复合固相碳源材料强化生物绳脱氮效果

总氮超标的微污染水体中有机碳源较少,投加外部碳源可促进反硝化脱氮,固体碳源因能克服传统碳源缺点而备受关注.以农业废弃物玉米芯和高分子材料作为碳源,以聚乙烯醇和海藻酸钠作为骨架载体,利用交联法制备2种复合固相碳源PSPC-Ⅰ和PSPC-Ⅱ,并研究释碳特性及强化生物绳脱氮效果.结果表明, 28 d内两种固相碳源持续释碳且未达到释碳平衡,最高释碳量分别达6.3和8.7 mg/g (以溶解性有机碳计);三维荧光结果显示释放碳源以微生物易降解的可溶性微生物代谢产物和芳香蛋白类物质为主;与不投加碳源的生物绳(生物量200 ng/g,以三磷酸腺苷计)相比, 2种固相碳源均显著增加了生物绳挂膜生物量(PSPC-Ⅰ和PSPC-Ⅱ的生物量分别为400～600和300～500 ng/g,以三磷酸腺苷计); 2种固相碳源均显著增强了反硝化作用,对照组未脱氮, 2种固相碳源脱氮率达80.4%和75.0%.     

水力负荷和C/N比对玉米芯固体碳源SND处理低碳城市污水的影响

采用玉米芯填料固体碳源生物膜反应器,应用同步硝化反硝化(SND)技术处理低碳氮比城市污水,考察不同水力负荷和C/N比对系统脱氮效果的影响,并对玉米芯挂膜前后表面形态进行分析.结果表明,在水力负荷为0.045 m3·m-2·h-1时,NH+4-N和TN平均去除率分别为92.16%和91.18%;当进水C/N比控制在0~12时,出水CODCr浓度均在50 mg·L-1以下,TN平均去除率在79.63%以上,脱氮效果随进水C/N比的增加而提升;通过电镜扫描表明玉米芯是一种较好的固体碳源生物膜反应器填料,适合低碳氮比城市污水的脱氮处理.     

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。     

不同固态碳源去除地下水硝酸盐的试验研究

文章研究不同条件下锯末、玉米芯及黄秋葵秸秆作为微生物反硝化碳源时的脱氮性能,筛选出优质固体碳源和反应条件,为氮污染去除现场应用提供参考。试验结果表明:在不同碳源用量(0.25、0.50、1.00、2.00g)条件下,3种碳源的硝酸盐去除率均表现出随着用量增加呈先上升后下降的趋势,其中玉米芯比其他2种碳源的脱氮效果更好,当玉米芯的用量为1.00g时硝酸盐的去除率最高,达98.3%;不同温度条件下的优化试验结果表明,35℃时玉米芯组的微生物对硝酸盐的反硝化效果最好,其去除率达98.5%。在地下水动态模拟试验中选用玉米芯为填充介质,其去除率与进水NO_3-N的初始质量浓度之间有很好的相关性,初始质量浓度升高,去除率降低但去除量升高,且随着进水流速减小,NO_3-N的去除率升高。     

缓释有机碳源材料释碳模型与生物脱氮效应

针对原位生物脱氮受地下水碳源缺乏制约的关键问题,制备了高分子缓释碳源材料,研究材料结构、释碳和生物脱氮性能。结果表明,缓释碳源材料静态释碳符合Fick扩散机制,静态释碳系数为(15.38±1.45)×10-4mg.g-1.s-1/2。动态释碳符合骨架溶蚀机制,动态释碳系数为(46.31±2.38)×10-4mg.g-1.h-1。缓释碳源材料具有良好的促进生物脱氮的性能,脱氮过程符合零级反应动力学,脱氮速率为(2.26±0.38)g.m-3.d-1,反应过程碳氮比为0.81~1.21。缓释碳源材料在氮污染地下水修复方面具有良好的工程应用前景。     

以丝瓜络作为固体碳源生物膜的SND反应器启动

采用农业废弃物——丝瓜络作为生物膜同步硝化反硝化(SND)系统的填料和固体碳源,研究丝瓜络固体碳源反应器的启动特性.试验研究丝瓜络的静态释碳规律;反应器启动过程中COD_(Cr)、NH_4~+-N、TN的去除效果;反应器启动成功后,利用比氧吸收速率(SOUR)、比硝化速率(SNR)及比反硝化速率(SNUR)测试生物膜性能等内容.结果表明,丝瓜络静态释碳量在41 h达到最大值,释碳过程符合二级动力学;反应器在启动的第21周期时,CODCr、NH_4~+-N、TN的去除率均在70%以上,表明该固体碳源生物膜同步硝化反硝化(SND)系统启动成功;SOUR、SNR和SNUR分别可达0.92 mg·(L·min)~(-1)、8.52 mg·(L·h)~(-1)和5.66 mg·(L·h)~(-1),说明该生物反应器可快速启动且生物膜活性高,丝瓜络适合作为固体碳源生物膜填料.     

以天然植物纤维为碳源的固相反硝化碳氮比研究

采用天然丝瓜瓤作为反硝化固态碳源,在考察其释碳行为的基础上,进行静态反硝化实验,基于在除氮稳定期内,水中有机碳消耗量与硝酸盐氮去除量的比值保持恒定的假设,尝试建立耗碳和除氮的相关公式,并确定了室温条件下、进水NO_3~--N浓度为100 mg/L时,反硝化系统的碳氮比(C/N)为3.84,反映出植物纤维作为碳源所释放出的有机碳只有部分被用于反硝化反应.     

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。     

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.     

1株异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及脱氮活性

从养殖池塘底泥中分离出1株异养硝化-好氧反硝化菌,对其进行生理生化鉴定、最佳脱氮条件确定及与活性污泥共同作用下的脱氮性能研究.经过菌株生理生化特性鉴定及查伯杰氏手册确定该菌株为非发酵、无芽孢的革兰阴性菌,初步鉴定为不动杆菌,且同时具有硝化和反硝化的特性.利用正交试验研究其脱氮性能的影响因素和最佳条件,结果表明:在以琥珀酸钠为唯一碳源,C/N为8,接种量为10 mL/L,pH为8,转速为75 r/min的培养条件下,该菌株对TN的降解效果最佳,降解率为98%;在以琥珀酸钠为唯一碳源,C/N为8,接种量为10 mL/L,pH为6.5,转速为120 r/min的培养条件下,该菌株对COD的降解效果最佳,降解率为99%.在对实际污水的脱氮处理中,该菌株脱氮性能很强并可加强活性污泥的脱氮性能,具有一定的实用性.     

碳氮质量浓度比值对SBBR工艺处理城市污水脱氮的影响

目的研究在碳源不足的条件下,外加碳源碳氮质量浓度比值对序批式生物膜反应器(SBBR)工艺处理低碳氮质量浓度比值城市污水脱氮特性的影响.方法在厌氧末期、好氧初期投加外加碳源乙酸钠,通过改变碳源的投加量相应的改变系统内的碳氮质量浓度比值.测量每次试验进出水COD、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮以及总氮的质量浓度变化.结果当外加碳源后碳氮质量浓度比值为5.88时,系统对COD质量浓度的去除率最高,达到95.6%;将碳氮质量浓度比值由3.48增大到11.79,但其对NH3-N的去除效果影响不大,去除率均在90%以上,当外加碳源后碳氮质量浓度比值为3.48时,NH3-N去除率最高为99.37%;外加碳源后的碳氮质量浓度比值为7.94时对TN的去除效果最好,去除率为83.95%.结论外加碳源的加入使得SBBR系统对低碳氮质量浓度比值生活污水中的COD、NH3-N、TN具有良好的去除效果,使系统脱氮性能提升.     

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.     

三级SBR除磷脱氮工艺处理生活污水

根据生物除磷和反硝化脱氮的机理,污水的脱氮除磷存在基质竞争和泥龄方面的矛盾.为解决该矛盾开发了一种新的污水生物处理反应工艺--三级序批式活性污泥法(三级SBR法),并运用该方法处理了生活污水.该工艺将具有硝化、聚磷和去碳功能的细菌种群分别控制在三级反应器中优势生长并结合反硝化除磷技术.实验表明,处理效果稳定,COD 、TN 、TP去除率平均为87%、80%、86%,并可以减少能耗,节约碳源.该工艺能取得较好的同时脱氮除磷效果,且操作简便,运行费用低,有较好的应用前景.     

高效亚硝酸型反硝化菌生长特性及脱氮研究

采用定向筛选法,对反硝化污泥进行驯化和富集,得到了富含亚硝酸型反硝化菌的混合菌体.采用批式试验考察了不同环境因子对该菌体生长和脱氮速率的影响,构建了亚硝酸盐降解动力学模型,初步探讨了菌体在填料床生物膜反应器中的脱氮性能.结果表明,该菌体属于兼性厌氧菌,只有在氧缺乏的环境下才能发生反硝化作用;最适的生长和脱氮条件是以柠檬酸三钠为碳源,ρ(TOC)∶ρ(N)=4,温度30℃,pH=9.菌体在此条件下具有很高的活性,比脱氮速率达0.25 h-1,是相关文献报道的6~10倍;具有较强的耐盐特性,可耐受13%的盐浓度;在填料床生物膜反应器中运行稳定,具有较强的抗碳氮源冲击负荷的能力.本研究有利于促进新型短程硝化反硝化工艺的实施以及解决传统反硝化过程中亚氮积累的问题.     

补充植物碳源提高人工湿地脱氮效率

为解决有机碳不足抑制反硝化反应造成的脱氮效率低下的问题,向人工湿地系统中添加富含有机质的植物材料作为反硝化所需的有机碳源,根据玉米秸秆、稻壳、木屑及芦苇竿4种植物材料有机物释放规律及植物体分解对水质的潜在影响情况,确定芦苇竿为较适宜的植物碳源.采用垂直流人工湿地单元模型研究了补充芦苇竿对人工湿地脱氮效果的影响,初步确定了试验条件下芦苇竿的适宜添加量范围为0.47～1.09 kg/m2.硝态氮的沿程变化规律表明,芦苇竿释放出的有机物提供了反硝化所需的有机碳,提高了人工湿地的脱氮效果.     

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。     

低温对固体碳源填充床反硝化的影响

为固体碳源反硝化工艺的实际应用提供理论和技术参数,采用一种淀粉基类的可生物降解聚合物作为反硝化微生物的固体碳源和生物膜载体反硝化脱氮,主要考察了低温对填充床反硝化性能的影响.试验结果表明: 8～10℃的低温下,进水硝酸氮浓度在60～80 mg·L-1之间时,反硝化速率为2.5～4.5 mg·(L·h)-1, 去除率低于20%, 均比常温下有明显的降低;在水力负荷9～12 cm·h-1之间时,反硝化速率与水力负荷成正比;在10～15 ℃范围内,温度对反硝化率的影响比常温时要大,温度常数K=0.046.     

好氧反硝化菌的脱氮性能及N_2O逸出量研究

采用SBR反应器,以硝酸钾为氮源驯化活性污泥,筛选分离出两株好氧反硝化菌X1和X2进行生理特性、脱氮性能及N2O逸出量的研究.结果表明:两菌株均能在完全好氧的条件下(DO2mg/L),利用KNO3进行反硝化,总无机氮去除率分别为72.1%和78.9%;以KNO2为氮源时,菌株X1的总无机氮去除率仅为16%,而菌株X2的总无机氮去除率则达到73%;好氧反硝化过程中菌株X1的N2O逸出量高于菌株X2,这与硝酸盐的积累相关;碳源种类对菌株N2O逸出量有较大影响,琥珀酸钠做碳源时N2O逸出量最高.     

OGO工艺处理城市污水脱氮效果及机理初探

采用改良而成的OGO工艺技术,以试验配水模拟城市生活污水,研究了OGO系统的脱氮效果,通过分析反应器各反应区的脱氮效果,并结合OGO系统脱氮效果观察系统中活性污泥絮体特性,研究分析了OGO系统的脱氮机理.试验结果表明,在进水总氮(TN)和氨氮(NH4 -N)分别为31.15～42.26 mg/L和27.53～38.58 mg/L的条件下,OGO系统对总氮和氨氮的平均去除率分别可达74.31%和83.75%.反应器外环脱氮方式为同时硝化反硝化(SND)脱氮,其脱氮量占反应器脱氮总量的80.48%,OGO工艺对氮素的生物去除绝大部分是通过同时硝化反硝化来实现的;同时硝化反硝化的宏观分区理论和微环境理论均适用于OGO系统.     

高效反硝化菌强化固相碳源生物脱氮特性研究

以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为固相可生物降解模式碳源的生物填充床,针对分离获得的高效反硝化菌开展强化生物脱氮的特性研究,并利用荧光定量PCR解析反应器的微生物群落结构。结果表明,投加反硝化菌(W14)可以明显地提高反硝化脱氮效率,当水力停留时间(HRT)为0.5 h时,反硝化菌强化脱氮生物反应器的脱氮效率达到90%以上,且能有效地降低出水残余的DOC浓度。荧光定量PCR结果表明,高效反硝化菌投加强化能够增加nir S基因丰度和比例,较好地解释了不同接种生物反应器的脱氮效果差异,即反硝化菌的强化作用能有效增加反硝化菌数量并强化脱氮效果。