黄河口不同恢复阶段湿地土壤N2O产生的不同过程及贡献

采用时空替代法,选择黄河口生态恢复前后未恢复区(R0)、2007年恢复区(R2007)和2002年恢复区(R2002)的芦苇湿地为研究对象,分析了生态恢复工程对湿地土壤N2O产生不同过程与贡献的影响.结果表明,尽管不同恢复阶段湿地土壤N2O总产生量差异明显,但总体均表现为N2O释放.恢复区湿地土壤的N2O产生量大于未恢复区.N2O的产生主要以硝化作用和硝化细菌反硝化作用为主,而反硝化作用对N2O的产生有较大削弱作用,这与不同恢复阶段湿地土壤理化性质密切相关.非生物作用对N2O产生量贡献较大,这与黄河口为高活性铁区,Fe的还原作用关系密切.尽管黄河口不同恢复阶段湿地土壤N2O的产生是生物作用与非生物作用共同作用的结果,但由于非生物作用对N2O产生的影响较大,应受到特别关注.温度和水分对不同恢复阶段湿地土壤N2O产生过程的影响不尽一致,这与土壤微生物活性对温度和水分的响应差异有关.黄河口不同恢复阶段湿地土壤的N2O总产生量介于(0.37±0.08)～(9.75±7.64)nmol·(kg·h)-1,略高于闽江口互花米草湿地的N2O总产生量,但明显低于富氧森林土壤、草原土壤和闽江口短叶茳芏湿地的N2O总产生量.研究发现,黄河口生态恢复工程的长期实施明显促进了N2O的产生,因而下一步生态恢复工程应统筹考虑景观恢复与温室气体削弱这两方面因素.     

Taxonomic and functional variations in the microbial community during the upgrade process of a full-scale landfill leachate treatment plant – from conventional to partial nitrification-denitrification

• Upgrade process was investigated in a full-scale landfill leachate treatment plant. • The optimization of DO can technically achieve the shift from CND to PND process. • Nitrosomonas was mainly responsible for ammonium oxidation in PND system. • An obviously enrichment of Thauera was found in the PND process. • Enhanced metabolic potentials on organics was found during the process update. Because of the low access to biodegradable organic substances used for denitrification, the partial nitrification-denitrification process has been considered as a low-cost, sustainable alternative for landfill leachate treatment. In this study, the process upgrade from conventional to partial nitrification-denitrification was comprehensively investigated in a full-scale landfill leachate treatment plant (LLTP). The partial nitrification-denitrification system was successfully achieved through the optimizing dissolved oxygen and the external carbon source, with effluent nitrogen concentrations lower than 150 mg/L. Moreover, the upgrading process facilitated the enrichment of Nitrosomonas (abundance increased from 0.4% to 3.3%), which was also evidenced by increased abundance of amoA/B/C genes carried by Nitrosomonas. Although Nitrospira (accounting for 0.1%–0.6%) was found to stably exist in the reactor tank, considerable nitrite accumulation occurred in the reactor (reaching 98.8 mg/L), indicating high-efficiency of the partial nitrification process. Moreover, the abundance of Thauera, the dominant denitrifying bacteria responsible for nitrite reduction, gradually increased from 0.60% to 5.52% during the upgrade process. This process caused great changes in the microbial community, inducing continuous succession of heterotrophic bacteria accompanied by enhanced metabolic potentials toward organic substances. The results obtained in this study advanced our understanding of the operation of a partial nitrification-denitrification system and provided a technical case for the upgrade of currently existing full-scale LLTPs.     

固定化包埋亚硝酸菌短程脱氮与同步除磷工艺研究

为实现常温下低碳源城市生活污水的低能耗脱氮除磷,采用固定化技术和厌氧/好氧/缺氧(AOA)工艺耦合与游离组进行了对比实验研究。在温度为25±1℃、pH为8.0±1、DO为1±0.5 mg/L和HRT为9 h的条件下,两组运行结果表明,固定组具有较高的硝化效率和较强的适应能力,亚硝氮的积累率可以稳定维持在70%以上,对NH4+-N、COD和TP的去除率分别为92.2%、87.2%和81.3%,明显优于游离组。     

新型SBBR处理畜禽废水脱氮实验研究

以畜禽废水为处理对象,将序批式运行模式应用到好氧三相内循环生物流化床中,考察在不同模式下的处理效果及氮的转化情况。实验结果表明,在室温条件下,进水COD浓度为2 000 mg/L左右,总氮为140 mg/L左右时,保持溶解氧在2~2.5 mg/L,交替好氧/缺氧运行方式处理效果优于单一的好氧/缺氧方式;模式为3 h(曝气)-1.5 h(停曝)-1.5 h(曝气)-1 h(停曝)时系统对总氮和氨氮处理效果最好,总氮去除率达到90%,系统主要脱氮方式为同步硝化反硝化和短程硝化反硝化。     

含氨氮催化剂生产废水的处理

采用加入淀粉的短程硝化-反硝化一体化技术处理低碳含NH3-N催化剂废水。通过中试确定了适宜的工艺参数,并在工业化装置上进行了验证。试验结果表明：在DO为0.5 mg/L左右、淀粉加入量为0.25 kg/ m3、HRT=30 h的条件下,短程硝化-反硝化一体化技术具有较好的处理效果,NH3-N去除率大于97%,且具有较强的抗冲击负荷的能力; 出水的COD<100 mg/L,ρ（NH3-N）<10 mg/L,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的一级排放标准。工业化装置的运行费用以NH3-N计为2.3 元/kg、以废水计为4.6 元/t。该法适用于中低浓度（ρ（NH3-N）<300 mg/L）废水的处理。     

啤酒废水同步脱氮除磷工艺启动研究

为了将短程硝化反硝化与A/O法除磷同时应用于SBR工艺处理啤酒废水,通过改变序批式反应器(SBR)工艺运行方式,使活性污泥依次经历厌氧、好氧、缺氧3个阶段,控制ρ(MLSS)=4 700 mg/L、pH=7.5～8.0、DO=0.3～0.5 mg/L(好氧阶段)。反应器内短程硝化反硝化同步除磷效果明显,氨氮去除率大于90%,亚硝酸盐积累率大于85%,磷去除率大于98%。试验结果表明短程硝化反硝化与A/O法除磷可同时应用于SBR工艺处理啤酒废水。     

EGSB-BAF集成系统实现厌氧氨氧化、甲烷化和短程硝化反硝化

将膨胀颗粒污泥床(EGSB)和曝气生物滤池(BAF)集成,EGSB出水进入BAF进行短程硝化,BAF出水外回流至EGSB反应器为后者提供亚硝态氮,在不需外部投加亚硝态氮的条件下,实现厌氧氨氧化、甲烷化和短程硝化反硝化的耦合, 系统地处理ρ(氨氮)为50 mg/L和ρ(COD_Cr)为500 mg/L的合成废水.结果表明:当外回流比为200%时,系统CODCr,氨氮和总氮的去除率分别为92.4%,97.4%和80.6%;出水ρ(氨氮),ρ(亚硝态氮),ρ(硝态氮)和ρ(COD_Cr)分别为1.05,4.30,2.56和35.3 mg/L;COD_Cr,总氮和氨氮的去除负荷速率分别为1.770,0.137和0.164 kg/(m3·d). 与传统的活性污泥过程相比,EGSB-BAF集成系统回收甲烷1.03 　L/d,占系统COD_Cr去除量的37.0%;在系统总氮的去除过程中,厌氧氨氧化途径占35.9%,短程反硝化途径占47.4%,全程反硝化途径占16.7%.      

投放底栖动物强化水耕植物过滤法的净水效果

在水耕植物过滤法净水系统中的植物栽培廊道中,通过投放2种底栖动物螺蛳和泥鳅延长食物链后,TN、TP、TOC、Chl.a的去除效果均比未投放底栖动物的廊道有所提高.投放螺蛳的效果最为显著,TN、TP、Chl.a的去除率增幅分别达54%、27%和26%,比较了不同廊道中底泥的硝化、反硝化潜力,投放螺蛳的廊道其反硝化潜力最大,为9.08×10^-7g/(g·h),而硝化潜力最小,为3.65×10^-6g/(g·h).除氮能力大幅增加的原因,是由于螺蛳的引入增加了物质在食物链营养级传递中的损耗,另一方面是由于螺蛳的存在提高了底泥的反硝化潜力.     

SBR用于焦化废水生物处理的试验研究

采用SBR工艺对焦化废水的有机物降解和生物脱氮进行了研究。试验结果表明,焦化废水的生物脱氮是以短程硝化/反硝化的途径存在的,而且在好氧阶段存在同时硝化/反硝化(SND)过程。好氧阶段的反硝化效率约占整个反应周期脱氮效率的37.0%。SBR反应器对NH3N的去除效率在95.8%～99.2%,COD的去除率在85.3%～92.6%。由于出水中NO2N的积累,NO2N对COD浓度贡献值得关注。     

采用FISH、DGGE和Cloning对短程脱氮系统中硝化菌群的比较分析

针对4种不同的实际污水短程生物脱氮系统(SBR大型中试反应器、UASB-A/O小型反应器、A/O中试反应器和SBR小型反应器),采用Fish、PCR-DGGE和PCR-Cloning-Sequencing分子生物学方法对系统中硝化菌群AOB和NOB进行定性与定量化分析.Fish结果表明,在4种短程脱氮系统中,AOB相比于NOB已成为明显的优势菌群,占总菌群的3%～12%;在SBR中试和小试反应器中没有检测出NOB;A/O中试反应器中存在极少量的Nitrospira(＜0.2%),而UASB-A/O小型反应器中存在极少量的Nitrobacteria(＜0.2%).PCR-DGGE结果表明SBR中试、A/O和UASB-A/O 3种短程脱氮系统中的AOB均以Nitrosomonas-like为主.SBR大型中试反应器中污泥样品的PCR-Cloning-Sequencing结果表明,所有的克隆相似于Nitrosomonas,其中60%以上的克隆相似于Nitrosomonas europaea.