基于六偏磷酸钠-Fe^(2+)的铁盐脱氮反应器运行性能及微生物学特征研究

以实验室高效反硝化反应器中的反硝化污泥作为接种污泥,启动自养型六偏磷酸钠-Fe^(2+)脱氮反应器,试验采用模拟废水通过88 d的不间断运行,研究了铁盐脱氮工艺的脱氮效能及其微生物学特性。结果表明,当反应器硝态氮容积负荷为0.42 kg/(m^(3)·d)时,最高稳定氮去除负荷为0.41 kg/(m^(3)·d);当Fe^(2+)容积负荷为4.92 kg/(m^(3)·d)时,最大铁去除负荷为2.77 kg/(m^(3)·d)。反应器稳定运行时硝态氮、Fe^(2+)的去除率分别达94.6%、52.6%,最佳效能可维持28 d。反应器运行到第82天时,颗粒污泥由黄色变为灰褐色,颗粒解体,污泥比活性逐渐升高,比反硝化活性由0.71 mg[N]/(g[VSS]·h)升高到2.3 mg[N]/(g[VSS]·h),同比上升224%;比铁氧化活性由7.3 mg[Fe]/(g[VSS]·h)升高到15 mg[Fe]/(g[VSS]·h),同比上升105%。六偏磷酸钠-Fe^(2+)脱氮作为一种新型自养反硝化技术,不仅增强了活细菌的生物活性和反硝化活性,还延长了铁盐脱氮污泥反硝化的高效期。

铁-碳缓释碳源基质强化尾水脱氮除磷

投加缓释碳源是降低低碳氮比废水总氮(TN)的有效途径。使用聚己内酯(PCL)、玉米芯(CC)和二价铁盐(FeSO_(4)、FeCl_(2))为电子供体,以聚乙烯醇和海藻酸钠为骨架,经过化学交联制备了PCL-CC基质(PC)、PCL-CC-FeSO_(4)基质(PCF-S)和PCL-CC-FeCl_(2)基质(PCF-C)3种固体缓释碳源,构建了铁-碳协同脱氮除磷的反硝化滤池,并将其用于处理模拟废水,比较了PC、PCF-S和PCF-C在连续流反硝化滤池中的有机物释放特性与其强化脱氮除磷的性能。结果表明:PC、PCF-S和PCF-C 3种基质均可长期稳定释碳达48 d以上;在PCF-C与PCF-S缓释碳源滤池中,铁自养反硝化和异养反硝化之间存在明显的协同作用,2种反硝化作用的结合可显著增强滤池对氮磷的去除效果,3种碳源基质中PC反硝化潜能最好;相较于中低浓度阶段,高浓度进水阶段3种碳源滤池对氮素的去除率均有所下降,脱氮效果变差,这是由于高浓度进水阶段2种PCF基质出现铁壳积累现象,其积累程度由有机物释放速率和脱氮负荷共同决定。

共基质模式下铁盐脱氮反应器的运行性能及微生物学特征

铁盐作为自养反硝化电子供体时,被氧化产生的高价铁易于沉淀,使得反硝化微生物表面产生“铁壳”,其抑制微生物的活性,甚至导致微生物死亡.为解决自养铁盐脱氮反应器因“铁壳”包被而导致的反应器效能下降问题,本文采用共基质模式培养铁盐脱氮反应器,即在反应器进水中适量添加少量乙酸钠,作为有机电子供体,以期实现铁盐脱氮反应器的高效、稳定运行.结果表明,添加适量有机物可使得铁盐脱氮反应器高效稳定运行,效能(以N计)达0. 51 kg·(m3·d)-1,稳定运行约30d.共基质模式下,反应器运行期间始终可以检测到异养菌.结合污泥的TEM检测结果,发现在铁盐脱氮反应器稳定运行期间,异养菌是铁盐脱氮主力军,其独特的铁盐代谢方式可有效避免铁壳形成.本项研究有效解决了铁盐脱氮过程中微生物“铁壳”包被难题,将助力于自养脱氮技术的研发及应用.