一种脱氮反应器的脱氮效果研究

为探索一种脱氮反应器在实际水厂运行中的脱氮效果,在某一工业污水处理厂开展相关试验。探索在工况Ⅰ（投加碳源）、工况Ⅱ（投加碳源和脱氮菌）和工况Ⅲ（投加碳源和经过脱氮反应器处理后的脱氮菌）3种情况下总氮的去除效果,并记录碳源使用量和菌剂使用量。工况Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的总氮去除率分别为74.47%、83.54%和85.57%。结合COD、TN去除率,进水水量和碳源投加量,可计算出工况Ⅰ：177.08 mg/L的COD去除27.13 mg/L的TN;工况Ⅱ：180.5 mg/L的COD去除53.89 mg/L的TN;工况Ⅲ：177.0 mg/L的COD去除55.43 mg/L的TN。在同等COD浓度下,工况Ⅱ、Ⅲ的TN去除率均高于工况Ⅰ。工况Ⅱ的TN去除率略低于工况Ⅲ,但其菌剂用量为工况Ⅲ的10倍。该脱氮反应器在减少脱氮菌剂用量的同时保持高效率的脱氮效果。     

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.     

影响活性污泥脱氮的效果及对策

以九江大化肥污水Ａ／Ｏ脱氮工艺为例，详细地分析了影响活性污泥脱氮效果的几个因素，提出了一些相应对策来提高脱氮效果     

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.     

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.     

六氯苯碱催化分解脱氯效果及影响因素研究

采用自主设计开发的碱催化设备研究了碱催化分解技术(BCD)对六氯苯(HCB)脱氯的效果.考察了反应温度、氢氧化钠投加比例以及不同催化剂对六氯苯去除效率、脱氯效率以及中间代谢产物的影响.提高反应温度和氢氧化钠投加比例能够有效提高六氯苯的脱氯解毒效率,当六氯苯与氢氧化钠投加质量比为1:5时,在360℃下反应4h后,六氯苯的去除率为99.97%,脱氯效率达到91.08%.还原铁粉作为催化剂时,在330℃反应1h后,能够将六氯苯的脱氯效率由38.99%提高至77.51%.     

植物光合及蒸腾特性对湿地脱氮效果的影响

测定了芦苇光合作用及蒸腾特性随气象和水力条件的变化,及湿地相应的脱氮效率.采用相关系数法分析了芦苇光合及蒸腾特性与脱氮效率之间的关系.结果表明,芦苇的光合作用、蒸腾作用对湿地脱氮效果影响较大,随净光合速率和蒸腾速率的增加,湿地中DO浓度上升,改善了湿地脱氮效果;湿地水深影响芦苇水分利用效率和湿地脱氮效率,与浅水位比较而言,深水位下芦苇的水分利用率和湿地脱氮效率都得到了提高.     

微生物强化猪场沼液脱氮效果研究

微生物强化可以提高序批式生物反应器(SBR)的处理效果。对高NH_4~+-N(氨氮)、低COD/N猪场沼液脱氮条件进行优化,结果表明,投加硝化细菌对促进SBR活性污泥系统硝化作用不明显,总氮(TN)去除率为1.7%,以甲醇为碳源的投菌组,当COD/N为11:1时总氮去除率约为84%。此外,使用低聚果糖废液作为混合碳源,同等COD/N条件下,脱氮效果优于甲醇,约为95%。优化投菌比例,综合碳源实验,脱氮效果最佳条件为硝化细菌10~5 CFU/mL、反硝化细菌10~5 CFU/mL,水力停留时间为3 d,NH_4~+-N、TN去除率分别为(99±0.4)%,(95±1.5)%,出水的相应浓度分别为(2.63±0.88)、(13.80±4.34)mg/L。此外,COD从最初的530 mg/L降低至100 mg/L以下。改进的工艺出水氨氮和总氮优于一级A标准,为养殖废水的深度脱氮提供了基础数据。     

固定化藻类脱氮除磷效果研究

藻类固定在活性炭上用于去除人工配制污水中的氮、磷等污染物。试验结果表明藻类对氮、磷和浊度的去除率分别达到50％、41．9％和98．2％,氮、磷和浊度相应达到较好去除效果的时间分别为12、60、60h。     

分流两段式土壤渗滤系统脱氮效果及机理研究

为解决传统土壤渗滤系统占地面积过大的问题,采用多级土壤渗滤系统和地下渗滤系统组合的新型两段式污水处理工艺,研究了在高水力负荷0.3m/d条件下分流比对其脱氮效果的影响,并通过实时定量PCR技术对不同层级的脱氮功能基因数量进行检测,进一步探究该系统中微生物脱氮机理.水质监测结果表明,分流措施可以显著提高两段式土壤渗滤系统在高负荷下的脱氮能力,当分流比为1：2时系统污染物去除能力最佳,对化学需氧量（COD）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）、总氮（TN）的平均去除率分别达到91.16%、96.91%、72.11%和72.27%.脱氮功能基因丰度分析结果表明,多级土壤渗滤系统中的硝化及厌氧氨氧化和地下渗滤系统中的硝化反硝化的耦合作用是该工艺微生物脱氮的主要途径.     

地下土壤渗滤系统脱氮效果的研究

在地下土壤渗滤系统运行的过程中,污水中的总氮主要是通过硝化作用及反硝化作用去除的。但是由于反应条件的限制,该系统出水中总氮的浓度总是不能使人满意。分析目前常用的三种提高总氮去除效率的地下土壤渗滤系统得出:间歇进水,并且在一定土壤层深度为微生物的活动提供有机物可以显著降低出水中总氮的浓度。     

提高催化反硝化脱氮效果的研究

为去除水体中硝酸盐氮,有效改善水质,前期提出了Pd-Cu催化剂协同零价铁(Fe⁰)的新型催化反硝化法处理水体中硝态氮,但该方法的催化效果,尤其是N₂转化率有待提高,文章对此展开了深入研究。研究发现,用复合载体代替单一载体制取催化剂,其一定程度上可提高催化效果。其中,Pd-Cu/γ-Al₂O₃-硅藻土催化活性达0.41 mg/(L·g·min),N₂转化率则达到69%,与各自的单一载体催化剂相比,催化效果明显提升。对催化剂用2 mol/L的HCl酸洗1 h,大多数催化剂的催化效果有提高。其中,Pd-Cu/硅藻土催化效果提升显著,尤其N₂转化率提高5%,达到62%。此外,当改变催化剂的活性组分,添加丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)能改变催化剂的催化效果。当向金属Pd添加AOT,其虽然会减少催化剂上Cu的活性位,导致催化活性降低,但同时会抑制脱氧反应的进行,提高N₂转化率。     

潜流人工湿地负荷变化对脱氮效果的影响研究

通过15个月的现场监测试验,研究了约40种入水负荷下人工湿地的脱氮效果,总结了芦苇、茭草、混合种植以及无植物潜流湿地在不同水力负荷和污染负荷下的单位面积出水氮负荷和去除率的变化规律.4种潜流系统入水负荷从400mg·(m²·d)^-1变化到8 000 mg·(m²·d)^-1,出水负荷小于7 000 mg·(m²·d)^-1,研究表明,潜流湿地出水负荷随着入水负荷的升高而升高,具有明显的线性相关关系.单位面积总氮的去除率在低负荷条件下随入水负荷的升高而升高,但在高负荷时单位面积去除率基本维持在一定的水平,不受入水负荷的影响,去除率变化波动较大.各系统的最佳运行范围在2 000～4 000mg·(m²·d)^-1之间,平均去除率在1 062～2 007 mg·(m²·d)^-1之间.床体间比较认为,植物床脱氮效果明显好于空白床,芦苇床、茭草床单位面积脱氮效率高出空白床63%和27%;同时考察的植物吸收量证明,植物吸收氮的量非常有限,不到去除量的5%,证明植物主要通过吸收以外的其它因素如改善水力条件和根系微环境来提高系统的氮去除效率.研究结果为潜流湿地脱氮机理的理解和设计提供参考.     

人工湿地脱氮效果的研究进展

介绍了人工湿地的特点、应用现状及其氮的去除机理,从植物、基质和供氧方式3个角度阐述了人工湿地在提高脱氮效果方面所做的研究,并指出人工湿地仍有着广阔的发展前景.     

BBFR-IVCW工艺对微污染水体的脱氮效果

以BBFR(biomass bio-film reactor, 生物质生物膜反应器)和IVCW(integrated vertical-flow constructed wetland,复合垂直流人工湿地)构成小试系统,由改性水草塘、生态塘和IVCW构建中试系统,对高碳低氮水的脱氮效果及其影响因素进行了研究. 结果表明,小试系统中CW2(2#湿地)出水ρ(TN)低于CW1(1#湿地);中试系统对TN的去除率为52.49%,出水达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ级标准. C/N〔ρ(COD_Cr)/ρ(TN)〕对BBFR中TN去除率的影响较大,但对NO₃--N去除率的影响并不明显. 从经济成本和反硝化效果来看,小试系统最优C/N为4.9,中试系统最优C/N为4.8. C/N为2.8时,CW1对NO₃--N的去除率为71.88%±15.70％,与C/N>2.8时相比,差异显著(F₃,6=21,P<0.05);C/N为4.1时,CW2对NO₃--N的去除率为92.83%±11.26％,与其他C/N下NO₃--N去除率的差异显著(F₃,6=4.34,P<0.05). 小试系统中BBFR对COD_Cr的去除贡献率高于TN,但各单元作为一个有机整体优势互补,共同保证系统出水水质.      

生物沸石床污水脱氮效果及机理

研究了生物沸石床对模拟村镇生活污水中各形态氮及COD等污染物的去除效果结果表明,生物沸石床对NH₃^--N去除效果明显且稳定,去除率大于95%,对NO₃^--N的去除则受水力停留时间的影响较大从机理分析,生物沸石对NH₃-N的去除主要依靠化学吸附、离子交换以及生物硝化的协同作用,而对NO₃^--N的去除主要依赖反硝化作用.生物沸石的硝化作用明显,并受溶解氧浓度限制,沸石床中部沸石硝化强度只有表层沸石的1/2;其反硝化能力则随实验条件中C/N的不同而变化明显,当COD/TN=5时,反硝化作用最强,在时间变化规律上,前6h反硝化速率最大.     

高压均质对蓝藻有机质释放与厌氧发酵产酸的促进效果

为提高蓝藻在厌氧发酵过程中的资源化利用率,采用高压均质技术处理蓝藻以提高其厌氧发酵产VFAs（挥发性脂肪酸）的效率,通过对蓝藻进行不同压力和pH的高压均质处理,比较处理后蓝藻营养物质的释放情况,并确定该处理的优选运行条件;同时,对未处理蓝藻、高压均质蓝藻、热碱蓝藻进行厌氧发酵试验,评估高压均质处理对蓝藻发酵产酸效果的影响.结果表明:不同条件下高压均质的蓝藻所释放的有机质均较处理前有所提高,其中高压均质的优选条件为压力100 MPa和pH=11,该条件下ρ（SCOD）（SCOD为溶解性化学需氧量）可达22.74 g/L,比对照组提高了52.34倍.在厌氧发酵试验中,高压均质处理在促进有机质释放的同时,还可以提高底物的可生化性,进而提升产酸量.高压均质蓝藻产VFAs的质量浓度最高达8.22 g/L,是对照组的2.16倍.另外,高压均质处理蓝藻的CST（毛细吸水时间）由热碱预处理蓝藻的2 940 s降至1 940 s,减缓了有机质释放带来的脱水性能的恶化趋势.研究显示,高压均质预处理能够提高蓝藻细胞有机质释放、改善碳源可生化性、促进厌氧发酵产酸量,并且降低了分离回收碳源的难度.      

溶藻细菌对棕囊藻溶藻过程的电子显微镜研究

从珠海海域的赤潮海水中分离出2株溶藻细菌Y01和Y04,对球形棕囊藻有显著的溶藻效果.利用扫描电镜对溶藻细菌的作用过程进行观察研究.结果表明,藻菌共同培养初期,藻菌密度均有较大的增长,在24 h内出现溶藻现象,72 h后绝大部分的藻细胞被溶解.溶藻过程为:溶藻细菌在藻细胞表面吸附、细菌密度增加、细菌包围藻细胞、藻细胞表层开始破裂、藻细胞内容物溶出、藻细胞破碎、死亡.溶藻过程循环往复,直至藻液中藻细胞全部被溶解.     

木质纤维素废渣对赤泥的脱碱及改良研究

赤泥是铝土矿提炼氧化铝后排放的强碱性废渣,数量巨大且环境风险大,如何无害化及土壤化处置是赤泥生态修复与治理的关键。该研究通过掺拌不同比例的木质纤维素酸性废渣,并进行复合微生物菌剂添加和覆叶排碱处理,对赤泥的pH、有机质含量及有效水容量进行了比较研究。发现掺拌木质纤维素废渣、添加复合微生物菌剂均能显著降低赤泥pH、增加有机质含量与有效水容量。其中添加复合微生物菌剂且赤泥与木质纤维素废渣质量比为7∶3时,赤泥pH可由11.08降至8.35,有机质含量由6.13 g/kg增至24.92 g/kg,有效水容量由8.80%增至19.17%,已达到一些耐盐碱植物的生长要求。覆叶排碱措施尽管对赤泥pH、有机质含量及有效水容量均无显著影响,但减少了可溶盐碱在赤泥表层的析出。故此,掺拌一定量的木质纤维素废渣并辅之以复合微生物菌剂添加及松叶覆盖等,是一种有效的"以废治废"的赤泥脱碱及改良方法。     

活性污泥法废水脱氮过程C／N值对N2O释放及脱氮效果的影响

本就活性污泥法废水脱氮过程中C／N值对N2O气体形成及废水处理脱氮效果的影响进行探讨。试验结果表明．C／N≥4．5时．脱氮过程中没有N2O气体释放大气中，总脱氮率≥92％；而当C／N≤3．0时，由NH3-N转化为N2O-N的百分比随C／N值下降而升高。