亚硝酸盐型同步硝化反硝化耦合除磷研究

采用序批式活性污泥法,对人工配制的城市污水,通过控制泥龄成功实现亚硝酸盐型同步硝化反硝化,同时取得很好的生物除磷效果。实验结果显示:适宜的泥龄下,在控制适宜的COD及DO的条件下,COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别可达93%、99.6%、84.58%和99%。因此,利用排泥的方法控制反应器内适宜的泥龄,可以取得很好的同步脱氮除磷效果。

COD/N对亚硝酸盐型同步硝化反硝化脱氮的影响

采用序批式活性污泥法，对人工配制的城市污水，通过控制泥龄成功实现亚硝酸盐型同步硝化反硝化，并考察了不同COD／N对亚硝酸盐型同步硝化反硝化效果的影响．试验结果显示：适宜的泥龄下，在控制适宜的pH、DO及COD：N为6．5左右的条件下，COD、氨氮和总氮的去除率分别可达90％-95％、99％左右、90％以上．因此，适宜的泥龄时，控制反应器内适宜的COD／N，可以使亚硝酸盐型同步硝化反硝化取得很好的效果．

同步硝化反硝化除磷颗粒污泥的快速启动与强化

为了探究同步硝化反硝化除磷颗粒污泥系统的快速启动,本研究首先通过饥饿-饱食、逐步缩短沉淀时间的培养方式进行污泥造粒;其次通过定期投加30mg/L的NO_(2)--N,提供高浓度亚硝酸盐环境以强化氮磷去除;最后进一步提高系统氮负荷,考察其运行氮磷去除效率。系统在28天的培养下实现污泥快速颗粒化,MLSS稳定在5.6~6.2g/L,SVI30/SVI5达到0.96,颗粒沉降性能良好。通过亚硝酸盐强化,系统厌氧释磷量从3.51mg/L提升至29.4mg/L,同时NOB活性被抑制,实现短程硝化反硝化除磷。系统在C/N/P质量比为420/80/10的条件下,实现了99.85%的总氮去除与99.43%的磷去除。微生物群落分析表示在该启动策略下Acinetobacter菌属占据主导地位。

亚硝酸型硝化和反硝化除磷的生物脱氮除磷技术研究

废水生物脱氮除磷工艺的改进和发展一直围绕着同步除磷脱氮来进行，开发高效低耗的除磷脱氮新工艺具有十分重要的意义。近年来，亚硝酸型硝化技术和反硝化除磷技术的提出，为处理新工艺的开发与应用奠定了理论基础。本文的研究内容就是在SBR反应器中，对亚硝酸型硝化技术和反硝化除磷技术进行试验研究。

铁屑/竹纤维质量比对竹基耦合体系氮磷同步去除效能的影响

利用铁屑与竹纤维构建竹基耦合体系强化低碳氮比(C/N)废水中氮磷同步去除。采用连续流装置,搭建5组具有不同铁屑/竹纤维质量比(Fe/B)的耦合体系,探究Fe/B对氮磷去除效能的影响。耦合体系在进水平均总氮(TN)为31.32 mg/L,平均C/N为1.16,平均总磷(TP)为2.02 mg/L下连续运行113 d,水力停留时间(HRT)从16 h降至8 h,结果显示Fe/B≤0.500时,耦合体系氮磷去除效果与Fe/B呈正相关;当Fe/B为0.500时,氮磷去除最高,出水TN、TP可达《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅳ类标准;Fe/B>0.500时,氮磷去除略有降低;耦合体系出水总铁整体较低,当Fe/B为0.250时,出水总铁波动最大;Fe/B≤0.500时,铁屑可显著促进脱氮除磷功能菌的生长,包括反硝化除磷菌,当Fe/B>0.500时,脱氮除磷功能菌群相对丰度明显降低,菌群结构亦发生显著变化。

Cd1-型亚硝酸盐还原酶脱氮工程菌的构建与表达

目的用基因工程技术将铜绿假单胞菌PAO1中nirS基因定向克隆至表达载体pQE-30上，使nirS基因得到高效表达。方法根据GenBank公布的nirS碱基序列和表达载体pQE-30的多克隆位点设计引物，以铜绿假单胞菌PAO1的基因组DNA为模板，应用PCR技术扩增目的片段nirS；之后经过BamH I和HindⅢ双酶切，定向克隆到pQE-30上，化学转化DH5α，构建含有重组质粒的转化子pQE30-nirS-DH5α；经酶切和测序鉴定，扩增产物的碱基序列与GenBank公布的序列完全吻合，再将重组质粒pQE30-nirS转化表达菌株SG13009构建脱氮基因工程菌pQE30-nirS-SG-13009（PNS）。最后用SDS-PAGE（IPTG浓度：0．05mmol／L；诱导温度：25℃；诱导时间：2～3h）和His-tag in-gel Stain鉴定cd1-型亚硝酸盐还原酶的分子量与特异性。结果构建了高效表达cd1-型亚硝酸盐还原酶的脱氮基因工程菌PNS。结论Cd1-型亚硝酸盐还原酶能够在脱氮基因工程菌PNS中得到正确和高效的表达。

同步硝化反硝化实现途径的探讨

分别介绍了各因素对同步硝化反硝化的两种实现途径—硝酸盐型同步硝化反硝化和亚硝酸盐型同步硝化反硝化的影响 ,指出了目前同步硝化反硝化系统中亟待解决的问题。

基于短程硝化的同步脱氮除磷影响因素研究

对以亚硝态氮为电子受体的同步脱氮除磷技术的影响因素进行了研究,分别考察了亚硝态氮最大抑制浓度、碳氮比、碳磷比、pH值等因素对氮和磷去除效果的影响,结果表明,亚硝态氮的最大抑制浓度为150 mg/L,COD∶NO2-N∶P最佳质量比大致为100∶7.69∶2,最佳pH值为7.39±0.2,此时磷的去除率接近100%.

不同诱导模式下CAST工艺的亚硝酸盐型反硝化除磷能力

实验采用改良型CAST工艺,考察了不同诱导模式下系统的除磷脱氮性能.结果表明,在缺氧条件下投加亚硝酸盐对系统反硝化除磷性能的抑制作用较大,投加量为5 mg·L^(-1)时系统除磷性能变差.相比较,好氧投加亚硝酸盐的CAST系统更稳定,当亚硝酸盐投加浓度为5、10、15 mg·L^(-1)时各工况初期除磷性能均有小幅波动,但分别经过10、6、34 d驯化后,除磷率迅速回升并稳定在95%以上,出水磷浓度均小于0.5 mg·L^(-1);投加量为20 mg·L^(-1)时工艺除磷性能急速恶化,但污泥的亚硝酸盐型缺氧吸磷能力是驯化前的10.4倍,说明投加一定浓度亚硝酸盐导致的除磷性能恶化可以解除,且长期投加有利于富集以NO_2^-为电子受体的反硝化聚磷菌.实验还发现,好氧投加一定浓度亚硝酸盐系统污泥沉降性能良好且污泥浓度不断降低,这对污泥减量具有一定指导意义.

溶解氧对Biolak型A^2O工艺脱氮除磷性能的影响

通过对Biolak型A2O工艺处理生活污水工程应用的研究,考察了好氧段溶解氧(DO)浓度对该工艺脱氮除磷的影响.试验结果表明,DO浓度变化对系统COD、NH+4-N处理效果的影响不大,而对系统总氮及总磷的去除效果影响显著.当DO浓度控制在0.80~1.50 mg·L-1之间时,系统总氮去除效果最佳,可以达到69.5%,系统好氧段可实现同步硝化反硝化除氮.通过对系统氮进行物料衡算发现,23.7%的总氮通过好氧段多级A/O反硝化脱氮去除.当DO浓度为1.00~3.00 mg·L-1时,总磷(TP)去除率较高,可以达到74.0%.DO浓度控制在1.00~1.50 mg·L-1之间时,系统脱氮除磷效果最佳,此时TN、TP的去除率分别为68.9%、73.7%,二级生化处理段出水TN、TP分别为12.02、0.95 mg·L-1.

水力停留时间对氧化沟处理农村污水的影响

采用改进型氧化沟装置处理模拟农村生活污水,考察HRT对该系统脱氮除磷效果的影响。结果表明,随着HRT从14 h逐步缩短至8 h,COD和NH_4^+-N的去除率逐渐提高达到最大并维持稳定,TP的去除率显著提高但达到最大后有所下降。在进水COD为300 mg/L,NH_4^+-N、TP的质量浓度分别为40、3 mg/L时,采用HRT为10 h为优化运行条件时,系统对COD、NH_4^+-N和TP的去除率分别达到91%、96%和66%。出水COD和NH_4^+-N含量达到了GB18918-2002的一级A标准,表明装置针对农村污水处理具备可行性。

厌氧/好氧/缺氧SBBR工艺脱氮效果及N2O的释放特征

为了研究厌氧/好氧/缺氧(A/O/A) SBBR处理低碳氮比污水的脱氮效果和N2O的释放特征,通过控制溶解氧浓度和曝气时间使系统在好氧阶段实现了亚硝酸盐型同步硝化反硝化,延长缺氧反应时间促进内源反硝化反应,在后置缺氧段无外加碳源条件下达到高效脱氮的效果。研究了亚硝酸盐型同步硝化反硝化和内源反硝化反应过程中均有温室气体N2O的释放现象发生,研究了A/O/A SBBR在处理含氮废水时各反应阶段中N2O的释放特征及释放原因。结果表明,在工艺稳定运行期间,A/O/A SBBR总氮去除率高达(95. 97±2. 85)%。好氧阶段短程硝化和后置缺氧段中,内源反硝化作用可降低系统的氧气需求量、节省碳源及减少污泥产量。在好氧运行阶段去除总氮占总去除氮量的(57. 62±4. 43)%,污水中氮主要通过亚硝酸盐型同步硝化反硝化作用去除;(39. 00±4. 07)%总氮在缺氧运行阶段去除,此阶段氮主要通过内源反硝化作用去除。其中,(15. 47±2. 65)%的总氮以N2O的形式释放,A/O/A SBBR脱氮过程中亚硝酸盐的累积和内源反硝化可刺激较多的N2O产生,而较多的N2O可作为能源进行回收利用。研究表明,A/O/A SBBR工艺在处理低碳氮比污水时具有克服传统工艺中反硝化碳源不足这一难题的潜力。

基于间歇饥饿的SNAD工艺运行

在室温下(22℃±3℃)用SBR反应器运行SNAD工艺,通过定期延长系统水力停留时间,营造间歇饥饿环境,探讨间歇饥饿策略下SNAD工艺的运行情况.结果表明,系统经过间歇饥饿运行后,好氧阶段末的NO3--N浓度降至8. 72 mg·L-1,亚硝酸盐积累率达到83. 18%,表明NOB活性得到了有效抑制,实现了亚硝化性能的提高;系统经过间歇饥饿运行后,好氧阶段末的亚氮与氨氮基质的比例得到调整,为后续厌氧氨氧化过程提供了合适底物,使出水氨氮浓度降至1. 0 mg·L-1以下,同时由于出水硝氮浓度降低,总氮去除率达到了92. 07%左右,系统处理性能提高;通过测定功能菌活性,发现饥饿后亚硝化性能提高的主要原因是饥饿期AOB活性衰减速率低于NOB及恢复期前期AOB活性恢复速率显著高于NOB.

间歇恒定/梯度曝气对SNAD工艺启动的影响

本实验在室温(20℃±3℃)下用2组反应器R1和R2接种厌氧氨氧化污泥,分别采用间歇恒定曝气和间歇梯度曝气方式启动SNAD工艺,研究了两种不同间歇曝气方式对SNAD工艺启动的影响.结果表明,启动过程中,R2在各阶段恢复稳定所需的时间更短,SNAD的实际启动速度更快;启动成功后R1和R2的特征值Δρ(TN)/Δρ(NO3--N)分别达到6. 46和10. 34,R2的NOB抑制效果更好;通过周期监测,发现R2的周期DO波动稳定,R1的周期DO整体逐渐提高、周期末达到0. 5 mg·L-1以上,分析认为R2中稳定的低DO环境促进了NOB抑制;启动成功后R1和R2反应器内PN/PS值分别达到2. 745和2. 823,颗粒粒径分别达到365. 8μm和402. 1μm,R2的颗粒稳定性和沉降性更强,粒径增长更快.