面和丰富的孔隙有利于微生物的附着生长,且分解过程对水质的潜在影响较小,确定其为较适宜的缓释碳源。将碱热处理玉米芯投加到CRI系统的中层(50~100 cm),当玉米芯与基础填料体积比为1∶7,湿干比为1∶3时,COD、TN的平均去除率分别达到了80.28%、85.29%。沿程污染物变化规律表明,碱热处理玉米芯释放的有机物为反硝化段(100~150 cm)提供了充足的碳源,100 cm处进水的C/N比对照组提高了9.14倍,最终TN去除率比对照组提高了58.35%。     

缓释碳源填充管式生物反应装置强化脱氮性能及其微生物分布特征

为研究缓释碳源填充管式生物反应装置（TBD）对不同氮组分生活污水的脱氮性能及机理,考察中试规模的TBD在3种不同溶解氧（DO）、氨氮（NH₄ ⁺-N）及硝氮（NO₃ ⁻-N）浓度工况下的实际运行效果,同时监测TBD沿程的DO浓度、碳氮比（C/N）、碳源等环境因子变化情况,并在运行期末对TBD的管内基质进行16S rRNA多样性高通量测序。结果表明：3种工况条件下TBD对污水中NH₄ ⁺-N、NO₃ ⁻-N和总氮（TN）的去除率均达90%以上,TBD具有良好的脱氮性能;缓释碳源有助于TBD沿程C/N的增加,且TBD出水COD_Cr始终低于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准限值,表明TBD在强化脱氮的同时不会产生有机质过量排放问题。此外,TBD中DO浓度沿程递减,形成了好氧-缺氧沿程分布的特征,且该特征促进了好氧反硝化-缺氧反硝化菌属在TBD的沿程分布。

     

薯渣缓释碳源强化反硝化滤池生物脱氮效果

为解决城市污水深度处理碳源不足导致脱氮效果不佳的问题,该文制备了具有缓慢释碳功能的薯渣固体缓释碳源SCPR。释碳试验与强化反硝化生物滤池(DNBF)脱氮试验表明,SCPR最大有机物释放量为129.87 mg/(L·g),碳源释放过程满足二级动力学,在水力负荷为0.1 m³/(m²·h)、SCPR与陶粒配比为1∶6、进水NO₃^--N平均浓度为50.09 mg/L时,DNBF中NO₃^--N、NO₂^--N与TN去除率分别为75.53%、86.21%与74.98%,出水 COD平均浓度为 25.24 mg/L,SCPR作用下DNBF反硝化反应级数介于零级与一级之间。SCPR具有良好的释碳与强化DNBF脱氮效果的能力,可作为污水深度脱氮处理的碳源。     

外加固体缓释碳源的两段反硝化工艺脱氮性能

传统生物脱氮工艺处理废水过程中,出水硝态氮(NO3--N)浓度过高是导致总氮(TN)超标的主要原因.通过采用外加碳源提高碳氮比(C/N),强化反硝化过程可有效解决这一难题.利用基于两段反硝化工艺原理研发设计的一体化脱氮反应器,通过在第二段反硝化池投加聚丁二酸丁二醇酯(PBS),采用扫描电子显微镜,对反硝化过程前后PBS...     

用于地下水原位生物脱氮的缓释碳源材料性能研究

针对地下水原位生物脱氮时缺乏电子供体(碳源)导致反硝化受抑的问题,以淀粉为碳源原料.聚乙烯醇(PVA)为载体,a-淀粉酶为添加剂,采用共混技术制备GPVAS和GEPVAS两类反硝化原位反应格栅(PRB)缓释有机碳源(SOC)材料.扫描电镜和静态实验研究结果表明.材料内部形成淀粉分子填充的PVA网状骨架结构.释碳符合二级动力学过程.动力学参数平衡浓度(Cm)和释放速率系数(k)可作为评价缓释碳源释碳能力的核心指标.材料配比和a-淀粉酶含量对材料性能影响显著,当淀粉/PVA=40/60时,材料Cm和K值最低;Cm值随酶含量增加显著升高,k值随酶含量增加先升高后降低,表明碳源释放速率可通过组分配比和酶添加剂含量进行有效控制.以适应不同地下水环境和硝酸盐污染程度.提高原位脱氮效率.     

固定化微生物对河水的脱氮效果研究

研究了不同方法制作的固定化微生物颗粒对于河水的脱氮效果,实验证明,采用聚乙烯醇-活性炭包埋法制作的固定化微生物颗粒(IMPⅠ)与聚乙烯醇-聚乙二醇包埋法制作的固定化微生物颗粒(IMPⅡ)的脱氮效果较好,但由于包埋材料在河水中的溶出造成COD急剧升高,会对河水造成二次污染.利用载体结合法制作的固定化微生物(IMPⅢ)进行5个周期的河水净化实验,结果发现,COD的去除率维持在75%～95%,氨氮的去除率为45%～95%,硝酸盐氮的去除率维持在95%～100%,亚硝酸盐氮的去除率为70%～99%,总氮的去除率保持在55%～80%.研究表明,载体结合法制作的固定化微生物颗粒稳定性好、强度高、微生物活性良好,颗粒可多次重复使用,在河水净化方面有良好的应用前景.     

固定化微生物对低温河水脱氮效果的中试研究

利用微生物净化受污染河水是目前常用的地表水体修复方法,但低温条件下微生物代谢缓慢,酶活性下降,在寒冷季节难以维持对河水的净化效果.本研究采用固定化的方法提高微生物的低温耐受性,通过中试试验考察自然挂膜的固定化微生物、经低温驯化的预挂膜固定化微生物及预挂膜固定化微生物耦合生物促生剂这3种方法对低温河水中COD及氮素类污染物的去除效果.结果表明,在低温条件下3种方法均能有效提升河水的净化效果,静止条件下,河水中COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N和TN的去除率由分别由21.3%、37.2%、8.5%和6.9%提升至72.3%~77.9%、48.6%~62.7%、35.3%~42.3%和26.2%~31.9%.COD去除率在2~3 cm·s^-1流速下明显优于静止条件,总氮去除率在2 cm·s^-1流速下最高.自然挂膜和预挂膜微生物对河水中污染的去除无明显差别,添加促生剂对固定化微生物的净化作用没有进一步的提升,但功能菌群的微生物群落结构有所不同.促生剂的添加提高了河水中的微生物活性与群落多样性,但对固定化载体上的微生物无明显影响.固定化载体上的优势菌群均为低温下具有脱氮功能的Proteobacteria.此外,具有低温适应性的脱氮功能菌属Rhodoferax、Pedobacter及Pseudomonas在3组固定化载体上均有较高丰度,而自然挂膜的载体上及其河水中分别对Malikia属及hgcI_clade属具有显著特异性的富集（p<0.05）,这两种菌属均具有低温脱氮功能.     

缓释碳源滤料滤池用于二级出水的深度脱氮

以聚己内酯(PCL)为反硝化电子供体和生物载体,开发出具有脱氮和过滤功能的缓释碳源滤料滤池,并以城市污水处理厂二级出水为原水进行深度脱氮试验,结果表明,在20.1～22.0℃的条件下,进水总氮(TN)质量浓度30.0 mg.L-1,HRT为0.5 h,反硝化负荷达54.0 mg.(L.h)-1时,TN的去除率最高可达98.9%;出水总有机碳(TOC)为6.5～8.4 mg.L-1,比进水增加了2.0～3.0 mg.L-1;出水SS低于4.0 mg.L-1;反硝化过程所需有机碳主要是在微生物作用下缓慢释放,其占到有机碳总释放量的84.2%;对碳源滤料进行扫描电镜观察,发现在其表面形成了致密的生物膜,其中微生物以杆菌和丝状菌为主.     

新型生物质碳源强化脱氮效果及微生物菌群分析

为了实现城镇污水处理厂深度脱氮效果,以太湖流域某污水处理厂为对象,以生物质废弃物再利用过程中产生的衍生物甘油为主要原料的生物质碳源作为反硝化电子供体,分别研究了缺氧池、深床滤池的反硝化脱氮效果,同时解析了外加生物质碳源前后的微生物群落结构变化特征。结果表明:在缺氧池投加2.5~3.0 t/d生物质碳源时,可使缺氧池硝态氮浓度下降1.67~1.73 mg/L,去除率为52%~68%;在深床滤池投加生物质碳源后,反硝化脱氮过程中约消耗5.27 mg COD可去除1 mg NO₃--N,进而使出水TN能够达到5 mg/L以下,实现了出水TN稳定达到DB 32/1072—2018《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》一、二级保护区的排放限值要求。通过16S rRNA基因序列分析发现,缺氧池和深床滤池微生物优势菌门主要为Proteobacteria、Actinobacteriota、Chloroflexi和Bacteroidota。深床滤池由于工艺条件和生长环境不同,在投加生物质碳源后,Thiothrix、Bacillus、Propionicicella、norank_f_Rhodocyclaceae、Terrimonas等具有反硝化脱氮功能的优势菌群较为突出,有效保证了系统稳定的深度脱氮效果,同时间接降低CO₂排放,对城镇污水厂的碳减排及“碳中和”提供了积极参考。     

不同碳源加强A~2/O工艺脱氮除磷效果的研究

以人工配制的模拟城市污水为试验用水,采用76L的A~2/O反应器,以甲醇、乙酸钠和剩余污泥水解酸化液分别作为唯一碳源,研究了进水碳源类型对脱氮除磷和代谢过程的影响。结果表明:以甲醇为碳源时COD的去除率最高为97.04%;以乙酸钠为碳源时NH+4-N的去除率最高为99.5%,TP的去除率最高为95.91%;以酸化液为碳源时TN的去除率最高为70.18%。剩余污泥水解酸化液对脱氮除磷的影响效果不及甲醇和乙酸钠,但是以酸化液作为碳源不仅成本较低,还可实现废物资源化。综合考虑酸化液作为碳源最佳。     

碳源对厌氧氨氧化脱氮性能影响的试验研究

分别研究了无机碳源和有机碳源对厌氧氨氧化反应脱氮性能的影响。接种稳定运行的复合式UASB厌氧氨氧化反应器污泥至ASBR反应器进行批式试验,考察不同碳酸氢钠浓度及COD浓度条件下的氮素转化情况,研究碳源对厌氧氨氧化脱氮效果的影响。厌氧氨氧化反应适宜的进水碳酸氢钠浓度为1.5～2.0 mg/L,超过30 mg/L时有机碳源的存在对厌氧氨氧化反应产生抑制作用,COD浓度超过60 mg/L时反应器表现出反硝化特性。无机碳源对厌氧氨氧化反应的影响表现在提供充足碳源和调节反应器pH的综合作用,较高浓度的COD对厌氧氨氧化反应具有抑制作用。     

3种新型生态净化材料的脱氮效率及机理分析

通过野外现场实验,对比生物绳(B-R)、生物毡(B-B)和碳素纤维生态草(B-G) 3种新型生态净化材料在不同温度下的氮素净化能力,并通过高通量测序分析材料表面微生物群落结构,进而探讨其脱氮机理。结果表明:所选择的3种材料在不同温度下均能显著降低水体中氮素浓度,其净化能力由高到低依次为生物绳>生态草>生物毡。生物绳和生态草表面富集的生物量更多,且生态草(夏19. 07%,冬18. 64%)和生物绳(夏18. 87%,冬18. 16%)表面功能属的相对丰度要高于生物毡(夏12. 45%,冬15. 17%)。在材料表面起脱氮作用的功能属主要包括Nitrospira、Flavobacterium、Acidovorax、Pseudomonas,Hydrogenophaga等。     

人工缓释碳源处理低碳/氮比污水的脱氮效果研究

通过投加缓释碳源PHB,比较了分别在填料高度0.5,0.6,0.7 m处的处理效果,填料高度0.6 m处的实验效果最好,出水COD、NH3-N、NO-3-N和TN浓度分别为17.9¹27 mg/L(均值53 mg/L)、0.02127 mg/L(均值53 mg/L)、0.02¹.62 mg/L(均值0.24 mg/L)、1.51.62 mg/L(均值0.24 mg/L)、1.5⁷ mg/L(均值3.02 mg/L)和2.17 mg/L(均值3.02 mg/L)和2.1¹4.3 mg/L(均值6.68 mg/L)。在填料高度0.6 m处,反应体系保持着对NH3-N较好的去除效果,去除率为13.04%14.3 mg/L(均值6.68 mg/L)。在填料高度0.6 m处,反应体系保持着对NH3-N较好的去除效果,去除率为13.04%⁹4.56%(均值67.45%)。通过连续运行46 d后,在填料高度0.5,0.6,0.7 m处出水NO-3-N去除率并未明显不同,出水NO-3-N去除率随时间的增加有减少的趋势。出水NO-3-N去除率的变化范围很大,分别为0.92%94.56%(均值67.45%)。通过连续运行46 d后,在填料高度0.5,0.6,0.7 m处出水NO-3-N去除率并未明显不同,出水NO-3-N去除率随时间的增加有减少的趋势。出水NO-3-N去除率的变化范围很大,分别为0.92%⁸1.16%(均值46.94%)、15.66%81.16%(均值46.94%)、15.66%⁷5.23%(均值53.17%)和2.41%75.23%(均值53.17%)和2.41%⁷7.06%(均值48.77%)。相比之下,在填料高度0.6 m处出水NO-3-N去除率最高。在填料高度0.5,0.6,0.7 m处出水TN去除率并不存在明显差异,分别为8.05%77.06%(均值48.77%)。相比之下,在填料高度0.6 m处出水NO-3-N去除率最高。在填料高度0.5,0.6,0.7 m处出水TN去除率并不存在明显差异,分别为8.05%⁸1%(均值49.4%)、17.09%81%(均值49.4%)、17.09%⁸1.74%(均值54.95%)和0.3%81.74%(均值54.95%)和0.3%⁸4.15%(均值54.4%)。     

不同絮凝剂对活性污泥特性及除污效能的影响研究

为了研究絮凝剂对污泥特性及除污效能的作用结果,考察了SBR反应器中投加聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对污泥特性及COD、NH_4~+-N和TP去除效果的影响。结果表明:投加10 mg/L PAC会导致活性污泥沉降性能变差,降低了微生物对污染物质的分解能力;投加0.1 mg/L CPAM和10 mg/L PFS能够改善活性污泥菌胶团和絮体结构,使得活性污泥的吸附效能和沉降性增强。     

溴代阻燃剂对生物脱氮除磷的影响

为探究新兴污染物溴代阻燃剂（BFR）对生物脱氮除磷（BNPR）的影响,以实际废水为探究对象,建立厌氧/好氧/缺氧序批式反应器,中温环境下研究了不同浓度多溴联苯醚（PBDEs）对BNPR的影响。结果表明:PBDEs对BNPR的影响具有浓度依赖性,低浓度PBDEs对BNPR及污泥特征影响不明显,而ρ（PBDEs）>0.1 mg/L时可显著抑制BNPR。当PBDEs浓度为2.0 mg/L时,活性污泥系统稳定运行时化学需氧量（COD）、氨氮及正磷酸盐（OP）的去除率分别为73.2%~75.6%、85.2%和72.1%~73.6%,显著低于空白组。此外,PBDEs的存在可降低污泥内总悬浮固体和挥发性悬浮固体,提高污泥体积指数及胞外聚合物含量。典型周期研究发现PBDEs可抑制硝化、反硝化、厌氧释磷及好氧吸磷过程。     

溶解氧和pH值对CAST工艺脱氮效果的影响

CAST工艺对硝化和反硝化反应要求不同的环境因素。本研究通过实验探讨了CAST工艺在主反应区内进行同步硝化反硝化时溶解氧浓度和pH值对脱氮效果的影响 ,得出结论 :CAST主反应区内SND最佳溶解氧为 0 5mg L ;脱氮的最佳pH值为 7 4～ 7 8。     

微孔曝气Carrousel氧化沟脱氮除磷效果研究

七里店污水净化厂采用微孔曝气Carrousel氧化沟工艺。在日处理量约为改造工程设计规模的2倍条件下,氧化沟水力停留时间仅为5 h,系统出水各项指标均达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的二级标准。氧化沟内存在同步硝化反硝化过程,但硝化不彻底,脱氮效率不高,氧化沟内没有严格的厌氧分区,但生物除磷效率高。系统存在二沉池尾水氮磷含量增高问题。通过改变运行条件,增加氧化沟水力停留时间,调整曝气分区,辅助投药除磷等手段可以进一步提高出水水质,实现高标准排放。     

后续碳源强化ANAMMOX-MFC系统脱氮产电调控策略

考察添加后续碳源的厌氧氨氧化微生物燃料电池（ANAMMOX-MFC）高效脱氮产电运行的稳定性,采用高通量测序及KEGG功能酶预测对微生物群落结构及功能基因的变化进行表征。结果表明:系统可以连续稳定运行60 d,TN去除率稳定在96%以上,连续运行最大输出电压为800 mV左右。添加适当浓度的乙酸钠,可增高污泥中发酵菌Enterococcus、反硝化产电菌Pseudomonas、Thauera的相对丰度进而有效促进产电。但是过度水解酸化会抑制AnAOB活性。第68~104天,出水NH₄+-N浓度升高,TN去除率下降至90%左右,通过停加乙酸钠TN去除率恢复至95%以上。ANAMMOX-MFC系统出水NH₄+-N浓度可作为后续碳源停加的"调控信号",使得脱氮产电系统稳定高效运行,为厌氧氨氧化与微生物燃料电池脱氮产电的技术结合提供了很好的理论依据,具有一定的工程指导意义。     

纳米铁炭复合材料的制备及硝酸盐去除效果的研究

采用液相还原法制备纳米铁炭颗粒,探讨制备过程中搅拌速率、硼氢化钠的投加速率、加炭时间、炭铁比的影响,并对材料进行TEM、SEM、XRD、XPS表征。结果表明:制备的材料为纳米铁炭复合材料,复合材料孔隙多,比较松散,纳米铁颗粒为椭球形,能负载在层状的活性炭上,活性炭能缓解部分纳米铁颗粒的团聚现象;在炭铁比为0.4,硼氢化钠投加速率为20 m L/min,加炭时间为10 min,搅拌速率为500 r/min的最优条件下制备得到的材料,其对硝酸盐氮的去除率为94.3%。