Fe0钝化膜的生物还原及其脱氮除磷

微生物的异化Fe(Ⅲ)还原是一种能够利用Fe(Ⅲ)作为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程。结合这一特性,考察了在兼性厌氧/严格厌氧条件下Fe⁰钝化膜作为Fe(Ⅲ)源时的生物还原能力以及对N、P等营养元素的去除效果。结果表明,严格厌氧条件下微生物异化Fe(Ⅲ)还原能力较好,富集培养至7 d,累计Fe(Ⅱ)浓度达到最大,最大产生速率为98.69 mg/(L·d),同时TP去除率高达97.1%以上。而体系对NH₄⁺-N、TN的去除相对滞后,培养至13 d,去除率开始增大,最终分别达到86.6%和76.1%。这为装填有海绵铁+聚氨酯泡沫载体的SBBR中填料的原位再生问题提供了解决思路。     

生物铁泥的Fe（Ⅲ）还原能力及影响因素

以生物铁泥和普通活性污泥为对象,在不同碳源及兼氧/厌氧条件下采用实验室恒温培养的方法考察了不同活性污泥的Fe（Ⅲ）还原性能。研究结果表明,不同活性污泥Fe（Ⅲ）还原能力相差较大,生物铁泥的Fe（Ⅲ）还原性能明显优于普通活性污泥,在兼性厌氧与严格厌氧条件下,分别是普通活性污泥的1.87倍和1.76倍;碳源对生物铁泥的Fe（Ⅲ）还原影响较小,而对普通活性污泥的Fe（Ⅲ）还原过程呈现出较明显的负影响;在实验控制的兼氧/厌氧条件下,2种活性污泥厌氧条件下Fe（Ⅲ）还原能力均大于兼氧条件。为活性污泥Fe（Ⅲ）还原过程的工程实际应用提供了理论依据。     

中试螺旋式自循环厌氧反应器处理安乃近制药废水的稳定性能

以制药废水实验了50m3螺旋式厌氧反应器（SPAC反应器）的稳定性。采用AugmentedDickey—Fuller（ADF）单位根检验表明,螺旋式反应器具有良好的启动和运行稳定性。负荷冲击实验显示,SPAC反应器具有较好的耐浓度冲击能力和耐水力冲击能力,所能耐受的最大浓度冲击强度大于60000（mg·h）／L（进水浓度提升2倍）,所能耐受的最大水力冲击强度为300（m3·h）／d（进水流量提升50％）。SPAC反应器还具备受扰恢复能力。在反应液pH低于5．74,出水浓度、COD去除率和容积COD去除速率（VRR）分别为3500mg／L、22．30％和2．52kg／（m3·d）的工况下,经过30d恢复,出水浓度、COD去除率和VRR的恢复程度达到80％～90％。     

异化铁还原细菌Klebsiella sp.KB52还原重金属Cr(Ⅵ)

以分离自海洋沉积物中异化铁还原细菌Klebsiella sp. KB52为研究对象,分析微生物异化铁还原过程对还原Cr(Ⅵ)的影响。菌株KB52是一株非典型耐铬细菌,在Cr(Ⅵ)浓度10～50 mg·L~(-1)范围内,该菌株生长受到明显抑制。当将Fe(OH)~3添加至培养体系,菌株KB52能够良好生长并具有铁还原性质,同时提高了Cr(Ⅵ)还原效率。Fe(OH)~3浓度为300 mg·L~(-1)时,菌株KB52细胞生长指标OD600和累积产生Fe(Ⅱ)浓度最高,分别是1.4760±0.04和(39.79±1.45)mg·L~(-1),Cr(Ⅵ)还原率(42%)是对照组的5.25倍。当柠檬酸铁作为电子受体,菌株KB52还原Fe(Ⅲ)效率最高,Fe(Ⅱ)累积浓度达到(109.87±1.27)mg·L~(-1),Cr(Ⅵ)还原率提高至67%。上述结果表明,菌株KB52能够利用可溶性和不可溶性Fe(Ⅲ)作为电子受体进行生长,同时其异化铁还原过程偶联Cr(Ⅵ)还原。研究结果可为利用异化铁还原细菌还原Cr(Ⅵ)提供理论依据,拓宽微生物治理重金属污染的应用范围。     

厌氧氨氧化（ANAMMOX）生物滤池反应器的启动特性

采用平行对比实验,讨论不同实验条件下上向流厌氧氨氧化（ANAMMOX）滤池反应器的启动特性。对比条件为温度、接种污泥、联氨和羟胺。结果表明：温度是影响厌氧氨氧化细菌活性的主要因素;接种200mL具有活性的厌氧氨氧化污泥后,在避光、加热38℃、不控制联氨和羟氨的条件下,45d可成功启动厌氧氨氧化滤池反应器;反应过程NH4^＋N：NO2^-·N：NO3-N的化学计量摩尔比为1：1．17：0．30,其总氮去除率达到87．38％,总氮容积去除负荷可达到1．41kg／（m^3·d）。     

厌氧产氢ASBR对氮的脱除

在厌氧序批式人工有机污水生物产氢反应器（ASBR）中发现氮“丢失”现象,并对此产氢系统发生脱氮作用的机理和主要影响因素进行了研究。结果表明,在以葡萄糖为发酵底物的厌氧产氢系统中,微生物分别以铵和硫酸盐为电子供体和电子受体发生了硫酸盐型厌氧氨氧化;进水有机物负荷和pH主要通过影响不同种微生物的活性而影响脱氮性能,氨氮和硫酸盐的浓度直接与氮素去除率有关。在最大产氢能力为16m3／（m3·d）、氢气体积百分比为65％的生物制氢系统中,最大脱氮效率约为64％。产氢效率与氮脱除率呈现负相关关系。研究表明,在控制条件下,可以实现高有机物废水厌氧脱除氨态氮,为生活污水直接厌氧脱氮开辟一条新途径。     

厌氧—好氧反应系统处理含酚废水的研究

利用好氧污泥转厌氧驯化方法在厌氧复合床内接种培养，处理浓度为1000mg／L左右的含酚废水。研究结果表明，在水力停留时间1d，酚容积负荷1．06kg／（m3·d）的条件下，厌氧复合床内培养出颗粒污泥，处理效果明显提高，本酚去除率达98．7％，COD去除率达98．3％。此时后接一个好氧接触氧化柱，最终出水中检不出酚。     

Fe(Ⅲ)微生物还原机理及其研究进展

厌氧异养型微生物还原Fe(Ⅲ)的同时可以氧化降解有机物,在污染环境修复中具有积极的作用.目前对Fe(Ⅲ)微生物还原的物理、生物化学特性的认识还十分有限.总结了近年来自然环境中Fe(Ⅲ)还原菌的单菌种分离情况和混合菌的降解作用,探讨了Fe(Ⅲ)还原以及有机物降解的机理,分析了Fe(Ⅲ)可能对微生物产生的抑制作用,并提出了进一步研究的方向.     

EGSB反应器处理产氢发酵液

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,对厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理产氢发酵液的启动性能进行了研究。结果表明,在温度为（35±1）℃,水力停留时间（HRT）为6h的条件下,逐渐提高进水COD,经过40d连续运行,EGSB反应器启动成功。容积负荷达到14kgCOD／（m3·d）时,COD去除率约为80％,产气量为26．84L／d,甲烷含量为57．9％。     

利用悬浮填料附着生物膜同步去除碳氮磷

采用移动床生物膜反应器（MBBR）处理配制模拟废水,实验结果表明,水力停留时间为6h、悬浮填料填充率为40％时,在不同C／N／P比率条件下,MBBR对COD、NH4＋-N和TN去除性能好且稳定,平均去除率分别达到90％、94．8％和62．39％以上,而TP的去除率受C／N／P值影响较大,当C／N／P的比值为100／10／1．8时,平均去除率达到58．03％。一定的溶解氧（DO）质量浓度能保证反应器中COD、NH4-N高效稳定的去除,同时是TN和TP同时去除的重要影响因素,在MBBR中最佳DO值约为3mg／L。由于附着在悬浮填料生物膜内部存在厌氧、缺氧微环境条件,在反应器中存在少量的反硝化聚磷菌。     

Microbial reduction of nitrate in the presence of nanoscale zero-valent iron

Microbial reduction of nitrate in the presence of nanoscale zero-valent iron (NZVI) was evaluated to assess the feasibility of employing NZVI in the biological nitrate treatment. Nitrate was completely reduced within 3 d in a nanoscale Fe(0)-cell reactor, while only 50% of the nitrate was abiotically reduced over 7 d at 25 °C. The removal rate of nitrate in the integrated NZVI-cell system was unaffected by the presence of high amounts of sulfate. Efficient removal of nitrate by Fe(II)-supported anaerobic culture in 14 d indicated that Fe(II), which is produced during anaerobic iron corrosion in the Fe(0)-cell system, might act as an electron donor for nitrate. Unlike abiotic reduction, microbial reduction of nitrate was not significantly affected by low temperature conditions. This study demonstrated the potential applicability of employing NZVI iron as a source of electrons for biological nitrate reduction. Use of NZVI for microbial nitrate reduction can obviate the disadvantages associated with traditional biological denitrification, that relies on the use of organic substrates or explosive hydrogen gas, and maintain the advantages offered by nano-particle technology such as higher surface reactivity and functionality in suspensions.     

零价铁与厌氧微生物协同还原地下水中的硝基苯

通过间歇式实验,考察了零价铁与厌氧微生物协同还原地下水中硝基苯的效果。实验结果表明,由零价铁腐蚀为厌氧微生物提供H2电子供体还原硝基苯的效果明显优于零价铁和微生物单独作用,硝基苯去除率分别提高21.8%和57.0%。弱酸性条件有利于协同反应进行,当初始pH为5.0和6.0时,4 d后硝基苯去除率比初始pH为7.0时的提高74.4%和35.2%。增加零价铁投加量可提高协同还原的效果,零价铁最佳投加量为250 mg/L。零价铁腐蚀产生的Fe2+无法作为电子供体被微生物利用,但可作为无机营养元素促进协同过程。由于零价铁产H2速率受表面覆盖物影响不明显,在地下水修复过程中可保证协同效果并延长零价铁的使用寿命。     

厌氧折流板反应器处理邻苯二甲酸二丁酯废水

采用南京江心洲污水处理厂的厌氧消化污泥作为厌氧折流板反应器（ABR）的接种污泥,研究室温（25±5）℃条件下ABR对邻苯二甲酸二丁酯（DBP）降解的运行特性。结果表明,ABR在室温、容积负荷为0.9-1.8 kg/（m3·d）条件下启动运行30 d可以达到运行稳定,其COD去除率在90%左右。在负荷提高阶段,当水力停留时间（HRT）为12 h,容积负荷为2.0-6.8 kg/（m3·d）时,反应器对COD平均去除率大于85%;当HRT为12 h,容积负荷6.8 kg/（m3·d）时,COD去除率达90.7%,DBP降解率达87.3%。     

Fe~Ⅱ（EDTA）协同生物转鼓过滤器去除NO的实验研究

采用自行研制的生物转鼓反应器（RDB）处理难溶于水的NO废气,为提高NO的传质系数和去除效率,实验考察了营养液中添加FeⅡ（EDTA）络合剂协同RDB以提高NO去除效率的过程。结果表明,当空床停留时间（EBRT）为0.96 min时,在营养液中添加FeⅡ（EDTA）至100 mg/L后,NO的去除效率从70.78%升至79.26%。未添加FeⅡ（EDTA）时NO去除率随营养液的增加下降,添加FeⅡ（EDTA）至100 mg/L后,去除率随营养液量的增加先上升后下降,且下降速率比上升速率大。随着营养液中FeⅡ（EDTA）浓度从0增加至500 mg/L,实验最佳温度从32.5℃升至47.5℃,但添加FeⅡ（ED-TA）至100 mg/L对实验的最适pH值没有太大影响。     

氢自养生物还原去除地下水中对硝基氯苯（p-NCB）的实验研究

采用批式实验讨论了氢自养还原菌在厌氧条件下,利用氢气作为电子供体还原地下水中对硝基氯苯的可行性及其影响因素。结果表明,氢自养菌能利用氢气生物还原对硝基氯苯,并产生中间产物对氯苯胺,继而进一步还原脱氯产生苯胺,该过程可提高对硝基氯苯的可生化性。对硝基氯苯在初始阶段还原速率较快,最高去除速率达到610μg/（L.d）,随后逐渐降低达到稳定。影响因素实验表明,在一定浓度范围内提高对硝基氯苯浓度对其去除率影响较小,但硝基进一步还原和脱氯效果降低;氢自养菌还原硝基氯苯的最适宜pH值在7.0~8.0之间;水中的硝酸盐和对硝基氯苯对电子供体存在竞争,硝酸盐反硝化对对硝基氯苯还原具有抑制作用。     

Potential for microbially mediated redox transformations and mobilization of arsenic in uncontaminated soils

Surface soil samples, which had no significant As contamination, were examined for As(V) reduction, As(III) oxidation and As mobilization capability. All five soil samples tested exhibited microbial As(V)-reducing activities both in aerobic and anaerobic conditions. Under aerobic conditions when As(V) reduction had almost ceased, oxidation of As(III) to As(V) occurred, whereas only As(V) reduction was observed under anaerobic conditions. In cultures incubated with As(III), As(III) was oxidized by indigenous soil microbes only under aerobic conditions. These results indicate that microbial redox transformations of As are ubiquitous in the natural environment regardless of background As levels. Mobilization through microbially mediated As(V) and Fe(III) reduction occurred both in the presence and absence of oxygen. Significant variation in dissolved As occurred depending on the Fe contents of soils, and re-immobilization of As arose in the presence of oxygen, presumably as a consequence of dissolved As(III) and Fe(II) oxidation. There was no apparent correlation between dissolved Fe(II) and As, suggesting that reductive dissolution of Fe(III) minerals does not necessarily determine the extent of As release from soils.     

溶解氧对底泥扰动状态下水体中磷去除和固定的影响

以太湖梅梁湾底泥和上覆水为研究对象,通过实验室实验研究了底泥扰动状态下溶解氧水平（2～4mg／L、5～6mg／L、7～8mg／L）对上覆水中磷去除和固定的影响。结果表明,底泥扰动和溶解氧水平对上覆水中磷迁移有明显影响。扰动时间延长,溶解性磷酸盐（DIP）和溶解性总磷（DTP）均呈降低的趋势;但溶解氧水平提高,上覆水中DIP和DTP浓度有所增加。底泥扰动和溶解氧水平改变了悬浮物上不同形态磷的数量分布。随着溶解氧水平提高,NH4Cl-P（1～5d平均值）和Fe／Al—P（1～5d平均值）含量及其占总磷（Tot—P）的百分比均呈逐渐降低的趋势。另外,闭蓄态铁铝结合态磷（Fe／Al—P）占Fe／Al—P的比值从51．2％（2～4mg／L）增加至54．1％（7～8mg／L）。     

Acceleration of the Fe(III)EDTA(-) reduction rate in BioDeNO(x) reactors by dosing electron mediating compounds

BioDeNO(x), a novel technique to remove NO(x) from industrial flue gases, is based on absorption of gaseous nitric oxide into an aqueous Fe(II)EDTA(2-) solution, followed by the biological reduction of Fe(II)EDTA(2-) complexed NO to N(2). Besides NO reduction, high rate biological Fe(III)EDTA(-) reduction is a crucial factor for a succesful application of the BioDeNO(x) technology, as it determines the Fe(II)EDTA(2-) concentration in the scrubber liquor and thus the efficiency of NO removal from the gas phase. This paper investigates the mechanism and kinetics of biological Fe(III)EDTA(-) reduction by unadapted anaerobic methanogenic sludge and BioDeNO(x) reactor mixed liquor. The influence of different electron donors, electron mediating compounds and CaSO(3) on the Fe(III)EDTA(-) reduction rate was determined in batch experiments (21mM Fe(III)EDTA(-), 55 degrees C, pH 7.2+/-0.2). The Fe(III)EDTA(-) reduction rate depended on the type of electron donor, the highest rate (13.9mMh(-1)) was observed with glucose, followed by ethanol, acetate and hydrogen. Fe(III)EDTA(-) reduction occurred at a relatively slow (4.1mMh(-1)) rate with methanol as the electron donor. Small amounts (0.5mM) of sulfide, cysteine or elemental sulfur accelerated the Fe(III)EDTA(-) reduction. The amount of iron reduced significantly exceeded the amount that can be formed by the chemical reaction of sulfide with Fe(III)EDTA(-), suggesting that the Fe(III)EDTA(-) reduction was accelerated via an auto-catalytic process with an unidentified electron mediating compound, presumably polysulfides, formed out of the sulfur additives. Using ethanol as electron donor, the specific Fe(III)EDTA(-) reduction rate was linearly related to the amount of sulfide supplied. CaSO(3) (0.5-100mM) inhibited Fe(III)EDTA(-) reduction, probably because SO(3)(2-) scavenged the electron mediating compound.     

水解酸化-A2O污泥减量工艺的运行性能研究

生物处理单元采用水解酸化、多级串联接触曝气、连续流的除磷脱氮A2／O工艺,并辅以外排厌氧富磷污水侧流除磷,开发了一个新型的具有强化除磷脱氮功能的污泥减量HA—A／A—MCO工艺。用该工艺处理校园生活污水发现,在SRT60d、进水COD316～407mg／L、NH4＋-N30～40mg／L、TN35～53mg／L、TP8—12mg／L的条件下,出水COD≤18mg／L、NH4＋-N≤2．1mg／L、TN≤10．3mg／L、TP≤0．44mg／L。研究还发现,水解酸化池处理产生的VFA能有效促进生物除磷脱氮,导致厌氧释磷量达57mg／L,进入化学除磷池的侧流液量仅相当于进水量的13％;系统最主要的脱氮形式是SND和缺氧反硝化,SND脱氮占脱氮总量的50％,缺氧反硝化占26％;HA-A／A—MCO系统有效实现了生物相分离,并利用生物捕食作用获得较低的污泥产率,0．1gMLSS／gCOD。