硫自养-异养协同反硝化脱氮技术研究

研究水力停留时间、进水硝酸盐浓度、pH值对硫自养反硝化脱氮的影响以及外加有机碳源构建的自养-异养反硝化系统的脱氮效能。结果显示:硫自养的优化工艺条件为进水硝酸盐浓度30 mg/L,水力停留时间2 h,pH值7,此时的硝酸盐去除率可达97.23%,容积负荷可达0.35 kg/(m^(3)·d)。适量增加碳源形成硫自养-异养反硝化体系时,硝酸盐去除率可达99.59%,容积负荷可达0.52 kg/(m^(3)·d),表明硫自养和异养反硝化具有协同作用。变形菌门是参与硫自养-异养协同反硝化过程的主要菌门,约占85.33%。铁氧化菌属是参与反硝化过程的主要菌属。

PHBV异养/硫自养协同反硝化滤池强化硝酸盐去除

依据污水厂二级出水碳源不足水质特点进行深度脱氮,设计以固态碳源PHBV、硫磺为填料的协同反硝化生物滤池。研究表明,该协同反硝化生物滤池运行最佳HRT为2 h,当进水硝酸盐质量浓度为30 mg/L时,出水硝酸盐最低维持在2.0 mg/L,去除率达到93%,脱氮效率及去除率均为最高水平,出水几乎不含有亚硝酸盐、氨氮,表明不会出现亚硝酸盐积累现象,以及并未发生硝酸盐异化还原反应(DNRA)。COD出水维持在30 mg/L,证明碳源释放与利用维持平衡,出水无过量有机残留物,不会造成出水的二次污染,出水SO_(4)^(2)-质量浓度为82 mg/L,且硫自养比例在41%左右,pH维持在7.0~7.4范围内,无需投加外在碱类物质,且维持在中性范围内。

低DO下同步硝化反硝化现象新形式探讨

同步硝化反硝化(SND)现象是近年来生物脱氮领域较为热门的话题,与传统生物脱氮相比,由于具有能耗低,基建费用少,工艺过程简单,易于装置集成等优点,因而越来越受到人们的重视。文章在广泛查阅国内外相关研究成果的基础上,着重从电子供体的角度,阐述基质中不同电子供体导致的不同形式同步硝化反硝化的反应模式及其特点,概述了不同形式同步硝化反硝化的研究进展,并提出了同步硝化反硝化今后的研究方向。

碳源强化下的硫自养/异养反硝化协同作用

为强化硫自养反硝化过程,通过向连续稳定运行的硫自养反硝化反应器内投加少量碳源以进行强化,乙酸钠投加量分别为5.99、11.98、23.96 mg·L^-1。分析投加前后反应器内硝氮、COD、硫酸根和耗碱量的变化;研究了碳源强化下硫自养反硝化运行效能及反应机理。结果表明,投加少量碳源可增强自养反硝化过程硝氮的去除效果;在3种碳源投加量条件下,COD的利用率均大于85%,但硫酸盐生成量并未减少;在5.99 mg·L^-1碳源投加量下,系统实际耗碱量大于以硫酸根和COD计的理论耗碱量,而在11.98 mg·L^-1和23.96 mg·L^-1投加量下,实际耗碱量均介于2种理论值之间。在投加少量碳源后,自养反硝化脱氮效果明显提高,异养反硝化趋势随着碳源投加量的增加而增加。

碳硫比和硝酸根投加量对DS-EBPR工艺的影响研究

为获得适宜的硫循环协同反硝化生物除磷工艺(DS-EBPR)运行条件,采用批次实验研究了进水m(C)/m(S)和NO_3^--N投加量对DS-EBPR的影响,同时对工艺代谢机理进行初步研究。结果表明,m(C)/m(S)为150/200时有最大吸磷速度2.4 mg/(g·h),而PHA的储存和消耗速度却最低,同时poly-S的储存和消耗速度却最大。DS-EBPR释磷段和吸磷段的反应进行能量平衡分析,说明poly-S在DS-EBPR工艺运行中可作为潜在的能量来源。poly-S在吸磷段可调节NO_3^--N的反硝化作用,可减少NO_3^--N对下一周期释磷段的影响,以达到良好的释磷效果。DS-EBPR工艺的反应机理明显不同于传统的EBPR工艺。

基于异养-硫自养反硝化耦合技术的陶粒-硫磺混合生物填料对城市污水处理厂尾水的深度脱氮

针对城市污水处理厂脱氮能力的不足,设计了2种不同体积比的陶粒-硫磺混合生物填料反应器(陶粒与硫磺的体积比分别为2∶1和5∶1),并用其对城市污水处理厂尾水进行了深度处理。结果表明,陶粒与硫磺体积比为2∶1的混合生物填料反应器(R2,高硫耦合组)在C/N为4,HRT为4 h的条件下处理模拟废水时脱氮效率最高,TN平均去除率和平均出水质量浓度分别为(92.62±1.36)%和(2.39±0.22) mg·L^(-1)。相比于R1(异养对照组),R2在保证脱氮效率的同时,碳源投加量更少;此外,R2在最佳条件下促进了体系内反硝化微生物群落Thauera(陶厄氏菌属)和Thiobacillus(硫杆菌属)的生长,二者的相对丰度之和为39.13%。

耦合式污水脱氮技术的研究进展

基于微生物的协同作用概述了耦合式污水脱氮技术的研究现状,主要包括同步硝化反硝化,厌氧氨氧化与反硝化协同,同时反硝化产甲烷,厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化耦合等,并且阐述了这些过程的原理、实现工艺及特点,以期为实现污水的有效脱氮提供参考。

人工湿地反应性填料开发及其脱氮除磷性能研究

【目的】人工湿地填料作为反硝化电子供体可以高效且稳定地脱氮除磷,但是填料的选用方式和作用机理尚不明确。【方法】本文以磁黄铁矿、菱铁矿和农业废弃物(木屑等)为人工湿地填料,研究了其对人工湿地反硝化脱氮除磷的效果。【结果】结果显示,质量比1:1的矿石组合和木屑以3:1的质量比作为混合填料,驯化8个周期后NO3--N和PO43--P的平均去除率达到88.6%和88.9%。扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和群落分析结果表明,微生物能有效利用矿石及其次生产物和木屑进行高效和持久的脱氮除磷,脱氮除磷功能菌硫杆菌(Thiobacillus)、罗姆布茨菌(Romboutsia)和溶杆菌(Lysobacter)得到了富集。【结论】本研究为人工湿地实际应用中新型填料的选择提供理论依据与指导意义。

DS-EBPR颗粒污泥和絮状污泥除磷效能

为提高反应器的稳定性,同时对硫循环协同反硝化生物除磷(DS-EBPR)颗粒污泥和絮体污泥的脱氮除磷效果以及物质转化规律进行对比研究,实验采用序批式活性污泥反应器(SBR)分别培养DS-EBPR絮体污泥和颗粒污泥。结果表明:GSBR(颗粒污泥SBR)乙酸根平均去除率和磷平均去除率均高于FSBR(絮体污泥SBR);且GSBR中PHA(聚羟基脂肪酸)的作用机制相比于FSBR明显优于glycogen(糖原),表明GSBR具有更好的功能微生物富集作用;反应器运行过程中poly-S(聚硫颗粒)储存形式的转变表明DS-EBPR系统中poly-S的转化形式并不是根据反应阶段固定的,而是根据系统能量供需状态变化的,且对比硫循环转化效果显示GSBR的能量利用效率高于FSBR。

有机物对厌氧氨氧化菌活性影响研究进展

厌氧氨氧化反应(Anammax)功能菌世代时间长,生长条件苛刻,在有机物存在的条件下,反应过程和脱氮效果极易受到影响。因此,如何降低有机物对厌氧氨氧化菌(AAOB)活性的影响,是其应用的难点。近年来,研究者在有机物对Anammox反应影响方面开展了大量研究,本文主要综述了有机物的浓度和种类对AAOB活性的影响,并建议控制低浓度有机物环境下(100~200 mg/L以下),可降低有机物对AAOB活性的抑制;同时,可调控不同种类和浓度有机物的异位利用,形成Anammox-反硝化协同作用、Anammox-甲烷化-反硝化耦合作用等实现同步脱碳除氮。最后认为,在有机物对Anammox的影响方面,还可进一步开展AAOB的新陈代谢机制、与其他菌种的竞争合作机理以及耦合作用下菌种富集纯化等方面的研究。