不同C/N下BBFR-IVCW耦合工艺对微污染水体脱氮效果

以生物质生物膜反应器(biomass bio-film reactor,BBFR)和复合垂直流人工湿地(integrated vertical-flow constructed wetland,IVCW)构成的组合系统来处理高氮寡碳微污染地表水,考察不同C/N比对组合系统脱氮效果的影响.实验结果表明,2#CW(2#湿地系统)的TN出水均值低于CW1#(1 #湿地系统),出水达到地表水环境质量Ⅳ级标准.C/N比对BBF系统的TN去除率有很大影响,而C/N比对硝酸盐氮去除率的影响并不明显.综合从碳源投加的经济成本因素和系统的反硝化效果来看,最优的C/N比为4.9.C/N=2.8时,1#CW对NO-3-N的去除率最高,为(71.88±15.70)％,并且与C/N＞ 2.8的几组情况有显著性差异(F3,56=21,p＜0.05).在C/N=4.1时,2#CW对NO3--N的去除率为(92.83±11.26)％,与其他C/N比值下NO3-N的去除率差异显著(F3,56=4.34,p＜0.05).C/N比的变化对出水剩余TN、NO3--N的影响情况比较一致.1#CW中出水TN和NO3--N浓度都是随着C/N比的增大而逐步增加;而2#CW中出水TN和NO3--N浓度都是随着C/N比的增大先减小,在C/N＞ 4.1时又有所增加.BBFR系统对COD的去除高于其对TN去除的贡献率.     

低C/N比条件下曝气生物滤池深度脱氮

为实现低C/N比条件下曝气生物滤池的深度脱氮目的,同时为低碳源、低能耗、高效率的污水氮素去除提供技术理论参考,实验研究了低C/N比人工模拟污水曝气生物滤池中各种形式氮素的动态变化和去除效果。结果表明,在整个运行期间当曝气量调节为2 mL/min时,此时系统中溶解氧变化范围为0.49~1.02 mg/L,亚硝酸浓度在2.89~7.48 mg/L之间,该C/N比污水中亚硝酸盐的积累率可达50%以上。并且在该运行条件下氮素去除率保持在60%以上,可以实现较低C/N比条件下污染水体中氮素的去除。因此,该研究可为低C/N比污水短程深度脱氮创造条件,为C/N比较低的城市尾水深度脱氮提供依据。     

不同C／N下人工湿地的脱氮效果及其强化措施

以人工湿地为研究对象,分析了不同C／N下人工湿地的脱氮效果。结果表明,C／N为10时,TN、NO2-N和COD平均去除率分别为（75．36±10．55）％、（86．34±9．23）％和（67．60±4．10）％,都显著高于其他2组系统（P=0．006、0．001、0〈0．01）;随着C／N的增加,NO3-N去除率呈现出上升的趋势;NH4-N刚好相反,C／N为1时,明显要高于其他2种情况（P=0〈0．05）,平均去除率为（65．42-1-14．31）％。针对C／N为1时人工湿地脱氮效率较低（51．294-14．48）％的情况,对系统进水采取了添加一定量好氧反硝化细菌固定化小球并曝气12h的强化实验措施。结果发现,强化实验条件下TN、NOr-N和N03-N去除率均提高了10％以上,且都要明显高于非强化实验条件（P：0．003、0、0〈0．01）,同时NH4-N和COD去除率没有明显差异,研究结果表明,从微生物角度对系统进水进行前处理有助于提高人工湿地脱氮效率。     

不同流量分配比对多级A/O工艺去除有机物及脱氮的影响

采用三级A/O工艺分段进水工艺处理低碳源生活污水,考察了进水流量分配比对系统去除有机物、硝化反硝化能力以及去除TN的影响。通过对水质指标沿程监测结果表明,不同流量分配比(4∶3∶3,5∶3∶2,6∶3∶1)对系统去除有机物及硝化效率影响不大,出水COD、氨氮分别均在30 mg/L、1 mg/L以下。但反硝化效果受流量分配比的影响较大,在流量比为5∶3∶2时,有效利用原水中碳源进行反硝化,反硝化效果最好。在流量比为5∶3∶2的情况下,TN出水为5.7 mg/L去除率为82.9%,优于流量分配比为6∶3∶1和4∶3∶3时的脱氮效果。总体而言,分段进水工艺在对碳源的有效利用及能耗节省方面优于单点进水。     

碳氮比对人工湿地污水处理效果的影响

采用表面流人工湿地系统静态小试装置,考察了低、中、高3组不同进水COD/N(2,5,10)对系统中氮、磷及COD去除效果的影响。结果表明:进水C/N的变化对COD的去除率影响不大,平均去除率达到94.6%。TN的去除率随着COD/N的增大而逐渐升高,在C/N=5时达到63.8%,继续提高COD/N,TN的去除率变化不大。NH4+-N去除率随着COD/N的增加而降低。随着碳源的增加,释磷菌能够从进水中获得充足的碳源,从而可以比较充分地释磷,因此,磷的去除率随COD/N的增加而提高。     

COD浓度和进水流量比对一体化工艺脱氮除碳的影响

保持进水总流量不变,以一定流量比同时从缺氧区和厌氧区进水,探讨了不同进水流量比(R=Q_厌/Q_缺)和进水COD浓度对中心岛式一体化OCO工艺脱氮除碳的影响。研究结果表明,进水COD浓度和进水流量比Rs对COD的去除效果影响不大,出水COD浓度一直稳定在50 mg/L以下,去除率在92%以上;进水COD浓度和进水流量比Rs共同决定着系统TN的去除效果,进水COD浓度为100 mg/L、200 mg/L时,TN去除率随着进水流量比Rs的减小呈增加的趋势;当进水COD浓度为 300 mg/L时,TN去除率随着进水流量比Rs的减小呈先升高后降低的趋势,在进水流量比Rs为3∶1时TN去除率最高,达到87%。     

Effect of influent C/N ratio on N2O emissions from anaerobic/anoxic/oxic biological nitrogen removal processes

The problem of producing strong greenhouse gas of nitrous oxide (N₂O) from biological nitrogen removal (BNR) process in wastewater treatment plants (WWTP) has elicited great concern from various sectors. In this study, three laboratory-scale wastewater treatment systems, with influent C/N ratios of 3.4, 5.4, and 7.5, were set up to study the effect of influent C/N ratio on N₂O generation in anaerobic/anoxic/oxic (A²O) process. Results showed, with the increased influent C/N ratio, N₂O generation from both nitrification and denitrification process was decreased, and the N₂O-N conversion ratio of the process was obviously reduced from 2.23 to 0.05%. Nitrification rate in oxic section was reduced, while denitrification rate in anaerobic and anoxic section was elevated and the removal efficiency of COD, NH₄ ⁺-N, TN, and TP was enhanced in different extent. As the C/N ratio increased from 3.4 to 7.5, activities of three key denitrifying enzymes of nitrate reductase, nitrite reductase, and nitrous oxide reductase were increased. Moreover, microorganism analysis indicated that the relative abundance of ammonium-oxidizing bacteria (AOB) and nitrite-oxidizing bacteria (NOB) were positively correlated with N₂O generation, which was reduced from (8.42 ± 3.65) to (3.61 ± 1.66)% and (10.38 ± 4.12) to (4.67 ± 1.62)%, respectively. NosZ gene copy numbers of the A²O system were increased from (1.19 ± 0.49) × 10⁷ to (2.84 ± 0.54) × 10⁸ copies/g MLSS with the influent C/N ratio elevated from 3.4 to 7.5. Hence, appropriate influent C/N condition of A²O process could optimize the microbial community structure that simultaneously improve treatment efficiency and decrease the N₂O generation.

     

污泥双回流-AOA中试系统处理低C/N城镇污水的脱氮除磷性能

为解决低C/N污水脱氮除磷难题,建立了基于污泥双回流-AOA新工艺的中试系统来处理低C/N城镇污水,处理规模为100 m³·d⁻¹,考察了系统对COD和氮磷的处理效果,并对比了无第二污泥回流时的AOA工艺处理效果,分析了设置第二污泥回流的优势。结果表明,污泥双回流-AOA工艺污水处理效果显著优于无第二污泥回流时的AOA工艺,COD、NH₄⁺-N、TN、TP平均去除率分别达88.8%,96.3%,85.8%,94.1%。内源反硝化批次实验表明,内源脱氮负荷与污泥浓度呈正相关。设置第二污泥回流,提高了缺氧区MLSS,缺氧段比反硝化速率和内碳源转化率均提升,缺氧区脱氮负荷提高,促进系统TN去除率提高;系统第二污泥回流比100%时,缺氧区脱氮负荷为0.086 kgN·(m^-3·d⁻¹)。此外,设置第二污泥回流可有效避免系统在缺氧末和二沉池NH₄⁺-N和TP质量浓度小幅回升。高通量测序结果表明,属于反硝化聚糖菌 (DGAOs) 的Candidatus_Competibacter为系统的优势菌属。本研究结果可为污泥双回流-AOA新工艺实现高效脱氮除磷提供参考。     

水解(酸化)-生物滤池处理城市污水过程中氮转化与平衡

厌氧 (水解 ) 生物滤池是一种利用附着在塑料模块填料上的微生物系统对城镇污水中的污染物质进行降解处理的环保技术。当厌氧水解池停留时间为 5 9h ,水量为 6 6m3 /d ,生物滤池水力负荷为 13 2m3 /m2 ·d时 ,CODCr去除率达80 % ,BOD5去除率达 87% ,SS去除率达 90 %。氨化作用、氮同化作用及滤池的硝化作用是氮的主要转化形式。对水解过程和滤池过程的氮转化和平衡进行了估算 ,按运行 1d计算 ,进水TN 5 17 4g ,水解出水带走的TN 4 36 3g ,水解过程同化利用的氮为 34 0g ,经污泥排出的可滤性TN为 1 0g ,反硝化变为气体的氮为 1 3g ,剩余 4 4 6g氮经其他途径转化 ;滤池出水带出的TN 396 7g ,同化利用的氮为 2 6 8g ,剩余 12 8g氮经其他途径迁移转化。     

Analysis of uranium removal capacity of anaerobic granular sludge bacterial communities under different initial pH conditions

Environmental Science and Pollution Research - The bacterial community of an anaerobic granular sludge associated with uranium depletion was investigated following its exposure to uranium under...     

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。     

碳氮磷比例失调城市污水的同步脱氮除磷

为解决现行同步脱氮除磷工艺处理南方地区碳、氮、磷比例失调城市污水中,因C/N、C/P偏低,碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题,试验以碳源偏低的广州市城市污水为研究对象,采用厌氧/好氧交替运行的SBR系统,通过对厌氧、好氧时段的合理调控,在无需额外添加碳源的条件下,有机物、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别可达90%、72%、41%和99%,不仅能使有机物和氮的出水指标达到国家排放标准,而且总磷出水浓度能达0.5 mg/L以下。通过进一步分析同步高效脱氮除磷的影响因素和控制条件,得出合理污泥龄的控制是实现同步脱氮除磷的关键,厌氧/好氧交替运行的方式不仅强化了磷的释放和吸收,而且降低了碳源偏低和硝酸盐对同步脱氮除磷影响的结论。     

碳氮磷比例失调城市污水的同步脱氮除磷

为解决现行同步脱氮除磷工艺处理南方地区碳、氮、磷比例失调城市污水中，因C／N、C／P偏低，碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题，试验以碳源偏低的广州市城市污水为研究对象，采用厌氧／好氧交替运行的SBR系统，通过对厌氧、好氧时段的合理调控，在无需额外添加碳源的条件下，有机物、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别可达90％、72％、41％和99％，不仅能使有机物和氮的出水指标达到国家排放标准，而且总磷出水浓度能达0．5mg／L以下。通过进一步分析同步高效脱氮除磷的影响因素和控制条件，得出合理污泥龄的控制是实现同步脱氮除磷的关键，厌氧／好氧交替运行的方式不仅强化了磷的释放和吸收，而且降低了碳源偏低和硝酸盐对同步脱氮除磷影响的结论。     

预缺氧池配水比对Johannesburg工艺脱氮除磷效果的影响

以处理城市污水的中试规模Johannesburg工艺为对象,探讨不同配水比对预缺氧池的反硝化及Johannesburg工艺脱氮除磷效果的影响。在总HRT为12.86 h,预缺氧池HRT为0.6 h的条件下,当配水比分别为0%、10%、20%和30%时,预缺氧池硝酸盐去除率分别为37.67%、78.95%、87.62%和94.95%,对应的厌氧池磷酸盐浓度分别为8.72、19.37、16.1和12.99 mg/L。预缺氧池最佳配水比为10%,此时厌氧段释磷速率、好氧吸磷速率和缺氧吸磷速率分别为6.94、3.17和2.12 mg/(g MLSS·h),厌氧池中磷的最大浓度和污泥中的磷最大含量可达到19.37 mg/L和25.7 mg TP/g MLSS。出水COD、NH3-N、TN和TP等各项水质指标有80%以上的概率达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A标准。     

不同碳氮比对干法厌氧消化产沼气特性及细菌群落多样性的影响

为研究不同初始C/N值的混合物料对甘蔗叶干法厌氧消化过程中理化参数以及产沼气特性的影响及产气最佳的C/N值厌氧消化过程中细菌群落结构多样性,研究采用牛粪与甘蔗叶以及啤酒厂滤泥这3种有机固废物混合并加入自行研究设计的发酵罐里进行厌氧消化,并采用Nested-PCR（巢式PCR）技术扩增消化过程中细菌的16S rDNA V3区域,并通过DGGE方法分析初始C/N值为15.02厌氧消化过程细菌群落的多样性。实验结果表明,初始C/N值为15.02的混合物料产甲烷最佳,最高累计产气量为1 748.63 mL·kg-1,甲烷最高含量为59.26%,最高日产甲烷量为13.58 mL·kg-1;通过研究最佳C/N值为15.02的细菌多样性,可知在厌氧消化过程中细菌数量和群落结构丰富多样,样品间的细菌群落结构差异性相对较大,样品间存在与产沼气相关的共有的优势细菌。     

The influence on carbon,nitrogen recycling,and greenhouse gas emissions under different C/N ratios by black soldier fly

Environmental Science and Pollution Research - Currently, sustainable utilization, including recycling and valorization, is becoming increasingly popular in waste management. Black soldier fly...     

不同阳离子和碳氮比对反硝化性能及亚硝酸盐氮积累的影响

在序批式反应器(SBR)中,采用乙酸钠为碳源,通过硝酸钠和硝酸钙的交替投加、微量元素的投加以及碳氮比(COD/NO₃⁻-N)的改变,探究了不同控制条件对反硝化性能及NO₂⁻-N积累的影响,并分析了反应器中微生物种群演替特征。结果表明,在以乙酸钠为碳源的SBR中,Ca²⁺浓度过高会抑制反硝化。以NaNO₃为NO₃⁻-N来源时,硝酸盐氮还原率维持在50%左右;相同条件下,以Ca(NO₃)₂为NO₃⁻-N来源时,硝酸盐氮还原率仅有20%。反应器中补充适量磷元素后,硝酸盐氮还原率提高至62%,同时有少量的亚硝酸盐氮积累。当C/N比提高为4后,硝酸盐氮还原率大于98%,长期运行下亚硝酸盐氮积累率平均为83.8%。高通量测序分析结果表明,变形菌门和拟杆菌门在系统中占主导地位。NO₂⁻-N积累的关键功能菌属是Thauera菌属,其最高占比为17.25%。以Ca(NO₃)₂为NO₃⁻-N来源时,Thauera菌属占比仅为0.14%。以上研究结果为短程反硝化的快速启动和稳定运行提供参考。     

碳氮比对不同滤料反硝化滤池脱氮效果的影响

以乙酸钠为碳源,分别考察了以石英砂和生物陶粒为滤料的2种反硝化滤池在不同C/N比条件下的脱氮效果,并对生物膜量和微生物种群进行了分析。结果表明：2种滤池对硝酸盐和TN都有较好的去除效果,且生物陶粒滤池要明显优于石英砂滤池;从经济性考虑,C/N比为4时的碳源投加量是最佳的,此时石英砂池和生物陶粒池出水TN平均浓度分别低于10 mg·L-1和5 mg·L-1,亚硝酸盐含量在0.5 mg·L-1以下。2柱的生物膜量沿着水流方向都逐渐减少,且生物陶粒池的生物膜量明显高于石英砂池。高通量测序结果表明,2滤池系统的物种多样性相差不大,在门的分类水平上,2个系统的主要优势菌群都属于Proteobacteria（变形菌门）,含量在94%以上;在属的分类水平上,2柱的反硝化功能菌都主要是Dechloromonas（脱氯单胞菌属）和Thauera（陶厄氏菌属）,但含量上存在一定差异。     

C/N比对ANAMMOX与反硝化协同脱氮性能影响及其动力学

采用ASBR厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器,考察了不同C/N(NH4+-N)比时厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮性能表现,并与无机环境下反应器的脱氮性能相比较。研究结果表明,C/N比决定了ANAMMOX/反硝化耦合反应的发展方向。当C/N4+-N和NO2--N的去除率分别为92%、95%、COD去除率大于96%,实现了氨氮及COD的同时去除;当C/N=1.33时,反硝化反应逐渐占据优势;当C/N>2.96时,反硝化作用成为主导反应,厌氧氨氧化反应受到明显抑制,氨氮去除率下降。采取批次实验方法研究了厌氧氨氧化与反硝化协同反应的动力学特性。用基质抑制动力学Haldane模型拟合不同基质浓度下的厌氧氨氧化活性,得到氨氮最大比增长速率为0.09 kg/(kg·d)(以VSS计),半饱和常数为8.4 mg/L、半抑制常数为1 198.2 mg/L;亚硝态氮最大比增长速率为0.27 kg/(kg·d)(以VSS计),半饱和常数为10.2 mg/L、半抑制常数为300.1 mg/L。采用Monod模型和Haldane模型分别拟合不同COD浓度和亚硝酸盐浓度下的反硝化性能,得到反硝化亚硝态氮最大比增长速率为0.2 kg/(kg VSS·d),半饱和常数为17.4 mg/L、半抑制常数为128.4 mg/L,COD半饱和常数为83.3 mg/L。     

CAST工艺处理低C/N生活污水的强化脱氮性能

研究了不同运行条件对CAST工艺处理低C/N实际生活污水脱氮性能的影响,并对pH值和ORP的变化规律进行了分析。结果表明,传统4 h运行模式下,提高原水C/N比,TN去除效果并无显著提高;对于低C/N生活污水,降低充水比有利于提高出水TN去除率,然而,充水比降至16%时,系统因低负荷运行发生污泥膨胀。在不投加外碳源的情况下,采用分段进水交替A/O运行模式可大幅改善系统脱氮性能,且TN去除率随着交替次数的增多而提高,交替4次平均去除率达87.23%。系统采用实时控制方式运行时,可根据有机物降解、氨氧化及反硝化时pH值和ORP曲线上是否出现拐点,来判断反应系统的曝气以及搅拌时间是否过长、适当或不足。