不同电子供体对厌氧系统生物脱氮效率及微生物群落分布状态的影响

在厌氧条件下,分别以葡萄糖、甲醇和邻苯二甲酸氢钾作为电子供体对NO3--N进行厌氧反硝化实验,每种电子供体设定两个C/N比,分别为4∶1和10∶1.实验结果表明:在2种C/N比情况下,葡萄糖与甲醇作为电子供体时,总氮的去除速率一致,且都比邻苯二甲酸氢钾作为电子供体时要快.当C/N=4时,总氮的去除速率要快71%,而当C/N=10时,总氮的去除速率的差距只有7%.不同有机物作为反硝化的电子供体时,活性污泥样本中的微生物菌落检出情况表现出3个反应体系中具有各自优势的厌氧菌群、硝化及反硝化菌群明显特征.该微生物群落的分布特点反映出不同有机物作为电子供体时反应系统状态的差异性.     

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。     

三峡库区消落带土壤N2O排放和反硝化影响因子分析

应用乙炔抑制培养法研究了水分、温度、氮源和碳源等影响因子对三峡库区腹地消落带土壤N2O排放和反硝化作用的影响,并与原位试验结果进行了比较。结果表明,土壤含水量是影响土壤N2O排放和反硝化作用的重要因素,反硝化速率随着土壤充水孔隙度（WFPS）的增加而增大,土壤反硝化速率最大值出现在土壤WFPS为100%时,N2O排放速率最大值出现在土壤WFPS为60%时。温度在10～40 ℃范围内,土壤N2O排放速率和反硝化速率随着温度的升高而增大,相关性分析表明,土壤N2O排放速率和反硝化速率均与温度呈显著正相关。外加氮源为NO -3-N时,反硝化速率随氮源量的增加有减小的趋势,过多的硝态氮抑制反硝化作用;而添加易被微生物利用的葡萄糖作为碳源则会明显提高土壤反硝化速率,当每千克土加入碳源量为240 mg时反硝化速率最大。     

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。     

亚硝酸盐对反硝化除磷菌抑制机理研究

利用静态试验研究了亚硝酸盐质量浓度对反硝化吸磷的影响,并且对亚硝酸盐对反硝化吸磷抑制机理进行了深入分析.试验结果表明,缺氧初始NO2--N质量浓度在20 mg/L以下时,NO2-- N可以作为电子受体,但随着NO2--N质量浓度的增加,反硝化速率和吸磷速率都会降低;缺氧初始NO2--N质量浓度在大于20 mg/L时,亚硝酸盐不能作为电子受体.亚硝酸对反硝化作用的抑制可能来自于亚硝酸还原酶活性被抑制及 ATP的消耗量减少.亚硝酸盐对缺氧吸磷作用的抑制可能来自于及反硝化吸磷相关的酶活性被抑制、反硝化作用被抑制使其产能减少及反硝化中间产物抑制缺氧吸磷.     

初始 pH 值对废水反硝化脱氮的影响

为探讨pH值对硝态氮反硝化体系的影响,设定初始pH范围为4～10,对反硝化过程中NO3－‐N、NO2－‐N、TN、TOC和△TOC／△TN的变化规律、反硝化动力学以及抑制机理进行研究．结果发现：最适宜的反硝化pH值为8,过酸过碱都不利于反硝化过程的进行．在pH＝8时,反应时间最短,硝态氮的去除率为99．4％,TN的降解率为95．5％．亚硝态氮积累量在pH＜7时小于1mg／L;pH＞7时,随pH的增大而增大,最大积累率为22％．硝态氮比反硝化速率在pH＝8时最大,为2．52mgNO－x‐N／（gMLVSS·h）;亚硝态氮比反硝化速率在pH＝7时最大,为1．66mgNO－x‐N／（gMLVSS·h）．因此,反硝化最佳的pH值为7～8．     

甲醇与葡萄糖为碳源在反硝化过程中的比较

在颗粒滤床反应器内 ,以葡萄糖或甲醇为碳源 ,碳源充足时 ,均可以比较完全地去除硝酸盐 ,但以葡萄糖为碳源的最佳碳氮比较甲醇为碳源高得多 ,为 6∶1～ 7∶1 (C6H1 2 O6∶NO-3 N)。当碳源不足时 ,反硝化过程存在亚硝酸盐积累现象 ,且葡萄糖为碳源时积累更严重。以CH3OH为碳源进行的反硝化速率较以C6H1 2 O6 为碳源的快得多 ,在相同条件下快 3倍。在本实验条件下 ,反硝化过程表现出 0级反应特征 ,k (CH3OH) =1 60mg/L·h ,k(C6H1 2 O6) =42mg/L·h。     

缺氧段碳源浓度对反硝化聚磷的影响

为了提高反硝化除磷工艺的脱氮除磷效率,以反硝化除磷污泥为研究对象,采用静态试验进行对比研究,考察碳源浓度对缺氧反硝化聚磷的影响.结果表明:当缺氧段初始碳源浓度为10.0 mg/L时,亚硝酸盐积累严重,反硝化聚磷受到抑制;当缺氧段初始碳源浓度由24.6 mg/L上升至176.8 mg/L时,随着碳源浓度的增加,反硝化速率...     

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。     

污水反硝化过程外加碳源研究进展

碳源作为反硝化过程的电子供体,是影响反硝化过程的重要影响因素。针对污水中碳氮比偏低时,需要考虑使用外加碳源提供反硝化电子供体。本文对现有的污水反硝化过程中外加碳源的种类及脱氮效果进行了对比总结。     

一株好氧反硝化菌的鉴定及脱氮特性研究

以筛选分离得到的好氧反硝化菌HG-7为研究对象, 经过16S rRNA同源性分析, 初步鉴定该菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。对菌株HG-7反硝化功能基因的扩增结果表明, 菌体HG-7内存在好氧反硝化功能基因napA和nirK, 证实该细菌为好氧反硝化细菌。对菌株的脱氮特性和影响因素的研究表明, 以硝酸盐氮为氮源时, 菌株的最适碳源为乙酸钠和丁二酸钠, 最佳C/N比为6~10, 最适宜的温度范围为26~30℃。在上述条件下, 菌株HG-7的好氧反硝化活性较高, 48小时内对100 mg/L硝酸盐氮的去除率可达98%, 且在反应过程中亚硝酸盐氮积累量较低。以亚硝酸氮为唯一氮源时, 低浓度条件下可实现100%的氮素去除率; 高浓度条件下, 脱氮速率则受到明显的抑制, 对91.4 mg/L的亚硝酸盐氮氮去除率约为40%。因此, 将该菌株应用于废水的脱氮处理, 可实现氮素的有效去除, 具有潜在的应用价值。     

碳源和盐度对好氧反硝化细菌脱氮特性的影响

采用16S rDNA序列分析对菌株LZX301进行了初步鉴定,在150 r/m摇瓶好氧培养,探讨了碳源及盐度对菌株好氧反硝化特性的影响. 结果表明,该菌株16S rDNA序列与Pseudomonas stutzeri ATTC 17594（AY905607.1）等3株施氏假单胞菌序列相似度为99%,系统发育树分析显示菌株LZX301与P.stutzeri 的关系比同属的P.aeruginosa 和P.putida更近,因此初步确定菌株LZX301为Pseudomonas stutzeri. 培养液初始含7 mg/L亚硝酸盐和28 mg/L硝酸盐、C/N比为10:1条件下,以葡萄糖、乙酸钠和蔗糖为碳源时无机氮去除率分别为79.1%、67.9%和38.8%,氨氮积累量分别为1.978、1.224、0.727 mg/L. 以葡萄糖为唯一碳源时,在5、15、25等3个盐度下无机氮总去除率分别为73.2%、85.8%和78.7%,其中硝酸盐去除率分别为89.8%、86.1%和76.5%,亚硝酸盐去除率分别为36.2%、94.7%和96.4%,氨氮质量浓度分别为2.117、0.691、0.595 mg/L. 研究结果表明菌株LZX301在盐度5~25 范围内具有较强的好氧反硝化能力,以葡萄糖为碳源脱氮效果最好,对该菌株的应用具有指导意义.     

基于内循环折流式反应器的同步硝化反硝化

采用一种内循环折流式生物反应器进行脱氮实验.分别用硝酸盐、亚硝酸盐和氨作为氮源配制模拟废水进行研究.结果表明:该反应器具有良好的除氮功能.当以硝酸盐或亚硝酸盐为氮源时,总氮与硝酸盐、亚硝酸盐的去除速率几乎相同,其降解规律可以用分数级动力学进行很好地拟合,其反应级数为0.88.当以氨作为氮源时,可以实现同步硝化和反硝化.此时氨氮的去除仍可以0.88级动力学进行描述.而总氮的去除规律符合3级反应动力学.在相同的碳氮比(C/N)情况下,硝酸盐和亚硝酸盐的去除速率远大于氨氮的去除速率,且总氮的去除速率随C/N的增加而增加.     

用喷泉式生物膜反应器去除养鱼水体中的氮素

介绍了一种用于净化养鱼水体的喷泉式生物膜反应器．首先在清洁的水中放养金鱼,考察水中氮素和COD浓度的增长规律．随后分别采用简单曝气和加入喷泉式生物膜反应器2种方法对水质进行净化,并比较他们的效果．结果表明：简单曝气可以降低NH4＋-N浓度,但不能有效去除总氮（TN）,而采用喷泉式生物膜反应器则可以有效地降低TN．通过TN去除动力学的分析,TN去除速率随着初始浓度的增加而增加,表现为Monod模型．其中C／N比对TN去除速率有明显影响,C／N比由5：1提高到15：1时,相应的TN去除速率（rmax）和饱和常数（Ks）分别提高了32％和降低了21％．     

生物质吸附剂对硝酸盐氮的吸附及再生

近年来硝酸盐氮污染逐渐成为国内外学者所关注的重要的水污染问题。为了去除水中的硝酸盐氮,采用化学方法对锯末进行改性,得到一种经济高效的生物质吸附剂。对该吸附剂进行了扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）和Zeta电位（Zeta）表征,探讨了吸附剂添加量、时间、pH和硝酸盐氮初始浓度对硝酸盐氮去除效果的影响,并对吸附剂的再生效果进行了研究。结果表明：当吸附剂添加量为10 g/L、吸附时间为20 min、pH为7、硝酸盐氮初始浓度为20~60 mg/L时,改性锯末对硝酸盐氮的去除率稳定在96±0.2%,再生后的改性锯末对硝酸盐氮的去除率仍能达到95%。吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。可见改性锯末对废水中的硝酸盐氮有很好的去除能力。     

氮负荷对烟气脱硫脱硝废水反硝化过程的影响

依据烟气脱硫脱硝废水的主要特征配制模拟废水,研究不同硝态氮负荷对该废水反硝化过程中C和N的变化规律及脱氮效果的影响．间歇式批次实验结果表明：氮负荷为50～400 mg/L时,经过12 h后硝态氮去除率达到95％以上,反应过程中有10％～20％硝态氮转化为亚硝态氮．随着氮负荷的增加,T OC的消耗量也在增加,但降解率逐渐减小,去除每毫克硝态氮所需TOC依次为5．40、4．03、3．15、2．96、2．88、2．32和1．9 mg ． TN的去除包括硝态氮、亚硝态氮和部分有机氮的去除,亚硝态氮完全去除时TN也基本去除．反应结束时,不同氮负荷下所需的△TOC/△TN为1．9～4．0．氮负荷从50 mg/L增加至400 mg/L ,容积反硝化速率由2．73 mg NO－3‐N /（L· h）增加至21．90 mg NO3－‐N /（L · h）．△TOC/△TN与容积反硝化速率、氮负荷之间都呈良好的线性关系．     

微生物燃料电池强化铁碳微电解去除低浓度硝态氮技术

本研究成功构建一种耦合反应器,借助微生物燃料电池（MFC）来强化铁碳微电解还原硝酸盐能力,同时达到提高低浓度硝态氮去除效率和延长铁碳床使用寿命的目的。该耦合反应器运行原理在于利用阳极室内污泥发酵产电特性,为阴极室还原硝酸盐提供电子,强化铁碳床能力,减缓铁腐蚀过程。实验结果表明：在铁碳比为1:1、进水初始pH为7的条件下,该耦合反应器在实验初期对低浓度硝态氮（10 mg·L-1）的去除率为90.33%,而纯铁碳床反应器的硝态氮去除率仅有77.97%,耦合反应器的去除效率高于纯铁碳床12.36%,证明通过耦合MFC能够强化铁碳微电解还原硝态氮的能力。随着铁腐蚀程度的增加,运行20周期后耦合反应器对于硝态氮的去除效率仍高于纯铁碳床28.77%,证明耦合反应器能够延长铁碳床使用时间,并且当铁碳比较低时对硝酸盐去除的强化效果更好。     

不同C/N对活性炭颗粒填料厌氧同步消化反硝化的影响

构建以粒径3~6 mm活性炭颗粒为填料的厌氧污水处理系统,厌氧消化菌和反硝化菌在活性炭颗粒表面附着成膜,考察不同C/N对厌氧同步消化反硝化的影响。以葡萄糖为有机碳源,进水中葡萄糖质量浓度分别为300 mg·L^-1和400 mg·L^-1时,较高C/N对NO^-₃-N去除有利,最高去除率为95.21 %;较低C/N对COD和NH⁺₄-N的去除有利,最高去除率分别达到96.00 %和42.43 %以上。研究表明,以活性炭颗粒为填料的厌氧高效处理废水技术是可行的,不同C/N对厌氧同步消化反硝化处理含氮和有机物废水具有较明显的影响。     

沼泽红假单胞菌CQV97菌株对污染水体三氮去除特性研究

在不同污染程度模拟水体中,利用沼泽红假单胞菌CQV97,在厌氧光照条件下,研究了水体中氨氮、硝态氮和亚硝态氮含量、菌体生物量和水体pH的变化关系.随时间延长,CQV97菌株对氨氮、硝态氮或亚硝态氮去除量增大,生物量增加,水体pH升高;随氨氮浓度提高,生物量增加,氨氮低于33.2mg/L能被完全去除,最大去除量达84.2mg/L,水体pH维持在9.2～9.4;随硝态氮浓度的升高,菌体生物量降低,浓度低于216.96mg/L能被完全去除,pH维持在9.1～9.3.随亚硝态氮浓度增加,菌体生长延滞期延长,生物量和pH升高幅度降低,浓度低于128.2mg/L能被完全去除.结果表明,CQV97菌株对氨氮、硝氮和亚硝氮具有良好的去除能力.     

反硝化过程中硝酸盐与亚硝酸盐之间对电子的竞争

分别测试硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化过程中的降解速率,由于亚硝酸盐的降解速率低于硝酸盐,在此过程中会有亚硝酸盐的积累.后续的实验表明,这一降解速率的差别是因为两者反硝化菌对电子亲和力不同导致电子流的分布不同造成的.在反硝化初期,硝酸盐获得电子较多,因而其降解速率较快.当硝酸盐的质量浓度低于亚硝酸盐后,亚硝酸盐的降解速率较快,这表明电子流主要流向亚硝酸盐.