不同碳氮比(C/N)等单因素对反硝化除磷菌脱氮除磷性能的影响分析

对污水处理中反硝化除磷菌在不同碳氮比(C/N)及其他环境因素(如pH、溶解氧、温度)影响下的脱氮除磷性能进行深入分析。从菌种选择与培养、模拟废水配置、实验设计与数据分析等方面进行论述,旨在揭示碳氮比及上述环境因素如何调控脱氮除磷过程。提出基于实验数据的优化策略,以及相应的数学模型,用于预测不同参数对脱氮除磷效率的具体影响。此研究达到提高污水处理效率和降低运营成本的效果,解决现有污水处理技术中脱氮除磷过程效率低下和环境因素影响不明确的问题。通过系统的实验方法和详尽的数据分析,为污水处理系统的设计和操作优化提供科学依据和实践指导,推动污水处理技术的发展与环境保护事业的进步。

一株短程反硝化除磷菌的鉴定与生物学利用

依据短程反硝化除磷原理,在SBR装置中加入厌氧池污泥,采用厌氧/缺氧工艺,投入亚硝酸盐以富集短程反硝化除磷菌(SDPB),并进行SDPB的筛选、分离,采用传统与现代分子生物学鉴定相结合手段确定其分类地位,同时进行不同营养条件和环境条件下菌的生物学利用研究。结果表明:该菌株为一株新的兼性厌氧菌株,具有同步短程反硝化和除磷功能。通过细菌形态、生理生化指标、培养特征和16S rDNA序列进行同源性比较,鉴定该菌株为不动杆菌属,相似性高达99.3%,该种尚未见文献报道。Gi菌的最佳碳源为乙酸钠。此菌不仅可以利用NO-2也可以利用NO-3为电子受体。Gi菌的最佳pH值为7。温度为25℃时的反硝化除磷效果最好,适宜的温度为20～35℃。当温度为10℃时微生物生长受到抑制,温度高于35℃时活性下降。磷、氮的最高去除率分别可达82.94%和82.99%。

缺氧反硝化除磷菌驯X菌的筛选与生长条件优化

以SBR强化生物除磷装置污泥为研究对象,进行反硝化除磷菌的筛选,并用传统与现代分子生物学相结合手段确定其分类地位,同时采用响应面分析试验进行菌的生长条件优化.结果表明:驯X菌的生理生化指标显示其具有缺氧反硝化除磷功能,根据细菌形态观察、培养特征、生理生化指标和16S rDNA测序结果,驯X菌与Escherichia coli最相似,同源性高达99.9%,因此驯X菌(Escherichia coli)是缺氧反硝化除磷菌.由响应面分析可知,影响驯X菌生长的关键因素次序为ρ(碳源)>pH>ρ(氮源),二次项中ρ(碳源)2也是唯一的显著因素,ρ(碳源)对菌的生长具有决定作用;其中碳源采用乙酸钠+葡萄糖,氮源采用硫酸铵+蛋白胨.驯X菌的最优化生长条件:ρ(碳源)为3.48 g/L,ρ(氮源)为1.22 g/L,pH为8.00,此时实测的菌浊平均值为0.732.

反硝化除磷菌驯化富集方式的探讨

以SBR反应器分别采用一段式和二段式培养方法对反硝化除磷菌进行了驯化富集。结果表明,一段式和二段式培养方法驯化完成后的活性污泥沉降性能均较好,污泥体积指数(SVI)分别约为60、50mL/g,反硝化除磷菌占聚磷菌的比例达到了77%和71%。两种培养方法下反硝化除磷菌PO34--P去除率和脱氮率分别达到了97%和95%以上,缺氧结束时水中PO43--P质量浓度小于1mg/L。驯化完成后污泥的含磷率最高达到了3.7%(质量分数)。因此,采用一段式或二段式驯化方法均能实现反硝化除磷菌的有效富集。

反硝化除磷菌的培养及驯化

针对广州地区城市污水碳量严重偏低、碳氮磷比例失调的特点,以模拟的广州污水为处理对象,采用SBR反应器,对以硝酸盐为电子受体的反硝化除磷菌的培养及驯化进行研究。试验结果表明:反硝化除磷菌存在于传统生物除磷体系中。经过两个阶段试验的培养驯化,反硝化除磷菌在聚磷菌中的比例从29.8%上升到85.2%。稳定运行的反硝化除磷系统具有良好的反硝化脱氮除磷性能,系统出水磷<1.0mg/L,COD、TN、TP的平均去除率分别为90%,82%,97%。

低碳源下序列间歇式活性污泥法中反硝化除磷菌培养及驯化研究

采集某城市污水处理厂的A/O工艺回流活性污泥作为污泥样品,利用SBR反应器,以硝酸盐为电子受体,在低碳源下,培养和驯化反硝化除磷菌。第一阶段采用厌氧/好氧/沉淀/排水的运行方式10周期,第二阶段采用厌氧/好氧/缺氧/好氧/沉淀/排水运行方式40周期。反硝化脱氮除磷性能的测试结果表明,经培养驯化得到的反硝化除磷菌处理低碳源废水,PO43--P的去除率达96%,出水浓度稳定在0.4 mg/L以下;NH4+-N去除率达78%,出水浓度稳定在3 mg/L以下;COD的去除率达86%,出水浓度稳定在20 mg/L以下;表明采用SBR反应器进行反硝化菌的培养驯化是可行的。

AAO与AO工艺污泥反硝化除磷菌构成研究

反硝化除磷技术因节约碳源、能源而备受关注。以实验室稳定运行的连续流厌氧/缺氧/好氧(AAO)和厌氧/好氧(AO)除磷工艺污泥为研究对象,设计批式试验考察了硝酸盐及亚硝酸盐为电子受体时两种污泥反硝化除磷代谢过程。根据不同电子受体磷去除速率的差异将上述两系统内聚磷菌细分为以氧为唯一电子受体的聚磷菌(PO),仅以氧、硝氮为电子受体的聚磷菌(PON)和能以氧、硝氮及亚硝氮为电子受体的聚磷菌(PONn)3类,分析结果表明AAO工艺聚磷菌中上述3类功能微生物数量比约为54∶16∶30,而AO工艺聚磷菌中上述3类功能微生物数量比约为77∶3∶20。结合聚磷菌划分进一步讨论了不同系统污泥反硝化除磷过程中重要胞内聚合物PHB变化与吸磷量之间的统计关系。

反硝化除磷菌富集试验研究

采用A2-SBR反应器对反硝化除磷菌进行富集研究,结果表明反硝化除磷菌存在于污水处理厂活性污泥中,通过厌氧/缺氧的强化交替运行,能使反硝化除磷菌得到富集。厌氧/好氧批实验结果表明,反硝化除磷菌能够利用氧气作为电子受体进行吸磷,其比吸磷速率高于缺氧比吸磷速率。

一株短程反硝化除磷菌的筛选及其生长影响因子研究

从新型短程反硝化除磷脱氮工艺的反硝化除磷段活性污泥中分离到几株以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷菌,并优选出代表菌株F10,通过菌落形态、生理生化特性、细胞培养特征以及16S rDNA序列同源性分析,鉴定为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)。通过间歇培养实验考察该菌的关键生长影响因子,表明亚硝酸盐浓度为15mg/L、pH值7.0左右、温度30℃的条件下该菌可以获得最佳生长。

低碳源下反硝化除磷菌培养及试验研究

研究通过对具有脱氮除磷效果的活性污泥进行强化培养,使得其中的反硝化聚磷菌成为优势菌种,实验研究表明在缺氧条件下反硝化聚磷菌的吸磷量取决于在厌氧条件下释磷量,在相对较高COD浓度下反硝化聚磷菌释磷效果较相对低浓度好,如果足够碳源和硝态氮同时存在的情况下反硝化聚磷菌优先选择碳源作为吸磷的电子受体,低碳源情况下就会选择硝态氮作为电子受体,达到同步反硝化除磷效果,提高了碳源的利用效率。

1株反硝化除磷菌的鉴定及其反硝化功能基因研究

研究反硝化除磷菌(denitrifying polyphosphate-accumulating organism,DPAO)的筛选、鉴定及反硝化功能基因.利用反硝化培养基分离得到菌株ZQN2,经好氧吸磷试验,硝酸盐还原产气试验并辅助异染颗粒和PHB颗粒染色,确定其为反硝化除磷菌.厌氧释磷/缺氧吸磷试验结果表明,菌株ZQN2在厌氧段释磷并合成PHB(poly-β-hydroxybutyrate),在缺氧段以NO3-为电子受体氧化PHB并过量吸磷,进行了同步反硝化除磷.对菌株ZQN2进行16S rRNA基因序列分析,并构建系统进化树,结果表明该菌株与GenBank数据库中多株Bacillus cereus菌株16S rRNA基因的同源性在99%以上.结合生理生化检测,判断菌株ZQN2为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus).对其反硝化功能基因的研究表明,菌株ZQN2为nirS+和nirK-型,从分子生物学角度确认其具有反硝化功能;菌株ZQN2的nirS序列的系统发育分析结果表明,其nirS序列与多株Pseadomonas aeruginosa的亲缘关系最接近,这与基于16S rRNA的系统发育分析的结果不一致.

反硝化除磷菌胞外聚合物的提取及除磷研究

采用4种方法对反硝化除磷菌ZQN4的胞外聚合物进行了提取试验研究。结果表明,试验中超声波法是一种较好的提取方法。好氧条件下,菌株ZQN4的胞外聚合物中蛋白质含量最高,约占总量的80%。ZQN4对磷的去除率约为89.4%,其中有约88%聚集在菌体内,另外约12%聚集在胞外聚合物中,且大部分以PO34--P的形式存在,表明胞外聚合物对除磷也有一定的贡献。

反硝化除磷菌的筛选鉴定及生物特性研究

采用反硝化培养基分离得到菌株ZQN4,通过好氧吸磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和PHB颗粒染色,确认其为反硝化除磷菌。结合生理生化检测和16S rRNA测序鉴定菌株ZQN4为芽胞杆菌属。菌株ZQN4的生长曲线比较典型,潜伏期为2 h左右,对数生长期为14～16 h,18 h后进入稳定期和衰亡期,吸磷主要发生在对数生长期。Logistic方程可对反硝化除磷菌的生长动力学模型进行较好的描述。菌株ZQN4的厌氧释磷/缺氧吸磷试验表明,其在厌氧段释磷并合成PHB,在缺氧段以NO3--N为电子受体氧化PHB,进行同步反硝化除磷。与其他4株反硝化除磷菌的复配试验结果表明复配效果不理想,相对于单株菌并未表现出优势。

SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集

反硝化除磷菌(DPAOs)能够在缺氧条件下同步完成脱氮除磷,是反硝化除磷工艺的主体。以武汉沙湖污水处理厂二沉池的回流污泥为种泥,采用二段式SBR工艺实现了反硝化除磷菌的快速富集。在第一阶段反应器采用厌氧/好氧(A/O)模式运行,可以实现对除磷菌(PAOs)的快速诱导和富集,运行13 d后,SBR反应器对氮、磷的去除率均达到85%以上。而后进入第二阶段,采用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)模式运行,以快速富集培养反硝化除磷菌,经过26 d的运行,反应器对氨氮和磷酸盐的去除率分别达到92.2%和91.2%左右,且典型周期内硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系,表明系统的反硝化除磷能力得到显著增强。

5株聚磷菌的筛选与亚硝化反硝化除磷特性研究

在连续流双污泥亚硝化反硝化除磷系统缺氧池中取泥,筛选出5株聚磷菌,经生理生化鉴定属于4种菌属:肠杆菌属、葡萄球菌属、副球菌属和泛菌属。对4种聚磷菌分别进行厌氧释磷和缺氧吸磷试验以及PHB和异染颗粒染色。结果表明,4种聚磷菌均为亚硝化反硝化聚磷菌。葡萄球菌属、副球菌属、泛菌属和肠杆菌属的单位细胞吸磷质量依次减少。

亚硝酸盐为电子受体反硝化除磷工艺的可行性

采用序批式反应器(SBR),以亚硝酸盐为电子受体,探讨了厌氧/缺氧条件下反硝化除磷工艺的可行性,并通过间歇实验考察了亚硝酸盐浓度、进水COD浓度和进水pH值对反硝化除磷工艺的影响.结果表明,亚硝酸盐作为电子受体的同步脱氮除磷过程是完全可以实现的,控制NO2--N浓度为35±5mg/L、厌氧段进水pH值为8.0±0.1,缺氧段进水pH值为7.2±0.1、COD浓度为400mg/L时,反硝化除磷效果最佳.

电子受体亚硝酸氮在反硝化除磷过程中的作用

针对先前文献提到的亚硝酸氮在反硝化除磷中存在着一定的抑制作用,以亚硝酸氮作为电子受体,对其在缺氧反硝化吸磷过程中的抑制影响进行了大量的静态烧杯试验.结果表明,在亚硝酸氮浓度大于30mg·L-1的时候,确实存在严重的抑制作用,而且该临界抑制浓度与污泥的特性和运行操作条件等因素有关;但是在亚硝酸氮浓度低于25mg·L-1的情况下不会对反硝化条件下磷的吸收产生毒害作用,相反地,它可以取代氧气、硝酸氮做为良好的电子受体用来进行缺氧段磷的生物摄取,在反硝化除磷中表现一定的积极作用.

序批式生物膜法反硝化除磷特性及其机理

探讨了序批式生物膜法反硝化除磷特性及其机理.采用31P-NMR谱图,说明序批式生物膜在缺氧条件下与在好氧条件下相同,无机磷酸盐被转化成聚磷酸盐而贮存,证实了反硝化除磷的机理;在缺氧段反硝化吸磷速率较好氧吸磷速率明显降低,约为好氧吸磷速率的1/6;优势菌依顺序为假单胞菌属、气单胞菌属、芽孢杆菌属、微球菌属.

不同电子受体影响下的反硝化除磷过程

为进一步了解反硝化除磷菌的代谢行为,以序批式反应器(SBR)在厌氧/好氧条件下培养的活性污泥为对象,进行批次试验,研究了不同电子受体对反硝化缺氧吸磷的影响.结果证实:只要有电子受体存在,不论是硝氮(NO3--N)还是亚硝氮(NO2--N),缺氧吸磷都会发生,但NO2--N的缺氧吸磷量相对较少;反应开始时的电子受体质量浓度对反应过程影响很大,试验中NO3--N质量浓度为30mg/L、NO2--N质量浓度为20mg/L时吸磷量和吸磷速率均达到最高值;低于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而增加;高于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而减少;NO2--N质量浓度达80mg/L时,没有发现对反应的抑制作用;好氧吸磷效果好于缺氧吸磷.试验还发现反应器在厌氧/缺氧条件下连续运行时,反硝化除磷菌的厌氧释磷和缺氧吸磷能力将很快丧失.

新型高效反硝化除磷工艺

针对传统生物脱氮除磷工艺中存在的问题 ,简述了反硝化除磷工艺所具有的优点及其代谢途径 ,提出了两种典型的反硝化除磷工艺 ,并介绍了反硝化除磷技术的影响因素和测定方法。