Fenton氧化法同时脱硫脱硝的实验研究

应用Fenton液相氧化吸收法进行同时脱硫脱硝实验。首先,利用单因素实验,分别考察了H2O2浓度、Fe2+投加量、初始pH值、UV照射和温度对脱硫脱硝的影响。结果表明,SO2和NO去除率随着H2O2浓度和Fe2+投加量的增大而提高;初始pH对SO2和NO的去除有较大影响;UV能促进SO2和NO的净化;温度对脱硫效率影响不大,但对NO的去除有显著作用,适当升温可以提高脱硝效率。随后,考察了SO2对NO去除率的影响。通过单独脱硝和同时脱硫脱硝的对比实验发现,SO2的加入对NO的去除有一定的促进作用,Fenton法可同时获得起始约80%的脱硝效率和98%以上的脱硫效率。     

应曲面法优化H2O2催化氧化烟气脱硝工艺

研究了H₂O₂催化氧化烟气脱硝工艺中H₂O₂质量分数、催化剂浓度和溶液pH对脱硝率的影响,采用 Box-Behnken响应曲面法优化了H₂O₂脱硝的工艺条件,得到了相应的数学模型,并进行了方差分析。结果表明,溶液pH、催化剂浓度、H₂O₂质量分数以及催化剂浓度和H₂O₂质量分数的一级交互作用对脱硝率的影响很显著,模型的决定系数为0.995 3,说明模型拟合效果很好。经模型优化分析的最优工艺条件为H₂O₂质量分数0.2%,催化剂浓度0.94 mmol/L,溶液pH 11.0,在此条件下处理进口流量3.5 L/min、 NO体积分数 2×10^-4、O₂体积分数10%、N₂体积分数90%的烟气,液气比为8 L/m³,脱硝率达97%。     

不同曝气密度对CANON工艺启动的影响

在室温(25℃)下采用3组反应器R1、R2、R3,接种成熟厌氧氨氧化颗粒污泥,在总曝气量一定,曝停比为1的条件下,研究了不同曝气密度(3、6、12)对CANON工艺启动的影响.结果表明,R1、R2、R3分别经过32、29、23 d实现了CANON工艺成功的启动,较大的曝气密度有利于CANON工艺的启动; R1、R2、R3在周期实验中p H分别下降了0. 4、0. 55、1. 06,即在总曝气量一定的情况下,R3因其较大的曝气密度和合适的时间间隔,更有利于抑制NOB活性,使得系统对DO的利用率更高,提高了系统的脱氮性能;通过脱氮路径分析可得,系统中存在着ANA和SNA两种脱氮路径,SNA所占比重分别为19. 3%、24. 5%、33. 6%,随着曝气密度的提高,SNA贡献逐渐增大.     

缩短厌氧消化时间改善猪场废水厌氧消化液好氧后处理性能的可行性

采用批式厌氧消化以及间歇曝气的摇瓶试验进行猪场废水厌氧-好氧处理,研究了猪场废水厌氧消化对好氧后处理的影响,以及控制厌氧消化进程改善猪场废水厌氧消化液好氧后处理性能的可行性.对猪场废水原水(厌氧消化0d)直接进行好氧处理,COD和NH4 -N去除率分别可达到95%和98%以上,出水COD低于300mg·L-1,NH4 -N低于10mg·L-1.对厌氧消化液进行好氧后处理,出水COD和NH4 -N浓度随好氧处理时间的增长逐渐升高,厌氧消化前处理时间越长,升高时间越早,幅度越大.实验结束时,出水COD基本在500-600 mg·L-1之间;厌氧消化3、6、9、12d的消化液好氧后处理出水的NH4 -N分别达到22.2、105.4、147.6、171.4 mg·L-1.尽管厌氧消化3d时,COD去除率只有47.5%,但消化液好氧后处理的效能仍然没有提高,只是系统恶化的时间略迟于厌氧消化6、9、12d的消化液.厌氧消化液好氧后处理效果差的原因主要是:在厌氧消化过程中,各污染物降解的差异导致了厌氧消化液可生化性降低以及碳、氮、磷比例失调,影响了好氧后处理过程微生物的生长;厌氧消化液中缺乏易降解有机物,导致反硝化效果差,产生的碱度不能弥补硝化过程消耗的碱度,引起pH下降,进而影响了微生物活性.因此,通过缩短厌氧消化时间的方式来改善消化液好氧后处理的性能是不可行的.     

高盐高碱环境下硝化反硝化过程及N2O产生特征

采用稳定运行在高盐高碱环境厌氧/好氧/缺氧(A_n/O/A)模式下的序批式生物膜反应器(SBBR),考察在不同碳氮比(C/N)条件下,硝化反硝化过程及N_2O产生特征.结果表明,在C/N为5、2和对照组(C/N=0)时,总氮去除率分别为(98. 17±0. 42)%、(65. 78±2. 47)%和(44. 08±0. 27)%; N_2O的产生量分别为(32. 07±2. 03)、(21. 81±0. 85)和(17. 32±0. 95) mg·L~(-1); N_2O转化率(N_2O产生量在去除总氮中的比例)分别为(29. 75±0. 93)%、(30. 04±2. 17)%和(41. 69±0. 80)%.高盐高碱条件下,亚硝酸盐氧化菌(NOB)受到很强的抑制作用,硝化过程基本停留在亚硝酸盐阶段.由于高盐高碱环境对N_2O还原酶活性的抑制,使得异养反硝化过程产生了大量N_2O,随着碳氮比的增大,有更多的碳源用于反硝化过程,因而总氮去除率和N_2O产生量均随之增加.随着碳氮比的增大,N_2O转化率随之降低,这可能是由于异养反硝化过程氮素还原酶对电子的竞争所形成的,碳氮比越高,电子竞争越弱.高通量测序表明:在SBBR中,氨氧化细菌(AOB)被富集,而几乎不存在NOB;优势异养反硝化菌属主要是Thauera、Azoarcus和Gemmobacter.     

不同TOC/NH4+-N对厌氧氨氧化脱氮效能的影响

采用SBR厌氧氨氧化反应器,研究了不同TOC与NH_4~+-N比值对厌氧氨氧化反应器的脱氮效能的长短期影响.结果表明,在有机物短期影响时,反应器所能承受的最大TOC/NH_4~+-N为1.4,总氮去除速率可达0.26 kg·(m~3·d)~(-1).长期影响下,在TOC/NH_4~+-N小于0.4时,反应器可获得最高脱氮效能,总氮去除率为0.34 kg·(m~3·d)~(-1),TOC/NH_4~+-N大于0.4后,反应器脱氮效能持续降低,并且短期内厌氧氨氧化菌难以迅速恢复活性.利用q PCR(定量PCR)技术对长期影响前后反应器内菌种群落变化做定量分析,结果表明随着有机物的增加,反应器中的ANAMMOX菌数量从2.9×10~(11)copies·mL~(-1)减少至3.15×10~(10)copies·mL~(-1),在TOC/NH_4~+-N大于1.6的环境中,NH_4~+-N未能由厌氧氨氧化菌去除,厌氧氨氧化菌不能表现出生物活性.此时测得反硝化菌数量为3.0×10~9copies·mL~(-1),反应器中的NO_2~--N绝大部分由反硝化去除,虽然反硝化菌数量远少于ANAMMOX菌,但能表现出远超ANAMMOX菌的活性.     

WFSI处理低C/N比养猪废水的效果及脱氮机制

为有效处理高氨氮、低C/N比养猪废水,采用在土壤中布设木条形成木质框架的方法构建木质框架土壤渗滤系统(WFSI),并通过调控运行探讨其对化学需氧量(COD)、氨氮(NH₄⁺-N)、总氮(TN)的处理效果.研究表明,对于COD、NH₄⁺-N和TN分别为160-359、253-298和317-374mg/L的养猪废水,在(25±1)℃和表面水力负荷为0.2m³/m²·d条件下,系统可在30d启动成功并达到稳定运行,其COD、NH₄⁺-N和TN去除率分别达到61.7%、85%和36.3%左右.分析表明,WFSI中同时存在异养反硝化和厌氧氨氧化等多种生物脱氮机制,其中厌氧氨氧化的脱氮贡献可达去除总氮的42.3%以上.     

温度及氨氮负荷对曝气生物滤池硝化作用的影响

采用火山岩为载体填料的曝气生物滤池(BAF)进行实验室小试,研究供氧受限条件下,BAF的硝化反硝化运行特性及温度(10℃～30℃)和氨氮负荷变化(0.069～1.32kg/(m3·d))时对硝化作用的影响。当氨氮负荷为1.10kg/(m3·d),供氧受限时,温度从20℃升高到30℃,反应器的硝化效率仅增加10%左右,表明BAF中硝化作用主要受溶质的传递、扩散速率控制而不是受与温度有关的动力学参数控制;然而,相同负荷下,当温度控制在15℃时,硝化效率明显降低,说明20℃是一临界点。此外,20℃时随氨氮负荷的增加(从0.825kg/(m3·d)提升到1.32kg/(m3·d)),氨氮去除率略有下降,但在第3个取样口处却发现有亚硝酸盐氮累积现象,这是因为在供氧受限时,随负荷的增加,溶解氧相对短缺发生了部分硝化作用。     

SNAD反应器中颗粒污泥和絮体污泥脱氮特性

通过血清瓶批试研究了温度为30℃时, SNAD(simultaneous partial nitrification, anaerobic ammonium oxidization and denitrification)反应器内的颗粒污泥R1(1~2.5mm)和絮体污泥R2(0~0.25mm)的脱氮特性. 结果表明,颗粒污泥的好氧氨氮和好氧亚硝态氮氧化活性分别为0.166,0kgN/(kg VSS×d).厌氧氨氧化、亚硝态氮反硝化、硝态氮反硝化总氮去除速率分别为0.158,0.105,0.094kgN/(kg VSS×d).絮体污泥的好氧氨氮氧化活性和好氧亚硝态氮氧化活性分别为 0.180,0kgN/(kg VSS×d).厌氧氨氧化、亚硝态氮反硝化、硝态氮反硝化总氮去除速率分别为0.026,0.096,0.108kgN/(kg VSS×d).颗粒污泥和絮体污泥都具有良好的亚硝化性能和反硝化性能.颗粒污泥的厌氧氨氧化性能良好,絮体污泥的厌氧氨氧化性能较差.扫描电镜显示,在SNAD颗粒污泥的表面主要是一些短杆菌和球状菌.在SNAD颗粒污泥中心区域主要为火山口状细菌.在絮体污泥中,同时存在短杆菌,球状菌和火山口状细菌.     

Transformations of nitrogen at the interface between the topsoil and an impervious clay subsoil

Much work has been done on gaseous emissions and leaching of nitrogenous compounds from whole soil profiles and also from soil surface measurements which are assumed to be mainly due to topsoil activity. In soils with an impervious clay subsoil, the boundary between the topsoil and subsoil may provide an interface for microbial activity, including N transformations. In this study, we investigated movement and transformations of two reactive N species (nitrate and urea) at the subsoil interface using a series of replicate, intact soil blocks, under two contrasting watering regimes. We measured fluxes in both liquid and gaseous phases and demonstrated that nitrate reaching the subsoil interface does not necessarily leach into water systems, but may denitrify immediately and could, therefore, add to atmospheric pollution through N₂O production. On the other hand, ammonium reaching the subsoil interface either directly, or after mineralization, appears to be more mobile than expected and has the potential to pollute watercourses.