低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌去除氨氮

采用聚氨酯水凝胶为固定化载体制备了包埋硝化菌颗粒,并在上流式内循环反应器内以人工配制的模拟氨氮废水对包埋硝化菌颗粒进行驯化。在驯化完成后实验考察了温度变化和水力停留时间(HRT)对低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌颗粒去除氨氮的影响以及出水中亚硝态氮、硝态氮的累积情况。结果表明,在进水氨氮浓度为40 mg/L,HRT为4 h,水温从22℃降低到10℃时,包埋硝化菌颗粒对氨氮的去除率从97%下降到48%,调整10℃运行时的HRT,氨氮去除率可达到75%。将进水氨氮浓度降低至15 mg/L,当HRT为4 h,温度在7~13℃范围内变动时,氨氮去除率稳定在80%左右。在整个运行过程中,保持DO充足,没有出现亚硝酸盐积累的现象。     

贫营养条件下2种MBR污泥微生物的菌群对比

为了揭示贫营养环境下MBR污泥微生物群落结构的演替和菌群变化的异同,取洗浴再生水、工业再生水MBR的污泥进行周期培养,利用PCR-DGGE和克隆测序技术获得了DNA指纹图谱并建立系统发育树。研究表明,微生物群落结构在贫营养条件下演替明显,洗浴水污泥微生物形成新的优势菌群(Uncultured Pseudomonas)而工业水只维持了原有的部分菌群(Uncultured Sphaerotilus)。2种污泥培养过程中种群多样性变化突出且差异显著。同时洗浴水污泥菌群相似性在培养第8天时发生突变而工业水总体变化平缓。克隆测序表明2种MBR污泥中既有与贫营养环境适生的共性种属又有与各自来源相对应的特性种属。菌群特异性与废水来源紧密相关,是造成2种污泥对贫营养环境适应能力不同的根本原因。     

低温条件下硝化污泥的驯化

为了在低温13～14％下取得较好的硝化效果,分3个温度阶段25℃,16～17℃,13—14℃对活性污泥进行了驯化培养,研究了进水氨氮浓度和混合液COD对硝化污泥的影响。实验结果表明,硝化污泥经过驯化培养后,氨氮去除率可达80％以上,且在DO浓度为2ing／L,pH为6．7～7．5,进水氨氮为300mg／L,混合液COD为80mg／L条件下,硝化污泥能取得较快的增长,氨氮平均去除率可达89％。     

反硝化除磷菌驯化富集方式的探讨

以SBR反应器分别采用一段式和二段式培养方法对反硝化除磷菌进行了驯化富集.结果表明,一段式和二段式培养方法驯化完成后的活性污泥沉降性能均较好,污泥体积指数(SVI)分别约为60、50 mL/g,反硝化除磷菌占聚磷菌的比例达到了77%和71%.两种培养方法下反硝化除磷菌PO3-4-P去除率和脱氮率分别达到了97%和95%以上,缺氧结束时水中PO3-4-P质量浓度小于1 mg/L.驯化完成后污泥的含磷率最高达到了3.7%(质量分数).因此,采用一段式或二段式驯化方法均能实现反硝化除磷菌的有效富集.     

富集同型产乙酸菌污泥厌氧产酸

在污泥厌氧发酵产酸过程中,以富集同型产乙酸菌的污泥为研究对象,通过pH值、种泥浓度和底物浓度的变化,对发酵过程中有机酸分布和乙酸累计情况进行实验研究。实验结果表明,碱性条件有利于产乙酸菌的生长,但影响产氢产乙酸菌,尤其是丁酸降解菌的作用。产氢产乙酸菌和同型产乙酸菌的互营作用在发酵6 d后广泛存在;底物浓度过大,产氢产乙酸与同型产乙酸的互营机制受到抑制。     

2种UASB的ANAMMOX与反硝化协同作用对比研究

采用2套UASB-ANAMMOX反应器处理垃圾渗滤液,其中反应器2具有生物膜,对反应器在有机环境下的ANAMMOX与反硝化协同作用进行对比研究。在稳定期,反应器1和反应器2对氨氮、亚硝氮、TIN、COD的平均去除率分别为95.7%、95.9%、77.3%、70.3%和97.4%、96.4%、87.2%、74.8%。反应器1对TIN和COD最大容积去除率为112.2和107.7 g/(m3.d),反应器2对TIN和COD最大容积去除率为120.5和119.9 g/(m3.d)。结果表明,过高的负荷会对反应器产生抑制作用,且当抑制产生后协同作用难以恢复到原来水平。在厌氧氨氧化与反硝化协同作用良好时,pH值和碱度均存在特征性变化。总体上,反应器2比反应器1具有更强的厌氧氨氧化与反硝化协同作用和抗负荷冲击能力。     

短程硝化过程2种亚硝酸盐氧化菌抑制策略探讨

为维持短程硝化稳定,保证亚硝酸盐高效积累,需要对污水处理系统亚硝酸盐氧化菌(NOB)的性质进行深入了解。分别对Nitrospira以及Nitrobacter的动力学参数,以及在活性污泥系统、生物膜系统、颗粒污泥系统中2菌属特性进行比较。经分析后认为,Nitrospira相对于Nitrobacter比增长速率较低,对O2,NO2-底物亲和性较好,适宜生长于低浓度环境中,是A2/O、短程硝化-厌氧氨氧化工艺中的主要NOB菌属;Nitrobacter则适宜在高浓度环境中生长。在颗粒污泥系统中,NOB主要处于污泥内部,由于缺乏O2,NO2-更容易被淘汰出反应器。通过对比短程硝化主要控制参数,认为NOB的抑制策略包括：在活性污泥系统中维持合理的污泥龄(SRT)以及游离氨(FA)浓度;在生物膜系统中对溶解氧(DO)以及水力停留时间(HRT)进行联合控制;在颗粒污泥系统中维持适量剩余NH4+-N,并淘洗出掺杂其中的絮状污泥。此外,利用“饱食饥饿”效应间歇曝气并维持较低的曝停比同样有利于阻止亚硝酸盐被NOB进一步氧化,保证短程硝化稳定运行。     

一种高速反硝化颗粒污泥的培养

以葡萄糖为碳源,在USB反应器内接种好氧活性污泥在40 d内培养出良好的反硝化颗粒污泥.颗粒污泥形成经历了2个阶段:起始阶段,接种的好氧活性污泥中非反硝化菌逐渐衰亡演变为"惰性固体",与原有的固体一起,成为反硝化菌附着生长的载体,与此同时,反硝化菌在载体表面渐渐繁殖,形成细颗粒污泥;随后,反硝化菌在细颗粒污泥表面不断增殖,颗粒长大,发育成为成熟的颗粒污泥.成熟的颗粒污泥密实,表面均为杆状菌,且排列紧密,当污泥床容积负荷为19.1 g N/L·d时,去除率高达98.4%(N).     

油田水反硝化技术抑制硫酸还原菌

利用反硝化技术对江苏油田5个联合站的采出水,进行了添加不同抑制剂的浓度、种类、不同配比和接种DNB菌对SRB、DNB的菌落数量、硫化氢的产生量和氧化还原电位的影响的静态实验。研究结果表明:投加一定浓度的硝酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐,对油田采出水SRB的生长都有不同程度的抑制作用,而同等浓度的抑制效果表现为亚硝酸盐>硝酸盐>钼酸盐,同时投加DNB和0.3～0.5 g/L(比例为1∶1)的亚硝酸盐/硝酸盐可较好地抑制油田采出水中的SRB和硫化氢的产生,其中0.5 g/L抑制效果最明显,可抑制硫化氢的产生10 d以上,SRB和硫化氢抑制率分别可达87%和98%。以不同药剂的常压静态腐蚀实验结果表明,抑制剂的腐蚀速率比杀菌剂和缓蚀剂略高,但低于石油天然气行业中标准规定的0.0076 mm/a,也远低于对照样的0.152 mm/a。     

不同污泥源条件下ANAMMOX启动及其与反硝化协同脱氮对比

采用城市生活污水配水同时启动两组ASBR,R1接种好氧硝化污泥,R2按2∶1混合接种短程硝化和厌氧氨氧化污泥,研究2个ANAMMOX反应器启动的可行性及其差异。实验结果表明,R1和R2均可成功启动ANAMMOX,R1需130 d,R2仅需73 d;稳定期R1和R2反应器NH4+-N、NO2--N和TN去除率分别达95.30%、91.30%、76.28%和96.2%、98.3%、90.1%,且周期内NH4+-N、NO2--N和NO3--N降解规律相似;R1和R2反应器发生的主要反应为厌氧氨氧化,但同时存在反硝化作用;2组反应器稳定运行后污泥颜色、形态及微生物组成相似,经SEM观察多为球状菌。     

反硝化除磷颗粒污泥培养方式的对比实验研究

采用两完全相同的气升式间歇反应器（SBAR）进行反硝化除磷颗粒污泥培养方式的对比实验研究。R1始终以厌氧/好氧/缺氧（A/O/A）模式运行,在颗粒化的同时富集反硝化除磷菌（DPAOs）;R2以厌氧/好氧（A/O）模式培养颗粒,待颗粒形成后加入缺氧段,形成A/O/A模式,强化富集DPAOs。结果表明,R2中颗粒化时间较短,但所形成颗粒的沉降速率和比重分别为30.4 m/h和1.022 g/cm³,低于R1培养颗粒的35.9 m/h和1.061 g/cm³;R1中颗粒对于COD、NH⁺₄-N、TN和TP的平均去除率分别是86%、98%、82%和91%,高于R2中的86%、99%、74%和66%;反应器运行至183 d时,DPAOs所占比例分别为44.7%和20.9%。     

铁自养反硝化污泥富集培养过程中化学与生物作用的变化规律

铁自养反硝化技术在低碳氮比废水处理中具有安全性高、成本低廉等优势,但目前对其反硝化过程机理,特别是其中生物与化学作用的关系仍缺乏清晰认识。为此,以铁自养反硝化系统为研究对象,结合反应动力学,分析不同阶段活性污泥自养反硝化过程中生物和化学作用变化规律,以期探究该过程的脱氮机制。结果表明,铁自养反硝化过程脱氮效率和速率分别可达(87.0±1.8)%和0.12 kg·(m³·d)⁻¹。铁自养条件下,未经驯化的活性污泥在反硝化过程中,Fe(Ⅱ)氧化由化学作用主导,$ {{\rm{NO}}_{\rm{2}}^{\rm{ - }}}$-N还原由生物作用主导,且生物过程由自养反硝化和以胞外聚合物为底物的异养反硝化共同作用;经驯化培养,Fe(II)氧化的生物作用增强,与${ {\rm{NO}}_{\rm{2}}^{\rm{ - }}}$-N还原均由生物作用主导。以上研究结果可为铁自养反硝化脱氮技术的发展提供参考。     

Ca~(2+)强化短程硝化颗粒污泥培养

利用SBR,以普通活性污泥为种泥,在好氧条件下(DO2 mg/L)研究了Ca2+强化短程硝化颗粒污泥培养的特性。结果表明,通过将进水氨氮浓度由110 mg/L升高至300 mg/L后30 d,出水亚硝酸盐累积率稳定在80%~85%,成功实现了短程硝化。通过添加50 mg/L Ca Cl2,污泥表面Zeta电位由-21.4 m V升高至-13.6 m V,胞外蛋白质的含量由26.82 mg/g升至51.99 mg/g,90 d后,粒径大于300μm的污泥体积分数约占68%,培养了短程硝化颗粒污泥。Zeta电位的升高减小了污泥间的静电斥力,增多的胞外蛋白在Ca2+架桥作用下可相互结合形成高分子生物聚合体,二者的共同作用是Ca2+强化短程硝化颗粒污泥形成的原因。     

Cu2+和S2-对反硝化污泥的影响

电镀废水中含络合铜废水的处理主要采用硫化钠破络法,由于原水水质波动,硫化钠投加量难以准确控制,从而导致Cu2+或S2-残留,对后续生物段运行会产生一定的影响。然而,针对这2种离子对反硝化污泥的影响尚未见系统报道。通过小试实验,系统研究了Cu2+和S2-对反硝化污泥的毒性和抑制作用,并通过长期实验考察了反硝化污泥对这2种离子的耐受程度以及污泥性质的变化。结果表明,Cu2+和S2-对反硝化污泥活性的EC50分别为3.15 mg·L-1和14.71 mg·L-1,在相同质量浓度下,Cu2+比S2-具有更强的毒性。长期运行实验结果表明,反硝化污泥对S2-具有一定适应能力,最大承受浓度为20 mg·L-1,而Cu2+耐受能力较差,最大承受浓度仅为1 mg·L-1。同时,Cu2+的连续投加使反硝化污泥的沉降性和脱水性能变差,比阻增大,而S2-的存在对反硝化污泥的沉降性和脱水性能无明显影响。     

苯二酚对硝化污泥的抑制性

研究了对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚对硝化污泥抑制的机理,比较了氯化三苯基四氮唑(TTC)和碘硝基四氮唑(INT)污泥电子传递体系活性。结果表明:对苯二酚、间苯二酚主要抑制羟胺(NH_2OH)氧化为亚硝酸盐氮;邻苯二酚主要抑制亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐氮;3种苯二酚对硝化污泥的电子传递体系活性抑制程度为对苯二酚间苯二酚邻苯二酚,对应的TTC和INT的半数效应质量浓度(EC_(50))分别为4.85、5.28、38.37mg/L和5.75、6.31、40.33mg/L。     

短程反硝化聚磷菌快速驯化对比研究

短程反硝化聚磷菌(DPAOs)的驯化方法主要包括两阶段驯化法和三阶段驯化法。以模拟生活污水作为处理对象,利用序批式活性污泥反应器(SBR)进行DPAOs快速驯化方法对比研究。试验结果表明:两阶段驯化法出水中总磷(TP)质量浓度为0.789mg/L;三阶段驯化法亚硝酸盐氮、TP、COD去除率分别为94.73%、95.47%、89.96%,其出水质量浓度分别为1.311、0.453、17.072mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。采用三阶段驯化法对DPAOs的驯化更加有利,缺氧阶段开始时外碳源浓度是两种驯化方法结果产生差异的主要因素。     

硝化颗粒污泥的快速培养及其硝化特性分析

以好氧颗粒污泥接种小试柱形SBR,采用自配无机氨氮废水为进水,在中温（28～30℃）条件下通过逐步提升进水NH4^＋-N浓度（100～650mg／L）和缩短水力停留时间（8～4h）快速培养硝化颗粒污泥。实验结果证实,以好氧颗粒污泥接种可以促使硝化颗粒污泥快速形成,36d时粒径〉0．21mm的颗粒污泥占总数的93％,颗粒污泥NH4-N比去除速率为50．53mgNH4^＋-N／（gSS·h）。硝化颗粒污泥具有良好的短程硝化性能,亚硝酸盐产生速率和累积率分别保持在3．3kgNO2-N／（m^3·d）和85％以上。反应初期高FA和反应末期高FNA的共同抑制是该研究中实现和维持稳定短程硝化的关键因素。     

利用亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集

依据DPB原理,利用SBR动态反应器和静态释/聚磷装置.以A2/O工艺厌氧段污泥为种泥,研究以亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集,同时对选择、富集污泥的反硝化聚磷性能进行了考察.结果表明:利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌存在于A2/O厌氧段污泥中,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧方式运行后,聚磷菌总数由1400个/mL增加到32 000个/mL,其中反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例也由14.5%提高到81%,磷酸盐和亚硝酸盐去除率分别由最初的8.65%和7.55%上升到91%和95.62%;筛选与富集利用亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌时,缺氧段进水COD的浓度须控制在10 mg/L以下;当体系处于稳定状态,且亚硝酸盐氮浓度高达30 mg/L时,并未对反硝化聚磷菌的生存产生抑制和体系运行产生干扰,此时磷酸盐出水低至1.06 mg/L.