不同碳源作用下厌氧氨氧化耦合多菌系统脱氮效能

为探究不同碳源对厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌耦合好氧氨氧化菌(AOB)以及ANAMMOX菌耦合短程反硝化菌脱氮性能的影响,在进水NH_4~+-N与NO_2~--N质量浓度比为1.0∶0.6和KHCO3质量浓度为1.25～2.50 g/L的条件下运行系列ANAMMOX耦合AOB血清瓶。研究结果表明:当KHCO_3质量浓度分别为2.00 g/L和2.50 g/L时NH_4~+-N去除率为100%,可积累NO_2~--N质量浓度达12.0 mg/L以上。在进水质量浓度ρ(NH_4~+-N)/ρ(NO_3~--N)为1∶1的条件下运行ANAMMOX耦合短程反硝化序批式反应器(ASBR),第80 min时NH_4~+-N去除率为100%;当进水质量浓度ρ(NH_4~+-N)/ρ(NO_3~--N)为1∶2,COD质量浓度为405.1 mg/L时,最高可积累NO_2~--N质量浓度达82.2 mg/L,第120 min时NH_4~+-N去除率为100%;当ASBR中过量通入NO_3~--N时,可使NO_2~--N的积累时间延长,此时颗粒污泥形态较完整。ANAMMOX耦合短程反硝化菌可利用葡萄糖作为电子供体进行短程反硝化,经过葡萄糖驯化后,NH_4~+-N去除率提高到43.8%。     

复合硝化菌群处理氨氮废水

从生物陶粒反应器中筛选出6株自养硝化细菌和2株异养硝化细菌,6株自养菌的硝化速率为1.03～1.25 mg(L·d).异氧菌SHY4和SHY5在氨氧化培养基中经过12 d的好氧培养,氨氮最终去除率分别为69.73%和80.78%.亚硝酸盐质量浓度最终分别增加到0.124和0.206 mg/L,SHY5在亚硝化培养基中,经过12 d的好氧培养,亚硝酸盐质量浓度最终降低8.87 mg/L,硝酸盐出现积累质量浓度最终增加0.48 mg/L.采用从生物陶粒反应器中分离出的自养硝化细菌和异养硝化细菌建立序批式活性污泥反应器(SBR)进行了氨氮去除的试验研究,经过15～21 d的硝化处理,氨氮的平均去除率为64.38%.     

pH值和有机碳源对匹配厌氧氨氧化的SBR亚硝化的影响

目的研究p H值和有机碳源对匹配厌氧氨氧化的前置亚硝化反应的影响,确定实现NO-2-N稳定高效积累的最佳运行参数.方法试验采用人工配水,控制反应温度为28℃,DO质量浓度在1.0 mg/L左右,进水NH+4-N质量浓度为150 mg/L,分别通过静态试验和动态试验考察在不同p H值(6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5)和不同COD质量浓度(50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L)条件下,NH+4-N去除情况和NO-2-N累积情况.结果在本实验条件下,当p H值为7.5~8.0、ρ(COD)150 mg/L时,SBR反应器可以获得理想的亚硝化效果,NH+4-N去除率和NO-2-N累积率分别可以维持在90%和75%以上.结论 p H值偏碱性有利于实现较高质量浓度的NO-2-N积累.当进水中存在适量有机碳源时,匹配厌氧氨氧化的亚硝化反应可以正常进行,但有机碳源质量浓度过高会对亚硝化细菌的生长繁殖产生明显的抑制作用.     

污水排海口底泥厌氧氨氧化菌的富集培养与脱氮效果

以污水排海口区域底泥作为接种污泥,采用厌氧序批式反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR),利用本地海水调配的模拟含氮污水(盐度约26,NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度均为70 mg·L-1)对沉积物中的厌氧氨氧化菌进行富集驯化培养。在pH值7.5~7.9和温度30℃条件下,经过55 d的富集驯化培养,成功启动了厌氧氨氧化反应器。该反应器运行70 d后达到稳定,对模拟污水中的NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率均达到了98%以上。当模拟污水中的NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度提高到140 mg·L-1时,NH_4~+-N的平均去除率为74.7%,而NO_2~--N的平均去除率仍达到99.2%,此时二者的去除量之比为1∶1.33,非常接近厌氧氨氧化反应的理论化学计量关系。把ASBR运用于实际污水的脱氮处理时,其NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别降为67.0%和85.1%。     

反硝化聚磷菌的驯化及脱氮除磷性能研究

目的研究反硝化聚磷菌的富集及菌株反硝化除磷特性,丰富反硝化聚磷菌的菌种,为今后反硝化脱氮除磷技术的实际应用提供参考.方法利用活性污泥为基质快速富集以NO_3~-作为电子受体的反硝化聚磷菌,并用专性培养基于稳定运行的A~2SBR反应器中分离得到2株高效反硝化聚磷菌N4. 3和N4. 1,对两株菌的反硝化除磷效能进行研究.结果在两阶段驯化条件下,共历时36天反硝化聚磷菌富集成功,反硝化除磷系统出水COD、TP和NO_3~--N的质量浓度分别为24. 52 mg/L、0. 37mg/L和2. 64 mg/L; N4. 3和N4. 1均具有PHB及异染颗粒,且革兰氏染色均呈阳性; N4. 3和N4. 1硝态氮去除率分别为95. 83%、96. 30%,总磷去除率分别为88. 34%、91. 42%.结论 A~2SBR系统中反硝化聚磷菌富集效果较好,并且分离出两株具有较高的反硝化吸磷能力的菌株.     

反硝化-厌氧氨氧化掺杂培养的厌氧氨氧化菌影响因素研究

为了得到厌氧氨氧化菌最适宜的生长环境,利用培养成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥进行厌氧氨氧化菌的影响因素研究。探讨了温度、pH值、COD、进水基质(NH_4~+-N和NO_2~--N)对厌氧氨氧化菌活性的影响。研究结果表明:厌氧氨氧化菌最适温度为40℃;最适pH值范围为7.0~8.0;COD质量浓度低于100mg/L时,对厌氧氨氧化菌无明显抑制作用,COD质量浓度高于100mg/L时,反硝化菌生长占据优势,一定程度上抑制了厌氧氨氧化菌的活性;进水基质NH_4~+-N和NO_2~--N在质量浓度分别低于1 540mg/L和140mg/L时,厌氧氨氧化菌活性没有受到严重抑制。控制厌氧氨氧化工艺的最适生长条件,有利于厌氧氨氧化菌的快速生长,进而为厌氧氨氧化反应器的快速启动奠定基础。     

改进型A~2/O工艺处理晚期垃圾渗滤液试验研究

目的研究组合工艺"缺氧SBR-UASB-好氧SBR"处理高COD、高氨氮、低BOD/COD晚期垃圾渗滤液的可行性,提供一种处理晚期垃圾渗滤液经济、有效的模式.方法在500%回流比下联合启动反应器,系统进水量保证3L/d,调整最佳运行周期,逐步提高回流比并测定各反应器出水COD、NO3-N、NO2-N、TN、NH4-N.结果当回流比达到2200%,系统对COD、NH4-N、TN的去除率分别为96.30%、92.12%、90.57%,出水COD质量浓度49.52 mg/L,NH4+-N质量浓度2.14 mg/L,总氮质量浓度38.71 mg/L.回流比的提升导致系统硝化类型的改变.结论最佳工艺参数下,经由组合工艺处理后出水满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2008)规定的直接排放标准.回流比的改变导致亚硝化菌的比增长速率μAOB和硝化菌的比增长速率μNOB比值发生变化,系统硝化类型从短程硝化向全程硝化过度.     

新型悬浮填料强化硝化作用试验研究

提出了一种包裹沸石粉与硝化细菌的新型悬浮填料,用于城镇污水厂的强化硝化模拟试验研究,并根据有无沸石粉和硝化细菌设计出3组试验装置.通过监测3组试验装置进出水NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N的浓度变化情况评价新型悬浮填料的强化硝化性能,并结合新型悬浮填料生物膜中的微生物群落多样性来解析其硝化机理.结果表明:相比仅包裹沸石粉或硝化细菌的单一悬浮填料,同时包裹沸石粉和硝化细菌的复合悬浮填料在试验装置中对水体中NH_4~+-N的平均去除率最高(68.3%),且NO_2~--N平均浓度最低(12.62 mg/L)、NO_3~--N平均浓度最高(7.81 mg/L),表明沸石粉和硝化细菌的组合能够明显提升填料的硝化性能,且沸石粉对微生物的硝化过程可能具有促进作用;新型悬浮填料中沸石粉的加入更有利于硝化相关菌属的富集和生长,从而造成微生物物种多样性的降低;用于强化硝化的新型悬浮填料的生物膜中的Nitrosomonas菌属占绝对优势,从而为体系中NH_4~+-N的转化提供有力保障,而填料中沸石粉的引入能够进一步促进Nitrospira菌属比例的提高,从而减少体系中NO_2~--N积累的可能性.本研究旨在为该填料的工程化应用提供依据和参数.     

不同曝气方式SBR短程硝化试验研究

在常温条件下(20~25℃),分别采用间歇曝气SBR(1号)和连续曝气SBR(2号),研究4个不同初始DO质量浓度(0.5~1.0,1.5~2.0,2.5~3.0和3.5~4.0 mg/L)下生活污水的亚硝化。研究结果表明:2个反应器的COD去除效果相差不大;运行50 d后,1号反应器的氨氮去除容积负荷比2号的大,且4个DO质量浓度下亚硝化率均在90%以上,而当2号反应器的DO质量浓度为3.5~4.0 mg/L时,亚硝化率由90%逐渐下降至72.9%,后采用间歇曝气经15 d成功使其亚硝化率恢复至90%。间歇曝气反应器内污泥中亚硝化菌的相对数量比连续曝气反应器的多,硝化菌则比连续曝气反应器的小。间歇曝气在节省能耗的同时可以稳定实现较高的氨氧化速率和亚硝化率,是常温生活污水SBR短程硝化长期高效稳定运行的有效手段。     

ANAMMOX生物滤池不同质量浓度脱氮试验

目的研究ANAMMOX工艺在生物滤池中的脱氮性能,以提高该工艺在实际运行中的脱氮效率.方法采用ANAMMOX生物滤池作为反应器,控制反应水温在25~31℃,逐步增加进水NH+4-N和NO-2-N的基质质量浓度,研究ANAM M OX生物滤池工艺在不同质量浓度负荷下各滤层脱氮规律.结果 ANAMMOX生物滤池生物量分布呈现先增后减再逐渐趋于平缓的趋势.厌氧氨氧化生物量集中分布在0~50 cm滤层,进水口处生物量较低.进水NH+4-N和NO-2-N的基质质量浓度分别在90 mg/L、120 mg/L时去除效率最佳.当进水NH+4-N和NO-2-N的基质质量浓度分别高于120 mg/L、160 mg/L时,ANAMMOX脱氮性能受到较大的抑制作用.结论进水NH+4-N和NO-2-N的基质质量浓度对ANAMMOX脱氮性能有较大影响.     

具有降解对硝基酚功能的硝化菌

硝化细菌是城市污水处理厂水处理系统中的重要功能菌.该硝化菌能否抵御有毒污染物的冲击,是衡量污水处理系统能否稳定运行的指标之一.用对硝基酚(PNP)对普通的硝化菌进行驯化,得到一种具有降解PNP功能的硝化菌.结果表明:经过驯化后的硝化细菌同时具有降解硝基酚和硝化功能.在含有质量浓度为100 mg·L~(-1) PNP的溶液中,与普通硝化菌相比,经过驯化后的硝化菌对NH_4~+-N去除速率高出33%.此外,驯化后的硝化菌对PNP的去除速率是普通硝化菌的33倍.     

不同时期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺深度脱氮

应用两级上流式厌氧污泥床(UASB)-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器(SBR)深度处理早期和晚期垃圾渗滤液.首先在一级UASB(UASB1)中实现反硝化,在二级UASB(UASB2)中通过产甲烷降解有机物,在A/O反应器的好氧区进行NH4+-N的硝化,最后在SBR中去除残余NH4+-N及通过反硝化去除NO2--N和NO3--N深度脱氮.试验结果表明:早期渗滤液ρ(COD),ρ(TN)和ρ(NH4+-N)分别为14.8,1.8和1.3 mg/mL,最终出水ρ(TN),ρ(NH4+-N),ρ(NO2--N)和P(NO3--N)分别为28,4,3.4和1.9 mg/L,获得了大于98%的TN和NH4+-N去除率.晚期渗滤液ρ(COD)为2.5 mg/mL;ρ(TN),ρ(NH4+-N)分别为3.0和2.9 mg/mL时,获得99%以上的TN和NH4+-N去除率.最终出水ρ(NH4+-N),ρ(NO2--N)和P(NO3--N)都小于10 mg/L,最终出水ρ(TN)为26～32 mg/L.     

低碳源下序列间歇式活性污泥法中反硝化除磷菌培养及驯化研究

采集某城市污水处理厂的A/O工艺回流活性污泥作为污泥样品,利用SBR反应器,以硝酸盐为电子受体,在低碳源下,培养和驯化反硝化除磷菌。第一阶段采用厌氧/好氧/沉淀/排水的运行方式10周期,第二阶段采用厌氧/好氧/缺氧/好氧/沉淀/排水运行方式40周期。反硝化脱氮除磷性能的测试结果表明,经培养驯化得到的反硝化除磷菌处理低碳源废水,PO43--P的去除率达96%,出水浓度稳定在0.4 mg/L以下;NH4+-N去除率达78%,出水浓度稳定在3 mg/L以下;COD的去除率达86%,出水浓度稳定在20 mg/L以下;表明采用SBR反应器进行反硝化菌的培养驯化是可行的。     

DO对膜生物反应器中同步硝化反硝化的影响

采用人工配制的生活污水作为原水,考察了在膜生物反应器(MBR)中不同溶解氧(DO)对于同步硝化反硝化效果的影响.结果表明,将试验条件控制在TN容积负荷为0.35 kgN/(m3*d)、HRT为6 h、SRT为30 d、pH为7～8、温度为25～28 ℃、C/N为9时:在反应器DO的质量浓度为0.6 mg/L条件下,可获得62.5%的NH+4 -N去除率、91.1%的反硝化率和58.3%的SND率;在反应器DO的质量浓度为1.0 mg/L条件下,可获得90.8%的NH+4-N去除率、90.4%的反硝化率和82.5%的SND率;在反应器DO的质量浓度为1.4 mg/L时,可获得93.3%的NH+4-N去除率、77.0%的反硝化率和72.1%的SND率.     

ASND法处理食品发酵废水出水达一级A标准工艺研究

将异养硝化-好氧反硝化菌株投加到SBR反应器中,对含有优势菌株的污泥进行培养驯化、优化运行周期的操作,使其具有良好的生化、硝化和反硝化性能。运行SBR反应器处理模拟食品发酵废水(CODCr、氨氮、总氮质量浓度分别大于等于600,80,85mg/L),经处理后的出水CODCr、氨氮和总氮质量浓度分别为56,0.65,14mg/L。后期向处理后的出水投加20mg/L的聚合氯化铝混凝沉淀进一步降低出水CODCr,至此出水CODCr和氮类化合物质量浓度已达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准(出水CODCr、氨氮、总氮质量浓度分别小于50,5,15mg/L)。     

CAST分段进水深度脱氮性能及在线控制

以生活污水为处理对象,考察循环式活性污泥法(CAST)分段进水深度脱氮在线控制工艺中有机物降解、硝化和反硝化反应过程中氧化还原电位(ORP)及pH值的变化规律,建立这些控制参数与有机物去除、硝化和反硝化反应过程中主要污染物指标间的相关关系。研究结果表明:根据ORP及pH曲线上的特征点适时地停止曝气与进水缺氧搅拌,能更加有效地控制CAST多段进水工艺,达到深度脱氮的目的,并尽可能降低运行成本;当进水COD为155.0~443.6mg/L和NH4+-N质量浓度为57.98~82.40mg/L时,系统最终出水COD(化学需氧量)低于40mg/L,NH+4-N质量浓度低于0.5mg/L,TN(总氮)质量浓度低于2.0mg/L;在17,23和30℃时,升高温度能显著提高系统反硝化效果,反硝化速率随温度上升而递增;当原水有机碳源充足时,分段进水次数增多,由于反硝化速率加快,反应时间缩短,且反应末端外碳源投加量减少;采用CAST分段进水深度脱氮工艺系统除磷性能稳定,且去除率可达90%以上。     

外源有机碳浓度对藻菌关系及氮磷去除的影响

采用实验室一次培养法,以葡萄糖为有机碳源,对地衣芽孢杆菌和丝藻进行单独及混合培养,研究了外源有机碳浓度对藻菌相互关系及氮磷去除效率的影响。结果表明,当水体中葡萄糖质量浓度不高于20mg/L时,地衣芽孢杆菌能显著促进丝藻的生长。尤其当葡萄糖质量浓度为20mg/L时,藻菌体系叶绿素荧光强度最大可达5227,较纯丝藻体系相应值提高约15%;当葡萄糖质量浓度为50 mg/L时,藻菌体系对水体中NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P的去除率分别达到27%和60%,显著高于纯丝藻及纯菌体系相应值;当葡萄糖质量浓度高于50mg/L时,藻菌体系和纯丝藻体系对氮磷的去除率无显著差异;当葡萄糖质量浓度高于100mg/L时,地衣芽孢杆菌明显抑制丝藻的生长。     

耐铅微生物筛选及其铅去除能力的初步研究

从铅锌尾矿厂周围土壤样品中分离出4株耐铅菌。4株耐铅菌均能在Pb²⁺浓度范围为100~1000 mg/L的培养液中生长。在pH 6, 25℃, 160 r/min及初始Pb²⁺浓度为600 mg/L时, 菌株Pb-X-1, Pb-Z-3和Pb-Z-4的Pb²⁺去除率分别为78.31%, 77.8%和87%。菌株Pb-X-2在初始Pb²⁺浓度为100~400 mg/L时, 去除率均高于95%。16S rRDA基因序列分析表明, Pb-X-2属于嗜麦芽寡养单胞菌。菌株Pb-X-2对溶液中铅离子的去除机理为细胞表面吸附与胞内富集。     

以丝瓜络作为固体碳源生物膜的SND反应器启动

采用农业废弃物——丝瓜络作为生物膜同步硝化反硝化(SND)系统的填料和固体碳源,研究丝瓜络固体碳源反应器的启动特性.试验研究丝瓜络的静态释碳规律;反应器启动过程中COD_(Cr)、NH_4~+-N、TN的去除效果;反应器启动成功后,利用比氧吸收速率(SOUR)、比硝化速率(SNR)及比反硝化速率(SNUR)测试生物膜性能等内容.结果表明,丝瓜络静态释碳量在41 h达到最大值,释碳过程符合二级动力学;反应器在启动的第21周期时,CODCr、NH_4~+-N、TN的去除率均在70%以上,表明该固体碳源生物膜同步硝化反硝化(SND)系统启动成功;SOUR、SNR和SNUR分别可达0.92 mg·(L·min)~(-1)、8.52 mg·(L·h)~(-1)和5.66 mg·(L·h)~(-1),说明该生物反应器可快速启动且生物膜活性高,丝瓜络适合作为固体碳源生物膜填料.     

流型、植物种类和基质厚度对人工湿地去除废水中氨氮的影响

实验模拟人工湿地,以沙、土混合物为基质,比较了水平潜流和垂直流、不同植物、不同基质厚度对氨氮(NH_4~+-N)处理效果的影响,并分别进行了分析。实验表明,水平潜流和垂直流NH_4~+-N去除率分别达到59%和68%,垂直流人工湿地处理效果较好的原因是垂直流为硝化创造了有利的条件。金边吊兰、金钱草、绿萝对NH_4~+-N的平均去除率依次为46%、60%和70%,分析认为根系是影响NH_4~+-N去除效果的主要因素。以金钱草做湿地植物,基质厚度为6 cm时去除效果最好,最大去除率达到74%,表明基质厚度与植物根系长度相适应时,NH_4~+-N的去除效果最佳。研究结果为深化湿地去除NH_4~+-N的理论研究和应用推广提供了支撑。