固体缓释碳源处理低碳氮比污水的脱氮及机理

通过投加PHB(聚-β-羟丁酸)和改性天然缓释碳源,在填料高度0.6 m处的实验表明,投加PHB后反应体系保持着对NH3-N较好的去除效果,去除率为13.04%~94.56%(均值67.45%)。而投加改性天然缓释碳源后,出水NH3-N浓度高于原水;待改性天然缓释碳源完全消耗后,出水NH3-N浓度低于原水。投加改性天然缓释碳源比投加PHB对去除NO-3-N和TN的效果更好,在投加改性天然缓释碳源33 d左右内,系统保持着对NO-3-N和TN很高的去除效果,去除率分别达到17.31%~97.37%(均值77.18%)和33.69%~88.16%(均值74.06%)。在实验参数的基础上,投加改性天然缓释碳源后,系统对高效脱氮的时间可维持33 d左右,反应体系对TN的去除主要依赖于反硝化细菌的异化作用。     

混合固定化硝化菌和好氧反硝化菌处理焦化废水

对传统的聚乙烯醇(PVA)固定化方法进行了改进,试制了加入麦秸粉末的固定化球和以活性炭纤维膜为载体膜固定化细胞产品。混合固定化硝化细菌和好氧反硝化细菌对经过厌氧折流板反应器酸化后的焦化废水进行脱氮,焦化废水在厌氧折流板反应器中经过18 h的酸化后,pH在8.0左右,开始进入好氧槽进行脱氮。在有效容积为5 L好氧槽中经过12 h的曝气处理,加入麦秸粉末的固定化球对氨氮的去除率高达94.3%;纤维膜固定化细胞产品对氨氮的去除率为85%。整个脱氮过程无NO^-₂-N和NO^-₂-N的积累,实现了好氧条件下的同时硝化和反硝化。     

碳源种类对农村污水反硝化过程脱氮效果的影响

针对农村污水普遍存在碳源不足的问题,研究了不同碳源种类对反硝化脱氮过程的影响。选用SBR,以乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖为碳源,分别控制COD∶N值为4.5、5、6.5、6.5,对反应器脱氮速率以及氮素指标变化规律进行了研究。结果表明：投加乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖时,其平均反硝化速率分别为0.050、0.031、0.034、0.026 g·(g·h)⁻¹;有机物结构越复杂,意味着代谢过程越复杂,反硝化所需时间亦相对延长;投加乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖时,当硝酸盐基本被完全消耗时,分别于第50、70、70、70 min时反应器中亚硝酸盐积累量达到了最大值;以葡萄糖为碳源时,最大亚硝酸盐积累率为42.5%;而以乙酸钠和乙醇为碳源时,最大亚硝酸盐积累率次之,分别为23.2%和19.5%;以蔗糖为碳源时,最大亚硝酸盐积累率最小,仅为7.0%。以上研究结果可为低浓度农村污水处理过程中针对外加碳源种类的选择提供参考。     

一株反硝化菌的脱氮性能

从广州市某污水处理厂缺氧段活性污泥中分离筛选出一株反硝化菌,以该菌株为研究对象,鉴定后对该菌株进行脱氮条件最优化实验在此基础上,分析其厌氧氨氧化能力。结果表明:在柠檬酸钠浓度为9 g·L~(-1),KNO_3浓度为1 g·L~(-1),溫度为35℃,pH为6.8的条件下,同时控制接种量为2.5%,即控制初始菌株浓度为10~7 mL~(-1)时,2 d后8号菌能达到87%的最佳NO_3~--N去除率;在厌氧氨氧化能力检测实验中,培养液中生化反应以反硝化作用为主,在第3·5天发现厌氧氨氧化反应,因此推测这株菌具有厌氧氨氧化反应能力。经初步鉴定,该菌株为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)。     

水解反硝化在城镇污水脱氮处理中的应用研究

提出在A2/O池前加水解池,并将二沉池出水部分回流到水解池,增加水解反硝化作用。分别从水解池对TN的去除、水解池反硝化作用、水解池对后续生化处理硝化和反硝化的影响四个方面,说明水解池有利于提高TN的去除率,使出水TN控制在15mg/L以下,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标。     

湿地植物作为低C?N比生活污水反硝化碳源的研究

以风车草、香根草、再力花、芦荻、美人蕉5种湿地植物作为低C/N比生活污水的反硝化碳源材料。静态碳源释放实验中,5种湿地植物释碳能力为风车草再力花芦荻香根草美人蕉,风车草COD释放量最高,可达(129.2±6.2)mg/(g·L),其TN、TP的释放量相对较低。静态反硝化脱氮实验中,风车草和再力花脱氮效果最好,反硝化出水中硝态氮质量浓度均降低至3mg/L左右,硝态氮去除率均达88%左右,出水COD均在100mg/L左右,COD去除率均达到84%左右。在低C/N比生活污水反硝化脱氮中试实验中,以风车草为反硝化碳源,出水中TN、COD去除率可分别达到73%、75%左右,说明风车草是一种良好的低C/N比生活污水深度处理的反硝化碳源材料。     

CASS反应器内反硝化聚磷菌处理生活污水的性能

以实际生活污水作为处理对象,创造出适宜反硝化聚磷菌富集的条件,研究CASS工艺去除有机物同步反硝化脱氮除磷的性能。经过阶段 I、阶段 II 2种运行模式共计66 d的污泥培养,实现反应器的稳定运行,出水化学需氧量、氨氮、TN、TP的去除率平均值分别为90.47%、95.02%、84.71%和99.09%。通过释/吸磷实验测定稳定运行阶段的污泥,反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例达到80.00%,且典型周期内磷的吸收量与硝酸盐的去除量呈线性关系。在此运行模式下,该CASS运行模式可同时高效去除有机物、总氮与总磷,并且对反硝化聚磷菌具有较高的富集效率。     

固体碳源反硝化滤池脱氮效果及沿程生化特性

在污水处理工艺末端嵌入固体碳源反硝化滤池,可以不改变污水处理厂的原有工艺提高总氮去除效率,方便应对污水厂的提标压力和低碳源污水的脱氮问题。针对生化池尾水硝酸盐特性,以聚己内酯（PCL）作为填充床构建了固体碳源反硝化生物滤池,研究了该反应器的脱氮性能以及生物滤池的沿程生物量和微生物群落结构。结果表明,TN为32.0~37.7 mg·L-1、硝态氮为30.2~34.9 mg·L-1的生化池尾水进入该固体碳源反硝化池后,在HRT为1.5 h的情况下,出水TN在1.1~3.5 mg·L-1之间,硝态氮低于1 mg·L-1,平均去除率均大于94%。研究发现,固体碳源反硝化滤池对硝态氮的转化去除主要发生在40 cm填料以下;生物量的大小也随滤层高度的增加逐渐降低,且与滤层高度呈良好的线性负相关关系（y=-0.471x+38.77,R2=0.976）。采用PCR-DGGE技术研究了固体碳源反硝化滤池的沿程微生物群落结构特征,发现滤层底部（进水端）尽管生物量多,但微生物多样性低,滤池的中部是生物多样性最丰富的区域,香农威尔指数分别为1.95和2.40。DGGE图谱特征条带的16S rDNA序列分析表明生物膜中微生物变形菌门（Proteobacteria）占优势,主要微生物包括能降解PCL的细菌Comamonas,以及常见的反硝化细菌Dechloromonas、Rubrivivax和发酵产乙酸的硫酸盐还原菌Desulfobacter,从微生物群落关系结构角度支撑了固体碳源反硝化过程的顺利进行。     

同步硝化反硝化高效菌脱氮性能研究与工程应用

从太原市某污水处理厂的回流污泥中筛选出3株同步硝化反硝化高效菌,初步鉴定为青霉菌(Penicillium sp.),研究了3株青霉菌在A~2/O工艺中的脱氮性能并应用于实际工程。结果表明:3株青霉菌的脱氮能力3~#1~#2~#;体积比为1~#∶2~#∶3~#=3∶2∶5的青霉菌混合液脱氮性能稳定,对氨氮和总氮的去除率高于单株青霉菌;实际工程应用验证表明,3株青霉菌确实具有促进同步硝化反硝化的功能,出水的氨氮和总氮均可以达到《提取类制药工业水污染物排放标准》(GB 21905—2008)。     

固体碳源生物膜处理地下水硝酸盐污染的脱氮性能研究

采用聚己内酯(PCL)为固体碳源和生物膜载体,研究填充率和水力停留时间(HRT)对生物膜反应器脱氮的影响。结果表明:(1)40%(体积分数)的填充率较合适,4h为最佳HRT。此时反应器硝酸盐氮去除率为88%,出水硝酸盐氮质量浓度平均值为8.80mg/L。(2)丛毛单胞菌属(Comamonas)、热单胞菌属(Thermomonas)、固氮螺菌属(Azospira)和长绳菌属(Longilinea)为反应器的主要菌属,且填充率40%的反应器以上菌属相对丰度总和最高(70%)。     

自生生物动态膜反应器处理低碳氮比污水的研究

在好氧连续曝气方式下采用自生生物动态膜反应器处理低C/N污水,水力停留时间为5 h,膜通量为17～19 L/(m2·h) ,COD/ NH 4-N 在0.56～2.22,COD去除率在起始阶段达70%左右,运行稳定后,下降到40%左右; NH 4-N 的去除率一直稳定在 60.0% 左右.在 NH 4-N 的氧化过程中, NH 4-N 除被生物利用外,大部分被转化为 NO-2-N (出水中 NO-3-N 浓度非常低),亚硝化率平均达到94%.     

以聚己内酯作为生物反硝化固体碳源的研究

为解决水体因低碳氮比而导致脱氮效率差的问题,将颗粒聚己内酯(PCL)重新塑形为阶梯环状,研究其作为反硝化过程的生物膜载体与固相碳源的反硝化性能。结果表明,在静态实验中,平均反硝化速率为8.57 mg NO3-N/(L·h);反硝化过程为零级反应。连续填充床实验中,超过90%的硝酸盐可被去除,出水NO2-N质量浓度低于0.20 mg/L;出水NH3-N质量浓度略有上升;出水溶解性有机碳(DOC)先上升后降低至1 mg/L左右。电子扫描显微镜扫描显示,PCL阶梯环反应表面空隙率较高,表面生物膜以杆菌为主,反应后被明显腐蚀;液相色谱检测显示PCL阶梯环分子量反应前后略有下降,其结构未受到破坏;表明该材料适合作为反硝化反应的碳源的同时,又可以作为载体供微生物附着生长。     

MBR工艺短硝化反硝化处理生活污水的研究

以模拟生活污水为对象,研究了中温(25～30℃)条件下,膜生物反应器-短硝化反硝化生物脱氮的效果,试验结果表明,在曝气量为0.15 m3/h,pH值为7～8的条件下,出水COD保持在100 mg/L以下(平均49 mg/L),出水氨氮在5.0 mg/L以下(平均3.1 mg/L),NO2-得到了富集,出水中基本监测不出NO3-,总氮去除率平均为86.2%,最高达94.0%,且系统的耐冲击负荷能力较好;曝气量和pH值是短硝化过程的重要影响因素.     

固定化活性污泥实现短程硝化反硝化处理畜禽废水

以畜禽废水为处理对象,通过分别控制水力停留时间(HRT)、溶解氧(DO)、pH值、温度和碳氮比(C/N)等影响亚硝化的主要单因子,以使固定化活性污泥颗粒实现短程硝化反硝化反应,在连续流运行模式下进行废水脱氮实验,实验结果表明,单因子HRT为10 h,溶解氧为4 mg/L,pH值为8.5,温度为30℃,碳氮比为10时,对TN和COD的去除率分别为81.98%、93.79%;87.32%、98.35%;83.82%、93.93%;85%、97%;85.37%、97.28%,达到了理想的去除效果。     

垃圾渗滤液补充反硝化碳源强化脱氮效果

垃圾渗滤液中含有大量易被微生物利用的挥发性脂肪酸,若其可以作为城镇污水处理厂的补充碳源,将对降低碳源投加成本和实现垃圾渗滤液的资源化利用有重要意义。在实际城镇污水处理厂考察了垃圾渗滤液补充进水碳源的脱氮效果,并进一步对比了传统碳源(甲醇、乙酸钠)、垃圾渗滤液及垃圾渗滤液在不同pH条件下产生的水解酸化液作为碳源时的反硝化效果。结果表明,实际城镇污水处理厂投加乙酸钠作为补充碳源时总氮去除率仅提高3%左右,而在进水中混合垃圾渗滤液后提高了约10%。垃圾渗滤液与乙酸钠作碳源时NO3--N去除率均>97%,但垃圾渗滤液为碳源时最大比反硝化速率高达8.8 mg·(g·h) -1(以MLSS计),是乙酸钠为碳源时的1.7倍;垃圾渗滤液中性和碱性水解酸化液为碳源时,反硝化效果相差不大,最大比反硝化速率为4.5~4.8 mg·(g·h) -1(以MLSS计),NO3--N去除率仅为70%左右。垃圾渗滤液或其水解酸化液是否可以作为强化脱氮效果的补充碳源取决于基质本身的性质。     

好氧反硝化菌TAD1的同步硝化反硝化性能

研究发现嗜热螯台球菌(Chelatococcus daeguensis)TAD1具有同步硝化反硝化性能,可将水中的氨氮去除。重点考察50℃下,碳氮比、碳源、初始pH值、DO浓度等因素对菌株TAD1同步硝化反硝化脱氮性能的影响规律及菌株TAD1的耐氨能力,最后用Minitab软件进行综合优化。结果表明,菌株TAD1在高浓度氨氮(500～3 000 mg/L)下仍具有很高的脱氮能力,pH值和碳源用量是影响TAD1同步硝化反硝化最显著的因素,综合优化后总氮最大去除率达到了70%,证实利用菌株TAD1的同步硝化反硝化性能具有潜在的废水脱氮应用前景。     

水力停留时间对天然纤维素类固体碳源反硝化滤池处理效果的影响

为了有效去除低C/N(质量比)生活污水中的TN,考察了水力停留时间(HRT)对以稻秆、玉米芯和大豆壳等天然纤维素为填料和固体碳源(以下简称碳源)的反硝化滤池的脱氮效果的影响,从COD、TN、TP去除规律和不同阶段释碳速率的变化,分析和比较不同HRT和碳源种类下反硝化滤池的脱氮性能,获得了不同碳源对应的最佳HRT,并探讨了最适碳源种类。以稻秆、玉米芯、大豆壳为碳源时,反硝化滤池的最佳HRT分别为2.0、2.0、4.0h,出水TN分别为0.3、0.2、0.4mg/L,TN去除率均为97.8%以上,此时出水COD、TP分别为37.6～44.9、0.4～0.6mg/L。玉米芯释碳速率低,释碳持久稳定,投加玉米芯为碳源的反硝化滤池在4个月后仍可保持高效、稳定的反硝化脱氮性能。     

基于固态碳源的同步硝化反硝化反应器对海水养殖废水中氮的去除性能

通过批次实验考察了非生物作用下3-羟基丁酸/戊酸酯共聚物(PHBV)的有机碳释放规律;以PHBV颗粒和陶粒作为填料建立了填充柱生物膜反应器,并通过长期(90 d)运行考察了其对海水养殖废水中氮的去除性能。结果表明,非生物作用下PHBV难以向水体中释放有机碳;以PHBV作为固态碳源的生物膜反应器可以实现同步硝化反硝化。反应器运行状态(HRT为2 h)稳定后,氨氮和总氮的去除率分别为(91.8±1.3)%和(87.5±2.2)%,硝化速率和反硝化速率分别为0.11 g·(L·d)⁻¹和0.20 g·(L·d)⁻¹。填充柱沿水流方向可以分为2个区段,0~20 cm柱体内主要进行同步硝化反硝化过程,20~100 cm柱体内主要进行反硝化过程;反应器中微弱的亚硝酸盐积累可以归因于短程反硝化。以上研究成果可以为海水养殖业绿色发展提供参考。     

硫/石灰石自养反硝化处理低碳高氮城市污水的工艺

利用水泥+沙子的胶凝骨架材料作为生物反应器填料骨架,通过胶凝粘附1∶1配比的硫粉和石灰石粉的方法制备自养反硝化填料,在自行设计的自制硫/石灰石填料自养反硝化系统中,考察了该工艺对以低C/N为特性且含低氨氮高总氮的城市污水处理厂二级处理出水的脱氮性能,并优化了主要工艺参数。结果表明,在进水总氮为40.92 mg/L,COD为38.92 mg/L,C∶TN∶NH+4-N=8.6∶9∶1的条件下,系统最优水力停留时间为3.2 h,系统最优初始pH值为7,最适反硝化温度为32.8℃,TN去除率为90%~92%。比传统按1∶1体积比例投加硫磺与石灰的反应器在处理时间方面缩短60%以上,去除效率也大有提高。     

低C/N比污水反硝化过程中亚硝态氮累积特性研究

以乙酸钠为碳源,采用序批实验研究低C/N比污水在不同温度反硝化过程中的亚硝态氮累积规律。研究结果表明,不同温度下低C/N比污水均能在反硝化过程中累积亚硝态氮。在同一温度下,随着初始C/N比增加,亚硝态氮最大累积率随之增加,温度为15℃时亚硝态氮最大累积率增幅最大,C/N比为1.03时,亚硝态氮最大累积率仅为18.8%,而C/N比为4.16时,亚硝态氮最大累积率高达83.9%;在同一水平的C/N比下,随着温度升高,亚硝态氮最大累积率也随之呈增加的趋势;当C/N比为1左右,温度从15℃上升到25℃时,亚硝态氮最大累积率从18.8%上升到51.7%;在较高温度、较高C/N比下,反应初期由于乙酸钠具有一定弱碱性导致系统pH迅速上升,随着硝态氮逐渐还原成亚硝态氮,乙酸钠被分解成CO_2,pH逐渐下降,待硝酸盐完全去除,进一步发生亚硝态氮还原,系统pH再次上升。