烟碱反硝化强化降解及微生物群落响应

针对厌氧处理过程中造纸法烟草薄片废水中的烟碱生物降解率不高的问题,提出以反硝化反应强化烟碱厌氧生物降解的思路.以UASB小试反应器中的厌氧颗粒污泥为研究对象,通过外加硝酸盐来诱导驯化厌氧颗粒污泥中反硝化菌的代谢活动,并利用PCR-DGGE分子生物技术分别对接种污泥、反硝化驯化前后的厌氧颗粒污泥微生物群落结构进行了分析.研究结果表明经过反硝化驯化,厌氧反应器出水中烟碱的浓度可由120mg/l以上降至25mg/l左右,CODCr由600mg/l左右降至200—300mg/l,反硝化驯化有效富集了厌氧颗粒污泥中与反硝化反应和烟碱降解相关的菌属,实现了造纸法烟草薄片废水中烟碱的有效降解和废水CODCr的深度去除.     

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.     

污泥龄及pH值对同步硝化反硝化过程的影响

为考察污泥龄和pH值对同步硝化反硝化(SND)过程的影响,试验采用5BR法处理模拟低碳城市污水,研究在不同污泥龄和pH值下,SND过程的脱氮效果.结果表明:污泥龄大于10 d时,随其增加,硝化效率增加而趋于稳定,反硝化效率和污泥浓度亦随之增加;pH值在中性和略偏碱性的范围内则有利于SBR反应器内SND的发生.由此说明污泥龄对SND的影响主要表现在对硝化过程和污泥浓度方面的影响,而SND的运行方式又有利于降低系统内碱度的投加量.     

改进SBR处理垃圾渗滤液深度脱氮的启动与实现

为了在去除渗滤液中有机物的同时实现深度脱氮,利用SBR法灵活多变的反应过程,采用交替曝气和搅拌至硝化结束,然后在不添加任何外碳源的条件下以充分缺氧搅拌至内源反硝化结束的方式运行SBR系统.系统通过交替硝化反硝化、同步硝化反硝化和内源反硝化的协同作用,可以在不添加任何有机碳源的条件下,使系统出水的总氮含量小于40 mg/L,去除率达到95%以上,达到中国最新颁布的渗滤液总氮的排放标准.同时,由于50%左右的总氮是利用原水碳源在内源反硝化的作用下脱除的,试验期间的污泥浓度在没有排泥的条件下始终稳定在6 g/L左右,污泥产量大幅度减少.不同操作模式下的对比试验表明:污泥中PHA的含量是决定系统脱氮效率的重要因素;硝化前的厌氧搅拌以及短间隔曝气有利于增加污泥的储碳量,提高了系统的脱氮效率;传统的持续曝气后搅拌无法通过内源反硝化实现深度脱氮.     

厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合研究

根据厌氧氨氧化菌、反硝化菌与甲烷菌的特征,采用气提式反应器,利用反硝化颗粒污泥进行厌氧氨氧化污泥培养,研究厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合作用,并考察其对高氨氮有机废水的处理效果.反应器经过106 d的试验运行表明,NH3-N、TN、NO3-N及COD的去除率分别可达45%、69%、94%及81%;试验过程中同时观察到了厌氧脱磷现象;反应器中接种的灰黑色絮状污泥在连续运行期间逐渐转变为深棕黄色颗粒污泥.经PCR检测表明厌氧氨氧化活性较高.     

超声波污泥过程减量研究现状及其与新型生物脱氮工艺联用措施探讨

剩余污泥产量的逐年攀升已成为困扰我国污水处理行业发展的严峻问题，超声波技术（即高强度超声波）因具有从源头减少污泥产量的优点而倍受研究者重视。介绍了超声波污泥过程减量技术的原理及主要影响因素，综述了为提高污泥过程减量率和降低能耗的超声波改进技术研究现状，包括超声波与物化方法、与传统污水生物处理工艺的联用法。针对超声波与传统污水生物处理工艺联用存在污泥减量和出水水质恶化的矛盾，结合低强度超声波能够提高污泥生物活性并促进短程硝化过程的优点，总结出一种不同强度超声波耦合新型污水生物处理工艺（短程硝化-反硝化，短程硝化/短程反硝化-厌氧氨氧）的方法并对其技术优势进行探讨。     

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。     

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。     

初沉池改造为回流污泥反硝化池最佳进水比例研究

为强化脱氮除磷,需要对由初沉池改造的回流污泥反硝化池的进水比例进行优化.该文结合污水厂改造模拟试验,通过对比烧杯试验研究了不同进水比例下混合液的反硝化速率.结果表明:在污水厂出水总氮量达到国标一级A标准时,通过回流污泥3.2 h的内源反硝化.回流污泥反硝化池出水中NO3的质量浓度不超过1.5 mg/L,由初沉池改造的回流污泥反硝化池的最佳进水比例为0%.     

长泥龄SBR亚硝化系统的污泥适应性

亚硝化系统稳定运行一段时间之后,硝化菌能逐渐适应亚硝化条件,恢复活性,从而使污泥产生适应性,亚硝化现象消失.污泥产生适应性是一个渐变过程,一旦污泥开始适应后,只需几天亚硝化现象就会彻底消失.研究结果表明:长泥龄SBR系统不能建立长期稳定的亚硝化系统,要建立稳定亚硝化系统必须保证污泥的更新率,寻求合适的污泥龄,而杆状絮体是良好亚硝化现象的特征污泥相.     

清水回流提高硝化和反硝化速率

目前大多数城市污水处理工艺主要还是以活性污泥法为主.为了提高水处理时总氮(N)的去除效率,缺氧/好氧(A/O)工艺被普遍采用.但在该工艺中,缺氧池(A池)和好氧池(O池)通常均没有独立的沉降过程,因此两池之间的回流都是连泥带水一起回流.基于专利技术"垂直折流式生物反应器"(VBBR)可以轻易实现泥水分离,做到清水回流,因此研究采用对比的方法探讨了清水回流是否可以提高硝化和反硝化速率.实验结果表明:若采用清水回流,相比传统的泥水回流,其硝化速率可以提高12%,反硝化速率则可以提高2.5倍.该实验结果为今后城市污水处理过程中高效脱氮打下了良好的理论和实践基础.     

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.     

温度和溶解氧对短程同步硝化反硝化脱氮效果的影响

利用序批式活性污泥反应器(SBR)研究了不同温度、溶解氧(DO)条件下的短程同步硝化反硝化(SND)过程特征及处理效果.本试验最佳温度控制范围在15～25℃,当DO在0.5～1.0 mg·L-1时,氨氮(NH4+-N)去除率均在95%～98%,总氮(TN)去除率为85%～87%,化学需氧量(COD)的去除率达到90%～...     

一体化生物膜反应器处理生活污水

根据生物脱氮原理,设计了一体化生物膜反应器,用于生活污水的处理。将反应器运行两个月,探讨了反应器对有机物和氮的去除,同时采用聚合酶链式反应与变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法对反应器好氧区和缺氧区微生物种类和多样性进行了分析。结果表明,该反应器通过设置好氧和缺氧两种环境,并且通过内循环回流,形成"前置式反硝化系统"可达到较好地去除有机物和氮的目的,其中水力停留时间为影响硝化作用的重要参数。在反应器的好氧区有同步硝化反硝化现象发生。     

用一体化生物膜反应器处理生活污水

根据生物脱氮原理,设计了一体化生物膜反应器,用于生活污水的处理。将反应器运行2个月,探讨反应器对有机物和氮的去除,同时采用聚合酶链式反应与变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法对反应器好氧区和缺氧区微生物种类和多样性进行分析。结果表明:该反应器通过设置好氧和缺氧2种环境,并且通过内循环回流,形成“前置式反硝化系统”可达到较好地去除有机物和氮的目的,其中水力停留时间为影响硝化作用的重要参数。在反应器的好氧区有同步硝化反硝化现象发生。     

地下渗滤系统不同基质层对污染物的去除效果

以草甸棕壤为介质构建了污水地下渗滤模拟系统SWIS,监测有机污染物和氮、磷的浓度变化,研究不同深度基质中污染物的去除效果及削减规律.结果表明:进水负荷0.04m3.(m2.d)-1,散水深度55cm时,地下渗滤系统对有机物、氮、磷有较好的去除效果,去除率随时间延长趋向稳定,不同基质层对污染物的去除效果依次为Q(100)Q(80)Q(20)Q(40)Q(60);20～40cm基质层是有机物去除的主要范围,除污机制是物化吸附与生物降解;硝化作用主要发生在0～60cm的基质层,80cm以下区域反硝化作用为主导;基于Langmuir吸附模式的草甸棕壤磷最大吸附量为545.6mg.kg-1.     

填料在复合式氧化沟中的作用研究

本试验通过在氧化沟内投加填料来作为微生物附着生长的载体,考察了系统在投加填料后氧化沟对废水的处理效果。试验结果发现：通过在系统内投加填料,系统的抗冲击负荷、有机负荷和硝化和反硝化能力显著提高,同时也有效地抑制了污泥上浮和污泥膨胀。     

钻井废水的可生化性研究

钻井废水来源于油气田勘探开发作业过程,含有种类繁多的有机类钻井液添加剂和石油类污染物。利用城市污水处理厂活性污泥好氧生化处理钻井废水,通过刚定微生物生化呼吸速率曲线考察废水的可生化性,研究了微生物营养、微生物浓度、活性污泥的驯化对可生化性的影响。结果表明,钻井废水具有可生化性,钻井废水中的污染物质时驯化后的活性污泥是易降解的。     

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。     

垃圾渗滤液处理厂活性污泥微生物种群结构和功能分析

对垃圾渗滤液处理厂活性污泥的16S rRNA基因和宏基因组进行高通量测序并分析, 探究垃圾渗滤液处理厂活性污泥微生物的种群结构、氮循环和有机污染物降解相关功能微生物和功能基因。结果表明, Calditrichaeota门微生物丰度最高(58.77%), 其次是 Proteobacteria (16.80%)和Bacteroides (6.19%); Calorithrix属是活性污泥的优势菌属(58.77%); 活性污泥中存在硝化、反硝化、同化硝酸盐还原、异化硝酸盐还原和氮固定 5 条氮循环途径, 反硝化相关基因丰度最高(78.84%), 主要分布于Calditrichaeota, Proteobacteria和Choroflexi中; 硝化作用由氨氧化菌Nitrosomonas完成。活性污泥中含有丰富的难降解有机污染物降解基因, Proteobacteria, Bacteroides, Planctomycetes, Calditrichaeota和Choroflexi是典型的有机污染物降解功能微生物。