硫自养人工湿地对低碳氮比废水的脱氮效能分析

硫自养人工湿地(SCW)可以高效稳定地对低碳氮比(质量比,C/N)废水进行脱氮处理,具有无需外加碳源、产泥极少、兼具除磷功能等优点。建立3组SCW小试装置,分别为上流式SCW(记为SCW-1)、上流式无植物SCW(记为SCW-2)、下流式SCW(记为SCW-3),以及一组常规上流式人工湿地小试装置(记为CW-1),对比4组小试装置在无外加碳源下的脱氮性能。结果表明,当进水硝态氮约12 mg/L、氨氮约3 mg/L时,CW-1、SCW-1、SCW-2、SCW-3对硝态氮的平均出去率分别为38.4%、93.7%、87.7%、88.4%,对氨氮的平均去除率分别为为81.1%、71.3%、56.6%、60.1%,SCW-1表现出更强脱氮效果。对SCW-1沿程出水相关指标进行分析,氨氮的去除主要发生在底部支撑层,受溶解氧(DO)影响较大;硝态氮的主要通过硫自养反硝化(SAD)过程去除,主要发生在含硫磺填料的功能层。SCW-1中的优势菌属为硫氧化酸硫杆状菌(Acidithiobacillus)、硫单胞菌(Thiomonas)、氧化硫菌(Sulfuricurvum)和硫卵菌(Sulfurovum),均与SAD功能相关。SCW可以增强对低C/N废水的脱氮性能,具有广泛的应用潜力。

短程硫黄/硫铁矿自养反硝化脱氮性能研究

为了解决异养反硝化处理低n(C)/n(N)废水需外加有机碳源和硫黄自养反硝化硫酸盐产量较高的问题,启动了短程硫黄/硫铁矿自养反硝化反应器并探究其脱氮性能,通过批式试验考察了n(S)/n(N)、初始pH、硫铁矿和石灰石等因素对脱氮性能的影响.结果表明,短程硫黄自养反硝化总氮(TN)去除率稳定在96%以上,比完全硫黄自养反硝化的实际硫酸盐产量减少大约40%.在氮容积负荷(以NO_(2)^(-)-N计)为0.40 kg/(m^(3)·d)时,短程硫铁矿自养反硝化的TN去除率高达98%,进一步解决了以S^(0)为电子供体时硫酸盐产量较高的问题.短程硫黄自养反硝化在n(S)/n(N)=2.5、初始pH=8时脱氮效果较好;FeS_(2)+NaHCO_(3)组合脱氮效果最好;CaCO_(3)在减少出水中硫酸盐产量和碱度缓释方面具有优势.Thiobacillus是硫自养反硝化反应器的主要功能菌属,相对丰度在13.2%以上.

硫酸盐还原产物对EBPR系统影响的研究进展

温暖沿海地区的污水中含有大量硫酸盐,而其在厌氧条件下的还原产物--硫化物及聚硫颗粒(polymeric sulfur compound, poly-S)会对强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal, EBPR)过程产生重要影响.综述了硫化物对传统强化生物除磷(conventional enhanced biological phosphorus removal, CEBPR)系统营养物去除、沉降性能和聚磷菌(polyphosphate accumulating organisms, PAO)的影响及作用机理,硫循环协同强化生物除磷(sulfur cycle-associated enhanced biological phosphorus removal, S-EBPR)系统的创建及特征(主要包括其生物转化过程、优势功能菌及除磷效果的影响因素),以及poly-S在S-EBPR系统中的功能作用.发现了硫化物和poly-S在硫循环参与的生物除磷过程中发挥着重要的积极作用,并且通过适当调控,或许能实现生物除磷系统对低ρ(C)/ρ(P)且含硫废水处理效果的强化;提出了当前研究存在的不足以及未来的研究方向,以期为EBPR系统的稳定高效运行及低ρ(C)/ρ(P)含硫污水的处理提供理论基础.

SASD-A体系构建及进水不同S/N对脱氮工艺的影响机制

为了解决低碳或无机类工业废水中硝酸盐和氨氮含量高且难去除的问题,本实验采用厌氧反应器,接种普通厌氧颗粒污泥,以Na2S2O3为电子供体,通过逐渐提升进水NO_(3)^(-)-N浓度的方式快速启动硫自养短程反硝化过程(SASD),然后,在此基础上加载附着厌氧氨氧化(Anammox)菌的填料,控制温度为(30±1)℃,经过147天的运行,构建了硫自养短程反硝化与厌氧氨氧化耦合工艺(SASD-A)。阐明了SASD和Anammox之间的相互作用和脱氮贡献率,探究了进水不同S/N (S2O32-:NO_(3)^(-)-N)浓度比值对(SASD-A)体系脱氮效能的影响机制及微生物种群响应特性。结果表明:不同进水S/N比对SASD-A工艺脱氮性能影响明显,当进水S/N比为3/1时,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和TN的去除率分别为91.49%、90.81%和91.44%。不同S/N对SASD-A耦合体系中功能菌属的相对丰度有着直接的关系,与脱氮功能相关的主要优势菌属有Limnobacter (2.85%~4.71%),Denitratisoma (1.01%~1.99%),Candidatus_Brocadia (2.28%~18.81%),norank_f_Bacteroidetes_vadin HA17 (6.68%~10.81%),norank_f_PHOS-HE36(6.93%~11.47%)等。批次实验表明,在SASD-A体系中,硫氧化菌以还原性Na2S2O3为电子供体,将其转化为S0和硫酸盐,同时将水体中硝酸盐还原为亚硝酸盐,产生的亚硝酸盐和氨氮在有厌氧氨氧化菌的作用下发生反应,生成气态氮,厌氧氨氧化在脱氮过程中占主导地位。