不同电子受体影响下的反硝化除磷过程

为进一步了解反硝化除磷菌的代谢行为,以序批式反应器(SBR)在厌氧/好氧条件下培养的活性污泥为对象,进行批次试验,研究了不同电子受体对反硝化缺氧吸磷的影响.结果证实:只要有电子受体存在,不论是硝氮(NO3--N)还是亚硝氮(NO2--N),缺氧吸磷都会发生,但NO2--N的缺氧吸磷量相对较少;反应开始时的电子受体质量浓度对反应过程影响很大,试验中NO3--N质量浓度为30mg/L、NO2--N质量浓度为20mg/L时吸磷量和吸磷速率均达到最高值;低于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而增加;高于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而减少;NO2--N质量浓度达80mg/L时,没有发现对反应的抑制作用;好氧吸磷效果好于缺氧吸磷.试验还发现反应器在厌氧/缺氧条件下连续运行时,反硝化除磷菌的厌氧释磷和缺氧吸磷能力将很快丧失.     

初始pH值对废水反硝化脱氮的影响

为探讨pH值对硝态氮反硝化体系的影响,设定初始pH范围为4-10,对反硝化过程中NO3-N、NO2-N、TN、TOC和△TOC/△TN的变化规律、反硝化动力学以及抑制机理进行研究. 结果发现：最适宜的反硝化pH值为8,过酸过碱都不利于反硝化过程的进行. 在pH=8时,反应时间最短,硝态氮的去除率为99.4%,TN的降解率为95.5%. 亚硝态氮积累量在pH〈7时小于1 mg/L;pH〉7时,随pH的增大而增大,最大积累率为22%. 硝态氮比反硝化速率在pH=8时最大,为2.52 mg NOx-N/（g MLVSS·h）;亚硝态氮比反硝化速率在pH=7时最大,为1.66 mg NOx-N/（g MLVSS·h）. 因此,反硝化最佳的pH值为7～8.     

交替式A~2/O系统碳源量对去除氮磷途径的影响

采用市政污水研究进水碳源含量不同时交替式A2/O工艺去除氮磷的途径以及效果.调控进水COD浓度分别在150、200、300、400 mg.L-1左右,氮磷浓度不变,跟踪厌氧池与缺氧池内NO3--N与总磷(TP)的变化规律.实验结果显示,几种进水水质下,系统都具有优良的除磷脱氮性能;进水COD在300、400 mg.L-1时,缺氧池内NO3--N浓度始终低于1 mg.L-1,而TP浓度由于推流作用逐渐上升,系统主要通过反硝化异养菌利用外碳源进行反硝化作用去除NO3--N;进水COD在150、200 mg.L-1时,缺氧池内TP浓度一直较低,有反硝化聚磷现象,表明交替式A2/O系统内存在专性好氧聚磷菌与反硝化聚磷菌.     

NO2-N途径的短程硝化反硝化除磷试验研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)中,以模拟城市污水为处理对象,研究了短程硝化和以NO2--N为电子受体的反硝化除磷过程特征及处理效果.试验表明,在SBR反应器中以NO2--N作为电子受体进行反硝化除磷是完全可行的.在温度为20～25℃,曝气量为30～40 L.h-1,pH值为7.0～7.5,MLSS为3 000 mg.L-1左右的条件下,COD、NH4+-N、TN及TP的平均去除率分别达到92%、96%、89%和90%.     

初始 pH 值对废水反硝化脱氮的影响

为探讨pH值对硝态氮反硝化体系的影响,设定初始pH范围为4～10,对反硝化过程中NO3－‐N、NO2－‐N、TN、TOC和△TOC／△TN的变化规律、反硝化动力学以及抑制机理进行研究．结果发现：最适宜的反硝化pH值为8,过酸过碱都不利于反硝化过程的进行．在pH＝8时,反应时间最短,硝态氮的去除率为99．4％,TN的降解率为95．5％．亚硝态氮积累量在pH＜7时小于1mg／L;pH＞7时,随pH的增大而增大,最大积累率为22％．硝态氮比反硝化速率在pH＝8时最大,为2．52mgNO－x‐N／（gMLVSS·h）;亚硝态氮比反硝化速率在pH＝7时最大,为1．66mgNO－x‐N／（gMLVSS·h）．因此,反硝化最佳的pH值为7～8．     

生物反硝化墙去除地下水中硝酸盐的研究

文章采用室内实验装置,研究了以棉花为碳源的反硝化墙去除地下水中的硝酸盐.结果表明,以棉花为碳源的反应墙启动快.在室温(26±2)℃,墙内停留时间为7.5 h下,对于进墙NO3--N质量浓度分布在11.26～22.42 mg N/L,氮去除率可以达到95%,且没有明显的NO2--N,进墙NO3--N提高到33.23 mg N/L时,氮去除率依然约在90%,但有NO2--N累积.实验期间NH4 -N产量较少,经过反应墙后pH明显下降.实验表明,棉花反硝化墙是一种价格低廉而有效的去除地下水中硝酸根的方式,棉花在反应过程中也被消耗掉了.     

DO对短程反硝化过程中N2O产量的影响

利用SBR反应器,考察不同溶解氧(DO)条件下NO2-反硝化过程中N2O产生及释放过程。研究结果表明:控制曝气量为0.3 L/min,进水NO2--N质量浓度为40 mg/L,体系DO质量浓度分别为0,0.1,0.3,0.5和0.7 mg/L时,反硝化过程N2O释放量分别为0.41,0.60,2.62,4.98,6.83 mg/L;随DO质量浓度的增加,反硝化速率明显降低;当DO质量浓度由0 mg/L增至0.7 mg/L时,每克混合液悬浮固体(MLSS)的NO2-反硝化速率由14.9 mg/(L.h)降至10.2 mg/(L.h),每克MLSS的N2O产生速率由0.2 mg/(L.h)增至1.9 mg/(L.h)。其原因为:高DO质量浓度对氧化亚氮还原酶具有较强的毒性,抑制了N2O的进一步还原过程;高NO2-的存在导致抑制了氧化亚氮还原酶的活性。降低A/O和A2/O等生物脱氮过程中缺氧反应器内部DO质量浓度,保证严格缺氧条件,是减少短程生物反硝化过程中N2O产量的关键因素。     

有机碳源环境下的厌氧氨氧化批式实验

通过厌氧氨氧化批式实验,研究了在有机碳源环境下COD/NH4 -N比、pH值以及NO2--N浓度对厌氧氨氧化反应的影响.结果表明:在有机碳源环境下,厌氧氨氧化作用和反硝化作用可以同时存在;适宜的COD/NH4 -N比值范围在0~1.57之间;适宜的pH值范围应该在6.02~8.50之间,最适pH值为8.00;为了得到较好的脱碳和脱氮效果,在初始COD值为300mg/L时,初始NO2--N浓度不宜超过500mg/L,否则会抑制厌氧氨氧化反应和反硝化反应的进行.     

亚硝酸盐对反硝化除磷菌抑制机理研究

利用静态试验研究了亚硝酸盐质量浓度对反硝化吸磷的影响,并且对亚硝酸盐对反硝化吸磷抑制机理进行了深入分析.试验结果表明,缺氧初始NO2--N质量浓度在20 mg/L以下时,NO2-- N可以作为电子受体,但随着NO2--N质量浓度的增加,反硝化速率和吸磷速率都会降低;缺氧初始NO2--N质量浓度在大于20 mg/L时,亚硝酸盐不能作为电子受体.亚硝酸对反硝化作用的抑制可能来自于亚硝酸还原酶活性被抑制及 ATP的消耗量减少.亚硝酸盐对缺氧吸磷作用的抑制可能来自于及反硝化吸磷相关的酶活性被抑制、反硝化作用被抑制使其产能减少及反硝化中间产物抑制缺氧吸磷.     

亚硝酸盐反硝化脱氮

利用单纯形优化法获得了从亚硝酸盐反硝化脱氮的工艺条件为 :pH8.3,温度 2 8℃ ,C/N比1.6 ,泥 /水比为 0 .32 ,在此条件下能够稳定、高效地处理高浓度的含氮废水 (NO2 - -N〈35 0mg·L- 1) ,其脱氮速率高达 16 2mg·L- 1·h- 1,脱氮率 >99%。     

好氧反硝化菌的物理诱变法育种研究

以实验室SBR反应器分离出的好氧反硝化菌(WXZ-9)为原始菌株,分别用微波和紫外线诱变.通过反硝化性能测定筛选得到的正突变体WXZ-9-8号,96 h后的TIN去除率达到67.20%,比出发菌株WXZ-9号菌提高了7.07%,NO3--N去除率在24 h达到100%;WXZ-9-8号突变体的最大亚硝基氮还原速率达到52.89 mgNO2--N.L-1.d-1,比WXZ-9号菌株高6.90mgNO2--N.L-1.d-1.结果表明:WXZ-9-8号突变体具有更好的亚硝基氮还原酶的活性,并且比出发菌株有更好的生长适应性.     

有机碳源浓度对反硝化除磷的影响研究

广州地区城市污水碳量严重偏低、碳氮磷比例失调,其同步脱氮除磷一直是个难题,为此以SBR法就有机碳源浓度对反硝化除磷的影响进行研究.试验表明:在进水COD为180 mg.L-1的低碳运行下,反硝化除磷系统能够长期稳定运行,除磷效率达到99.2%;随着进水COD浓度从80 mg.L-1提高到240 mg.L-1,厌氧释磷量增加,缺氧反硝化速率与吸磷速率增加;缺氧段存在的COD浓度越高,对缺氧吸磷的抑制作用越大,随着缺氧段有机物浓度的增加,反硝化速率变大,吸磷速率变小,说明缺氧段存在外碳源会优先支持反硝化作用,抑制PHB作为内碳源的使用.     

氮负荷对烟气脱硫脱硝废水反硝化过程的影响

依据烟气脱硫脱硝废水的主要特征配制模拟废水,研究不同硝态氮负荷对该废水反硝化过程中C和N的变化规律及脱氮效果的影响．间歇式批次实验结果表明：氮负荷为50～400 mg/L时,经过12 h后硝态氮去除率达到95％以上,反应过程中有10％～20％硝态氮转化为亚硝态氮．随着氮负荷的增加,T OC的消耗量也在增加,但降解率逐渐减小,去除每毫克硝态氮所需TOC依次为5．40、4．03、3．15、2．96、2．88、2．32和1．9 mg ． TN的去除包括硝态氮、亚硝态氮和部分有机氮的去除,亚硝态氮完全去除时TN也基本去除．反应结束时,不同氮负荷下所需的△TOC/△TN为1．9～4．0．氮负荷从50 mg/L增加至400 mg/L ,容积反硝化速率由2．73 mg NO－3‐N /（L· h）增加至21．90 mg NO3－‐N /（L · h）．△TOC/△TN与容积反硝化速率、氮负荷之间都呈良好的线性关系．     

有机碳源浓度对反硝化除磷的影向研究

广州地区城市污水碳量严重偏低、碳氮磷比例失调,其同步脱氮除磷一直是个难题,为此以SBR法就有机碳源浓度对反硝化除磷的影响进行研究.试验表明:在进水COD为180 mg·L-1的低碳运行下,反硝化除磷系统能够长期稳定运行,除磷效率达到99.2%;随着进水COD浓度从80 mg·L-1提高到240 mg·L-1,厌氧释磷量增加,缺氧反硝化速率与吸磷速率增加;缺氧段存在的COD浓度越高,对缺氧吸磷的抑制作用越大,随着缺氧段有机物浓度的增加,反硝化速率变大,吸磷速率变小,说明缺氧段存在外碳源会优先支持反硝化作用,抑制PHB作为内碳源的使用.     

低温对固体碳源填充床反硝化的影响

为固体碳源反硝化工艺的实际应用提供理论和技术参数,采用一种淀粉基类的可生物降解聚合物作为反硝化微生物的固体碳源和生物膜载体反硝化脱氮,主要考察了低温对填充床反硝化性能的影响.试验结果表明: 8～10℃的低温下,进水硝酸氮浓度在60～80 mg·L-1之间时,反硝化速率为2.5～4.5 mg·(L·h)-1, 去除率低于20%, 均比常温下有明显的降低;在水力负荷9～12 cm·h-1之间时,反硝化速率与水力负荷成正比;在10～15 ℃范围内,温度对反硝化率的影响比常温时要大,温度常数K=0.046.     

pH对剩余污泥发酵耦合反硝化系统性能的影响

采用批次试验,在(30±1)℃的条件下,投加NO2--N研究不同pH(5,7,9及不控制pH)对于剩余污泥发酵耦合反硝化系统污泥溶解、基质释放、污泥减量及反硝化的影响,以寻求系统高效运行的较佳pH。试验结果表明:pH为5的条件下,污泥溶解产生的多糖经反硝化利用后的剩余量远远高于其他条件下的剩余量,最大值出现在第18天,为648.9 mg/L,而pH为5和9时蛋白质浓度较高,最大值出现在第15天pH为9时,为701.5 mg/L;在整个试验期间,PO43--P浓度在pH=5时最大,而NH4+-N最高浓度却出现在pH=9时;系统在不同pH条件下均出现一定的污泥减量。此外,根据NO2--N浓度的变化情况,可得出反硝化性能的优劣排序为pH=9,pH=7,pH不调,pH=5。综上可知,剩余污泥发酵耦合反硝化系统较佳的pH为9。     

包埋活性污泥和反硝化污泥短程硝化反硝化脱氮

以模拟废水为对象,在传统的流化床反应器内,将活性污泥和经驯化的反硝化污泥按适当比例混合后,用聚乙烯醇(PVA)加适当添加剂将其包埋,并对短程硝化反硝化脱氮进行了研究.结果表明,在进水NH4+-N平均为53.60mg/L,COD为281.19mg/L,HRT12h,调控温度、溶解氧、pH等,出水亚硝化率和TN去除率分别可达95%和85%以上,短程硝化反硝化脱氮较理想.当进水COD含量从150mg/L增加到750mg/L,TN去除率从73.66%提高到96.79%.适合包埋颗粒短程硝化反硝化脱氮的最佳溶解氧浓度约为4.0mg/L.当pH一直维持在8.0左右,温度从30℃降到25℃过程中,短程硝化反硝化并未遭破坏.当温度维持在25℃,pH从8.0降到7.5,连续运行约5个周期后,短程硝化反硝转变为全程的硝化反硝化.     

一体化厌氧氨氧化-反硝化固定微生物反应器协同脱氮研究

采用厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺的厌氧上流式固定化微生物反应器处理含有机物的高浓度舍氮废水,考察ANAMMOX与反硝化协同脱氮效果。试验结果显示：在一定范围内,NH2-N和NO2-N进水负荷不会对ANAMMOX与反硝化协同脱氮造成明显影响,当进水负荷为301-800mg/L时,系统对NH4^＋-N、NO2-N和TN的去除率分别达到93.3％、98．6％和90.3％的较高水平;当3COD浓度为800-850m学屯时,COD对ANAMMOX与反硝化协同脱氮基本不影响,并可实现95．7％的COD去除率。同时,NO3-N浓度、N2产量、pH值和生物相存在的特征性变化,也表明ANAMMOX与反硝化协同作用良好。     

A2SBR 反硝化除磷系统的启动和脱氮除磷性能

采用厌氧-缺氧SBR(A2SBR)系统,研究了反硝化除磷单污泥系统的启动条件,并考查了该工艺的脱氮除磷效能。结果表明,以城市生活污水处理厂活性污泥为种泥,在厌氧相进水COD浓度250mg·L-1,缺氧相进水NO-3-N浓度30mg·L-1左右时,通过"厌氧-沉淀排水-缺氧-沉淀排水"的周期性运行,可在29d内成功启动A2SBR反硝化除磷系统;运行方式改为"厌氧-缺氧-沉淀排水"后,A2SBR系统很快达到了稳定,在厌氧相和缺氧相HRT分别为3h和4.5h的条件下,其脱氮和除磷效率可分别达到90%和95%,COD去除率大于88%,最终出水的COD,NO-3-N和PO3-4-P浓度可分别降至28,3.35,0.57mg·L-1,表现出良好的反硝化脱氮和除磷性能。     

SBR反应器实现半亚硝化的启动策略

由于碳源不足,传统脱氮工艺难以处理高NH4+-N低碳氮比废水,采用短程硝化与厌氧氨氧化相结合的工艺可以处理此类废水,而半亚硝化是上述组合工艺的先决条件.采用低溶解氧和半碱度为启动策略,实现SBR反应器的半亚硝化作用,以期为后续厌氧氨氧化反应器提供合适进水水质.实验结果表明:水温(26±1)℃,控制初始碱度和NH4+-N的摩尔比为1,进水pH保持7.5±0.1,溶解氧为(0.8±0.2)mg/L的条件下,可将NO2--N累积率维持在95%,且出水中NO2--N和NH4+-N浓度相近,而NO3--N质量浓度低于5mg/L,反应器成功启动.进水化学需氧量(COD)对半亚硝化效果几乎没有影响.一个运行周期内三氮及COD的变化趋势说明,采用半碱度策略控制半亚硝化进程是可行的,能够保证出水NO2--N/NH4+-N摩尔比约为1.