影响AAO工艺处理生活污水反硝化效率的原因分析

针对我国南方的污水处理厂进水碳源较低,导致反硝化效率不高的问题,在不外加碳源的条件下,通过调整内回流量、好氧末段溶解氧浓度、进水量,分析各变量对反硝化效率的影响。结果表明,低浓度碳源条件下,增大内回流量至150%,控制好氧末段出水溶解氧为1.0 mg/L,可有效的提高本工艺的反硝化效率,而由于进水量变化引致污泥负荷增大也可提高反硝化反应速率。     

不同有机物作为电子供体提高反硝化速率的比较

分别用葡萄糖、甲醇和邻苯二甲酸氢钾3种有机物作为电子供体,进行反硝化实验．分别在C／N比为4和10的条件下,比较它们对反硝化速率的影响．研究结果表明：在C/N比为4时,初始浓度为60mg／L的反硝化速率在葡萄糖为碳源时为最大,其次是甲醇,而邻苯二甲酸氢钾速率最慢．而当C／N比为10时,所有有机物作为电子供体时反硝化速率则基本相同．随着浓度的升高,同样在CJN比为4或者10时,以葡萄糖和甲醇作为电子供体时,反硝化速率随着初始NO3^--N浓度的增加而增加,表现为Monod模型．而以邻苯二甲酸氢钾为碳源时,反硝化速率则首先随着初始NO3^--N浓度增加而增加,随后则逐步下降,表现为Aiba抑制型．在所有情况下,以葡萄糖为电子供体时,最大的NO3^--N去除速率均为最大,且饱和常数悠最小．     

污水处理中微生物反硝化脱氮过程及代谢规律

微生物同化、异化反硝化均依赖碳源,且同化C/N为23远高于异化C/N。污水系统中反硝化菌多为兼性厌氧菌,其反硝化效果受DO、碳源种类、温度等因素影响较大。DO与NO3--N为竞争关系,DO存在会抑制反硝化,但高DO有利于反硝化菌的生长。不同碳源反硝化所需C/N不同,污水为碳源时所需的C/N约为4.0-5.0,污泥内源呼吸时反硝化C/N最低为2.9-3.2,但其反硝化速率仅为利用VFA时的1/10。常见VFA如甲醇、乙酸等C/N为3.1-4.1。反硝化过程中还应注意温室气体N2O逸出等问题,偏酸性及较高DO会导致反硝化过程N2O积累与逸出。     

活性污泥作用下固体碳源释碳及脱氮性能比选

目的研究不同固体碳源在活性污泥作用下的释碳特性,优选出释碳性能良好的反硝化碳源种类,进而解决低碳氮比污水脱氮效果不佳的问题,并实现农业废弃物的资源化利用.方法采用室内静态试验,以玉米芯(有皮玉米芯和无皮玉米芯)、大豆壳、稻秆为外加固体碳源,通过比较各固体碳源沉降性、碳源浸泡液可生化性、及活性污泥作用下的水解释碳特性,优选出释碳品质良好,适宜作为反硝化外加碳源的固体碳源.结果有皮玉米芯和稻秆可在7 d和4 d内完全去除50 mg的硝酸盐氮,在浸泡过程中水解产生的累积葡萄糖质量浓度占COD释放量的37.11%和24.62%.结论有皮玉米芯和稻秆的释碳品质较大豆壳更佳,更适宜作为外加碳源应用于反硝化脱氮研究.     

自养硝化与异养反硝化污泥膜污染特性的对比

以同步脱氮除磷连续流膜生物反应器小试稳定运行时的污泥为考查对象,采用序批式过滤试验对比考查硝化污泥与反硝化污泥的污染特性,并对不同电子供体下反硝化污泥的污染机理进行分析与探讨.研究结果表明:在25℃下乙酸作为电子供体下的反硝化速率(以VSS计)为13.8 mg/(g·h),高于乙醇的10.2 mg/(g·h)和甲醇的3.4mg/(g·h);反硝化污泥相对于硝化污泥溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)中蛋白质类物质在＜1 kDa和＞ 100 kDa范围内含量的增多,成为导致污泥混合液中溶解性物质阻力增大的主要因素,从而增大溶解性物质在膜孔内部的堵塞的阻力,其中以甲醇为电子供体时的反硝化过程最为明显.反硝化过程污泥产生的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)相对于硝化过程有所降低,且EPS中糖类与蛋白质类物质的相对疏水性的降低成为混合液中悬浮颗粒物质(suspend solids,SS)阻力降低的主要因素;硝化污泥与3种电子供体下产生的EPS相对分子质量分布上略有不同,但是傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)对EPS官能团的监测表明硝化过程与3种电子供体在反硝化过程中产生的EPS主要化学物质组成并没有发生变化,以乙酸为电子供体下反硝化过程后污泥的修正污染指数(modified fouling index,MFI)最小.     

氢自养反硝化细菌SY6的反硝化特性研究

从水库底泥中分离出1株氢自养反硝化细菌SY6.以氢自养反硝化菌株SY6作为研究对象,分析了氢气作为电子供体时,氢自养反硝化细菌SY6生物脱氮途径及生长增殖规律,考察了不同环境因子对菌株SY6生物脱氮性能的影响.结果表明,30℃时菌株反硝化效率最高,此时NO-3的去除率达到100%;在p H值为6—7的中性偏酸环境,菌株反硝化效果最好,NO-3的去除率为100%.不同的C/N对反硝化效果的影响很小,以Na HCO3作为碳源反硝化效果优于以CO2作为碳源.     

污泥发酵耦合反硝化系统亚硝态氮积累特性

接种污泥发酵耦合反硝化系统污泥,以剩余污泥发酵上清液中有机物作为反硝化过程电子供体,通过批次试验研究碳氮比()N-NO(/)COD(?x??)及p H对反硝化过程N-NO2?积累的影响。试验结果表明:在初始)N-NO(3??为30 mg/L,)N-NO(/)COD(?x??为1~3时,N-NO2?积累量和积累速率随)N-NO(/)COD(?x??增加明显升高,继续提高)N-NO(/)COD(?x??对N-NO2?积累影响很小,在反应过程中最大积累量达到(18.85±1.13)mg/L;p H对反硝化过程N-NO2?积累有明显影响,p H=7时N-NO2?积累速率最大,而N-NO2?积累量按p H顺序依次为:p H=9,6,8,7。另外,本试验考察的污泥发酵耦合反硝化系统污泥在反硝化过程中亚硝态氮积累率(wNAR)维持在78%~95%范围内,并且反应初始)N-NO(/)COD(?x??对其影响很小,可能是由于该系统的长期碳源电子供体有限,反硝化和发酵条件的引入导致反硝化菌合成硝态氮还原酶能力远远大于亚硝态氮还原酶的还原酶能力。     

硫自养反硝化技术研究现状及展望

针对硫自养反硝化技术能耗低、产泥少的特点,对硫自养反硝化技术中微生物群落的研究进展、电子供体的选择及应用进行综述,包括采用硫化物、硫单质、铁硫化物和新型硫源材料作为电子供体的研究,以及在地下水修复、污水处理厂尾水和高盐废水中的应用;根据硫自养反硝化和异养反硝化的优缺点,介绍硫自养与异养协同反硝化技术的应用研究和成果;从该技术的推广和落地出发,对微生物反硝化机理研究、新型生物载体材料开发、协同反硝化的推广,以及相关评价方法的建立等方面进行展望。     

低C/N比污水脱氮技术研究

生物脱氮技术是通过硝化和反硝化菌来实现氮的去除,而充足的碳源是反硝化菌高效脱氮的关键,研究表明,只有当C/N〉4时才可给反确化细菌提供适量的碳源,使得生物脱氮正常进行,达到TN达标排放。针对低C/N比污水传统生物脱氮碳源不足、脱氮效率不高等问题,文章阐述了几种有效处理低C /N比污水的组合工艺、连续流一体化间歇曝气膜生物反应器（IMBR）等新工艺及分段进水、外加碳源等强化措施,并对这些技术和工艺的应用情况进行了简要分析。     

碳源、C/N和温度对生物反硝化脱氮过程的影响

生物反硝化法是去除水体中硝酸盐的有效方法。鉴于生物反硝化过程中有机碳源不足的问题,选择甲醇、乙醇、葡萄糖作为反硝化碳源,研究它们对反硝化的促进作用;同时研究C/N比以及温度对反硝化过程的影响。结果显示:甲醇、乙醇和葡萄糖作为反硝化碳源时,均可获得较高的硝酸盐氮去除率。以乙醇为碳源时,反硝化速率进行的最快,硝酸盐氮去除率高,中间副产物亚硝酸盐氮和氨氮积累少,是最优的反硝化碳源;C/N比对反硝化过程影响显著,C/N比越高,脱氮速率越快;另外温度对反硝化也有着重要的影响,在25℃、35℃时的脱氮效果远好于10℃时的脱氮效果。     

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．     

亚硝酸积累条件下反硝化脱氮过程动力学模型

采用序批式反应器,对以乙酸钠和新鲜生活垃圾沥滤液为外加碳源的反硝化系统进行了反硝化过程动力学研究,为优选碳源提供理论依据.在系统亚硝酸盐暂时积累条件下,分别采用分段零级动力学模型和基于Monod方程的动态模型,拟合试验数据,并求算相应的动力学参数.结果表明,乙酸钠碳源系统反应初始阶段,脱氮速率要比以垃圾沥滤液为碳源高出38%.分段动力学得到的表观碳氮比(速率比)表明,亚硝酸盐降解阶段是反硝化的限制步骤.基于Monod方程的微分方程组模型,能够很好地拟合两种不同碳源条件下反硝化过程硝酸盐、亚硝酸盐质量浓度的变化,参数值与实际运行效果一致,所得动力学参数能够反映碳源利用效率.     

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。     

三室交互型微生物燃料电池阴极脱氮及产电性能研究

为解决微生物燃料电池阴极室中电极反硝化和非电极反硝化二者的冲突,构建出一种三室交互型微生物燃料电池。在一个循环周期内,电池功率密度平均27.0 mW/cm~2,反硝化速率平均0.92 mg/(L·h),所需有机碳源量COD/NO_3~-仅为3.9,整体性能优于相同条件下的传统双室型微生物燃料电池;交互式控制方式优于三室电池同时开关的运行方式;24 h是实验废水条件的最佳交互时间。三室交互型微生物燃料电池在高效脱氮产电的同时,充分利用了电子供体,节约了反硝化所需的有机碳源。     

碳源和碳氮比对焦化废水反硝化工艺的影响

以上海焦化厂焦化废水为原水，采用软性纤维填料床缺氧反应工艺研究了碳源和碳氢比对焦化废水反硝化工艺的影响。结果表明，投加甲醇这一类易于生物降解的物质对焦化废水进行反硝化时，不仅较大地提高了焦化废水的反硝化速率，而且可使出水ＣＯＤ进一步降低。     

电流和碳氮的量比对生物电极脱氮速率影响的模拟

研究了脱氮过程中生物膜内的物质运动和反应机理,在已建立的生物电极模型的基础上,对以下3种情况下生物膜内反应物浓度分布以及电流和有机物时脱氮速率的影响进行了研究:只利用水电解产生的氢气作为电子供体;只利用醋酸作为电子供体;氢气和醋酸同时作为电子供体.研究结果表明:增加电流和碳氮的量比都能提高脱氮速率,但只增大电流或碳氮的量比,脱氮速率的提高程度不大,且随着碳氮的量比的增大,出水中硝酸氮浓度不断降低,残留醋酸浓度也随之提高,影响出水水质;当同时通电和添加醋酸时,脱氮速率显著加快;但过大的电流和碳氮的量比反而不利于脱氮的进行,因此,存在碳氮的量比和电流的最佳组合,在此条件下,出水中残留醋酸浓度最低,脱氮速率最高.当碳氮的量比为0.7,电流为100 mA时的脱氮速率比只通电时的脱氮速率增大了约1倍.     

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.     

碳源对地下渗滤系统脱氮及产生N2O的影响

生活污水经沉淀预处理后投配到地下污水渗滤系统(SWIS)中进行深度脱氮处理.考察了在SWIS基质中添加有机碳源对脱氮效果、脱氮微生物活性及N₂O产生量和转化率的影响.研究结果表明:碳源的添加有利于促进微生物的反硝化作用,但过量添加会促进其他菌群的生长而抑制脱氮菌群的优势活性,从而削弱系统的脱氮能力.当有机质质量分数由2.0%提高到9.5%时,SWIS对污水中COD、氨氮及总氮平均去除率分别降低了10.9%,19.5%和24%;N₂O产率和转化率均随着碳源添加量的增加而下降.相关分析表明,硝化细菌、反硝化细菌数量对数值分别与N₂O转化率呈显著正、负相关关系(R^○2分别为0.994及0.959),说明SWIS中微生物硝化-反硝化作用尤其上层硝化反应是N₂O产生的主要途径.     

反硝化型厌氧甲烷氧化耦合厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

反硝化型厌氧甲烷氧化(Denitrifying Anaerobic Methane Oxidation, DAMO)耦合厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)脱氮工艺在实现能源废水处理方面具有很大的潜力。DAMO-Anammox脱氮工艺能同时将甲烷、氨氮和硝酸盐转化为无害的N₂和CO₂,在无需额外能量消耗下实现废水中的碳氮循环,有望成为未来环境友好型废水处理的主要技术。本文讨论了DAMO-Anammox微生物的协同和竞争机制,不同电子受体的类型对脱氮过程中微生物胞外电子传递机制及脱氮除甲烷效率的影响,指出了目前DAMO-Anammox脱氮工艺存在的功能微生物富集困难、气液传质效率差和脱氮性能不足等应用瓶颈,总结了如新型反应器构型的设计、人工电子中介体投入和电化学强化等相对应的改进策略,为该工艺的进一步研究和规模化应用提供参考。     

氧化沟处理城市污水的同时硝化反硝化研究

采用有效容积为330L的氧化沟模型,以城市污水为研究对象,研究了Orbal氧化沟中的同时硝化反硝化生物脱氮现象.实验结果表明,在不投加外碳源和不设硝化液内回流的条件下,通过控制氧化沟溶解氧浓度及分布,可以实现氧化沟外沟道内的同时硝化反硝化生物脱氮,TN去除率最高可达86％.分析认为,溶解氧浓度及分布是氧化沟同时硝化反硝...