低氨氮污水SNAD工艺启动-运行效能与微生物生态学特性

采用升流式微氧污泥床膜生物反应器(UMSB-MBR)处理低氨氮、低C/N比污水,考察了同步亚硝化-厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SNAD)工艺启动过程中的运行效能与微生物生态学特性,结果表明:经过厌氧氨氧化(Anammox)、短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)及SNAD工艺启动3个阶段,各阶段末总氮去除率(NRE)分别可达(80.85±0.81)%,(84.62±0.10)%及(90.01±0.23)%,SNAD工艺启动成功时,COD去除效率(CRE)为(85.04±0.18)%;宏基因组测序结果表明,氨氧化菌(AerAOB)优势菌属Nitrosomonas在PN/A阶段得到富集,且氨氧化功能基因(hao、amo)相对丰度上升;厌氧氨氧化菌(AnAOB)优势菌属由Anammox阶段的Candidatus_Kuenenia转化为SNAD阶段的Candidatus_Brocadia,厌氧氨氧化功能基因(hzs、hdh)呈先下降后上升的趋势,表明AnAOB逐渐适应低DO、低C/N比环境;反硝化菌属Ignavibacterium、unclassified-p-Chloroflexi及反硝化相关基因(narG、narH、nirS、nirK)在SNAD阶段相对丰度较高,表明其在异养脱氮过程中起到重要作用;KEGG氮代谢途径分析表明,系统中脱氮的主要途径归因于在系统内发生的同步亚硝化、厌氧氨氧化以及反硝化反应过程;KEGG代谢通路功能进一步表明,工艺系统启动过程中微生物信号传导与物质交换运输处于较高水平,功能菌之间的协作能力显著加强.

亚硝化厌氧氨氧化生物脱氮技术

《化工环保》Vo1．24，No．2，2004，103～106近年来，含氮化合物导致水体污染和水质富营养化的现象日益严重，开发和应用高效节能的废水脱氮工艺已成为当今水污染控制领域的研究热点。一些研究结果表明，硝化反应不仅由自养菌完成，某些异养菌也可以进行硝化反应；反硝化反应不只是在厌氧条件下进行，在好氧条件下某些细菌也可进行反硝化反应。

ANAMMOX富集与优化停曝比对MBR-SNAD工艺的影响

采用膜生物反应器(MBR)研究了厌氧氨氧化细菌在富集过程中的活性变化,在启动全程自养脱氮(CANON)工艺中以恒定曝气量,通过优化停曝比实现氨氧化细菌(AerAOB)和厌氧氨氧化细菌(An AOB)协同脱氮并且有效抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性,然后添加有机物(乙酸钠)逐步启动同步亚硝化-厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SNAD)工艺.结果表明,在厌氧氨氧化细菌富集过程中,通过不断缩短水力停留时间(HRT)提高进水氮负荷的方式强化厌氧氨氧化细菌活性,其平均活性由0.603mgN/(h·gVSS)提高到了8.1mgN/(h·gVSS);当恒定曝气量为50mL/min,停曝比为4:10(min:min)时,AerAOB和An AOB对氨氮的去除量分别占总氨氮去除量的58.8%和41.2%, NOB氧化亚硝态氮的量占总硝态氮生成量的15.3%,成功抑制了NOB的活性;当C/N比为0.5,调整停曝比为4:15后,反硝化过程氮去除量占总氮去除率的20.9%,厌氧氨氧化过程氮去除量占总氮去除率的79.1%,实现了Aer AOB、An AOB和反硝化细菌(DNB)协同脱氮的目的.

稀土矿山氨氮废水生物脱氮方法研究进展

风化壳淋积型稀土矿以铵盐为浸取剂的原地浸出过程会产生大量氨氮废水,进行脱氮处理方法有物化脱氮法和生物脱氮法。本文综述了氨氮废水不同脱氮方法。物化法适合预处理高浓度稀土矿山氨氮废水;生物脱氮法成本低、处理规模大、脱氮效率高且环境友好,适合处理低浓度氨氮废水。重点论述了厌氧氨氧化和异养硝化-好氧反硝化等新型生物脱氮法的脱氮机理、影响因素及其应用,为稀土矿山氨氮废水脱氮处理提供了一定的理论基础。相较于传统生物脱氮法,厌氧氨氧化和异养硝化-好氧反硝化更适合处理稀土矿山氨氮废水。通过利用现代分子生物学技术,深入研究厌氧氨氧化脱氮法稳定运行策略及异养硝化-好氧反硝化脱氮法脱氮工艺,有望实现稀土矿山氨氮废水低成本、高效脱氮。

好氧颗粒污泥的脱氮途径研究进展

好氧颗粒污泥(AGS)因具有独特的空间结构,可延径向形成氧传质梯度,为不同功能菌的分区定殖提供了必要场所,因而可实现单级脱氮。AGS内主要脱氮途径有同步硝化反硝化(SND)、厌氧氨氧化(Anammox)、异养反硝化、菌藻耦合脱氮等。综述了AGS各种途径的脱氮效果,总结了各途径的优缺点及适用范围,分析了现有研究存在的问题,并提出了相应的建议。

有机碳源对SNAD工艺脱氮性能及微生物种群结构的影响

为考察不同有机碳源质量浓度对亚硝化的全程自养脱氮工艺（SNAD）脱氮性能的影响,将该工艺应用到生活污水的处理中,采用MBR反应器,以葡萄糖作为有机物来源,通过逐步增大COD来实现,并运用PCR-DGGE技术研究了微生物种群结构的变化.反应器运行结果和DGGE图谱分析表明：碳氮比为0~2时,COD的增加不会抑制AOB和Anammox菌,AOB和Anammox菌的菌属种类不受影响,反而通过反硝化作用提高氮去除负荷.总氮去除率和氮去除负荷分别为67%和0.34 kg/（m3·d）左右.碳氮比为3~4及生活污水运行条件下,Anammox菌不受影响,AOB的活性受到抑制,菌属种类减少,脱氮效率下降.生活污水运行阶段,总氮去除率和氮去除负荷平均分别为73%和0.17 kg/（m3·d）.Nitrosomonas和Candidatus Kuenenia stuttgartiensis一直是反应器内的优势菌属,共同完成脱氮过程.

基于改良ASM1的SNAD工艺启动和优化

采用微氧升流式膜生物反应器(UMSB-MBR)启动同步亚硝化-厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SNAD)工艺,拟通过构建数学模型实现工艺启动过程分析及其优化过程预测.结果表明:反应器历经厌氧氨氧化和全程自养脱氮(CANON)工艺后,通过引入有机碳源(C/N比为0.5)启动SNAD工艺(总氮去除率可达87.66%),并运用ASM1模型及实验数据成功建立SNAD工艺启动模型;通过模型分析发现,氮负荷(NLR)的增大(由0.24~1.88kg/(m^(3)·d)),适宜的溶解氧(DO)浓度(0.2~0.4mg/L)均有利于SNAD工艺的快速启动;通过模型预测发现,随着C/N比(由0.5~3.0)增大,反硝化菌(DNB)对厌氧氨氧化菌(An AOB)活性的抑制程度不断增强,造成脱氮主要途径由厌氧氨氧化向异养反硝化过程转化,综合考虑C/N比为1.5时SNAD工艺效能和微生物菌群配置处于最佳状态.

无机碳对SNAD工艺硝氮积累问题恢复的影响

为研究充足的无机碳对同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化（SNAD）工艺的恢复与稳定运行的影响,向硝酸盐氮积累而崩溃的SNAD反应器中投加过量无机碳,对反应器的运行情况进行研究.结果表明：在无机碳质量浓度为理论需要量的350%～410%的条件下运行36 d后,出水硝酸盐氮由12.1 mg/L下降至3.47 mg/L,特征比由2.31升高至20.77;继续投加无机碳至理论需要量的200%～310%,运行42 d后,总氮去除负荷由0.176 g/（L·d）升高至0.299 g/（L·d）;投加无机碳前后,好氧氨氧化活性（AOR,RAO）与厌氧氨氧化活性（ANR,RAN）分别由0.061 4和0.040 6 g/（g·d）升高至0.081 1和0.065 9 g/（g·d）.结果表明,充足的无机碳投加在有效解除SNAD工艺硝酸盐氮积累问题的同时,可以促进好氧氨氧化菌（AOB）和厌氧氨氧化菌（An AOB）的活性.

容积交换率对SNAD污泥颗粒化与稳定运行的影响

为研究不同容积交换率对同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化工艺(SNAD)污泥颗粒化及稳定运行的影响,采用容积交换率分别为37.5%(R1)和75%(R2)的SBR进行对比实验.结果表明,R1仅用36 d就实现了颗粒化,比R2快1/3,且颗粒化过程中R1的污泥流失较小;R1总氮去除速率(RNR)、单位MLVSS好氧氨氧化活性(RAO)和厌氧氨氧化活性(R_(AN))分别为0.356 g·L^(-1)·d^(-1),0.113 0和0.080 9 g·g^(-1)·d^(-1);R2的R_(NR)、R_(AO)和R_(AN)分别为0.248 g·L^(-1)·d^(-1),0.093 6和0.070 5 g·g^(-1)·d^(-1).由此表明:较小的容积交换率有利于减少絮体流失,从而加快SNAD污泥的颗粒化进程;有利于提高AOB与AnAOB的活性以及抑制NOB活性,从而实现SNAD工艺稳定高效的去除效果.

盐分对生物脱氮过程影响的研究进展

含盐废水处理中生物脱氮是难题,重点阐述了盐分对不同脱氮方式微生物的影响,总结了含盐废水生物脱氮强化措施,指出应从细胞分子水平研究盐分对脱氮微生物的胁迫机制,加快耐盐脱氮菌种特别是嗜盐菌的筛选,以及针对不同微生物结合反应器做出参数优化策略。

脱氮微生物及脱氮工艺研究进展

脱氮是大部分污水处理系统中不可缺少的一环。由于具有经济高效、工艺简单和无二次污染等显著优势,生物脱氮工艺在最近数十年中备受关注。根据脱氮微生物的生理特性和脱氮机制不同,文中分类综述了近年来生物脱氮工艺的研究进展,重点对比分析了硝化菌、反硝化菌和厌氧氨氧化菌以及以这些菌为基础的不同生物脱氮工艺的优缺点,为复杂污水环境的脱氮工艺选择提供参考。基于微生物脱氮机制,通过合成生物学技术开发高效脱氮菌株,结合不同工艺优点并应用自动化模拟最佳条件,从而建立经济高效的脱氮工艺将是未来发展的重要方向。