好氧氨氧化菌混培物的氨氧化动力学研究

采用批式呼吸法求得好氧氨氧化菌产率系数为0.2119 mg COD/mg NH4 -NOD(或者0.7268 mg COD/mg NH4 -N)和氨氧化菌最大氨氮降解速率为0.1 mg NOD/(mg COD·h)(或者0.0292 mg N/(mg COD·h)).用间歇式批试验法,加入24 μmol/L NaN3抑制NO2--N氧化,建立氨氧化反应动力学方程,得到氨氮半饱和系数为18.38 mg NOD/L(或者5.36 mg NH4 -N/L),DO半饱和系数为0.494 mg/L.对比参数值表明,用一步硝化动力学来描述氨氧化反应动力学模型是错误的.     

好氧与厌氧氨氧化复合颗粒污泥完全自营养脱氮影响因素

采用间歇实验,考察了初始NH⁺₄-N浓度、DO浓度和pH对颗粒污泥完全自营养脱氮的特性的影响。研究表明,在完全自营养脱氮系统中,当DO为0.6～0.8 mg/L,pH控制在7.5～7.8时,好氧氨氧化和厌氧氨氧化速率在一定范围内随NH⁺₄-N浓度（30～150 mg/L）的增加而增加,较高的氨氮浓度能提高自营养脱氮反应速率。较高的DO有利于提高亚硝酸盐氧化速率,但会导致亚硝酸盐的积累;DO浓度过低时,好氧氨氧化过程受到抑制。NH⁺₄浓度为36 mg/L,DO控制在0.6～0.8 mg/L的条件下,当pH值为7.8时,完全自营养脱氮的效果最佳,总氮去除速率达最大值为23.976 mg/(g MLSS·d)。     

排水管道中CH4、H2S与N2O的产生机制及其控制策略

排水管道厌氧环境会产生甲烷 (CH₄) 与硫化氢 (H₂S) ,而好氧及缺氧环境又会诱发氧化亚氮 (N₂O) 。污水中所含有机物 (COD) 、氮 (N) 和硫酸盐 (SO₄²⁻) 是产生这些气体的主要根源。系统综述了3种有害气体的产生机理,厘清污水中污染物、管道中微生物及管道环境对有害气体产生的影响。基于此,有针对性地提出了这几类气态污染物的控制策略。其中,对CH₄与H₂S的抑制手段集中在向管道中投加药剂以限制其产生源头,然而投加NO₃⁻或NO₂⁻药剂与通入氧气这两种控制手段可能会导致N₂O这种温室气体的大量产生。因此,应充分了解排水管道中各复杂因素之间的相互作用,以实现对有害污染气体的控制,并实现碳减排的目标。     

外源MnO2和儿茶酚对猪粪好氧堆肥氨挥发与氮素形态转化的影响

为探究儿茶酚与MnO₂的添加对强化堆肥腐殖化及氮素保留效果的影响,以猪粪与木屑为堆肥原材料,分别设置对照组 (CK,儿茶酚与MnO₂质量分数均为0%),实验组 (T1,儿茶酚0%与MnO₂ 1%;T2,儿茶酚3%与MnO₂ 0%;T3,儿茶酚3%与MnO₂ 1%)4个处理,借助冗余分析、UV-vis、3D-EEM光谱技术,探究不同处理对堆肥基本理化性质、氮素转化过程及氮素保留机理的影响。结果表明,1% MnO₂和3%儿茶酚的混合处理 (T3)堆肥过程中类氨基酸组分荧光强度显著增强,氨挥发受到明显抑制,堆肥结束时,混合处理氨累积挥发量为1.39 g,仅为CK的16.61%;有机氮组分中酸解氨态氮占比为17%,高于CK的14%;总凯氏氮相较于CK提升了9.00%,温度、pH值、EC值和GI值等基础指标均满足安全利用标准。三维荧光平行因子分析表明MnO₂和儿茶酚的混合添加可有效削减堆肥初期含氮有机质的矿化分解,从而明显降低堆体升温阶段和高温阶段的氨挥发总量,实现氮素的保留。     

亚硝酸盐对生物膜CANON工艺脱氮性能和N2O释放的影响

通过调控进水NO2--N浓度分别为0、25、50和100 mg·L-1,研究不同初始NO2--N浓度对CANON工艺脱氮效果和N2O释放的影响。结果表明：SBBR中,初始NO2--N浓度分别为0、25、50和100 mg·L-1时,TN去除率分别达到81.65%、89.09%,87.75%和88.39%;对应的N2O释放率分别为7.03%、7.93%、10.21%和11.94%;前1/2周期内N2O释放量分别占总释放量的46%、53%、68%和75%。通过分析可知,较高初始NO2--N浓度,可以增加TN去除率,但是会刺激CANON工艺中N2O释放量的增加。     

NH2OH与NO2−对anammox体系中N2O排放的影响

厌氧氨氧化(anammox)为新型生物脱氮工艺,面临N₂O温室气体排放问题。羟胺(NH₂OH)与亚硝酸盐 (NO₂⁻) 是影响anammox体系N₂O排放的重要环境因子。基于批次实验,考察了不同质量浓度NH₂OH和NO₂⁻对anammox体系中N₂O释放的影响。结果表明,在[NO₂⁻]为100~300mg·L⁻¹条件下,N₂O排放量随NH₂OH质量浓度递增;而当[NO₂⁻]增至300~500 mg·L⁻¹,投加高质量浓度NH₂OH(30、50 mg·L⁻¹)能抑制N₂O的产生。微生物群落多样性分析表明,低[NO₂⁻]的环境中,NH₂OH会增加体系中异养菌的相对丰度,并抑制anammox菌的生长;而在高[NO₂⁻]的环境中,高质量浓度的NH₂OH可促进anammox菌与共存异养细菌的生长。功能基因分析表明,N₂O的排放量受到硝化、反硝化及硝酸盐异化还原产铵(DNRA)代谢途径调控,并与norB、nrfA基因丰度呈显著正相关(P<0.05 ) 。因此,anammox体系N₂O产量受到NO₂⁻与NH₂OH综合作用的影响,当进水[NO₂⁻]较高时可通过投加适量NH₂OH降低N₂O排放量,而当进水NO₂⁻不足时可通过抑制NH₂OH的累积量以减少N₂O的生成。该研究结果可为anammox工艺的低碳运行提供参考。     

C/N和pH值对高温好氧反硝化菌产N2O的影响研究

以50℃高温、好氧条件下能进行高效好氧反硝化的菌株TAD1为研究对象,在不同C/N和pH值培养条件下,对其24 h的反硝化效率和反硝化过程中N2O的逸出量进行了研究。结果显示,C/N和pH值对菌株TAD1的反硝化效率和N2O产生量有明显影响.菌株TAD1最适宜的C/N为9,pH值为7,此时反硝化效率达到99.12%,N2O产生量仅为3.35×10-2 mg/L,N2 O转化率为0.045%,反硝化产物以氮气为主。另外,菌株TAD1不适宜在酸性条件下生长,pH值为6时反硝化效率为83.18%,N2O产生量为13.88×10-2 mg/L,是pH值为7时的4.14倍,是pH值为8时的5.07倍。     

颗粒污泥反硝化动力学特性及微量NO2的影响

采用批试验方法,研究了颗粒污泥反硝化动力学特性及微量NO2的影响.采用Monod模型描述反硝化反应动力学,得到有机物半饱和常数为4.72 mg/L,亚硝态氮半饱和常数为2.26 mg/L,最大亚硝态氮降解速率为0.0069 mgNO2--N/(mg MLSS·h).微量NO2对反硝化具有抑制作用,采用反竞争性可逆抑制模型描述了微量NO2对反硝化速率的影响,得到微量NO2下的最大反硝化速率为0.006865 mg NO,2--N/(mg MLSS·h),亚硝态氮半饱和常数为0.1 mg/L,NO2抑制系数为1.53 mg/L.在通入51.3、102.7、205.4和308.1 mg NO2/m3时Nox的损失量分别是78.7%～99.4%、81%～99.4%、65.1%～97.9%和38.9%～89.7%,相当部分的Nox损失.     

NH_4＋和H_2O_2抑制臭氧氧化过程中溴酸盐形成的效能研究

通过纯水条件下的模拟研究,考察NH4＋和H2O2在单独和联用时对臭氧氧化过程中溴酸盐形成的抑制效能。结果表明,单独投加NH4＋能显著降低溴酸盐的生成量,并对水中臭氧浓度衰减无明显影响;投加H2O2大于0.20 mmol/L时,能在一定程度上抑制溴酸盐的形成,但加快了水中臭氧浓度的衰减;同时投加过量H2O2和NH4＋时,...     

微量NO2对厌氧氨氧化甲烷化反硝化耦合影响的动力学分析

采用批试验方法,研究微量NO₂对颗粒污泥厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化耦合的影响。基于Haldane模型建立了厌氧氨氧化的NO₂强化函数,估计了强化函数中的最大强化系数（30.55）、NO₂半饱和常数（1.96 mg/L）、NO₂抑制常数（0.0082 mg/L）和基础速率系数（0.0314）。微量NO₂对甲烷化和反硝化动力学可用反竞争性抑制动力学方程进行描述。甲烷化的最大比乙酸盐去除速率为0.15 mg COD/（mg VSS·h）,乙酸盐半饱和常数为395 mg COD/L,NO₂抑制系数为0.623 mg/L。反硝化的亚硝酸盐氮最大去除速率0.00685 h^-1,亚硝酸盐氮半饱和常数 0.214 mg/L,NO₂抑制系数为22.4 mg/L。试验中大部分的NOx气体物质出现损失。     

双系统离子色谱同时测定河流中氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的含量

水样经o.22μm微孔滤膜过滤后,通过双系统离子色谱,分别以氢氧化钾和甲烷磺酸作为流动相,抑制电导检测,成功建立了同时、准确、快速测定河流中氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的方法.结果表明,该方法检出限o.001～0.002 mg/L,相对标准偏差1.2％～1.9％,加标回收率89.6％～101.5％.该方法操作简便、快速、选择性好,检出限可满足环境水质分析的要求.     

改善反应器内部光照条件对TiO2光催化去除H2S的影响

在不同紫外光照强度和不同催化剂质量条件下,研究了TiO2对H2S光催化氧化去除效率和特征。结果表明,H2S去除率随紫外光照强度增大而增大,而在用空白玻璃珠替代部分负载有TiO2的玻璃珠（TiO2-GB）后,TiO2-GB所占比例为60%（TG60%）时具有最佳的光催化氧化效率。在H2S浓度为1 062 mg·m-3,流速100 mL·min-1条件下反应90 h后,TG60%的H2S去除率依然能达到64.79%,高于相同条件下TG100%的42.03%,产物为S6与S0。通过研究反应器内部紫外光强度分布,发现单纯增大外部紫外灯功率并不能有效增大反应器内部光强,而随空白玻璃珠所占比例增大,反应器内部光照条件得到有效改善。因此,单纯增强紫外线强度或增加TiO2催化剂用量均不能达到最理想的光利用效率,而是要将两者综合考虑。实验结果表明,与填充物全为TiO2-GB的情况相比,TG60%在不提高能耗的前提下,减少了催化剂的用量,而H2S的光催化去除率反而提升。     

短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺对氨淋洗液的处理效果

为证明短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理氨淋洗液的可行性,采用生物滴滤池(BTF)进行氨淋洗液的短程硝化,然后利用厌氧氨氧化上流式厌氧污泥床(UASB)对淋洗液进行脱氮处理。结果表明：当氨浓度为0.03~0.31 mg·L⁻¹时,80%以上的氨被淋洗至液相,淋洗液中28%~84%的氮素可通过后续厌氧氨氧化过程被去除;在低、高氨负荷(0.072~0.72 kg·(m³·d)⁻¹)时,BTF均可实现对氨淋洗液的短程硝化,证明亚硝酸的积累与氨负荷无明显关系;利用淋洗液中游离氨、游离亚硝酸对氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌的抑制作用以及O₂传质的限制作用实现短程硝化。保证短程硝化BTF中亚硝酸积累、氨吸收效果、氨生物转化效率的最佳回流比为1∶2。上述研究结果可为采用短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理氨淋洗液提供参考。     

一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理中低浓度模拟氨氮废水

采用序批式反应器(sequencing batch reactor, SBR)研究了一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理中低浓度氨氮废水的运行稳定性。结果表明,在温度为35 ℃、进水氨氮浓度为200 mg·L⁻¹、溶解氧为0.2~0.4 mg·L⁻¹条件下,一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化反应器去除负荷(以TN计)可达到0.24 kg·(m³·d)⁻¹,平均去除率为75.84%,成功实现了一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化的稳定运行。污泥中氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria, AOB)和厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonia oxidation, Anammox)活性(以${\rm{NH}}_4^ + $-N计)分别稳定在877.24 mg·(g·d)⁻¹和127.61 mg·(g·d)⁻¹,亚硝酸氧化菌(nitrite oxidizing bacteria, NOB)活性由60.84 mg·(g·d)⁻¹(以${\rm{NO}}_2^ - $-N计)下降至18.54 mg·(g·d)⁻¹,NOB被成功抑制,AOB与Anammox菌之间形成良好的协同作用,保证了稳定的脱氮效果。FISH结果表明,污泥中的优势菌为AOB和Anammox菌,从微生物角度佐证了一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化反应器维持较好脱氮效果的长期运行稳定性。一段式部分亚硝化厌氧氨氧化工艺的稳定运行可为厌氧氨氧化技术处理中低浓度氨氮废水提供参考。     

Cu/La共掺杂TiO2光催化氧化水中的氨氮

采用水解-沉淀法制备了Cu/La共掺杂纳米TiO2催化剂,利用XRD、XPS和BET技术对其进行表征,并考察了在紫外灯下,共掺杂TiO2对氨氮的光催化氧化工艺条件。物相结构和比表面积测试结果表明,共掺杂催化剂具有较好的锐钛矿晶型,孔径分布为4～8 nm,Cu/La共掺杂TiO2La以La3+,Cu是以Cu2+、Cu+的形式掺杂进入TiO2的晶格。光催化实验表明:所得改性光催化剂对氨氮的去除及焦化废水的处理均具有较高的催化活性。     

进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N_2O释放的影响

进水氨氮负荷是污水生物脱氮过程中N2O释放的重要影响因素。在稳定运行的序列间歇式活性污泥反应器(SBR)内,考察了进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N2O释放速率、累积释放量和转化率的影响。结果显示,相比于缺氧段,进水氨氮负荷的增加对好氧段N2O的释放有较大影响,且N2O的释放速率、累积释放量和转化率均随进水氨氮负荷的增加而增大。当进水氨氮负荷从45.6g/(m3·d)增加到78.6g/(m3·d)时,系统的总N2O累积释放量和总N2O转化率增加并不明显,仅增加3.95mg、0.99百分点;而当进水氨氮负荷从78.6g/(m3·d)增加到117.6g/(m3·d)时,系统的总N2O累积释放量和总N2O转化率分别增加了25.24mg、4.49百分点。因此,在实际污水处理过程中,当进水氨氮负荷偏高(117.6g/(m3·d))时,系统的N2O释放量可能大幅增加,需要采取减少进水氨氮负荷的方法来避免N2O释放。     

Ag3PO4-MnO2/g-C3N4非均相臭氧催化对页岩气钻井废水的深度处理

采用热缩聚合成法、水热法制备Ag3PO4-MnO2/g-C3N4三元复合催化剂。利用XRD和SEM对其进行结构表征,并考察催化剂用量、废水pH、臭氧投加量等因素对页岩气钻井废水深度处理效果的影响。结果表明,Ag3PO4-MnO2/g-C3N4三元复合催化剂中,立方晶型Ag3PO4、纳米纤维状MnO2与经模板剂制得的管孔状g-C3N4成功复合,改变了其晶面的有序性并增大了比表面积。通过复合提高了Ag3PO4的稳定性及其与MnO2协同作用对臭氧的催化活性。在催化剂投加量为0.5 g·L-1,废水pH为11,臭氧投加量为3.2 mg·min-1,反应时间为40 min的条件下,对预处理后的页岩气钻井废水（COD含量为1 076 mg·L-1）COD的去除率为85.1%,该复合催化剂重复使用5次后仍保持良好的活性和稳定性。     

H2O和SO2对V2O5-WO3/TiO2催化剂催化氧化NO的影响

研究了在120℃的反应温度下,H2O和SO2对V2O5-WO3/TiO2催化剂选择性催化氧化（SCO）NO的影响。结果表明,在H2O和SO2存在的情况下催化剂失活很快,停止通入H2O和SO2后活性不能恢复,但在加热到250℃后催化活性基本恢复。FT-IR分析表明,催化剂表面形成了金属硝酸盐和Ti的硫酸盐,对催化活性有一定影响,但不影响催化剂在250℃下催化活性的恢复。SO2、H2O和NO的竞争吸附与SO2和NO2的铅室反应是影响催化剂活性的主要原因。     

溶液中阴离子和腐殖酸对UV/H2O2降解2,4-二氯酚的影响

研究了UV/H2O2工艺对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的去除效果和水中阴离子、腐殖酸对该工艺降解2,4-DCP的影响.结果表明:UV/H2O2工艺可以有效地去除水中2,4-DCP,光降解过程符合一级反应动力学模型;在H2O2投加量为8 mg/L、1个30 W低压汞灯照射下,2,4-DCP在蒸馏水和自来水中反应速率常数分别为0.023 2、0.016 2 min-1;NO-3、Cl-、HCO-3对2,4-DCP光降解有抑制作用,当3种阴离子摩尔浓度为0.5、10.0、20.0 mmol/L时,对2,4-DCP光降解的抑制程度为HCO-3＞NO-3＞Cl-;腐殖酸在低浓度时,促进光降解反应进行,在高浓度时,2,4-DCP的光降解受到抑制.自来水中的反应速率常数低于蒸馏水中的反应速率常数是由于水中多种阴离子和腐殖酸影响的结果.