厌氧氨氧化UASB模型研究进展

升流式厌氧污泥床反应器(upflow anaerobic sludge blanket,简称UASB)在培养厌氧氨氧化颗粒污泥上显现了很大的优势.结合中外学者现有研究的UASB水力学模型、厌氧氨氧化颗粒污泥行为模型、反应动力学模型和菌群群落模型,并展望了厌氧氨氧化UASB数学及相关模型的未来发展,认为模型的多尺度集成和工程应用是未来发展的两个重要方向.     

铁对厌氧氨氧化过程及其微生物群落的影响

从电子传递机制、微生物活动和影响因子等角度出发,综述铁对厌氧氨氧化过程的影响。结果表明,不同价态的铁作为电子受体或电子供体生成厌氧氨氧化底物促进反应,且产生铁氨氧化(Feammox)、硝酸盐依赖型亚铁氧化反应(nitrate-dependent ferrous iron oxidation,NAFO)等不同反应。同时铁元素对厌氧氨氧化过程中功能微生物富集、血红素含量提升及颗粒化过程均有促进作用,从而明显提升对厌氧氨氧化工艺的处理效果。并总结了最佳的铁投加状态,铁元素加强厌氧氨氧化过程中的最适温度、pH值,为后续的铁元素加强厌氧氨氧化过程的研究提供参考。     

厌氧氨氧化反应器启动运行研究进展

厌氧氨氧化技术作为一种新型脱氮技术,在废水生物脱氮领域具有良好的应用前景,介绍了厌氧氨氧化技术机理,并阐述了厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应的影响因素;分析了近年来采用不同反应器、不同泥源进行ANAMMOX反应启动和运行研究进展,对不同研究的启动时间、完成启动的评判标准、运行控制条件等进行了比较.     

厌氧氨氧化工艺影响因素及其耦合工艺研究进展

厌氧氨氧化（anaerobic ammonia oxidation,Anammox）工艺作为一种经济、环保的废水脱氮工艺,受到广泛关注。然而,Anammox工艺在现有废水处理中的应用仍然面临困难,主要问题包括厌氧氨氧化细菌（Anammox bacteria,AnAOB）对环境因素的敏感性及反应体系中亚硝酸盐的供应不足。结合国内外Anammox工艺的研究,从宏观角度（实验室研究、工程应用等）和微观角度（AnAOB群落特征、AnAOB群体感应等）,针对Anammox工艺特征、影响因素、耦合工艺及其应用等方面,分析了Anammox工艺运行条件、处理效果和稳定性,概述了Anammox工艺在实际应用中的进展,并指出其阻碍因素,展望了Anammox工艺在废水处理中值得研究的方向及调控策略。     

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。     

厌氧氨氧化影响因素分析研究

厌氧氨氧化是目前最简捷、最经济的生物脱氮途径之一,受到极大的关注,但是厌氧氨氧化菌生长缓慢,环境条件要求高,综述了基质浓度、温度、pH值对厌氧氨氧化活性的影响,探讨适合厌氧氨氧化菌生长的有利条件,并对厌氧氨氧化的发展提出了建议。     

海绵铁对硫酸盐型厌氧氨氧化脱氮除硫性能影响

采用厌氧序批式反应器(ASBR),并投加海绵铁作为硫酸盐型厌氧氨氧化系统的填料,探究海绵铁对该系统脱氮除硫的影响。试验前期通过静态试验对海绵铁进行填料效能分析,结果表明投加海绵铁后体系中各污染物的质量浓度都有下降的趋势,并确定了海绵铁最佳粒径为1～2 mm、投加量为30 g。后将海绵铁投加至厌氧序批式反应器中,经90 d驯化后各污染物出水质量浓度稳定,投加海绵铁的反应器出水中NH⁺₄—N、SO₄^2-及TN去除率分别稳定在90.6%、43.1%和83.6%,各污染物质量浓度均低于未投加海绵铁的反应器。结合高通量测序结果分析发现,硫酸盐型厌氧氨氧化反应的特征菌Bacillu Benzoevorans在投加海绵铁的反应器中所占比例为27.85%,高于未投加海绵铁的反应器。说明加入海绵铁作为硫酸盐型厌氧氨氧化系统填料后,系统内的功能菌群被富集,改变了体系脱氮除硫性能。     

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。     

重金属对厌氧氨氧化工艺的影响

厌氧氨氧化(anammox)是一种新型废水生物脱氮工艺,因其高效低耗的优势,在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景.然而废水中存在的重金属对anammox菌产生抑制甚至毒害作用,制约了anammox工艺的推广应用.文章结合厌氧氨氧化菌自身优势和受限条件,综述了重金属对厌氧氨氧化菌的短期、长期影响,探讨了其作用机理,并据此提出调控策略.     

厌氧氨氧化反应器带氧启动过程研究

厌氧氨氧化工艺是目前已知最简捷的脱氮工艺,该文考察了DO在UASB反应器中对Anammox反应器启动过程的影响。研究结果表明,以厌氧产甲烷颗粒污泥和好氧硝化污泥的混合物为接种污泥,经100 d未除氧运行,成功启动了UASB反应器,TN去除率高达80%以上,TN容积去除负荷稳定在0.24 kg N/(m3·d)。稳定阶段Δm(NH4+-N):Δm(NO2--N):Δm(NO3--N)三者比例为1:1.20:0.22。启动过程中,DO存在对启动过程反应器效能影响不大,但使Anammox反应首先出现在颗粒泥内部,且位于污泥层中部。     

厌氧氨氧化过程中无机碳对脱氮效能的影响

采用上流式厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX)反应器,通过氮去除效能的变化,研究无机碳(inorganic carbon, IC)在厌氧氨氧化过程中的作用及IC质量浓度对厌氧氨氧化过程的影响.结果表明:当进水不投加IC时,反应器脱氮效能明显下降,当进水IC和总无机氮(total inorganic nitrogen,TIN)的质量浓度之比ρ_IC/ρ_TIN为0.2~0.4时,脱氮效能得到恢复并逐步提高.ρ_○IC/ρ_○TIN从0.4继续提高至1.0时,脱氮效能不再发生明显变化.在ρ_○IC/ρ_○TIN为0.4的条件下启动新反应器,运行61天后氮去除负荷达到1.04kg·m^-3·d^-1,ANAMMOX菌活性明显高于原反应器.表明厌氧氨氧化过程中,IC主要提供碳源并充当反应催化剂,充足的IC供应是提高ANAMMOX活性和维持稳定脱氮的必要条件,厌氧氨氧化启动过程中进水IC和TIN最佳质量浓度之比为0.4.     

厌氧氨氧化反应器运行过程微生物群落演替分析

为探究厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程中微生物群落结构的演化,采用高通量测序技术对ANAMMOX反应器中微生物群落结构进行分析.结果表明:反应器运行61d后氮去除负荷达到1.04kg·N·m^-3·d^-1,总氮去除率达75%以上.反应器中微生物多样性较为丰富,存在变形菌门、绿曲挠菌门、绿菌门、浮霉菌门等微生物.从启动到稳定过程中微生物群落结构趋于稳定.其中和脱氮相关的变形菌门和浮霉菌门合计占比达40%以上.ANAMMOX菌所在的浮霉菌门比例随运行时间延长而逐渐增加,是反应器脱氮效能提高的主要原因.反应器内占据优势地位的ANAMMOX菌主要为Candidatus Kuenenia属,占比14%左右,同时还有少量Candidatus Brocadia属.     

无机碳对厌氧氨氧化反应的影响

利用上向流生物膜滤池厌氧氨氧化反应器,考察了无机碳对厌氧氨氧化反应的影响.实验分两阶段进行,在初始阶段加入少量的无机碳,亚硝酸盐氮浓度高于100mg/L时会对厌氧氨氧化产生可逆性抑制,将NO2--N的浓度提高至250mg/L时,总氮的去除率降至58%;在第二阶段逐步提高无机碳浓度,经过长期培养发现NO2--N的浓度高于100mg/L时厌氧氨氧化并没有受到抑制,提高NO2--N浓度至250mg/L时去除率仍能达到高达86%.结果表明,高浓度的无机碳有助于厌氧氨氧化菌克服亚硝酸盐氮对其的抑制作用.     

厌氧氨氧化工艺研究新进展

厌氧氨氧化是一种全新的生物脱氮工艺。对于处理低碳氮比废水,与传统方法相比,它具有节省氧耗、无需外加有机碳源、污泥产量低等优点,成为近年国内外研究的热点,是未来污水生物脱氮技术发展的主流。     

低浓度氨氮污水厌氧氨氧化影响因素试验

针对我国城市污水氨氮浓度低、碳源不足的特征及处理出水难以达标的情况,采用序批式生物反应器(SBR)研究低浓度氨氮条件下厌氧氨氧化反应途径及其影响因素.采用自配进水.经过5个月的厌氧运行,成功启动了厌氧氨氧化反应器.在稳定运行期,NH4 -N平均去除率这94.5%;NO2--N平均去除率达97.4%.在此基础上,研究了pH值、温度及化学需氧量(COD)对厌氧氨氧化反应过程的影响,并确定各因素的最佳控制范围.研究结果表明:在低质量浓度氨氮(NH4 -N～12 mg/L)条件下,厌氧氨氧化反应pH值为7.5～8.0、温度为30～35℃、COD为0～50 mg/L时反应达到最佳状态,为我国低浓度氨氮城市污水的生物脱氮提供了新的途径.     

厌氧氨氧化脱氮及影响因素研究

厌氧氨氧化生物脱氮技术是近年来国内外水处理研究的一个热点。本文介绍厌氧氨氧化反应机理,分析影响厌氧氨氧化的主要因素．重点探讨通过控制PH和温度达到去除氨氮的目的。     

温度对UASB厌氧氨氧化反应器运行性能的影响及其过程动力学特性

本研究通过阶梯降温方式考察了温度对上流式厌氧污泥床(UASB)厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响。试验结果表明,23℃是UASB反应器脱氮效能的转折点,温度大于23℃时UASB反应器可稳定高效运行,容积氮去除率(NRE)维持在87%左右;温度小于23℃时,NRE大幅度下降,但适当延长污泥驯化时间及降低容积氮负荷(NLR),NRE均缓慢回升且大致保持稳定在85%.温度由8℃提高至13℃时,逐渐提高系统进水NLR(由3.55 kg/(m~3·d)提高至5.16 kg/(m~3·d)),系统可实现良好的脱氮性能(NRE大致为84.19%).动力学分析表明,长期降温过程中的容积氮去除负荷(NRR)与温度之间的关系较好地符合改进的Stover-Kincannon模型,且活化能(E_a)随温度的降低而增加。但长期处于最适温度条件下的厌氧氨氧化菌受温度变化的影响更大,而低温驯化有助于提高厌氧氨氧化菌对温度的适应性。     

厌氧序批式反应器培养厌氧氨氧化污泥

为从厌氧序批式反应器中接种好氧硝化污泥,对厌氧氨氧化污泥的培养进行了研究.采用含氮模拟废水,在进水pH值为7.2-7.8、温度为(30±1)℃的条件下运行142d,成功培养出厌氧氨氧化污泥.实验结果表明:在水力停留时间为1.2d、总氮容积负荷(以N计) 为0.4318kg/(m3·d)时,总氮去除率最高达到93.3%,平均为80.5%;氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高达到93.9%和99.8%,平均为81.2%和85.7%;氨氮和亚硝酸盐氮去除的比例(摩尔比)为1:(1.387±0.024),反应器内主要发生厌养氨氧化反应,说明采用厌氧序批式反应器是培养厌氧氨氧化污泥的一条途经.     

厌氧甲烷氧化及其影响因子的研究进展

厌氧甲烷氧化(anaerobic oxidation methane, AOM)对降低全球甲烷排放具有重要意义,是当前生物地球化学循环的研究热点之一。基于此,综述了以不同电子受体参与的AOM反应,包括硫酸盐还原型厌氧甲烷氧化、反硝化型厌氧甲烷氧化和金属离子型厌氧甲烷氧化,对参与不同类型AOM的相关微生物种类及代谢途径进行梳理,重点总结影响因子包括甲烷浓度、氧化还原电位、温度、pH值及盐度对AOM的影响,最后展望了应拓宽研究区域,探寻更多参与AOM的电子受体及其他反应耦合体系,以期为进一步研究甲烷氧化过程在碳、氮、硫及金属离子生物地球化学循环中的重要意义提供参考。     

厌氧氨氧化及其工艺的研究现状

厌氧氨氧化工艺是生物脱氮领域里不断发展起来的新工艺,具有自身的优势,有很好的发展前景。通过介绍厌氧氨氧化的发展,进而谈到对厌氧氨氧化茵的研究。重点介绍了目前已开发出的三种厌氧氨氧化工艺：两相SHARON-ANAMMOX工艺、OLAND工艺、CANON工艺。