垃圾渗滤液中同步硝化反硝化的研究

对深圳市一坪垃圾填埋场渗滤液中同步硝化反硝化进行了深入研究，从理论方面综述了脱氮中同步硝化反硝化等技术的进展，分析了COD、DO、NH3-N对同步硝化反硝化所产生的影响，提出了在研究中发现的问题和需要努力加强的研究方向。     

同步硝化反硝化技术研究进展

结合国内外最新研究成果,从微环境理论、生物学理论对同步硝化反硝化的产生机理进行了介绍,阐述了同步硝化反硝化技术的影响因素及其研究进展,介绍了同步硝化反硝化技术的最新应用情况,对该技术需要解决的问题及应用前景作了探讨.     

不同固体碳源类型对反硝化实验的效果研究

以不同碳源(PBS、PHB和陈米)条件下的反应器为研究对象,投加PBS和PHB后,系统对NH3-N的去除效果明显,去除率分别为PBS-14.29%~96.55%和PHB-57.89%~96.55%,而投加陈米后,出水NH3-N浓度比原水有所增加,均小于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准。投加PBS和PHB的TN去除效果不佳,去除率分别为-35.49%~69.42%和-26.12%~64.64%,而投加陈米后对TN的去除效果显著,TN去除率为33.43%~93.37%。结果表明,采用陈米作为低C/N污水生物处理中反硝化的碳源是可行的。     

外置植物碳源型人工湿地系统反硝化脱氮效果及N2O释放

人工湿地系统在处理低碳氮比污水时,通过外加碳源来提高系统的脱氮效率。碳源是反硝化过程中重要的影响因素,对N_2O释放必然也产生影响。采用芦苇(Phragmites australis)和二球悬铃木(Platanus acerifolia)树叶为碳源的外置碳源型的人工湿地系统,以葡萄糖作为对比碳源,研究有机碳源对脱氮效果及N_2O释放量的影响。结果表明,芦苇和悬铃木树叶作为碳源,在植物分解稳定后,脱氮效果稳定,TN平均去除率分别为90.3%和92.5%,比空白组高出15%左右;单批次试验中,芦苇组和树叶组N_2O平均释放量分别为40.91μg/(m~2·h)和34.16μg/(m~2·h),略高于葡萄糖组的6.20μg/(m~2·h),但显著小于空白组的127.45μg/(m~2·h),累积释放量与TN去除量的比值小于0.1%且显著小于空白组;芦苇和树叶组基质微生物的反硝化作用强度及PLFAs总量均显著高于空白组,细菌PLFAs占PLFAs总量的比例均接近50%,而真菌PLFAs仅大于7%,细菌为优势种群。因此,向处理低C/N污水的人工湿地系统补充适宜的植物碳源材料,可以有效提高脱氮效率并降低N_2O释放。     

不同运行策略对反硝化颗粒污泥培养的影响

反应器运行环境对反硝化颗粒污泥培养具有重要影响,在上流厌氧污泥床反应器内研究了不同运行策略培养颗粒污泥的脱氮效率、污泥性能和菌群结构,同时对比分析了快速和慢速提升氮负荷策略培养反硝化颗粒污泥的性能。结果表明：耦合提升策略培养反硝化颗粒污泥的脱氮效率达到93.29%以上,悬浮挥发性固体质量浓度为46.29 g/L,粒径主要分布在2.36～3.35 mm,胞外聚合物为119.03 mg/g VSS,反硝化优势菌Proteobacteria在颗粒污泥菌群中所占比例为61.92%;相较于慢速提升氮负荷策略,快速提升氮负荷策略促使污泥脱氮效率增加了5.48%,挥发性悬浮固体质量浓度增加了20.11 g/L,粒径为2.36～3.35 mm的污泥占比增加了10%左右,胞外聚合物增加了7.27 mg/g VSS,Proteobacteria所占比例增加了5.11%。研究表明,耦合提升策略能够培养出脱氮效率高且性能良好的反硝化颗粒污泥,快速提升氮负荷能够促进颗粒污泥脱氮效率增加、性能更好。     

以PBS为载体和碳源的SND系统的脱氮效果研究

水产养殖业高速发展所带来的氮素污染问题越来越严重,近年来同步硝化反硝化(Simultaneous Nitrification and Denitrification,SND)脱氮工艺因其良好的脱氮效果引起广泛关注。以人工模拟养殖污水作为原水,研究了以可生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯(Polybutylene succinate,PBS)作为碳源和载体的同步硝化反硝化反应器(PBS-SND)的脱氮效果。结果表明,在水力停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)为4 h、进水氨氮(NH+4-N)质量浓度为10 mg/L、硝酸氮(NO-3-N)质量浓度为50 mg/L、溶氧(Dissolve Oxygen,DO)质量浓度为(6.242±1.262)mg/L的条件下,SND反应器可在11 d内成功启动并稳定运行。反应器稳定运行后具有良好的脱氮能力,NH+4-N、NO-3-N和总氮(TN)的去除率分别为66.50%、98.55%、99.10%;反应器内载体表面生物量随空间位置升高逐渐递减,上、中、下三层的PBS颗粒表面的生物量分别为(0.549 6±0.021 7)×109CFU/g PBS、(6.563 9±3.078 1)×109CFU/g PBS、(29.148 7±0.884 7)×109CFU/g PBS。快速硝化测试试验中NH+4-N的去除率为22.93%,快速反硝化测试中NO-3-N的去除率最高达88.90%,其平均去除速率可达到1.481 7 mg/(L·h)。PBS-SND系统可实现低C/N比养殖废水的高效脱氮。     

序批式生物膜(SBBR)同步硝化反硝化特性研究

采用序批式生物膜法(SBBR)以连续曝气和A/O运行模式处理生活污水,探讨序批式生物膜同步硝化反硝化特性,研究SBBR系统中的DO浓度、C/N比、SRT及运行方式的变化对同步硝化反硝化的影响.结果表明,在进水水质和反应条件相同时,将DO质量浓度控制在2.5 mg/L,C/N比为12～16,出水水质最好,去除率大于80%,TN去除率达到76%.保持SRT约为20 d,可以为SBBR创造一个稳定的同步硝化反硝化环境.连续曝气之前的厌氧搅拌对SBBR同步硝化反硝化有益.实验结果证明,SBBR中的脱氮机理为全程硝化反硝化.     

碳源强化硫自养反硝化对污水处理厂二级出水深度脱氮的研究

为适应我国对于污水中含氮污染物指标的排放要求,在上流式高效填料床反硝化反应器中,以C₆H₁₂O₆和Na₂S₂O₃构建碳源强化下硫自养反硝化系统,探究其对污水处理厂二级出水深度脱氮的效果。结果表明,在进水NO^-₃-N质量浓度为10.95 mg/L、温度为(25±1)℃条件下,C、N、S质量浓度比为1.3/1/1.9时,NO^-₃-N去除率在94%以上,TN的平均去除率为92.6%,最佳HRT为2 h,出水pH值始终保持在7.5左右。此外通过对出水SO₄^2-的检测,得出硫自养反硝化对整个系统去除NO^-₃-N的贡献率随着Na₂S₂O₃投加量的增加而增加;对反应器的沿程处理效果分析发现,NO^-_3<...     

包埋异养硝化好氧反硝化菌株qy37脱氮效果的碳源选择

为解决有机碳不足抑制反硝化反应造成的脱氮效率低下的问题,在异养硝化好氧反硝化菌株qy37固定化过程中分别加入乳糖、柠檬酸钠、可溶性淀粉、蔗糖、葡萄糖作为碳源研究其脱氮效果.试验结果显示,脱氮效果从大到小为可溶性淀粉、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸钠、乳糖;其中可溶性淀粉作为碳源的脱氮效果最佳,脱氮率能达到85％.加入适量的可溶性淀粉可以很好的改善海藻酸钠、PVA小球的机械强度,减少PVA小球吸附成团,吸水溶胀现象.分别加入质量浓度为3 g/L、5 g/L、8 g/L、10 g/L的可溶性淀粉,确定菌株qy37菌最适碳源的质量浓度为8 g/L.对碳源的包埋方式即将碳源和异养硝化好氧反硝化菌分开包埋和一起包埋进行对比.试验结果显示,将碳源和异养硝化好氧反硝化菌株qy37一起包埋的小球脱氮效果较好,最终脱氮率达到92％以上.同时发现碳源材料固定化后具有缓释性能,随着反硝化过程中有机质的消耗,可以不断向水体释放有机质.     

影响短程硝化反硝化的因素

短程硝化反硝化是指将硝化过程控制在亚硝化阶段,随后在缺氧条件下进行反硝化的生物脱氮过程,其关键是如何控制硝化过程中影响HNO2积累的因素,分析影响HNO2积累因素,包括温度、游离氨、pH值、溶解氧、有害物质和泥龄,探讨实现短程硝化反硝化的途径。     

溶氧对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化脱氮的影响

好氧颗粒污泥外表和内在的不同溶氧(dissolved oxygen,DO)水平分别适合硝化和反硝化微生物的生长,形成具有同步硝化反硝化功能的脱氮体系.DO水平对颗粒污泥内部厌氧好氧区域的构成有影响,改变DO可以研究氧对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程的影响.结果显示,反应系统在一定DO参与下对有机物的去除效率较高,各种条件下均能达到90%左右;高DO(≥3.0 mg/L)提高硝化速率,但易造成反应过程中NO2-和NO3-的积累;低DO(≤2.0mg/L)下反应积累的硝化产物少;在颗粒污泥同步硝化反硝化反应过程中适当控制供氧,可减少运行过程中N2O的排放.实验条件下,控制DO在1～2 mg/L为佳;在低DO情况下,NO2-通过短程反硝化反应直接还原为气态的N2O和N2;高DO情况下,大部分NO2-以全程反硝化方式还原为气态氮.好氧颗粒污泥具有良好的硝化反硝化能力,而DO对硝化反硝化过程有很大的影响,且低DO更有利于氮的去除和N2O排放量的降低.     

短程硝化反硝化氨氮脱除技术研究进展

叙述了短程硝化反硝化的优势、工艺原理,总结了分析了温度、pH、游离氨、碳氮比以及污泥龄在高氨氮、低碳氮比有机废水方面影响因素以及工程化应用现状,最后提出了该技术工程化应用方面的有待优化解决的问题与方向。     

不同碳源及光照对小球藻生长和产油脂的影响

考察了3种碳源(葡萄糖、NaHCO3和乙酸钠)在不同初始质量浓度和光照条件下对小球藻(Chlorella vulgaris)生长和产油脂的影响。采用OD680和生物量来评价小球藻的生长情况;以溶剂浸提法提取生物油脂,并以油脂质量分数和油脂产量来描述产油脂特性。结果表明,经过9 d的培养,3种碳源中葡萄糖是最佳有机碳源。由其培养的小球藻生长速率最快,由NaHCO3培养的小球藻的生长效果不如葡萄糖,而乙酸钠不利于小球藻的生长。随着光照的增强,小球藻光合效率提高,生物量逐渐提高,5 000 lx最利于小球藻的生长,而1 600 lx最利于小球藻油脂的积累。研究表明,光照5 000 lx下,初始质量浓度为15 g/L的葡萄糖作为碳源是小球藻适宜的生长和产油条件,获得了3.17 g/L的最大生物量和1.025 g/L的最大油脂产量。     

工艺条件对垃圾渗滤液硝化生物强化特性的影响

通过探索垃圾渗滤液硝化生物强化体系中进、出水含氮化合物形态的转化规律及采用测定呼吸耗氧速率来表征硝化菌群的生物活性等方法研究了不同pH值、进水NH4 -N浓度(负荷)、DO条件下体系的硝化特性.研究发现,酸性条件下,垃圾渗滤液的亚硝化作用较硝化作用受抑制程度大,碱性条件下相反.为了维持较高的硝化效率,垃圾渗滤液的硝化生物强化pH值宜控制在7.5～8.5.实验体系所能承受的氨氮浓度和负荷上限分别为300 mg/L和0.6 kg NH4 -N/(m3·d)左右,当进水NH4 -N浓度和负荷过高时,硝化细菌活性下降幅度较亚硝化细菌要显著得多.DO影响因子实验表明,DO水平的控制对垃圾渗滤液的生物硝化程度有重要影响,当DO控制在0.5～0.6mg/L时,氨氮的氧化以亚硝化作用为主,当DO控制在1.1～2.6 mg/L时,垃圾渗滤液的硝化作用进行得较彻底.     

曝气生物滤池中总有机碳及氨氮的变化和对硝化作用的影响

采用以页岩陶粒为载体的曝气生物滤池(BAF)为反应器,研究了BAF运行中总有机碳和NH4 -N浓度沿滤层变化的规律,以及对硝化作用的影响.结果显示,在进行污水深度处理时,在BAF前段TOC的去除率占滤池总去除率的72.3%～100%;NH4 -N的去除率占滤池总去除率的91.8%～100%.碳化与硝化作用并存于BAF中,硝化作用随滤层加深而加强.水质和BAF滤料的结构特点是影响碳化与硝化作用的主要因素.     

共存碳源对施氏假单胞菌N2裂解苯酚的作用

研究了共存碳源对施氏假单胞菌N2在降解苯酚过程中积累2-羟基黏糠酸半醛(2-HMS)的影响,并用紫外光谱和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对N2菌的生长过程进行了检测.结果表明,与单一碳源苯酚相比,N2菌在共存碳源甲醇、乙醇、丙酮存在的体系中生长快,且11h内,苯酚同步降解率分别提高了4.5％、18.5％、16.6％,同时培养液中2-HMS积累量均达到最大.N2菌代谢苯酚可通过羧化反应产生对羟基苯甲酸,也可通过羟化反应产生邻苯二酚,后者通过间位开环裂解生成2-HMS,而甲醇、乙醇、丙酮与苯酚共存时,更易采用后一种代谢途径.     

Accounting for the effect of concentration fluctuations on toxic load for gaseous releases of carbon dioxide

In Great Britain, advice on land-use planning decisions in the vicinity of major hazard sites and pipelines is provided to Local Planning Authorities by the Health and Safety Executive (HSE), based on quantified risk assessments of the risks to the public in the event of an accidental release. For potential exposures to toxic substances, the hazard and risk is estimated by HSE on the basis of a “toxic load”. For carbon dioxide (CO₂), this is calculated from the time-integral of the gas concentration to the power eight. As a consequence of this highly non-linear dependence of the toxic load on the concentration, turbulent concentration fluctuations that occur naturally in jets or plumes of CO₂ may have a significant effect on the calculated hazard ranges. Most dispersion models used for QRA only provide estimates of the time- or ensemble-averaged concentrations. If only mean concentrations are used to calculate the toxic load, and the effects of concentration fluctuations are ignored, there is a danger that toxic loads and hence hazard ranges will be significantly under-estimated.This paper explores a simple and pragmatic modification to the calculation procedure for CO₂ toxic load calculations. It involves the assumption that the concentration fluctuates by a factor of two with a prescribed square-wave variation over time. To assess the validity of this methodology, two simple characteristic flows are analysed: the free jet and the dense plume (or gravity current). In the former case, an empirical model is used to show that the factor-of-two approach provides conservative estimates of the hazard range. In the latter case, a survey of the literature indicates that there is at present insufficient information to come to any definite conclusions.Recommendations are provided for future work to investigate the concentration fluctuation behaviour in dense CO₂ plumes. This includes further analysis of existing dense gas dispersion data, measurements of concentration fluctuations in ongoing large-scale CO₂ release experiments, and numerical simulations.     

三嗪和磷腈阻燃剂作碳源阻燃聚乳酸复合材料的性能研究

为了探究三嗪和磷腈类碳源对聚乳酸阻燃性能及力学性能的影响,提高阻燃效率,利用苯氧基聚磷腈(SPB100)、三嗪类膨胀阻燃剂(FP2200)作碳源分别与聚磷酸铵(APP)按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸复合材料,总添加量保持10％.通过热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热法分析了2种膨胀阻燃体系对阻燃聚乳酸热稳定性和阻燃性能的影响,采用拉伸试验评价了阻燃聚乳酸的机械性能,并采用扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱研究了阻燃聚乳酸残炭的化学结构和组成,并分析了阻燃机理.结果表明,当SPB100/APP的质量比为7/3时,LOI达到28.5％且达到UL-94 V-0等级,拉伸强度为49.7 MPa.研究表明,两种碳源均可改善阻燃聚乳酸的热稳定性、抗滴落性能和阻燃性,能满足阻燃要求,其中添加SPB100的阻燃聚乳酸复合材料的力学性能更优.