常温低基质下磷酸盐对厌氧氨氧化反应的影响

采用上向流厌氧氨氧化生物膜滤池反应器,研究了在进水温度（25±1）℃、pH值7．5～7．7、进水NHf—N及NO2--N浓度30-45iiig／L、COD小于10mg／L的条件下磷酸浓度对厌氧氨氧化反应的影响。实验结果表明,当TP〈5mg／L,磷酸盐浓度对厌氧氨氧化反应没有影响;当TP在5～7．5mg／L之间时随着磷酸盐浓度的增高氨氮的去除受到抑制,总氮的去除率随之降低。停止投加磷酸盐后系统处理效能可以快速恢复。     

高基质浓度下厌氧氨氧化反应器的启动过程

采用3套厌氧序批式生物膜反应器,研究了高基质浓度对厌氧氨氧化反应器启动过程的影响。经过50 d左右培养,3个反应器氮容积去除负荷均达到0.23 kg N/(m3.d)。但是随着氮容积负荷的提高,反应器内pH也随之升高,最终超过了厌氧氨氧化菌最适生长条件,3个反应器脱氮效果逐渐下降。然后分别通过降低浓度、延长水力停留时间的方式对其脱氮效能进行恢复性研究。结果表明高基质浓度不利于厌氧氨氧化反应器脱氮能力的增强。采用低基质浓度的方式提高反应器氮容积去除负荷时,脱氮效能不仅得到了恢复,而且能够提高到0.45 kg N/(m3.d)。说明低基质难度比高基质浓度更有利于厌氧氨氧化脱氮效能的提高。     

DO在厌氧序批式生物膜反应器中对厌氧氨氧化反应启动的影响

考察了DO在厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR)中对厌氧氨氧化反应启动过程的影响.结果表明,当进水采用高纯氮气进行除DO处理后进入ASBBR时,ASBBR很快以厌氧氨氧化反应为主,运行13 d后,NO-3-N生成量、NO-2-N去除量、NH+4-N去除量比开始围绕0.25∶1.30∶1.00上下小幅波动,运行100 d后的总氮容积去除负荷为1.560 kg/(m3·d);当进水不除DO处理进入ASBBR时,从运行的第57天开始,ASBBR内才表现出明显的厌氧氨氧化反应特性,运行到第73天时,NO-3-N生成量、NO-2-N去除量、NH+4-N去除量比开始围绕0.21∶1.20∶1.00上下小幅波动,运行的93～100 d,总氮容积去除负荷稳定在较高水平,最高可达1.090 kg/(m3·d);进水不除DO处理时,会使厌氧氨氧化反应启动迟缓;无纺布作为生物载体,具有较强的抗水力负荷和基质(NH+4-N、NO-2-N)负荷能力.     

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）。     

IC反应器厌氧氨氧化启动与运行特性研究

采用一套有效容积为20 L的IC反应器,接种啤酒废水厌氧处理池污泥,保持反应器进水NH+4-N浓度为120 mg/L,NO-2-N浓度为150 mg/L,在温度为30±1 ℃的条件下,对ANAMMOX反应过程的启动和运行特性进行了研究.结果表明反应器的启动经历了污泥低负荷驯化期、负荷提高期和高负荷运行期3个阶段;在反应器运行到第130 d,反应器启动成功;NH+4-N和NO-2-N的去除率分别约82.1%和94.5%;去除的NH+4-N和NO-2-N及生成的NO-3-N三者之间的比值为11.160.3;在反应器中形成了粒径为1～2 mm的颗粒污泥.     

不同泥源对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用2套上流式生物膜反应器,分别接种少量厌氧氨氧化污泥和大量硝化污泥,考察其对厌氧氨氧化反应器启动的影响。污泥接种入反应器后,测得接种厌氧氨氧化污泥的反应器(R1)内MLSS为0.22 g/L,另一个反应器(R2)MLSS为2.7 g/L。与直接接种厌氧氨氧化污泥相比,R1经过72 d的运行才显现出厌氧氨氧化特性。经过114 d的培养,前者氮去除速率由0.23 kg/(m3.d)提升到5.29 kg/(m3.d),总氮去除率大于89%;R2的氮去除速率由0.01 kg/(m3.d)提升到1.1 kg/(m3.d),总氮去除率大于84.6%。说明普通污泥启动需要一个较长的筛选过程,直接接种少量的厌氧氨氧化污泥比接种普通的污泥能够更快启动厌氧氨氧化反应器。     

低盐度对EGSB厌氧氨氧化反应器启动和运行的影响

考察了低盐度(以NaCl计,w/v)对厌氧氨氧化反应器启动和运行的影响。在水力停留时间为11 h的条件下,以普通活性污泥为接种污泥,分别以进水盐度为8 g/L和进水不含盐度启动并运行厌氧氨氧化反应器。结果表明,进水含有盐度和进水不含盐反应器启动时间分别为125 d和107 d,总氮去除率分别为(73.0±13.9)%和(78.4±3.7)%。运行阶段,进水含有盐度反应器总氮去除率始终低于进水不含盐度反应器。随回流比提升,两反应器颗粒污泥中值粒径增大。在不同回流比条件下,进水含有盐度反应器颗粒污泥中值粒径均小于进水不含盐度反应器。当回流比为7时,进水含有盐度反应器颗粒污泥EPS中多糖、蛋白质和腐殖质的含量均低于进水不含盐度反应器。两反应器EPS多糖与蛋白质的比值分别为2.8和3.1。低盐度对EGSB厌氧氨氧化反应器的启动、运行和颗粒污泥的形成有一定的影响。     

ASBR厌氧氨氧化反应器的快速启动及脱氮原理分析

以城市生活污水为基本水质进行配水,采用ASBR研究了厌氧氨氧化反应器的快速启动过程及脱氮性能。实验条件如下:T为(35±1)℃、HRT为24 h、pH为7.2～7.5,进水NH4+-N、NO2--N浓度为40～160 mg/L,TN负荷为0.08～0.34 kg TN/(m3.d),按2∶1比例混合接种好氧短程硝化污泥和厌氧氨氧化污泥,经49 d运行成功启动厌氧氨氧化反应器,并实现稳定运行。实验结果表明:稳定运行期NH4+-N、NO2--N去除率分别达96%和98%;NH4+-N、NO2--N去除量与NO3--N生成量比值为1∶1.05∶0.29,较为接近理论值;成功启动的反应器出水pH高于进水;系统TN去除率平均值为79.7%;反应器内存在反硝化与厌氧氨氧化的协同作用,实现了部分COD去除;污泥由深棕色絮状变成红褐色颗粒状,经SEM扫描电镜观察污泥菌群种类单一,多为球状菌,有漏斗状缺口,具有典型氨氧化菌形态特征。     

污泥颗粒化快速启动厌氧氨氧化反应器的探讨

厌氧氨氧化工艺处理成本低,被认为是有应用前景的废水脱氮技术.但是,厌氧氨氧化菌生长缓慢,厌氧氨氧化反应器启动困难.探讨了几种快速启动厌氧氨氧化反应器的方法,包括投加颗粒污泥、惰性载体、絮凝剂及多价阳离子等,并对其作用机理进行了分析.     

低接种量条件下实现厌氧氨氧化快速启动的策略

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonia oxidation, anammox)是目前最高效节能的脱氮方式,可以在不加碳源的条件下实现自养高负荷脱氮。然而,厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonia oxidizing bacterial, anAOB)因其生长缓慢,会导致污水处理工艺的启动周期较长。因此,为缩短anammox的启动周期,设置了3种不同污泥接种方式(A：接种500 mg·L⁻¹ anAOB; B：接种500 mg·L⁻¹ anAOB+5 000 mg·L⁻¹反硝化菌;C：接种500 mg·L⁻¹ anAOB+5 000 mg·L⁻¹硝化菌)开展anammox启动实验,分析了底物浓度对脱氮效果的影响以及不同接种条件下微生物群落的差异。结果表明,采用向反应器投加500 mg·L⁻¹ anAOB+5 000 mg·L⁻¹反硝化菌的接种方式,可以实现anammox的快速启动;启动30 d后,总氮去除效率(nitrogen removal rate, NRR)可达1.41 kg·(m³·d)⁻¹以上。微生物群落分析结果表明,反应器中主要存在的anAOB为Candaditue Kuenenia;与单独接种anammox污泥相比,接种反硝化污泥和anammox污泥会使Candaditue Kuenenia的相对丰度提高了40.0%,从而使脱氮效率提高了31.2%。底物浓度对anammox过程的影响结果表明,进水${\rm{NO}}_2^{-} $-N质量浓度达到500 mg·L⁻¹时会导致游离亚硝酸(FNA)浓度升高,而当FNA质量超过0.05 mg·L⁻¹时,会严重影响anAOB活性,导致反应器出水水质波动;通过降低进水${\rm{NO}}_2^{-} $-N浓度,可以使系统恢复。以上研究结果说明,通过接种反硝化菌和anAOB的方式可实现anammox的快速启动,加速实现anammox工艺在污水处理中大规模应用。     

低温等离子体技术改性填料前后Anammox工艺运行及微生物群落变化

采用低温等离子体技术对普通聚氨酯泡沫塑料填料进行表面改性处理,研究了改性前后填料的表面特征、厌氧氨氧化生物膜量、脱氮性能、微生物群落结构及其功能微生物基因丰度的变化。结果表明：低温等离子体改性以后填料表面与蒸馏水的静态接触角减少33.27°,单点比表面积和吸附平均孔径分别由8.98 m²·g⁻¹和3.01 nm提高至9.66 m²·g⁻¹和4.98 nm,材料表面粗糙度增加,亲水性能明显改善;未改性单位质量填料生物膜干质量为0.18 g,改性后单位质量填料生物膜干质量为0.37 g,相同时间内单位质量填料上的生物膜量相比于填料改性前提高了53%;填料改性前后系统总氮去除率均在80%以上。高通量测序结果显示,2系统菌群结构相似,主要功能菌属是Candidatus Kuenenia,改性填料相比于未改性填料其微生物种类丰富程度更高。实时荧光定量PCR(qPCR)结果显示,改性后hzo基因相对丰度由59.50%增至73.50%,提高了14%,nxrB基因相对丰度由21.10%减至17.70%,降低了3%。由此可见,填料经改性后表面生物膜量增加,生物膜上功能微生物种类丰富性也有所增加,但在较低氮基质负荷条件下脱氮效率基本不变。     

常温下HAR处理低浓度生活污水中试启动

对有效容积为315L的复合式厌氧反应器(hybridanaerobicreactor,HAR)处理低浓度生活污水的启动情况做了研究,结果表明,HAR在常温下是可以启动的,复合式厌氧工艺在启动初期有利于厌氧污泥和有机物的积累。HAR的启动期可分为3个阶段,水温>15℃时,HAR运行34d后,反应器完成启动。水力停留时间(HRT)为6h,COD和SS去除率可达60%以上。容积负荷从0.775kgCOD/m3·d增加到2.227kgCOD/m3·d,去除效率不受影响。下部污泥床层和上部填料层的污泥特性不同,在启动期末,污泥床层有少量颗粒污泥出现。     

常温条件下CAST工艺亚硝酸型硝化的实现及特性

采用循环式活性污泥法(CAST)处理模拟生活污水,通过控制曝气量,使反应器中DO在0.13～0.74 mg/L之间,在常温下快速实现亚硝酸型硝化,然后增大曝气量使反应器内DO在0.7～3.36 mg/L之间,控制曝气时间1.5 h,考察系统内亚硝酸型硝化的维持情况。结果表明,14℃条件下,通过先控制低溶解氧浓度再控制曝...     

常温下ABR处理低浓度废水性能及污泥特性

研究了常温(17~25℃)下4隔室厌氧折流板反应器(ABR)处理低浓度废水的运行效果及污泥特性。在水力停留时间(HRT)为24 h,进水COD浓度为1 500、1 000和500 mg/L左右时,平均COD去除率分别为94%、93%和87%。进水COD浓度保持在500 mg/L左右,将HRT降为12 h和8 h,COD的去除率仍达到83%以上。厌氧污泥性质测定结果表明,最后隔室中的污泥浓度、颗粒化程度及产甲烷活性与其他隔室相比明显较低,说明低浓度进水对最后隔室厌氧污泥的性质影响较大。颗粒污泥扫描电镜观察显示,各隔室颗粒污泥内部微生物组成差异较大,第1隔室颗粒污泥以产甲烷球菌为主,第2隔室颗粒污泥中没有明显的优势菌,但杆状菌比第1隔室明显较多,第3、4隔室颗粒污泥中以索氏甲烷丝菌为优势菌。     

温度和底物浓度对混合菌群木糖厌氧生物产氢的影响

为了获得混合菌群利用木糖进行厌氧发酵产氢的最佳条件,通过批次实验,对中温(35℃)和高温(55℃)下混合菌群利用不同浓度木糖(10~50 g/L)厌氧发酵产氢系统进行了研究。结果表明,35℃下系统累积产氢量和最大氢气产率在底物浓度30 g/L时获得,乙醇和乙酸为主要产氢副产物,但继续提高底物浓度会造成系统VFAs的积累与pH下降,不利于木糖代谢产氢;而55℃下累积产氢量和氢气产率随底物浓度升高持续增长,乙醇为系统主要产氢副产物,VFAs累积量较少。高温下,虽然最大氢气产率和底物木糖降解量比35℃下的低,但有利于获得较为稳定的氢气产量,产氢系统在高底物浓度下也可保持较高的木糖降解率和较为稳定的pH,有利于木糖代谢产氢。     

BC-nZVI诱导厌氧氨氧化工艺的快速启动及运行特性

厌氧氨氧化工艺的启动周期和稳定性已成为工程化应用的制约因素,铁元素可促进厌氧氨氧化菌的生长,BC-nZVI诱导下厌氧氨氧化工艺的启动与长期稳定运行特性是值得研究的课题。为此,采用液相还原法制备BC-nZVI复合材料,成功将粒径100~500 nm的nZVI负载于生物炭表面。在膨胀颗粒污泥床(expanded granular sludge bed,EGSB)中,BC-nZVI的投加大幅缩短了Anammox工艺的启动时间,提高了氮负荷冲击性能以及在弱酸性环境下的适应能力。通过投加30 mg·L⁻¹ BC-nZVI,仅需43 d即可快速启动Anammox工艺,总氮去除负荷和去除率稳定在0.22 kg·d⁻¹和80%以上。在BC-nZVI强化成熟的污泥体系中,浮霉菌门(Planctomycetota)和变形菌门(Proteobaxteria)占主导,其中 unclassified-Brocadiaceae作为AnAOB优势菌属相对丰度达22.3%,成为绝对的优势功能菌。     

氐温喹啉降解菌的筛选及降解性能

从吉林石化污水处理厂的活性污泥中驯化、筛选获得一株降解效率高且生长速率快高效耐冷菌,命名为WS-5。该菌能以喹啉作为惟一的碳源、氮源及能源。结合菌体的形态观察、生理生化特性实验及16SrDNA序列同源性对比分析,鉴定菌株WS-5为恶臭假单胞菌（Pseudomonasputida）。不同降解条件下的实验结果表明,菌株WS-5的最佳降解条件是投菌量为15％,pH值范围在8～10,摇床转速为100r／min。最佳降解环境下对200mg／L的喹啉在132h降解率达到了85．3％。菌株WS-5对初始喹啉浓度为50、100、200和300mg／L的初始喹啉浓度分别在36、72、192和262h内完全降解。这将为今后在低温条件下处理含喹啉废水提供技术指导。