固相自养-异养反硝化脱氮同步去除微污染物

针对固相反硝化体系,以聚己内酯复合花生壳(PCL/PS)的固体碳源为基底,耦合以S和Fe O主导的自养反硝化,构建新型多功能碳源,考察其对典型微污染物(Cr(Ⅵ)、ClO_(4)^(-)、BPA、NPX)与硝酸盐的同步降解效能,探究自养异养共存的反硝化体系内微生物群落特征及微观作用机制.结果表明,PCL/PS异养反硝化体系具有更好的反硝化脱氮和同步去除Cr(Ⅵ)、BPA性能,对NO_(3)^(-)-N、Cr(Ⅵ)的去除率分别为94%、92%,对NO_(3)^(-)-N、BPA的去除率均可达99%以上;PCL/PS同时耦合Fe O和S的体系反硝化脱氮同步去除ClO_(4)^(-)、NPX性能良好且稳定,在反硝化率均维持90%的基础上,对NO_(3)^(-)-N、ClO_(4)^(-)的去除率分别达90%、96%,对NO_(3)^(-)-N、NPX的去除率分别达96%、99%;固体碳源种类不同,其对微污染物降解去除的选择性也不同.测序结果表明,耦合自养反硝化后,反应体系内微生物多样性和丰富度均有所提高,Clostridium_sensu_strito、Lactococcus和Prevotella是4个固体碳源体系中影响污染物去除性能的主要优势菌属.

同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥的储存与恢复

针对好氧颗粒污泥颗粒化时间慢等问题,进行了同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥常温储存及活性恢复实验研究.结果表明,好氧颗粒污泥经过60d的常温储存后,颗粒的结构基本能保持稳定,但是颗粒污泥的活性大幅度降低,污染物去除率仅有储存前的30%~40%.将常温储存的颗粒污泥接种到反应器中,经过一定的调控手段,可以在60d内恢复好氧颗粒污泥的功能及活性.此外,经过储存与恢复,好氧颗粒污泥的群落结构也发生了明显变化.大部分的微生物的相对丰度变化可逆,经过储存和恢复可以恢复至储存前的状态(包括Defluviicoccus(GAOs)和Flavobacterium(PAOs)),重构同步脱氮除磷的微生物群落结构.

泥水混合水解酸化预处理下同步硝化反硝化除磷颗粒污泥运行

为实现生活污水下同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)系统的稳定运行,选用SBR接种人工配水培养的SNEDPR颗粒污泥,以实际生活污水和污泥经混合水解酸化预处理为进水基质,通过优化预处理单元水力停留时间(HRT)联合SBR排泥方式实现该系统稳定运行。结果表明,预处理单元HRT从12 h降至4 h时,水解酸化液提供的乙酸、丙酸质量浓度和挥发性脂肪酸(VFA)占比提高,好氧颗粒污泥(AGS)内厌氧聚羟基烷酸(PHA)储存量增加,同步硝化反硝化(SND)效率提升至58.1%,出水TN降至7.8 mg/L左右。同时,底部排泥的SBR内小颗粒占比上升、LB-EPS增加,系统沉降性能变差;顶部排泥下成熟老化的大颗粒占比上升,颗粒含水率和强度下降;而选择性排泥的SBR内颗粒粒径集中在0.5~0.9 mm,颗粒结构密实、强度高,颗粒内细菌分层分布增强SND效果,批次实验表明,NOB和GAOs活性降低,系统内以NO_(2)^(-)为电子受体的DPAOs占比提升至40.5%,同步硝化内源反硝化除磷效率得到提升。预处理单元较短的HRT联合选择性排泥处理生活污水颗粒性能稳定,系统出水TN和TP均达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中所规定的一级A标准,可实现氮磷的高效稳定去除。

复合硫基质驱动自养反硝化脱氮除磷效能与微生物群落结构

针对单一硫基质驱动自养反硝化性能的缺陷,采用单质硫(S^(0))与天然铁硫矿石(FeS、Fe_(1-x)S、FeS_(2))两种矿物作为生物填料,构建3组复合硫基质填充床反应器(B1、B2、B3),探究了启动与稳定运行期间反应器对市政尾水深度脱氮除磷的效果与微生物群落结构的特征。结果表明,3组反应器均表出现较高的脱氮性能,NO_(3)^(-)-N去除率均随反应器水力停留时间(HRT)的延长而提高,当反应器HRT分别为1h(B1)、12h(B2)和9h(B3)时,均实现20mg/L NO_(3)^(-)-N完全去除。PO_(4)^(3-)-P与脱氮过程中产生的铁离子形成铁磷沉淀物而被去除,且PO_(4)^(3-)P的去除率与脱氮效果呈正相关。复合硫基质反应器的SO_(4)^(2-)/NO_(3)^(-)低于单一硫基质自养反硝化系统,硫酸盐产生量相应降低,且pH保持在6.3以上,无需添加pH缓冲剂。微生物群落结构分析表明,Thiobacillus(硫杆菌属)和Ferritrophicum(铁氧化菌属)是3组反应器中硫自养反硝化菌的优势菌属,在B1、B2和B3反应器的相对丰度分别为16.07%和31.24%、30.07%和50.19%以及30.20%和11.62%。复合硫基质提高了微生物群落丰度和物种多样性,从而表现出良好的脱氮除磷效果。

ASBR联合SBBR工艺同步硝化反硝化处理垃圾渗滤液深度脱氮效能

为了提高垃圾渗滤液生化处理的TN去除率,采用厌氧序批式反应器(ASBR)串联序批式生物膜反应器(SBBR)处理化学需氧量(COD)为(5700±500)mg/L、TN浓度为(210±50)mg/L的实际垃圾渗滤液。结果表明:ASBR的出水进入SBBR反应器进行深度脱氮,主要作用是调节后续SBBR进水的碳氮比(C/N),ASBR对渗滤液COD的去除率为90%。C/N是决定SBBR脱氮效率的关键,进水C/N调至4.8,在生物膜的作用下,SBBR仅通过厌氧搅拌和好氧阶段的同步硝化反硝化(SND)便可以实现对垃圾渗滤液的深度脱氮,出水TN浓度低于10 mg/L,周期运行时长也由第54天的24 h缩短至5.6 h。整个串联系统经过103 d的驯化和启动可以达到最佳的处理效果,出水COD、氨氮(NH4+-N)、TN浓度分别为(380±10)、(1.0±0.5)、(5±5)mg/L,去除率分别达到93%、99%和95%。通过高通量测序分析可知,系统中变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度较高,分别为55.11%、21.32%。系统中具有反硝化作用的厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度占比为2.81%,这可能是SBBR取得优秀脱氮效果的关键。在属水平下,系统中具有反硝化功能的菌种主要为Thauera和Limnobacter,在系统中占比分别为15.22%和2.84%,它们的存在可能是系统SND效果好的主要原因之一。

高盐条件下pH对同步短程硝化反硝化脱氮性能及微生物群落的影响

本研究采用复合序批式生物膜反应器(HSBBR)处理高盐废水,考察了进水pH对反应器性能和微生物群落结构的影响。进水pH值由7.8降至6.0和5.0以及由5.0恢复到7.8,对污染物去除效能和稳定性影响较小,COD、NH^(+)_(4)-N和总无机氮的平均去除率保持在96%、99%和91%以上。进水pH改变对NO^(-)_(2)-N积累产生明显影响,pH为7.8条件下周期内NO^(-)_(2)-N最大积累量为7.07~8.15 mg·L^(-1),明显高于pH值为6.0和5.0时的值(4.81和2.23 mg·L^(-1))。进水pH由5.0提升至7.8悬浮污泥和生物膜的微生物多样性均降低。进水pH为5.0时,反应器内相对丰度前三位的菌属为反硝化菌Defluviicoccus(14.7%~27.3%)和Candidatus_Competibacter(22.7%~26.0%)及聚磷菌Candidatus_Accumulibacter(11.8%~17.8%);pH提升至7.8时,丰度为前三位的菌属是Candidatus_Accumulibacter(7.6%~40.5%)、Candidatus_Competibacter(21.3%~26.2%)和unidentified_Spirochaetaceae(2.5%~8.7%)。进水pH从5.0升高至7.8,氨氧化菌属Nitrosomonas的相对丰度由3.3%~3.8%下降到1.2%~1.3%,反硝化菌属总丰度从43.5%~52.6%下降到24.9%~33.1%;表明低pH条件下较高丰度氨氧化菌和反硝化菌的共同作用为同步短程硝化反硝化脱氮提供了保障。

同步硝化反硝化中试装置脱氮及微生物特性研究

针对国家污水排放标准进一步提高的需求,采用一种具备同步硝化反硝化功能的新型工艺,以武汉某污水处理厂市政污水为处理对象进行中试,探究了该工艺对污染物的去除效果及其同步硝化反硝化脱氮机理。并对新工艺与污水厂原氧化沟工艺的污泥样本进行微生物群落分析及功能预测。结果表明,新工艺对污水中总氮有较高的去除率,出水总氮稳定在5 mg/L以下,其同步硝化反硝化脱氮机理以好氧-缺氧微环境理论中描述的脱氮方式为主。系统长期在低溶解氧条件下运行引起污泥中菌种群落变化,对氮氧化物转化为氮气的氮循环通路有更好的转化效果。

同步硝化反硝化菌处理高氨氮污水脱氮研究

文章基于高通量测序技术对污水处理厂微生物群落多样性进行分析研究,并针对污水处理脱氨氮效率低,产生二级污染物等问题,筛选分离出同步硝化好氧反硝化菌实现高效脱氮,探索其脱氮特性,为强化微生物法处理高氨氮废水提供新的菌源。微生物多样性分析结果显示,脱氮系统具有丰富的群落多样性,其主要菌门为变形杆菌门(Proteobacteria),主要优势菌属为陶厄氏菌属(Thauera sp.)。从污水处理系统的活性污泥中分离鉴定高效脱氮菌株。通过形态观察和16S rDNA基因序列比对,鉴定分离菌株为康德拉氏副球菌(Paracoccus kondratievae);测定不同氮源降解过程中菌体生长量变化和脱氮效率,分析其同步硝化好氧反硝化性能,结果显示,其24 h内的氨氮去除率为99.91%,将菌株应用于实际污水处理中,其总氮、氨氮、硝氮脱除率分别为60.70%,88.77%和86.35%。

同步硝化反硝化好氧颗粒污泥的快速培养研究

建立有1#(实验)SBR和2#(对照)SBR对同步硝化反硝化好氧颗粒污泥的快速培养情况进行研究。结果表明:投加了生物质炭的1#SBR内好氧颗粒污泥形成速度更快、结构致密稳定;生物质炭的加入对反应器性能及COD的去除率无明显影响;两个反应器内COD和总氮去除率均可达到95%和64.5%以上;在一个运行周期内未检测到NO3--N和NO2--N,反应器内发生了同步硝化反硝化。

循环升流式同步短程硝化反硝化池工艺污水处理厂设计

本文对采用“格栅+循环升流式同步短程硝化反硝化池+滤布滤池+次氯酸钠消毒”工艺的污水处理厂设计进行了技术研究及经济可行性分析,证明该工艺具有较好的处理效果及较低的运行能耗,可大幅减少占地,具有较好的应用推广前景。

颗粒污泥膜生物反应器同步硝化反硝化

在本实验条件下，厌氧-好氧序批式颗粒污泥膜生物反应器（GMBR）处理人工配水，结果表明，GMBR具有良好的有机物去除及脱氮效果，当进水TOC及氨氮分别为160．9～308．4mg／L、29．8～83．6mg／L时，GMBR的TOC、氨氮及总氮去除率分别为65．7％～98．6％、85．4％～98．9％及66．1％～95．1％．对于GMBR典型周期TOC、胞内聚口羟基丁酸（PHB）、氨氮、硝酸盐氮及亚硝酸盐氮变化进行分析，结果表明，有机物主要在厌氧阶段去除并以胞内多聚物PHB形式储存，氨氮在好氧阶段经由同步硝化反硝化（SND）去除，并且反硝化碳源主要来自胞内储存物质PHB．以外源溶解性基质及胞内储存物质为碳源的批式实验表明，以外源基质为碳源的缺氧反硝化速率为胞内储存物质的4．2倍；以外源基质及胞内PHB为碳源的好氧SND效率分别为49．9％、82．5％．胞内储存物质PHB的慢速降解特性使得硝化与反硝化过程能够同步进行．

集成模块系统同步硝化反硝化处理低碳氮比污水的试验

以模拟低 C/N 比污水为研究对象,采用集成模块式污水处理装置与技术,在反应器主反应区实现了同步硝化反硝化（SND）,研究了在不同 DO、HRT、C/N 比、pH 值下污水氨氮、总氮的去除,研究结果表明,DO=1.2～1.4mg/L,总 HRT=20h（主反应区 HRT=8h）,原水C/N=5：1,pH=7.5时,NH3--N可以从15mg/L降至2.5mg/L,总氮可以从20mg/L降至4mg/L,去除率可以达到83%和80%；主反应区SND动力学模型求解得出集成模块式污水处理 SND 动力学方程及反硝化过程中硝酸盐氮饱和常数K 3NO N-=1.55mg/L,远高于普通活性污泥反硝化-过程中的饱和常数0.06～0.2mg/L.集成模块式污水处理技术能高效去除低C/N比污水中的总氮,且具有运行稳定和抗冲击等优点.为中小城镇生活污水深度脱氮提供了技术支持和理论基础.

C/N比和曝气量影响MBR同步硝化反硝化的研究

通过连续运行MBR研究了C／N比和曝气量对同步硝化反硝化的影响，结果表明，在环境温度13—23℃，MLSS为6．0～6．8g／L，进水NH4^-N浓度50mg／L，曝气量0．5m^3／h，HRT为6h实验条件下，总氮去除率随着进水C／N比的增加而增加，在C／N比为6：1～8：1时，TN去除率达到79％～89％，低的C／N比抑制反硝化，过高的C／N比增加了碳源补加的成本。改变反应曝气量，当C／N比为6：1，曝气量为0．4m^3／h时，TN的去除率达到了最大值85％。曝气量过高或过低，TN去除率均下降。并对在不同曝气量下MBR内的DO值分布进行了初步研究。

同步硝化反硝化系统中反硝化细菌多样性研究

采用聚合酶链式反应(PCR)和分子克隆构建nir S克隆文库对同步硝化反硝化系统好氧池中反硝化细菌多样性进行了研究.从克隆文库中随机挑选75个克隆子进行序列测定,对测序结果进行了BLAST比对.结果表明,有74个克隆子分属于3个不同的细菌类群,包括β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria和Uncultured bacterium.β-Proteobacteria纲为好氧池内优势菌群,占文库比例的54.41%;其次是γ-Proteobacteria纲,占文库比例的25%.对测序得到的12个OTU用MEGA软件进行系统发育分析,结果显示Thauera属为该系统中最主要的脱氮菌属.

SBR系统中同步硝化反硝化好氧颗粒污泥的培养

采用人工配制的模拟生活污水 ,研究序批式反应器 (SBR)中好氧颗粒污泥的培养 .实验结果表明 :通过对进水碳源进行调控 ,反应器中形成了高活性具有同步硝化反硝化能力的好氧颗粒污泥 ,反应器中COD和NH3 N的去除率分别为 74 0 %～ 92 8%和 82 3 %～ 98 5 %.颗粒污泥的粒径一般为 0 5～ 1 0mm ,MLSS达到 4 5 g·L- 1以上 ,SVI值约为 3 2 5 。

低DO下的短程硝化及同步硝化反硝化

研究了低溶解氧下序批式反应器(SBR)的短程硝化特征和控制条件以及碳源浓度、投加方式对同步脱氮效率的影响。试验结果表明,保持高、低溶解氧交替的环境是实现短程硝化的关键;当进水NH+4-N为300mg/L、COD为400～600mg/L时,采用半连续碳源投加方式可保证总同步脱氮效率达到80%。

溶解氧和有机碳源对同步硝化反硝化的影响

利用SBR反应器，探讨了溶解氧（DO）和有机碳源（COD）对同步硝化好氧反硝化的影响。结果表明，DO范围在0．5～0．6mg／L时最适合于同步硝化好氧反硝化脱氮。在同步硝化反硝化过程中出现了亚硝酸盐氮的积累，推断经由短程硝化反硝化途径。总氮的去除率随着COD／N（碳氮比）的增加而增加，当COD／N为10．05时，总氮去除率最高可达70．39％。继续增加碳氮比时，总氮去除率增加不多，并且还会导致硝化作用不完全。当存在足够的易降解有机碳源时，能发生完全的好氧反硝化作用。

同步硝化反硝化机理的研究进展

结合近年来国内外脱氮的最新研究成果 ,从宏观环境理论、微环境理论和微生物学理论方面对同步硝化反硝化的产生机理进行了综述 ,并提出了今后在好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化、脱氮除磷一体化等方面的研究发展方向。

碱度指示MBR中同步硝化反硝化的研究

在连续的操作环境下,通过改变在膜生物反应器（MBR）中的C/N和曝气量,研究碱度对同步硝化反硝化脱氮效果的指示作用。结果发现,在反硝化完全的情况下,出水碱度（330440 mg/L）在硝化过程中较高并与出水TN表现出好的线性关系（Alk=3.22[N]＋333.08,R^2=0.85）;在硝化完全的情况下,出水碱度（60280 mg/L）在反硝化过程中较低并与出水TN也有很好的线性关系（Alk=-4.93[N]＋317.86,R^2=0.89）。实际消耗的碱度可以作为另一个指示因子（ΔAlkexper）,实际消耗的碱度随出水的NH4^＋-N浓度升高而降低（ΔAlkexper=-3.85[N]＋149.11,R^2=0.88,出水NO3^--N〈4.5 mg/L）;实际消耗的碱度随出水的NO3^--N浓度升高而升高（ΔAlkexper=3.68[N]＋161.11,R^2=0.88,出水NH4^＋-N〈5.5 mg/L）。虽然pH的变化有一定的规律,但是对SND脱氮效果指示不灵敏。

有机碳源对同时硝化/反硝化(SND)过程的影响

究了同时硝化 反硝化 (SimultaneousNitrificationandDenitrification ,SND)体系中有机碳源对氨氮去除的影响。实验结果表明 ,在氨氮初始浓度为 35mg L时 ,存在使氨氮降解率达到 99 5 %以上的有机碳源浓度区间 ,其CODCr浓度为40 0mg L～ 10 0 0mg L ;为保证反应后期体系中C N维持在微生物所需的水平 ,提出了补料的方式 ,使得氨氮降解不会出现停滞阶段 ,可以达到较好的去除效果 ;在周期为 8h的连续序批式 (SBR)操作中 ,采用较高的有机碳源初始进料值 ,并在反应过程中进行补料 ,可以很好的将出水氨氮的浓度维持在较低值 (<5mg L)