前反硝化除碳脱氮技术在治理煤矿生活污水中的应用

随着工业化进程的加快,污水处理问题日益突出。煤矿生活污水作为一种重要的污染源,其高浓度的有机物和氮磷等污染物对环境造成严重影响。为有效解决煤矿生活污水治理问题,前反硝化除碳脱氮技术应运而生,其通过利用特定菌群将有机物和氮磷污染物转化为无害物质,达到净化水体的目的。本文通过对前反硝化除碳脱氮技术的原理及应用问题的分析,结合具体案例,提出了应用措施,旨在为煤矿生活污水的治理提供参考和借鉴。

前反硝化除碳脱氮技术在治理煤矿生活污水中的应用

叙述了采用前反硝化除碳脱氮处理煤矿生活污水的工艺方法、工艺参数及工艺特点。

硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复城市黑臭水体

固定化微生物技术可促进城市黑臭水体中氮磷污染物去除,但硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体研究较少。通过向改性载镧膨润土基复合微生物菌剂(La-Bt基复合菌剂)中添加经S_(2)O_(3)^(2-)驯化培养的硫自养反硝化菌(NR-SOB),试图引入硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体。在La-Bt基复合菌剂投加量为1.5 g/L时,向黑臭水体中分梯度投加不同浓度NR-SOB,研究NR-SOB协同La-Bt基复合菌剂去除黑臭水体污染物效果,并通过高通量测序分析底泥微生物群落结构变化。结果表明,当NR-SOB投加量为0.3 g/L时,对黑臭水体和底泥处理效果较好:上覆水氨氮、TN和TP去除率分别为87.42%、69.85%和71.11%;底泥酸可挥发性硫(AVS)去除率为34.76%,底泥TN和TP去除率分别为45.22%、45.04%;实验结束时底泥中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度从11.76%降至9.84%,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度达2.82%,氮硫去除相关微生物菌属比例提升约0.95%。

高铁列车集便器废水的同步除碳脱氮处理研究

随着铁路行业的快速发展,集便器废水处理成为近来相关部门比较关注的问题。为探究集便器废水经济高效的处理方法,研究采用短程硝化反硝化工艺+多级AO+固定生物膜活性污泥(IFAS)工艺处理实际的高铁集便器废水,评价其同步除碳脱氮的效果,验证该工艺的可行性。通过控制曝气池内的DO控制硝化反应进行至NO2--N阶段,然后在厌氧阶段将NO2--N转化为N2,实现脱氮。反应器NH4^(+)-N、TN、COD的去除率分别达到95%、90%和70%,TN负荷达到0.64 kg·N/m^(3)·d^(-1)。出水COD浓度低于400 mg/L,出水NH4^(+)-N浓度低于50 mg/L,TN浓度低于70 mg/L,达到了GB/T 31962—2015《污水排入城镇下水道水质标准》。短程硝化池中微生物群落分析表明,短程硝化优势菌为Nitrosomonas,在悬浮污泥和填料架占比分别为3.73%和5.88%。与传统活性污泥法相比,短程硝化反硝化工艺节省了25%的曝气能耗和45%的碳源消耗,多级AO的设计让脱碳除氮更加完全,提高出水水质,活性污泥法与生物膜法相结合,大大增加微生物的量,加快反应速率,可以节省污水处理构筑物的占地面积。从经济以及脱氮效率方面,短程硝化反硝化工艺有望成为集便器废水处理的主要工艺。相比于传统混凝土构筑物,一体化污水处理设备更适合集便器废水。

缓释碳源应用于低碳氮比污水脱氮研究进展

处理低碳氮比(C/N)污水时,生物法脱氮反硝化进程中碳源不足易导致脱氮效率偏低,需通过额外投加碳源进行补偿。外加碳源在污水脱氮过程中应用广泛,其投加量不易控制的缺陷可以通过利用缓释技术进行弥补。归纳了碳源缓释的特点及其在低C/N污水处理中的应用现状,总结了固体缓释碳源的不同类型及其在生物反硝化脱氮中的强化效果,对比分析不同缓释碳源在脱氮方面的优缺点。提出了目前缓释碳源应用的局限性,并对缓释碳源在生物反硝化脱氮领域的发展方向进行了展望。

进水碳磷比对连续流反硝化除磷工艺脱氮除磷效果的影响

针对连续流双污泥反硝化除磷工艺,考察进水碳磷质量比(m(C)/m(P))对化学需氧量(COD)、氨氮和总磷(TP)去除效果的影响.系统进水COD和氨氮分别保持在250和45 mg/L左右,通过改变进水TP浓度来调整m(C)/m(P).实验结果表明:在m(C)/m(P)比分别为64.1,42.0,33.0和17.8的情况下,TP去除率分别为93.2%,92.0%,78.3%和65.8%,除磷效率明显降低.在m(C)/m(P)>42.0的情况下,出水TP低于0.5 mg/L.随着m(C)/m(P)的降低,反硝化聚磷污泥释磷量和净聚磷量增加,净聚磷量分别为3.63,5.33,6.26和10.3mg/L.m(C)/m(P)减小有利于提高生物除磷系统的稳定性,但出水磷浓度会有所增加,可通过适当延长后置曝气池停留时间来降低出水磷浓度.m(C)/m(P)对COD的去除和脱氮的效果影响不大,COD去除率保持在85.6%～93.1%,氨氮的去除率大于93%.

电解杀菌和反硝化脱氮技术发展及其在水处理中的应用

电解对微生物的存在有着完全不同的两种作用:杀灭和促进。对微生物杀灭的作用,是水的电解杀菌消毒处理的依据;而对微生物生长的促进则可利用电解-微生物的协同作用使水中的某些污染物降解和净化。本文主要评述了利用电解对微生物的这两种作用而发展的电解法杀菌消毒和电解-生物膜法反硝化脱氮在水处理中的应用和发展,并简要地分析了各自存在的问题及开发前景。

铁型反硝化:一种新型废水生物脱氮技术

生物脱氮是一类经济有效的废水脱氮技术。反硝化作为废水生物脱氮的重要环节,常常需要额外添加有机物(乙酸钠、甲醇等)作为电子供体。基于有机物的反硝化具有高活性、易操作等优点,但存在运营成本高、产生大量活性污泥和温室气体、易引发二次污染等问题。寻求新型反硝化电子供体是解决上述难题的有效手段。铁型反硝化技术是以零价铁或二价铁替代有机物作为反硝化过程电子供体的新型废水脱氮技术。该技术具有环境友好、经济高效、产物多效等优点,可有效破解我国低C/N废水脱氮难题。本文从现象提出、化学反应原理、生物反应机理3个角度简述了铁型反硝化的发展起源及反应原理;从技术效能、技术参数、技术强化3个层次介绍了目前铁型反硝化技术的研究进展;从环保性、经济性、产物多效性3个方面分析了铁型反硝化技术的优势。本文涵盖了铁型反硝化的历史起源、现今状况和未来发展等三方面内容,以期推进铁型反硝化技术的实验室研发工作,推动铁型反硝化技术在水处理领域的应用。

利用储碳活性污泥强化反硝化脱氮研究

为提高脱氮效果,在SBR进水的缺氧操作结束后取出部分储碳污泥并加以保存,待好氧末返投储碳污泥作为碳源来强化缺氧反硝化反应。结果表明:对TN的去除率可达98%左右,远高于以缺氧/好氧方式运行的SBR;在好氧段的污泥浓度约为3 000 mg/L的情况下,选择缺氧搅拌段的污泥浓度为5 000 mg/L左右能使TN基本全部被去除。SBR经改造后,能有效实现取、返储碳污泥,提高了脱氮效果。

同步硝化反硝化脱氮技术

同步硝化反硝化生物脱氮技术与传统生物脱氮技术相比 ,具有节省碳源、减少曝气量、可实现单级生物脱氮等优点 ,故近年来受到水处理工作者的广泛关注 .文章综合国内外对同步硝化反硝化的研究成果 ,阐述了同步硝化反硝化技术的原理、特点、实现条件及影响因素 .同时 ,结合同步硝化反硝化技术在实际中的最新应用情况 。

短程硝化-反硝化生物脱氮技术研究

将短程硝化-反硝化生物脱氮技术与传统生物脱氮技术进行了比较,论述了短程硝化-反硝化生物脱氮技术的机理及特点。分析了实现亚硝酸盐积累的影响因素,包括温度、溶解氧浓度、pH值、分子态游离NH3浓度和泥龄。结合典型工艺,提出了目前短程硝化-反硝化脱氮技术存在的问题及改进建议。

基于硫源介导的低碳脱氮技术研究进展

在“双碳”目标背景下,以异养反硝化为技术核心的传统工艺尚不能满足低碳脱氮的需求.硫源介导的自养反硝化工艺(sulfur-driven autotrophic denitrification,SDAD)因其高效脱氮且同步减碳的优势而在生物脱氮领域受到广泛关注.在国内外已有研究的基础上,本文系统梳理了SDAD及其衍生工艺的最新进展,重点关注工艺效能、功能微生物代谢机制、温室气体(N_(2)O)减排机制及其工程化应用进展.结果表明:(1)SDAD体系由自养硫氧化反硝化细菌(autotrophic sulfur-oxidizing nitrate-reducing bacteria,a-soNRB)、异养硫氧化反硝化细菌(heterotrophic sulfur-oxidizing nitrate-reducing bacteria,h-soNRB)和硫歧化细菌(sulfur disproportionating bacteria,SDB)三类微生物相互作用,共同完成脱氮.低硫化物浓度(S~(2-)浓度为6.25 mmol/L)下,a-soNRB是主要的功能菌.当硫化物浓度增加时,系统内a-soNRB与h-soNRB互作以确保高工艺效能.(2)在碳减排方面,不同运行工况主要通过影响N_(2)O还原酶(Nos)活性从而控制N_(2)O产量.总体而言,SDAD在实际应用中处理含硫废水等复合污染物方面发挥着重要作用,且相同工况下SDAD中N_(2)O的排放量仅为传统异养反硝化工艺的1/5,实现高效脱氮的同时具有显著的减碳效益,为传统生物脱氮工艺的改进提供了有效的解决方案.(3)在工程应用方面,SDAD与异养反硝化、厌氧氨氧化等工艺的耦合也进一步拓展了其应用领域,充分发挥了SDAD低碳脱氮优势的辐射效应.针对以SDAD为技术核心的污水脱氮工艺所面临的挑战,鼓励未来基于可行性和环境友好性研发适用于不同场景的多途径工艺组合(如厌氧氨氧化、短程反硝化、硫自养反硝化和与硝酸盐/亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化间的偶联),同时进一步优化基于模型的碳减排策略并预测新污染物的行为,以期为推进污水低碳脱氮领域的进一步发展提供理论依据.

废水处理同时硝化/反硝化脱氮技术现状与展望

阐述了废水生物处理同时硝化/反硝化脱氮技术现状及发展,对几种具有同时硝化/反硝化效应的生物反应器与工艺进行了概述和讨论,提出了今后可能的研究方向。

海洋异养硝化-好氧反硝化菌y6同步脱氮除碳特性

从胶州湾海底沉积物中分离筛选出一株异养硝化-好氧反硝化菌株y6,通过菌株y6的形态以及生理生化特性和16S rRNA基因序列的分析,鉴定该菌株属于克雷伯氐菌属(Klebsiella sp.).在不同的环境条件下,测定菌株y6的生长情况和脱氮能力,研究其同步脱氮除碳特性.实验结果表明,菌株y6的最佳碳源为柠檬酸三钠,最适宜pH值为7.0,最适合的C/N为17.菌株y6在以NH_4C1、KNO_3和NaNO_2为唯一氮源的反应系统中均有较好的脱氮效果,去除率分别为99.67%、100%、99.20%.菌株y6在脱氮的同时能高效地去除有机物,COD的去除率分别为82.17%、95.75%和97.83%.菌株y6在硝化过程中没有亚硝态氮和硝态氮的积累.在按不同比例混合氮源的反应系统内,首先进行的是硝态氮的好氧反硝化,随后进行的是氨氮、亚硝态氮和COD的去除.在有亚硝态氮存在时氨氮的去除率略低,亚硝态氮会影响y6的异养硝化过程,异养硝化对好氧反硝化过程没有影响.

短程硝化反硝化脱氮技术的研究进展

生物脱氮是去除水中氨氮的一种较为经济的方法，其原理就是模拟自然生态环境中氮的循环，利用硝化菌和反硝化菌的联合作用，将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。目前，应用广泛的A／O、SBR、氧化沟等脱氮工艺就是在此理论基础上开发的，但这些脱氮工艺普遍存在氨氮负荷过高而引起的出水不达标、

固定化异养硝化-好氧反硝化菌在污水生物强化中的研究进展

异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌可以在有机碳存在的好氧条件下实现同时硝化和反硝化,广泛应用于各类污水处理过程中。综述了HN-AD菌株的脱氮特性和代谢途径,总结了其在污水处理中的应用和研究现状,比较了不同载体材料的优缺点,重点讨论了固定HN-AD菌株提高反应器处理效果和稳定性的作用机理。最后,展望了固定化HN-AD菌株在污水处理中面临的挑战和未来的研究方向。

NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N及COD/NH_(4)^(+)-N对厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮除碳的影响

采用序批式反应器-厌氧序批式反应器(SBR-ASBR)组合工艺处理常温低C/N比实际生活污水,通过调控SBR缺氧:好氧时间分别为80min:60min、120min:60min和150min:60min时,实现半亚硝化,将其出水直接泵入ASBR反应器中,考察不同进水NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N和COD/NH_(4)^(+)-N对厌氧氨氧化耦合反硝化同步脱氮除碳的影响,并采用响应面法设计正交批次试验.结果表明:在NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N为1.55,COD/NH_(4)^(+)-N为4.22时,出水NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和COD的浓度分别为2.79,0.47,38.37mg/L,其去除率分别高达87.56%,98.45%和62.69%.ΔNO_(2)^(-)-N/ΔNH_(4)^(+)-N为2.23,生成的NO3--N的量比理论值小2.47mg/L,厌氧氨氧化和异养反硝化共同完成氮素去除,系统脱氮除碳性能最佳.当NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N和COD/NH_(4)^(+)-N分别由0.84增加到1.55和3.24增加到4.22时,厌氧氨氧化和异养反硝化对脱氮贡献率分别由80.40%降至53.33%和19.60%增加到46.67%.NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N和COD/NH_(4)^(+)-N对TN和COD去除的正交影响显著,均呈现正相关,R^(2)分别为0.9243和0.9700.

同时硝化/反硝化生物脱氮技术的研究概况

结合近年来国内外的研究成果,介绍了同时硝化/反硝化生物脱氮技术的机理,并对影响SND的控制因素及其研究现状进行了简单的综述。

反硝化生物阴极耦合电催化反应器除碳脱氮研究

以活性炭为阴极填料及微生物载体并接种微生物,以溶胶-凝胶法制备的MnO_(x)/Ti微孔电极材料为阳极,构建了反硝化生物阴极-电催化反应器(DBECR),对模拟亚甲基蓝(MB)废水进行了除碳脱氮研究。结果表明,反应器接种后,电流密度和阴极电势对阴极含硝氮废水的更换呈现周期性的响应,表明具有电化学活性的反硝化细菌在活性炭上成功附着生长,DBECR启动成功。DBECR启动成功后,阴极NO_(3)^(-)-N和TN去除率均达到98%以上,阳极MB去除率也从38.4%提高到70.8%。在优化的阳极停留时间34 min时,阳极MB和COD去除率分别为98.4%和49.9%。变形菌门和拟杆菌门是DBECR阴极上的优势菌门,另类希灭氏菌、地碱杆菌和假单胞菌是优势菌属。

短程硝化反硝化氨氮脱除技术研究进展

叙述了短程硝化反硝化的优势、工艺原理,总结了分析了温度、pH、游离氨、碳氮比以及污泥龄在高氨氮、低碳氮比有机废水方面影响因素以及工程化应用现状,最后提出了该技术工程化应用方面的有待优化解决的问题与方向。