环境中氮化物迁移转化过程研究进展

本文对近年来国内外有关氮化物迁移转化过程研究取得的新成果作了较为全面的叙述，包括氮化物在不同的生态系统中的硝化和反硝化的规律、转化的动力学以及数学模式等方面取得的研究成果     

含腈污水处理

介绍了安庆丙烯腈──腈纶联合装置污水处理系统工艺路线及运行现状。含腈（氰）污水中主要污染物在生化处理过程中首先被转化为氨氮，然后进一步硝化。但在特定的水质条件下氨氮难以硝化的问题较为突出，对此进行了探讨。     

西南喀斯特区植被恢复对土壤氮素转化通路的影响

氮素是生态系统重要的限制性养分元素之一.研究氮素转化特征对于了解生态系统功能具有重要意义.然而,目前对喀斯特地区氮素转化特征的认识十分有限.同时,喀斯特地区正开展一系列的生态恢复工程措施,生态恢复将对土壤氮素转化过程产生何种影响尚不清楚.为此,本研究在广西环江县喀斯特区域选取3种典型的植被恢复阶段(草地、灌丛、次生林),以农田为参照,采集0~10 cm深度的土壤样品,测定了土壤净氨化速率(净氨化率、真菌氨化和细菌氨化)、净氮矿化速率(净氮矿化、真菌矿化和细菌矿化)、净硝化速率(净硝化、自养硝化、异养硝化、真菌硝化、细菌硝化)及相关土壤理化指标,研究喀斯特区植被恢复对土壤氮素转化速率的影响.结果表明,总体上喀斯特生态系统硝化速率很高,土壤无机氮主要以硝态氮形式为主,其中自养硝化和异养硝化分别占净硝化速率的80%和20%.添加真菌和细菌抑制剂后,氨化速率增加,而硝化速率下降.另外,随着植被的恢复,土壤氮矿化和硝化速率逐渐增加,而氨化速率逐渐下降.其原因与不同植被恢复阶段的土壤有机碳、总氮、硝态氮、微生物量及氮获取酶的活性有密切关系.这些发现为认识喀斯特生态系统氮素循环特征提供了关键的信息.     

污水人工土快滤处理脱氮机制初探

研究了人工土模拟柱对污水中氮去除的主要机制。试验结果表明，在脱氮的各种机制中，生物硝化－反硝化起着较重要的作用，对全Ｎ的相对去除率为５０％，对ＮＨ＾＋４－Ｎ的相对转化去除率为６９％；对ＳＳ的物理截留也起了一定的作用。     

平原水库与地下水交互带中氨氮转化规律研究

为掌握年调节型平原水库与地下水交互带氨氮转化规律,以辽河石佛寺水库为例,通过采集交互带土样进行土柱渗水试验和微生物试验,分析氨氮的转化过程及特性,并结合一级反应动力学模型计算氨氮及产物转化速度常数。结果表明土柱0~30 cm在硝化细菌和亚硝化细菌作用下主要发生硝化过程;30~60 cm硝化和反硝化过程同时存在;60~80 cm在反硝化细菌作用下主要发生反硝化过程,到试验结束硝酸盐氮浓度接近0 mg/L。经计算,氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐氮的转化速度常数分别为0.059、0.049、0.036 d-1。由此推断在平原型水库交互带内40 cm以上,氨氮转化以硝化作用为主;60 cm以下以反硝化作用为主,菌种分布规律与氨氮转化过程相一致。该研究为掌握平原型水库交互带氨氮转化机制和保护库区地下水环境提供科学依据。     

河水在硝化过程中抑制作用的研究

在河水自净和废水处理中硝化作用是很重要的一种作用,我们研究了河水中无机氮化合物通过硝化作用的转化规律和历程,证明亚硝化菌把氨氮氧化为亚硝酸盐;硝化菌把亚硝酸盐氧化为硝酸盐,典型的硝化历     

潜流型人工湿地污水处理系统氮去除及氮转化细菌的研究

潜流型人工湿地污水处理系统具有一定的氮净化能力，总氮（ＴＮ）去除率分别为４９３４％（芦苇系统）、４５４９％（茭白系统）、３８６９％（无植物系统）．湿地中氮转化细菌丰富，氨化细菌为１０６—１０７ｃｆｕ／ｇ（土壤），亚硝化菌为１０３—１０５ＭＰＮ／ｇ（土壤），硝化菌１０３—１０４ＭＰＮ／ｇ（土壤），反硝化细菌为１０４—１０６ＭＰＮ／ｇ（土壤）．亚硝化菌数量有植物系统高于无植物系统，前部高于后部，硝化菌数量有植物系统高于无植物系统，中后部高于前部．     

碱度对低氨氮部分亚硝化的影响与机理分析

为了探讨进水碱度对低氨氮废水部分亚硝化过程的影响与机理,在控制碱度的条件下启动并运行SBR部分亚硝化反应器。结果表明,控制碱度/NH_4~+-N为3.67～4.05可成功实现低氨氮废水部分亚硝化反应器的启动和稳定运行,亚硝酸盐累积率90%。将稳定运行的SBR部分亚硝化反应器与厌氧氨氧化反应器串联运行,系统TN去除率为37.3%～84.3%。周期试验显示,当碱度值70 mg/L时,SBR部分亚硝化反应器NH_4~+-N转化速率介于2.81～5.67 mg/(L·h),当碱度减小至70 mg/L,NH_4~+-N转化速率明显下降,当碱度60 mg/L时,亚硝化反应停止。机理分析表明,以HCO_3~-盐为碱度物质时,碱度值70 mg/L可导致系统无机碳源匮乏,这是影响NH_4~+-N转化速率和控制亚硝化反应进程的主要原因。     

3，5-二甲基吡唑磷酸盐硝化抑制作用初探

采用室内培养实验的方法，以不加抑制荆的尿素作为对照，对比研究DMPP及它的同分异构体3，5-二甲基吡唑磷酸盐作为硝化抑制剂对尿素氮在土壤中转化的影响。结果表明，3，5-二甲基吡唑磷酸盐具有一定的硝化抑制作用。在培养期间。施加3。5-二甲基吡唑磷酸盐的土壤中硝态氮的含量一周后始终低于对照，铵态氮的含量一周后始终高于对照。但在培养试验中后期（三周以后），3，5-二甲基吡唑磷酸盐的硝化抑制效果劣于DMPP。3，5-二甲基吡唑磷酸盐能否作为新型硝化抑制荆。还要对它的生理、生态效应等进行进一步的研究。     

一种高效硝化菌联合体的分离

通过最大或然数液体分离法和固体平板分离法从武汉市西湖的湖泊底泥中分离得到了一种以氨盐为唯一能源,具有硝化作用的硝化菌联合体———A2-6-3。经16S rDNA菌种鉴定,此硝化菌联合体包含的菌种归属于硝化杆菌属、硝化螺旋菌属、红假单胞菌属,其中以硝化螺旋菌属为主。对硝化菌联合体A2-6-3进行硝化速率和传代稳定性研究,发现其将氨氮转化为硝态氮的平均硝化速率为4.02 mg/(L.d),最大硝化速率达到13.99 mg/(L.d)。硝化菌联合体A2-6-3的菌群组成和硝化性能传代后保持稳定。     

应用微生物组合技术治理富营养化水体的研究

应用光合细菌、硝化、玉垒菌等高效微生物及其组合，采用悬浮浮与挂膜两种批式工艺，对比分析其对富化水体有机物的却除及含氮化合物的转化效果，同时，采用接触氧化反应器进行连续流试验考察其对氨氮的转化效果。结果证明，采用微生物组合技术处理方法治理富营养水切实可行。     

饮用水中硝酸盐去除方法比较

本文综述了饮用水中硝酸盐的各种去除方法及其优缺点.通过分析比较,认为离子交换法和生物反硝化法都可用于大规模生产饮用水,但最有发展前途目前研究最多的是生物反硝化法.该法将硝酸盐转化为氮气,无废液产生,处理费用低.但异氧反硝化法需进行复杂的后处理除去过量的有机物,自养反硝化法会造成出水硫酸盐含量增高.     

太湖氮素出入湖通量与自净能力研究

为了探索太湖氮素迁移转化过程,对2009～2010水文年环太湖25条主要河流及太湖梅梁湾、东太湖等典型区域的各形态氮素进行分析,并利用太湖出入湖水量、蓝藻人工打捞量和鱼产量等相关数据,分析计算太湖氮素流动和转化潜力.结果表明太湖全年河道输入氮素总量约7.00×104t,河道出湖氮素总量约4.01×104t.整个水文年中,太湖氮素自净量约3.22×104t,其中反硝化约3.02×104t,沉积物吸附约0.20×104t.在反硝化潜力上,太湖西湖区(如梅梁湾)反硝化潜力远高于东部湖区(如东太湖),而夏季太湖反硝化潜力又高于其它季节.因此,太湖氮素自净作用在湖泊氮素迁移转化中发挥重要作用.     

全程自养脱氮工艺的研究

以悬浮填料床作为全程自养脱氮反应器，用不含有机碳的合成氨氮废水进行反应器的启动。系统的氨氮和总氮去除率分别达80％和60％左右。通过批式实验对全程自脱氮做进一步的研究。结果表明，通过控制反应器中DO的浓度，可以控制氨氧化和反硝化的比率；当DO为0.8mg/L时，氨氮几乎完全转化为氮气，氨氧化和反硝化在此时达到了动态平衡；在低DO情况下，氨氮和亚硝氮同时存在，氨氮和总氮的转化率都大幅度的提高，说明氨氮可以亚硝氮为电子受体，在无外加有机碳源的情况下进行反硝化。     

C/N和污泥浓度对以pH值调控的亚硝化系统影响

pH是亚硝化系统实现并稳定的重要调控手段,为研究不同C/N(0、1、2、3、4)及污泥浓度(污泥量:配水量为1:6、1:3、1:1)下亚硝化系统的pH变化规律及在不同pH变化下对污染物去除转化过程的影响,以乙酸钠为碳源,采用锥形瓶接种成熟的亚硝化污泥进行了批次试验。结果表明,相同污泥浓度下,C/N越大,pH增量越大,反硝化效率越高;相同C/N下,污泥浓度越大,pH增量越小,反硝化效率越高。反应系统对碳氮的去除转化与pH变化存在较大的相关性,且反硝化与亚硝化反应具有先后顺序。整个系统运行期间,pH上升过程的比COD去除速率是pH下降时的7~16倍,pH下降过程的比氨氧化速率(SAOR)是上升过程的1~20倍,当pH6.1,系统失去氨氧化能力。本试验过程中,C/N为4时该系统碳氮去除效率较其他工况最佳,3个污泥浓度下分别耗时480、350、300min完成氨的转化及80%的COD去除。不同工况下,亚硝化反应在系统内的占比维持在50%以上,且NO3--N浓度一直低于5mg·L-1,表明该系统以亚硝化作用为主导。     

间歇式活性污泥法硝化与反硝化的试验研究

介绍了间歇式活性污泥法硝化、反硝化及连续硝化、反硝化的反应规律。试验结果表明，脱氮进行的顺利与否，主要决定于硝化反应完成的程度。但在反硝化过程，不投加有机碳源的反硝化速率远远低于投加有机碳源的速率。因此，在反硝化时，投加一定的碳源是必要的，它可以加快反硝化速率，缩短反应时间并减小反应器容积。     

异养硝化-好氧反硝化菌脱氮同时降解苯酚特性

研究了异养硝化-好氧反硝化菌Diaphorobacter sp. PDB3去除氨氮同时降解苯酚的特性.在最佳碳氮比7和摇床转速160r/min下,该菌在21h内对初始浓度365mg/L苯酚的降解率达94.9%,总有机碳去除率达90.8%,同时40mg N/L氨氮被完全去除,中间代谢物硝态氮和亚硝态氮逐渐积累并在后期降低.氮平衡分析表明,52.3%的氨氮转化为胞内氮,37.2%转化为氮气,菌株主要通过细胞同化作用和异养硝化-好氧反硝化作用去除氨氮.检测到羟胺氧化酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性,表明菌株PDB3具有完整的异养硝化-好氧反硝化偶联途径.随着苯酚浓度升高,抑制作用增强,脱氮效率降低.     

C/N和污泥浓度对以pH值调控的亚硝化系统影响

pH是亚硝化系统实现并稳定的重要调控手段,为研究不同C/N(0、1、2、3、4)及污泥浓度(污泥量∶配水量为1∶6、1∶3、1∶1)下亚硝化系统的pH变化规律及在不同pH变化下对污染物去除转化过程的影响,以乙酸钠为碳源,采用锥形瓶接种成熟的亚硝化污泥进行了批次试验.结果表明,相同污泥浓度下,C/N越大,pH增量越大,反硝化效率越高;相同C/N下,污泥浓度越大,pH增量越小,反硝化效率越高.反应系统对碳氮的去除转化与pH变化存在较大的相关性,且反硝化与亚硝化反应具有先后顺序.整个系统运行期间,pH上升过程的比COD去除速率是pH下降时的7～16倍,pH下降过程的比氨氧化速率(SAOR)是上升过程的1～20倍,当pH 6. 1,系统失去氨氧化能力.本试验过程中,C/N为4时该系统碳氮去除效率较其他工况最佳,3个污泥浓度下分别耗时480、350、300 min完成氨的转化及80%的COD去除.不同工况下,亚硝化反应在系统内的占比维持在50%以上,且NO-3-N浓度一直低于5 mg·L-1,表明该系统以亚硝化作用为主导.     

环境温度下SBR实现稳定部分亚硝化研究

采用SBR反应器建立了一套通过特定pH终值调控曝气停止点，以实现稳定部分亚硝化的策略，整个运行过程分为3个阶段，阶段Ⅰ启动亚硝化，阶段Ⅱ在稳定亚硝化的同时探索pH终值的设定规律，阶段Ⅲ采用pH终值设定规律实现稳定部分亚硝化，通过跨越夏、冬季（7~35℃）共148d的运行，考察SBR系统内有机物、氮素的转化规律，并分析不同温度（23、18、13℃）对部分亚硝化反应过程的影响.结果表明，在低DO（0.2~0.4mg/L）和MLSS为4000mg/L的条件下，控制pH终值为（7.73±0.02），使出水FA在0.5~1.2mg/L，可稳定部分亚硝化期间的出水NO₂^--N/NH₄⁺-N值在1~1.4之间，出水亚硝积累率（NAR）维持在85%以上，有机物去除率在60%以上.比氨氧化速率、比亚硝态氮氧化速率、比COD去除速率均随温度下降而降低，但降低趋势较缓，且反应均能稳定完成.     

硝化工艺中硝化菌体的微生物结构及其选择附着生长模式

硝化处理效率低是硝化处理工艺的主要问题。硝化过程主要由硝化细菌完成，因此硝化作用的效果基本取决于硝化菌体的生长状况。文章通过硝化细菌生长方式进行探讨，提出硝化菌体在载体表面选择附着生长模式，对于理解硝化作用与硝化菌体生长的关系，硝化菌全生物膜的生物特征，从而相应地改善载体的优化设计，取得较好的硝化处理效果。