垃圾渗滤水同时好氧厌氧生物处理的生化反应机理

用自行设计研制的同时好氧厌氧生物反应器对广州大田山填埋场渗滤水进行了6年多的现场试验研究.通过硝化反硝化反应的计量学控制,实现了垃圾渗滤水的稳定处理,其出水完全达到该类废水的国家二级排放标准.采用本人提出的生化反应"电子计量学"方法,分析该反应器中主要存在的3类生化反应:有机物氧化反应、硝化反应、反硝化反应,研究分析了该三类生化反应的电子计量学方程式和有关计量学关系式.     

“含氮有机废水生物脱氮新技术与工程化应用”荣获2008年度国家科技进步二等奖

2009年1月9日，2008年度国家科学技术奖评选揭晓．由华南理工大学环境科学与工程学院周少奇教授课题组完成的“含氮有机废水生物脱氮新技术与工程化应用”项目获得了2008年度国家科技进步二等奖．该项目的主要研究成果包括：（1）提出了“电子流守恒原理”与“电子计量学”方法，研究获得了生物硝化、反硝化的生化反应电子计量学方程式和计量学关系式，为同时硝化反硝化（SND）技术的实施提供了最新的理论依据；     

厌氧氨氧化与反硝化协同作用化学计量学分析

简述了厌氧氨氧化的研究进展，讨论了有机环境下同一反应器中厌氧氨氧化与反硝化的协同作用，推导了厌氧氨氧化的电子计量学方程式。以及有机环境下以葡萄糖为有机碳源时反硝化脱氮的电子计量方程式．电子计量学分析表明：由于反硝化将有机碳转变为CO2，可为厌氧氨氧化提供碳源，从而有利于厌氧氨氧化的进行；厌氧氨氧化产生的NO3^-可被反硝化茵利用．由于厌氧氨氧化和反硝化反应过程均产生H^＋，会引起pH值升高，这一结果与所报道的试验结果相吻合．     

绿色自由基硝化研究进展

 硝化反应是合成医药、炸药、染料、农药等的重要反应。综述了非传统硝酸体系硝化的新型绿色自由基硝化反应的研究进展,主要包括：NO₂+N-羟基邻苯二甲酰亚胺（NHPI）硝化体系、NO₂+O₃/O₂+无机催化剂硝化体系。分别介绍了这两种硝化剂体系的发展历程及其参与的硝化反应的机理和应用情况,以及一些新近其他自由基硝化反应的机理及应用。分析表明,自由基反应过程中,可能优先生成C自由基,选择性地生成C-硝基化合物,为杂环化合物选择性C硝化提供一种有效的方法。绿色自由基硝化环境友好、原子经济性良好,具有较好的发展前景。     

膜生物反应器中同步硝化反硝化动力学模型

在对硝化基础反应动力学和反硝化基础反应动力学分析的基础上,建立了一体式膜生物反应器中的同步硝化反硝化反应动力学模型。通过一体式膜生物反应器运行的实验数据和模型推导,求得的硝酸盐饱和常数KNO3要远远高于传统单级反硝化过程中的硝酸盐饱和常数,从量化的角度解释了同步硝化反硝化现象。     

序批式生物膜法硝化特性研究

采用序批式生物膜法对不同溶解氧(DO)、温度和pH值条件下氨氮的硝化效果进行试验研究,对运行过程中亚硝氮的积累进行探讨.结果表明,DO(4.0时NH3—N的去除率始终保持在95%以上;低pH值和低温对硝化反应有着明显的抑制作用,但低pH值对硝化反应的抑制是瞬时的,而低温对硝化反应的抑制是持久性的;控制低DO实现短程硝化时,在运行初期较易实现.     

SBR法硝化与反硝化动力学分析

应用ＳＢＲ法对毛皮废水进行了处理。讨论了ＳＢＲ法硝化与反硝化的规律，并且对硝化和反硝化阶段进行了动力学分析，确定了反应级数，并求得反应速率。     

利用碱度控制SBR中短程硝化反应的进程

为研究利用碱度控制序批式反应器(SBR)中短程硝化反应进程的可能性,该文考察了不同碱度情况对SBR短程硝化过程的影响.当碱度低于理论需要时,pH会超出亚硝酸菌适宜的范围,导致反应中止.故可用pH和溶解氧作为控制参数,利用碱度控制短程硝化实现出水50%亚硝化.结果表明,短程硝化与初始碱度密切相关,当初始碱度为理论值一半左右时,恰好约有50%～60%的氨氮被亚硝化.另外pH降低是反应受到抑制的主要原因.     

SBR法硝化与反硝化的试验研究

本文介绍了ＳＢＲ法硝化、反硝化及连续硝化、反硝化的反应规律。试验结果表明，脱氮进行的顺利与否，主要决定于硝化反应完成的程度。但在反硝化过程，不投加有机碳源的反硝化速率远远低于投加有机碳源的速度。因此，在反硝化时，投加一定的碳源是必要的，它可以加快反硝化速率，缩短反应时间并减小反应器容积。     

间歇式反应器亚硝化颗粒污泥培养试验

在间歇式反应器(SBR)中经20d驯化后,普通消化污泥具有亚硝化功能.然后接种厌氧颗粒污泥,控制反应条件:温度21 ℃,pH7.5～8.5,溶解氧(DO)质量浓度0.5～1.0 mg/L, 25 d后完成厌氧颗粒污泥向好氧亚硝化颗粒污泥的转变.好氧亚硝化颗粒污泥具有较好的脱氮效果,一个反应周期内氨氮(NH 4N)去除率达到91.4%,总氮(TN)去除率达到70.6%,亚硝酸盐氮与硝酸盐氮质量浓度比(ρ(NO-2N)/ρ(NO-3N))＞0.70,反应器实现了同步亚硝化反硝化.     

SBR工艺去除MAP沉淀后垃圾渗滤液中氨氮的实时控制

以经过UASB(上流式厌氧活性污泥床)+MAP(磷酸氨镁)处理后的垃圾渗滤液为试验用水,以氧化还原电位(ORP)、pH及溶解氧(DO)作为控制参数,系统研究了序批式活性污泥法(SBR)工艺生物脱氮过程的实时控制策略.结果表明:对于经过前处理的垃圾渗滤液,生物系统可以实现剩余氨氮的完全硝化-反硝化反应;在厌氧阶段,反硝化完全时,ORP曲线出现硝酸盐"膝点";在好氧阶段,硝化完全时,虽然pH曲线没有出现氨"谷点",但出现了转折点.因而,ORP和pH可分别作为反硝化及硝化反应控制参数.实时控制系统经2个月的稳定运行,总有机氮(TOC)和总氮(TN)的去除率分别达到了84 %和98 %.     

以N-甲基吡咯烷酮为电子供体的反硝化

含氮杂环化合物N-甲基吡咯烷酮（NMP）是新能源生产领域中常用的一种良好的工业溶剂.由于NMP在生产过程中所产生的废水具有较好的可生化性，因此NMP作为电子供体可用于反硝化反应.NMP是含氮杂环化合物，理论分析表明：当其用作电子供体进行反硝化反应时，有79%的电子可供外源硝酸盐的还原.实验结果也表明：NMP作为电子供体进行反硝化时，与葡萄糖具有同样的效果.该项研究成果对于NMP生产废水的综合利用具有重要的理论和现实意义.     

在硝酸-硫酸-废酸条件下合成硝基氯苯的反应动力学研究

通过对硝基氯苯动力学的研究，为根据市场变化适时调节邻位、对位硝基氯苯的生产提供理论依据。氯苯硝化反应为液液相反应，在硝酸-硫酸-废酸体系中，研究了氯苯硝化反应的反应过程，根据反应传质情况推导了氯苯硝化反应的动力学模型，并通过实验测得了氯苯在上述体系中硝化反应的宏观动力学方程。     

膜生物反应器净化污水的硝化反硝化性能

比较了膜生物反应器(MBR)和传统活性污泥工艺(CAS)在相同运行条件下处理生活污水的硝化和反硝化性能.结果表明,MBR对NH4 -N和TN的去除率分别比CAS高54.8%和37.3%.2种工艺的亚硝化、反硝化作用均呈零级反应,对应降解速率常数MBR分别约为CAS的2.2倍和2.5倍;CAS中硝化作用为零级反应,而MBR中硝化作用随时间推移趋于平缓.MBR中的细菌总数、硝酸菌、亚硝酸菌和反硝化菌数量分别比CAS工艺中相应菌种高1~2个数量级.通过控制曝气强度或减小回流通道断面限制缺氧区溶解氧质量浓度,可提高MBR中的反硝化效果.     

SBR法处理城市污水过程中氮的去除及转化规律

介绍了利用SBR法处理广州地区城市污水过程中氮的去除和转化规律及处理过程中的各种影响因素。在处于好氧阶段的反应过程中，在去除有机物和进行磷的吸收的同时，进行硝化反应并且控制硝化反应进行到亚 硝酸型硝化结束，然后进行缺氧反硝化，以达到脱氮的目的。实验结果表明，在去除有机物的同时，氨氮也有很好的去除效果，在反硝化的过程中，硝化氮被转化成氮气，通过硝化和反硝化，使总氮得到了一定程度的去除。     

过氧化物酶催化的硝化反应研究进展

过氧化物酶是一类广泛存在于动植物体内的氧化还原酶，可催化多种反应；在H2O2／NO^- 2体系下，过氧化物酶可以催化酚类以及其他芳香族化合物的硝化，对过氧化酶用途、催化的硝化反应及其硝化机理做简要的综述。     

用TTC-ETS活性表征污泥生物活性的可行性研究

通过考察有机物生物降解、硝化和反硝化过程中TTC-ETS活性的变化规律,研究了TTC-ETS活性表征污泥生物活性的可行性.试验结果表明,TTC-ETS活性可以有效地揭示出有机物生物降解、硝化和反硝化反应的进程,同时对系统受到的冲击负荷和硝化过程中碱度的变化有着灵敏的感应,这说明用TTC-ETS活性表征污泥的生物活性是可性的.     

深床生物硝化实验研究

研究了深床条件下的生物硝化技术,实验结果证实了深床条件下的生物硝化反应动力学级数为零级,氮质量浓度、硝酸盐氮质量浓度与床层深度或HRT具有良好的线性关系;讨论了溶解氧质量浓度及HRT对生物硝化反应,以及氨氮去除率的影响;分析了反冲洗工艺对深床硝化脱氮效果的影响。     

一种新型生物脱氮工艺--亚硝化/自养反亚硝化工艺

介绍了一种新型生物脱氮工艺——亚硝化／自养反亚硝化工艺；详细论述了该工艺的发展沿革、反应理论基础、影响因素及其反应的特点和优点等；通过列出相关的反应方程式、反应示意图等进行说明和对比，充分凸现了该工艺的优点。     

负载磷钨酸铵的溶胶-凝胶法制备及催化苯硝化反应的研究

以正硅酸乙酯为硅源,利用溶胶-凝胶法制备了负载磷钨酸杂多酸铵盐催化剂,利用XRD和IR对催化剂进行了表征,并以苯硝化为模型反应,初步评价了催化剂对硝化反应的催化性能.结果表明,负载催化剂保持了非负载磷鸽酸铵杂多酸盐的Keggin结构;负载催化剂对苯硝化反应具有较高的催化活性,反应时间、催化剂用量以及硝酸与苯体积比对催化苯硝化反应有较大的影响,当反应温度为70℃时,最佳实验条件为:5 mL苯、15 mL硝酸、0.5 g催化剂、反应5 h;而且苯硝化反应产物中无多硝基苯生成,硝基苯的选择性高;多次使用后,负载催化剂仍表现出了较强的催化活性.