MLSS和温度对以NO2--N为电子受体的反硝化除磷的影响研究

对经过长期培养驯化的以NO2^--N为电子受体的反硝化聚磷污泥进行静态烧杯试验，研究了MLSS和温度等因素对反硝化除磷系统处理效果的影响。结果表明，MISS浓度过高或过低都会影响系统对PO4^3--P的去除效果，MLSS为4000mg／L左右时，系统的除磷效果最佳。系统运行的最佳温度为20℃左右，此时系统对PO4^3--P的去除率达到了89．14％。

COD/TP比及NO_2^--N/TP对短程反硝化聚磷的影响

污水中COD/TP比和NO2--N/TP比对A/A/OSBR反硝化聚磷工艺运行有重要的影响。实验结果表明:随着COD/TP比值的增加,厌氧释磷增加、厌氧释磷速率提高。但当COD/TP比值为28.5时,过剩的碳源进入缺氧段,反硝化菌利用外碳源消耗,抑制了缺氧吸磷过程;当COD/TP比值为21时,合成的PHB不足,缺氧吸磷效率下降,而且长期在较低COD/TP比条件下运行,激发了聚糖菌与聚磷菌的竞争,聚磷菌处于竞争的劣势,反硝化聚磷能力最终消失;当COD/PO43--P为25时,短程反硝化聚磷效果最佳。NO2--N/TP比与COD/TP的比值相关联,在COD/TP=25的条件下,合适的NO2--N/TP比为3。当NO2--N/PO43--P为5时,SBR上一周期剩余的NO2-会影响厌氧释磷过程。当NO2--N/TP为1.8时,NO2-不足,会使反硝化聚磷过程不完全。

NO_2^--N对反硝化除磷系统运行效能的影响

通过改变反硝化聚磷菌(DPAOs)的电子受体类型,考察了不同浓度的NO_2--N作为电子受体时其对反硝化除磷系统运行效能的影响。试验结果表明,在合适的进水NO_2--N浓度范围内,DPAOs经过驯化后能够以NO_2--N为电子受体进行反硝化除磷反应;在短程反硝化除磷系统中,NO_2--N的抑制浓度为30 mg·L-1,当系统进水中的NO_2--N浓度大于30 mg·L-1时,系统的除磷作用及PHA的合成作用均会受到抑制,系统的反硝化效果和COD去除效果亦会出现较为明显的变化,究其原因可能与系统中GAO开始占据优势有关;在短程反硝化除磷系统中,厌氧释磷量与缺氧吸磷量有着良好的线性关系,而对于NO_2--N对DPAOs的抑制机理,笔者将在后续试验中进行深入分析和探究。

以NO_3^--N和NO_2^--N为电子受体的反硝化聚磷过程的研究进展

目前反硝化聚磷研究多集中在以NO-3-N作为电子受体,理论成熟,实践可行,还采用现代的分子生物方法对此类菌的微生物特性进行了研究。但利用NO-2-N作为电子受体完成反硝化脱氮聚磷过程研究处于模糊控制的阶段,争议的焦点为抑制浓度。今后的研究方向为(1)应同步考察两种驯化过程中反硝化聚磷菌的种类、数量、缺氧条件下的反硝化聚磷速率。(2)应对利用NO-2-N的反硝化聚磷菌进行分离、筛选和鉴定,并明确菌的生物学特性和生物学利用。(3)PO43--P的去除途径,应考虑反硝化聚磷菌是否具有还原磷酸盐产生磷化氢的途径。(4)N的去除途径,应考虑N2O的产生及产生量。

羊角铺水源水中极微量NO_2^--N的测定

建立了自制浮选器富集、分光光度法测定羊角铺水源水中痕量亚硝酸盐氮的方法,介绍了试验的注意事项。方法在0μg/L^4.00μg/L范围内线性良好,检出限为0.000 2 mg/L,RSD为2.0%~4.6%,加标回收率为94.0%~108%。

硫化物型自养反硝化中NO_2^--N与S^0的积累条件

厌氧氨氧化所需的电子受体NO2--N可由亚硝化过程获得也可由半反硝化过程获得。对于含有NO3--N的废水,可通过以S2-为电子供体的自养反硝化过程把NO3--N还原为NO2--N。文章从pH值、S/N摩尔比、硫化物浓度、HRT、COD等方面,探讨以S2-为基质的硫自养反硝化中NO2--N与S0的积累条件,为硫化物型自养反硝化-ANAMMOX工艺提供理论依据。

匹配厌氧氨氧化SBR部分亚硝化累积NO_2^--N研究

部分亚硝化工艺作为匹配厌氧氨氧化的前置反应,确定其影响因素参数对低碳氮比高氨氮废水的脱氮处理具有深远意义。而如何实现氨氧化长期稳定停留在亚硝化阶段,实现亚硝态氮的累积是亟需解决的难题,也成为近年学者的研究热点。笔者就游离氨浓度、温度、p H值、溶解氧浓度与污泥龄等因素进行分析,探索各因素的具体影响参数,为部分亚硝化工艺的实现提供理论支持,寻找最佳亚硝化途径。

NO_2^-—N对铜绿微囊藻生理特性的影响

采用藻类生物测试标准方法研究了不同NO2--N初始浓度条件下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长及生理变化.结果表明,相对BG11(NO2--N初始浓度为0)培养基,低初始NO2--N浓度(1,10mg/L)条件下铜绿微囊藻生长良好;高NO2--N初始浓度(20,30,40mg/L)条件下藻生长缓慢甚至停滞.NO2--N初始浓度由10mg/L到30mg/L,亚硝酸还原酶(NiR)活性和过氧化氢酶(CAT)活性呈增加趋势;在NO2--N初始浓度分别为20～30mg/L和20～40mg/L时,叶绿素a(Chl-a)含量和丙二醛(MDA)含量随NO2--N浓度增大而逐渐升高;在初始NO2--N浓度0,1,10,20,30mg/L条件下硝酸还原酶(NR)没有明显变化.这表明,铜绿微囊藻在NO2--N初始浓度10,20,30mg/L条件下能维持一定的生长,主要由于藻叶绿素含量的增加,NiR活性和防止细胞过氧化的酶CAT活性的提高所致.

包膜肥料对水稻土壤渗滤液中NO2^--N、NO3^--N、NH4^＋-N的影响

通过有机玻璃土柱盆栽试验,研究了包膜肥料在水稻不同生育期对不同深度土层的土壤渗滤液中NO2--N、NO3--N、NH4+-N含量的影响。结果表明,土壤渗滤液中NO2--N、NO3--N、NH4+-N质量浓度随着水稻的生长逐渐降低;在水稻分蘖期和拔节期,随着土壤深度的增加NO2--N、NO3--N含量呈现先减小后增大的趋势,NH4+-N含量呈现先增大再减小再增大的趋势;在水稻抽穗期和成熟期,NO2--N、NO3--N含量呈现逐渐减小的趋势,NH4+-N含量呈现增大的趋势。在水稻生育期内与施用普通尿素UR相比,包膜肥料LP40、LPSS、SC60氮素渗滤损失总量分别降低了58.27%,46.38%,33.30%。

一例胭脂鱼亲鱼N0_2^--N急性中毒病例

在2011年胭脂鱼人工繁殖试验中,发现一例亲鱼N02--N急性中毒死亡病例,测定其96hLC50为0.9mg/L,转移至亲鱼塘后得到有效解除,测试安全浓度(SS)为0.005mg/L。胭脂鱼亲鱼N02--N急性中毒病症尚未见报道,该例亲鱼N02--N急性中毒病例的成功抢救,可为胭脂鱼生理生态、人工繁育、鱼病防治、养殖水质管理、资源保护提供参考。

包含NO_2的正庚烷燃烧简化机理

在对美国加利福尼亚大学燃烧实验室给出的氮氧化物(NOx)生成机理(49种组分,277个基元反应)进行敏感性分析后,提取出对NOx生成的重要反应,加入到正庚烷燃烧简化机理(29种组分,52个基元反应)中,创建了一个新的包含NOx的正庚烷燃烧化学动力学简化机理(40种组分,72个基元反应)。最后将得到的新机理与Patel正庚烷燃烧机理的模拟结果进行对比分析,以及通过与计算流体动力学CFD软件耦合的模拟结果对比分析,验证了该机理的有效性和准确性。

富氧生物硝化处理微污染原水除NO_2^- -N研究

为去除微污染原水中的NO2--N和提高水厂的饮水安全性,采用弹性填料微孔曝气富氧生物硝化法处理某微污染水源原水,探讨了原水不同水质及天然水体温度下富氧生物硝化工艺的除NO2--N效果,研究了水温与富氧生物硝化工艺NO2--N去除效果的相关性。结果表明,当富氧生物硝化工艺正常稳定运行HRT为1.2h,气水比为1∶1,pH6.5~7.4,DO为8~10mg·L–1,原水水温26~30℃、NO2--N0.05~0.4mg·L–1、NH4+-N0.4~1.8mg·L–1和CODMn7.01~9.61mg·L–1时,富氧生物硝化工艺NO2--N的去除率为77%～100%;原水水温20～22℃、NO2--N0.09~0.5mg·L–1、NH4+-N0.7~2.5mg·L–1和CODMn5.84~9.11mg·L–1时,去除率为44%～63%;原水水温10～12℃、NO2--N0.04~0.8mg·L–1、NH4+-N0.9~4.5mg·L–1·和CODMn6.53~9.27mg·L–1时,去除率为25%～40%。原水水温与富氧生物硝化工艺NO2--N去除率呈现明显的线性相关性,相关方程为:y=3.3628x-9.528,相关系数为0.8744。

滇池流域集约化菜田NO与NO_2排放的研究

采用密闭通气气室法,在滇池流域旱季和雨季开展了2个生长周期内集约化西芹地NO/NO2排放研究。结果表明,NO/NO2排放速率的日变化规律受温度的影响较为明显,中午时段最高,凌晨时段最低。西芹生育期间,CK处理(裸地)的NO/NO2排放速率维持在一定水平,中后期NF处理(不施氮)NO/NO2排放速率有所升高;LF(N450 kg/hm2)和HF(N 1200 kg/hm2)处理受西芹的生长和频繁氮肥追施的影响,生育期NO/NO2排放速率逐渐升高。旱季与雨季CK处理NO/NO2排放量分别为1.30和NOx-N 1.51 kg/hm2,NF处理分别较CK高出NOx-N 1.0和1.44kg/hm2。LF处理旱季与雨季NO/NO2排放量分别为NOx-N 4.88和5.67 kg/hm2,其损失率分别为0.79%和0.92%;HF处理旱季和雨季NO/NO2排放量分别为NOx-N 7.58和10.19 kg/hm2,其损失率分别为0.63%和0.85%,说明氮肥用量较高时,土壤-作物系统的NOx-N损失量也较高,但其损失率并不随施氮量的升高而升高。

N+NO_2反应动力学研究

采用UMP2（full）／6-31G^＊方法从理论上对N和NO2的反应进行了研究，计算了各反应通道上所有驻点的构型参数和振动频率，根据相对的G2MP2能量绘制的势能剖面图详细给出了N和NO2的反应机理。在此基础上，应用经Wigner校正的Eyring过渡态理论计算了在280～1500K温度范围内，1大气压下该反应3个反应通道的活化热力学量、反应速率常数、频率因子。计算结果表明：N＋NO2→IM→TS1→N2＋O2是主要反应通道，N2和O2为主要产物。

C_6H_(6-n)(NO_2)_n(n=1-6)结构与性能的理论预测

三棱柱烷因其奇特的结构在含能材料方面有重要的应用价值。利用DFT-B3LYP/6-31G**水平上研究了多硝基三棱柱烷的分子几何、红外光谱、热力学性质;设计等键反应计算其生成热;利用K-J估算方程计算了爆轰性能。结果表明,1,2,3,4,5,6-六硝基三棱柱烷的密度ρ、爆速D和爆压p分别为2. 017 g·cm^(-3),9. 94 km·s^(-1)和46. 80 GPa,满足高能量密度化合物的要求。

前置A2NSBR系统硝化和反硝化除磷的特性

以处理实际低C/N生活污水的前置A2NSBR系统为研究对象,考察系统内生物膜的硝化特性和活性污泥的反硝化除磷特性.试验研究了有机物和NO2^--N浓度对生物膜硝化性能的影响,以及不同电子受体浓度对反硝化吸磷速率的影响.结果测得硝化速率为11.3mgNH4^+-N/(L·h),在填充率40%的条件下容积负荷为0.27kgNH4+-N/(m3·d),有机物的存在会对硝化有抑制,但是系统表现出了良好的抗有机负荷冲击能力,硝化速率为9.72mg NH4^+-N/(L·h).NO2^--N处理对AOB活性几乎无影响,对NOB活性抑制作用明显,当NO2^--N浓度为400mg/L时,NOB活性仅为1.63%,几乎接近完全被抑制.根据本次不同电子受体条件下除磷批次试验的结果,好氧吸磷速率为17.62mg P/(g VSS·h),以NO3--N为电子受体的缺氧吸磷速率是12.94mg P/(g VSS·h),从而可知缺氧聚磷菌占总聚磷菌的比例大约是73.4%,其中在NO2^--N浓度为30mg/L出现吸磷抑制,当NO2^--N和NO3^--N共存时,NO2--N在初始浓度为15mg/L便出现吸磷抑制.

污泥负荷对反硝化过程动力学和亚硝酸盐积累能力的探究

为提高短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PD/Anammox)工艺处理负荷,探究负荷对反硝化中氮转化途径的影响。在批次试验中探究不同污泥负荷对反硝化过程中动力学和亚硝酸盐积累能力的影响,并通过改变连续试验中的污泥负荷,共同探究其对短程反硝化过程的影响。在批次试验中,随着污泥负荷增高,NO_(2)^(-)-N及NO_(3)^(-)-N的反应速率都降低,但NO_(2)^(-)-N积累能力增强,亚硝酸盐积累率(NAR)最高达72.47%;在低污泥负荷下反应加快,同时也促进了NO_(2)^(-)-N还原速率,NAR降低至56.46%。在连续试验中,通过缩短HRT增大污泥负荷,反应器短程反硝化能力提升,NAR从26.86%提升至45.62%,污泥活性增加,反硝化活性试验中NAR达90.24%。污泥颗粒化结构明显,粒径和胞外聚合物含量增加。短期批次和长期连续试验结果表明,提升污泥负荷是提高反硝化过程中短程反硝化能力的有效策略。

土壤中羟胺和亚硝态氮非生物过程对N_2O排放的贡献

羟胺(NH_2OH)和亚硝态氮(NO_2^--N)均可以通过非生物过程产生N_2O,但是同一土壤中其对N_2O排放的相对贡献尚不明确。本文采用高压灭菌和室内培养方法,测定了采自6个不同地点的农业利用土壤在灭菌和非灭菌条件下添加NH_2OH或NO_2^--N后N_2O的排放量,以研究土壤中NH_2OH和NO_2^--N非生物过程对N_2O排放的相对贡献及其关键因子。结果表明,供试土壤中,NH_2OH非生物过程产生的N_2O贡献介于6%~73%,NO_2^--N非生物过程产生N_2O占的比例为3%~236%;在pH<7的衢州茶园、鹰潭旱地、常熟菜地和海伦旱地土壤中,添加NO_2^--N后非生物过程产生N_2O比例大于添加NH_2OH的处理,但是在pH>7的常熟果园和封丘旱地土壤中则相反;pH是影响NH_2OH和NO_2^--N非生物过程产生N_2O的关键因子,添加NH_2OH处理中非生物过程产生N_2O占N_2O总排放量的比例与土壤pH呈正相关(p<0.05),而在添加NO_2^--N处理中呈负相关(p<0.01)。上述结果说明,NO_2^--N在偏酸性土壤中可能主要通过非生物过程产生N_2O,而在偏碱性土壤中主要通过生物过程;NH_2OH则与之相反。

硫磺/石灰石自养反硝化系统脱氮性能及N2O排放规律研究

为了考察硫磺/石灰石自养反硝化系统的脱氮性能,并探究系统N_2O的产生和排放规律,采用均匀填充的上流式硫磺/石灰石生物滤池反应器,研究了2组HRT下,不同进水NO_3^--N浓度对系统脱氮效果的影响及N_2O的排放规律。结果表明,进水NO_3^--N浓度为(54.46±1.15)mg/L、HRT为2.5 h时,反应器容积负荷最大且对NO_3^--N去除率最高,可达99.93%,系统无NO_2^--N累积,出水N_2O低于0.86 mg/L;另外,研究发现NO_3^--N浓度随反应器高度增加而逐渐降低,N_2O浓度随着反应器下部NO_2^--N的富集逐渐增加,并随上部NO_2^--N的还原而逐渐减小;进水NO_3^--N浓度增大,N_2O累积量峰值点沿反应器高度逐渐上移,因此该系统仅能处理较低浓度NO_3^--N废水。

亚硝态氮(NO_2^--N)对吉富罗非鱼的毒性及相关因子

通过NO2--N对吉富罗非鱼的急性毒性试验,研究了NO2--N胁迫过程中的应激反应,pH和NaCl浓度对毒性的影响,以及不同生态环境下吉富罗非鱼对亚硝态氮毒性的耐受性差异等,结果表明:在受试鱼急性中毒96h全致死条件下(NO2--N最小浓度192.49mg/L、PH7.37),当水体pH为6.21±0.19、7.09±0.20、8.40±0.22时,全致死时间96h分别变为62、88、102h,当NaCl浓度达到400.00mg/L时,其解毒作用极其显著(P<0.01)。在受试鱼急性中毒48h不死亡条件下(NO2--N最大浓度60.87mg/L,29.7±1.2℃),温度剧降10±0.8℃时,应激反应发生在持续中毒32h后,中毒40h后受试鱼全部应激致死。生活在温室内水泥池、室外水泥池、土池池塘的吉富罗非鱼对NO2--N耐受性存在很大差异。