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硝化和厌氧氨氧化过程亚硝酸盐电化学传感研究
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作者 谢作甫 蒋益铠 +1 位作者 余坚 宋亚丽 《浙江科技大学学报》 CAS 2024年第5期444-456,共13页
【目的】实时反映硝化和厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,ANAMMOX)过程中亚硝酸盐质量浓度变化及反应动态。【方法】采用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和计时电流法(chronoamperometry,CA)对模拟废水及反应液中亚硝酸盐的... 【目的】实时反映硝化和厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,ANAMMOX)过程中亚硝酸盐质量浓度变化及反应动态。【方法】采用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和计时电流法(chronoamperometry,CA)对模拟废水及反应液中亚硝酸盐的电化学氧化信号及其影响因素进行分析与研究。【结果】模拟废水CV测试的氧化峰电流(I_(p))与亚硝酸盐质量浓度成正比,且pH和电导率(κ)变化对I_(p)影响较小,但因CV测试用时较长,难以实时反映亚硝酸盐质量浓度变化情况;模拟废水CA测试稳态电流(I_(κ))和κ对亚硝酸盐质量浓度变化响应迅速,以I_(κ)和κ作为传感信号,可以较为准确地反映亚硝酸盐质量浓度变化情况。反应液I_(κ)和κ变化与硝化和ANAMMOX过程具有较强相关性,以I_(κ)和κ作为传感信号,可以实时反映硝化和ANAMMOX反应动态进程及亚硝酸盐质量浓度变化情况。【结论】本研究结果可有力促进硝化和厌氧氨氧化的过程控制,助力短程硝化/厌氧氨氧化(partial nitritation/ANAMMOX,PN/A)工艺的推广和应用。 展开更多
关键词 废水 硝化 氧化 亚硝酸盐 电导率 电化学传感
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厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统的研究进展
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作者 李华华 李逸航 +2 位作者 金北辰 李隆昕 成少安 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2678-2690,共13页
厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统(Anammox-BES)是一种极具发展潜力的污水脱氮技术,兼有无机氮污染物和有机污染物的去除与能量回收的优势,近年来已成为研究的热点。本文总结了现有Anammox-BES的主要类型和反应机理;综述了影响Ana... 厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统(Anammox-BES)是一种极具发展潜力的污水脱氮技术,兼有无机氮污染物和有机污染物的去除与能量回收的优势,近年来已成为研究的热点。本文总结了现有Anammox-BES的主要类型和反应机理;综述了影响Anammox-BES的主要因素,包括电极材料、电极电位、温度、pH、溶解氧、有机物和接种物等;总结了Anammox-BES的研究现状,并在脱氮性能以及能量消耗等方面与传统Anammox工艺进行了比较。大量研究结果显示,绝大部分Anammox-BES的脱氮过程为厌氧氨氧化、硝化、反硝化以及微生物产电等多种过程的耦合,系统整体脱氮效率高。然而,由于影响Anammox-BES系统性能的因素众多,并且能量回收率低,在实际废水处理方面尚未得到广泛应用。因此,在今后的研究中,需要继续开发增强厌氧氨氧化菌产电能力的技术手段,以实现废水脱氮的同时回收蕴藏于铵盐中的化学能;对于现有Anammox-BES,仍需开发具有高导电性、生物相容性以及比表面积的阳极材料,并进一步优化操作条件,以提高系统脱氮、产电性能以及稳定性。 展开更多
关键词 废水处理 氧化 生物催化 电化学 资源回收
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纳米铁改性生物炭载体强化厌氧氨氧化菌富集与脱氮效果研究 被引量:2
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作者 王俊杰 杨津津 +5 位作者 常根旺 李绍康 侯军华 钟根茂 白顺果 李翔 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期812-821,共10页
为实现厌氧氨氧化菌(AnAOB)在载体生物膜中快速富集,本文采用液相还原方法制备了纳米铁改性生物炭(nZVI@BC)载体,并设置两组相同的厌氧氨氧化(ANAMMOX)富集装置(R_(1)、R_(2)),通过对R_(1)、R_(2)装置添加不同载体(分别为BC和nZVI@BC),... 为实现厌氧氨氧化菌(AnAOB)在载体生物膜中快速富集,本文采用液相还原方法制备了纳米铁改性生物炭(nZVI@BC)载体,并设置两组相同的厌氧氨氧化(ANAMMOX)富集装置(R_(1)、R_(2)),通过对R_(1)、R_(2)装置添加不同载体(分别为BC和nZVI@BC),考察在富集过程中ANAMMOX装置的脱氮性能、载体表面特征和微生物群落结构差异.结果表明:①BC表面成功负载nZVI,nZVI@BC载体比BC载体具有更高的比表面积,改性后载体的比表面积从47.17 m^(2)/g增至210.82 m^(2)/g,可为微生物提供更多的附着位点.②R_(2)装置NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(−)-N去除率稳定达到90%所需时间均比R_(1)装置短,且稳定运行后,R_(1)、R_(2)装置的TN去除率最高分别为86.99%、89.65%.③nZVI@BC载体表面颜色由黑色变为红褐色,表明红色的ANAMMOX生物膜初步形成,且其表面生物量比BC载体表面生物量高23倍.④第20天,R_(1)、R_(2)装置中AnAOB的相对丰度分别为10.47%和29.15%;R_(1)、R_(2)装置载体表面主要的AnAOB属均为Candidatus Kuenenia,其相对丰度分别为7.49%和23.76%.研究显示,改性的nZVI@BC载体显著促进了ANAMMOX生物膜的快速形成和AnAOB的高效富集,提升了ANAMMOX过程的脱氮性能. 展开更多
关键词 氧化(ANAMMOX) 纳米铁改性生物炭(nZVI@BC) 载体 微生物群落 快速富集
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缺氧生物膜转型厌氧氨氧化生物膜培养与富集特性 被引量:2
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作者 蒋睿 李韧 +3 位作者 于莉芳 刘然 刘甜 张日霞 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期114-120,共7页
接种西安市某污水处理厂缺氧池生物膜构建升流式厌氧固定床生物膜(UAFB)反应器从而富集培养厌氧氨氧化(Anammox)生物膜,通过测定生物膜Anammox活性和酶活性并进行高通量测序分析,探讨城市污水处理厂现有填料转型培养Anammox生物膜的可... 接种西安市某污水处理厂缺氧池生物膜构建升流式厌氧固定床生物膜(UAFB)反应器从而富集培养厌氧氨氧化(Anammox)生物膜,通过测定生物膜Anammox活性和酶活性并进行高通量测序分析,探讨城市污水处理厂现有填料转型培养Anammox生物膜的可行性及生物膜内菌群演替规律.结果表明,经29d培养后的UAFB-Anammox反应器TN去除率高达76.22%,快速启动成功;负荷提升阶段,表面氮负荷(SNLR)由0.23g/(m^(2)·d)提升至2.59g/(m^(2)·d),最大Anammox活性维持2.15g/(m^(2)·d),TN去除率高达83.68%.Illumina MiSeq测序结果发现,富集后的生物膜中优势菌属为Ca.Brocadia,相对丰度为33.38%,富集效果明显.同时缺氧生物膜上反硝化菌Denitratisoma以Anammox的产物NO_(3)^(-)-N为基质,逐渐与AnAOB形成共生存关系.这说明利用城市污水处理厂现有缺氧生物膜可以快速培养Anammox生物膜,对Anammox工艺在城市污水处理厂升级改造中的应用提供一定参考. 展开更多
关键词 生物 氧化 转型培养 氧化 菌群演替
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单级固定床生物膜反应器主流厌氧氨氧化快速启动性能 被引量:2
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作者 海岩 周鑫 李艳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2201-2209,共9页
主流厌氧氨氧化(Anammox)是城市污水脱氮的热点和难点问题。本研究采用单级固定床生物膜反应器(SFBR)处理模拟城市污水,通过间歇运行切换和微氧(DO:0.4~0.7mg/L)控制,65天后成功启动Anammox。系统对氨氮和总氮去除率分别达98.8%和92.6%... 主流厌氧氨氧化(Anammox)是城市污水脱氮的热点和难点问题。本研究采用单级固定床生物膜反应器(SFBR)处理模拟城市污水,通过间歇运行切换和微氧(DO:0.4~0.7mg/L)控制,65天后成功启动Anammox。系统对氨氮和总氮去除率分别达98.8%和92.6%。此时生物膜结构致密,呈现红色。微生物活性测试发现,厌氧氨氧化菌活性在所有功能菌活性中最高。高通量测序证实厌氧氨氧化菌(Candidatus Brocadia)、短程反硝化菌(Thauera)和硝化菌(Nitrospira)共存,而未检测到氨氧化菌。amoA功能基因扩增子测序进一步分析表明,Nitrospira实际为全程氨氧化菌(Comammox)。因此,系统是在具有氧分层的生物膜内通过全程硝化/短程反硝化/厌氧氨氧化途径耦合实现城市污水脱氮。研究结果为主流Anammox快速实现提供了一种新的工艺思路。 展开更多
关键词 生物 固定床 反应器 主流氧化 快速启动 脱氮
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厌氧氨氧化工艺系统微生物群落研究进展 被引量:3
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作者 闫冰 聂寒冰 +3 位作者 付嘉琦 刘勇 桂双林 夏嵩 《能源研究与管理》 2023年第3期32-41,共10页
厌氧氨氧化工艺能高效低耗地处理高浓度氨氮、低碳氮比废水,因此受到广泛关注。厌氧氨氧化工艺系统中的厌氧氨氧化菌及其相关的微生物群落是系统稳定高效运行的前提保障。近年来,已有大量研究关注厌氧氨氧化系统微生物群落结构及多样性... 厌氧氨氧化工艺能高效低耗地处理高浓度氨氮、低碳氮比废水,因此受到广泛关注。厌氧氨氧化工艺系统中的厌氧氨氧化菌及其相关的微生物群落是系统稳定高效运行的前提保障。近年来,已有大量研究关注厌氧氨氧化系统微生物群落结构及多样性,回答了一些关键问题,但缺乏系统的总结与论述。基于此,对厌氧氨氧化菌种类和特征进行了介绍,分析了厌氧氨氧化工艺系统内微生物群落结构特征,总结了微生物群落演替及种间相互作用关系,不同厌氧氨氧化反应器门水平群落组成类似,不同条件下厌氧氨氧化系统内微生物群落和AnAOB菌种发生演替。进一步探讨了系统内伴生菌群对脱氮性能及系统稳定运行发挥的作用,并对今后厌氧氨氧化工艺系统微生物群落研究需要关注的问题进行了展望,包括:(1)以厌氧氨氧化为主的多种脱氮功能菌共存的混合生物脱氮系统。(2)厌氧氨氧化工艺系统内伴生菌群扮演的角色和功能。(3)不同尺度下(实验室、中试、实际工程等规模)厌氧氨氧化系统内微生物群落特征和脱氮功能菌群差异以及它们在不同条件(温度、DO、水力负荷等)的演变机制。 展开更多
关键词 氧化 微生物群落 生物脱氮 互作关系
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改性载体厌氧氨氧化生物膜在浅层地下水修复中脱氮效能的模拟研究
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作者 王俊杰 杨津津 +7 位作者 李绍康 侯军华 常根旺 钟根茂 邓明涛 薛毅恒 李翔 白顺果 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1965-1974,共10页
为探究厌氧氨氧化菌(AnAOB)在模拟地下水环境条件下脱氮性能的研究,以人工配水为进水,采用可渗透反应墙(PRB)作为模拟装置,使用纳米零价铁(nZVI)改性生物炭(BC)(nZVI@BC)厌氧氨氧化菌(AnAOB)生物膜作为填料,设置装置模拟温度从高温(33℃... 为探究厌氧氨氧化菌(AnAOB)在模拟地下水环境条件下脱氮性能的研究,以人工配水为进水,采用可渗透反应墙(PRB)作为模拟装置,使用纳米零价铁(nZVI)改性生物炭(BC)(nZVI@BC)厌氧氨氧化菌(AnAOB)生物膜作为填料,设置装置模拟温度从高温(33℃)降至实验室室温(21℃)的过程,探究降温过程中AnAOB生物膜填料对PRB装置脱氮性能的影响。结果表明:①PRB装置经过71 d的模拟运行,nZVI@BC载体AnAOB生物膜的PRB装置总氮(TIN)去除率达到82%,明显优于空白组(59.27%),且AnAOB生物膜脱氮贡献率占22.73%。②随着温度的变化,AnAOB生物膜的红色逐渐变淡,且生物膜污泥逐渐流失。③微生物群落结构表明,微生物多样性下降,优势物种在富集。从门水平上看,绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度提升,逐步成为优势菌门,而浮霉菌门(Planctomycetota)和变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度则降低。从属水平上来看,AnAOB优势属Candidatus Brocadia的相对丰度逐步提升,Candidatus Kuenenia的相对丰度则降低。研究显示,nZVI@BC载体AnAOB生物膜填料组成的生物膜微生物系统在PRB装置降温过程中维持稳定,同时AnAOB生物膜群落结构随降温过程的变化而变化,以应对降温过程中带来的不利影响。 展开更多
关键词 氮(NH_(4)^(+)-N) 氧化菌(AnAOB) 填料 温度 微生物多样性 可渗透反应墙(PRB)
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有机条件下硫酸盐型厌氧氨氧化生物反应机理研究
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作者 杨江伟 袁林江 +1 位作者 王茹 杨丰丰 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期68-75,共8页
为探究有机条件下硫酸盐型厌氧氨氧化(SRAO)生物反应机理,在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器中,建立了SRAO反应体系,实现氨氮与硫酸盐同步去除。通过物质衡算、活性测定、微生物分析等,总结获得UASB反应器中SRAO过程分步分层进行的特点。... 为探究有机条件下硫酸盐型厌氧氨氧化(SRAO)生物反应机理,在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器中,建立了SRAO反应体系,实现氨氮与硫酸盐同步去除。通过物质衡算、活性测定、微生物分析等,总结获得UASB反应器中SRAO过程分步分层进行的特点。首先,在中下层污泥中,氨氮与硫酸盐在微生物作用下发生反应,生成硫离子和硝态氮;随后,在中上层污泥中,硫离子与硝态氮发生硫自养反硝化反应,生成硫酸盐和氮气。反应器中硫离子的积累会抑制SRAO微生物活性,因此,第二步反应是整体反应的限速步骤。破解硫离子对SRAO微生物的活性抑制,是SRAO技术发展面临的一大难题。 展开更多
关键词 上流式污泥床 硫酸盐型氧化 硫自养反硝化 微生物菌群分析
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新型导电填料加速形成厌氧氨氧化生物膜及脱氮效能研究
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作者 杨海龙 马少杰 +5 位作者 王卓 丁建婷 王朝霞 邱瑞芳 吉莉 谢飞 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第18期7921-7927,共7页
厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonia oxidizing bacteria,AnAOB)在实际脱氮工艺中持留能力差,是制约该技术规模化应用的主要技术瓶颈之一。相较于传统生物填料,高温热解轮胎制备成具有导电特性的新型生物填料,不仅可以回收利用固定废弃物,... 厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonia oxidizing bacteria,AnAOB)在实际脱氮工艺中持留能力差,是制约该技术规模化应用的主要技术瓶颈之一。相较于传统生物填料,高温热解轮胎制备成具有导电特性的新型生物填料,不仅可以回收利用固定废弃物,而且能够实现加速AnAOB形成生物膜和提高脱氮效率的双重作用。实验结果表明,800℃最适合用于热解轮胎填料,同时具备更高的电导率和更有利于固定微生物生长特性。相较于单独Anammox组,Anammox+导电填料的NH+4-N、NO-2-N和TN平均去除率比单独Anammox组分别提升了9.12%、13.20%和15.69%,且明显高于聚丙烯(polypropylene,PP)填料的强化效果。Q-PCR分析结果表明,添加导电填料能够促使脱氮菌种丰度增加,其中AnAOB、亚硝酸盐还原菌和硝酸盐还原菌分别增长了50.21%、69.70%和145.59%。该新型导电填料技术的研发,可为Anammox技术推广提供新的思路和数据基础。 展开更多
关键词 氧化 导电填料 废弃轮胎 生物
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九龙江口肥水-缢蛏养殖塘厌氧氨氧化微生物活性研究
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作者 蔡露 翁铂森 +4 位作者 詹力扬 张介霞 胡恭任 于瑞莲 闫钰 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1340-1350,共11页
缢蛏串联养殖经由饵料藻类养殖塘(俗称肥水塘)投放适量含氮化合物以提高生产效率,了解此过程中的沉积物氮转化对调控和管理河口养殖塘氮的收支具有重要意义。以福建九龙江口肥水-缢蛏养殖塘为研究对象,运用同位素示踪技术和高通量测序... 缢蛏串联养殖经由饵料藻类养殖塘(俗称肥水塘)投放适量含氮化合物以提高生产效率,了解此过程中的沉积物氮转化对调控和管理河口养殖塘氮的收支具有重要意义。以福建九龙江口肥水-缢蛏养殖塘为研究对象,运用同位素示踪技术和高通量测序技术探究缢蛏塘和肥水塘沉积物厌氧氨氧化速率及微生物群落结构,并分析其环境调控机制。结果表明,肥水塘沉积物厌氧氨氧化速率为(1.76±0.11) nmol/(g·h),相对贡献为9.16%±0.40%,显著高于缢蛏塘(P<0.05)。缢蛏塘和肥水塘厌氧氨氧化微生物主要由Candidatus Scalindua、Ca.Kuenenia、Ca.Brocadia和Ca.Anammoximicrobium属组成。其中,Ca.Kuenenia属为养殖塘的优势菌属。沉积物厌氧氨氧化微生物多样性和丰富度呈显著的空间分布特征,肥水塘中生物多样性更高(P<0.05)。厌氧氨氧化微生物活性和群落结构差异主要受养殖土地利用方式、溶解氧(DO)、NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)含量等环境因子的调控。该研究在一定程度上揭示了养殖环境中厌氧氨氧化过程的重要性,填补了河口养殖湿地氮回归大气的认知空白。 展开更多
关键词 氧化 养殖塘 速率 群落结构 影响因素
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厌氧膜生物反应器的发展及其耦合厌氧氨氧化脱氮的研究综述
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作者 卢峥 赵俊廷 +4 位作者 吴朕君 苏子昂 仝允芊 陈莉杰 王艺涵 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期734-740,共7页
由于厌氧膜生物反应器(AnMBR)在水中有机物资源化利用方面具有独特的优势,逐步成为污水处理领域的研究热点。从反应器与膜组件的配置、有机物的去除以及产甲烷率等方面讨论了影响AnMBR运行效果的主要因素。结合污水深度脱氮的需求,探讨... 由于厌氧膜生物反应器(AnMBR)在水中有机物资源化利用方面具有独特的优势,逐步成为污水处理领域的研究热点。从反应器与膜组件的配置、有机物的去除以及产甲烷率等方面讨论了影响AnMBR运行效果的主要因素。结合污水深度脱氮的需求,探讨了厌氧氨氧化(ANAMMOX)自养脱氮与AnMBR的耦合技术。介绍了国内外相关耦合工艺的应用形式,总结了关于该耦合工艺最新的研究方法、运行效果等,展望了该技术在污水处理领域的应用前景。 展开更多
关键词 生物反应器 氧化 耦合 除碳脱氮
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羊粪生物炭强化CRI系统厌氧氨氧化脱氮性能研究
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作者 陈佼 黄琴 +4 位作者 李舒昕 唐艺 闫思羽 黄雯 陆一新 《成都工业学院学报》 2024年第4期7-14,共8页
为提高人工快渗(CRI)系统的脱氮效率,制备羊粪生物炭(SMB)并考察了其对CRI系统厌氧氨氧化启动过程中氮转化效率的影响,结合生物炭表征、生物膜特性和菌群结构变化解析了SMB强化厌氧氨氧化脱氮性能的机理。结果表明,在CRI系统滤料层添加... 为提高人工快渗(CRI)系统的脱氮效率,制备羊粪生物炭(SMB)并考察了其对CRI系统厌氧氨氧化启动过程中氮转化效率的影响,结合生物炭表征、生物膜特性和菌群结构变化解析了SMB强化厌氧氨氧化脱氮性能的机理。结果表明,在CRI系统滤料层添加质量分数为20%的SMB,可在运行43 d后成功启动厌氧氨氧化,总氮(TN)去除率达到94.6%,其启动时间比未添加SMB时缩短了25.9%,脱氮效率比未添加SMB时提高了8.3个百分点。SMB的添加可为CRI系统内微生物提供更优质的载体条件,刺激胞外聚合物的分泌,形成更稳定的生物膜结构,比厌氧氨氧化活性比未添加SMB时提高了20.3%。添加SMB后,CRI系统内厌氧氨氧化菌属Candidatus_Brocadia的相对丰度增长到26.25%,同时Denitratisoma、Thauera、Flavobacterium等反硝化菌群协同共存于体系内,促使系统在更短的启动时间内获得更高的TN去除效果,强化其厌氧氨氧化脱氮性能。 展开更多
关键词 羊粪生物 氧化 脱氮 人工快渗系统 强化
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亚硝酸盐对厌氧氨氧化耦合系统的脱氮效能及微生物群落的影响
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作者 梁燚彤 李泽敏 +3 位作者 吴宇伦 邱光磊 吴海珍 韦朝海 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第7期1275-1284,共10页
在连续流反应器中,逐步增加NO_(2)^(−)的浓度,构造阶梯积累比例,对过程调控与稳态运行具有积极意义。考察了耦合系统的脱氮性能和微生物群落的响应特征,探究NO_(2)^(−)对厌氧氨氧化(Anammox)耦合自养反硝化(AuDen)系统中厌氧氨氧化菌(An... 在连续流反应器中,逐步增加NO_(2)^(−)的浓度,构造阶梯积累比例,对过程调控与稳态运行具有积极意义。考察了耦合系统的脱氮性能和微生物群落的响应特征,探究NO_(2)^(−)对厌氧氨氧化(Anammox)耦合自养反硝化(AuDen)系统中厌氧氨氧化菌(AnAOB)和硫自养反硝化菌(SOB)相互作用的长期影响及反应机制。有效容积为2.50 L的厌氧生物流化床(AFBR)连续140 d的运行结果表明,与对照组(NO_(2)^(−)=0)相比,随着所积累NO_(2)^(−)浓度的增加,耦合系统的脱氮效率(NRE)及Anammox对总氮(TN)去除的贡献百分比显著提高,SO_(4)^(2-)的实际产生值/理论值明显减小,这说明了所积累的NO_(2)^(−)能够促进AnAOB与SOB之间的协同,提高了耦合系统TN的去除能力。在氮含量相同的情形下,存在NO_(2)^(−)积累的环境能够使系统脱氮效率从80.3%±3.2%提高至88.1%±3.4%,Anammox对TN去除的贡献从81.7%±2.4%提高至92.5%±2.3%。上述过程的高通量测序结果显示,随着NO_(2)^(−)浓度的增加,主要功能微生物(Thiobacillus、Candidatus kuenenia及Desulfurivibrio等)的相对丰度维持稳定或上升,水解菌(SM1A02、1013-28-CG33、SC-I-84等)的相对丰度也上升,而其他功能微生物的相对丰度下降,证明了存在NO_(2)^(−)积累的水质环境能够优化耦合群落的结构和功能。典型相关性分析(CCA)表明,NO_(2)^(−)浓度与Ca.kuenenia的丰度(P=0.539)呈负相关,而与Thiobacillus的丰度(P=0.00533)呈正相关,所积累的NO_(2)^(−)与Anammox、AuDen对总氮去除的贡献均为正相关关系(P=0.00767)。总体而言,所发现的NO_(2)^(−)在Anammox+AuDen耦合反应体系中的浓度-诱导-适应机制,演绎了如下规律:环境决定了微生物种群的结构与功能,相反,微生物种群也会通过结构调整来适应及影响它们的环境。 展开更多
关键词 氧化 自养反硝化 亚硝酸盐 协同 微生物群落
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硫酸盐还原厌氧氨氧化机理及其微生物研究进展
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作者 罗安腾 吴莉娜 +1 位作者 和书航 余珂 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期737-743,共7页
硫酸盐还原厌氧氨氧化(SRAO)是一种在厌氧条件下将氨氮氧化与硫酸盐还原耦合在一起的微生物过程,能够同时实现脱氮除硫且无需额外的电子受体,在废水处理领域备受关注。本文综述了SRAO的反应机理、SRAO功能微生物及其与其他微生物之间的... 硫酸盐还原厌氧氨氧化(SRAO)是一种在厌氧条件下将氨氮氧化与硫酸盐还原耦合在一起的微生物过程,能够同时实现脱氮除硫且无需额外的电子受体,在废水处理领域备受关注。本文综述了SRAO的反应机理、SRAO功能微生物及其与其他微生物之间的相互作用,分析了目前SRAO研究中存在的不足,指出今后可以从生物信息学和分子生物学等角度,深入探讨SRAO体系中功能微生物之间的相互作用、揭示SRAO体系内N和S的循环途径、解析SRAO体系的内部机理,为SRAO工艺改进和工业应用提供理论支持。 展开更多
关键词 硫酸盐还原氧化 反应机理 功能微生物 N、S循环
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厌氧氨氧化技术在高效生物脱氮中的探索应用
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作者 林宝春 《清洗世界》 CAS 2024年第6期59-63,共5页
氮污染是当前环境问题中备受关注的焦点。它对土壤、水体和大气产生了负面影响。废水处理领域广泛采用了生物脱氮技术来应对这一问题。然而,传统的生物脱氮技术存在能耗高和碳排放量大的问题,因此迫切需要一种低碳和能源高效的生物脱氮... 氮污染是当前环境问题中备受关注的焦点。它对土壤、水体和大气产生了负面影响。废水处理领域广泛采用了生物脱氮技术来应对这一问题。然而,传统的生物脱氮技术存在能耗高和碳排放量大的问题,因此迫切需要一种低碳和能源高效的生物脱氮技术。研究和实践表明,厌氧氨氧化技术在低碳和能源高效生物脱氮方面具有巨大的应用潜力。与传统技术相比,厌氧氨氧化技术不仅能有效降低能耗和碳排放量,还能节约大量化学药剂的使用。同时,它还能提高脱氮效果并降低处理成本,为污水提质增效提供了新的技术路线。因此,厌氧氨氧化技术具有重要的研究价值和工程应用意义。 展开更多
关键词 氮污染 氧化技术 生物脱氮 低碳 能源高效 研究价值
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丙酸盐对厌氧氨氧化生物膜系统的影响及机制研究
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作者 朱如龙 刘佐丞 +4 位作者 王永才 熊辉 史济民 赵伟华 苗蕾 《市政技术》 2024年第6期227-236,共10页
厌氧氨氧化因具有能耗低、经济效益好等优势,在污水脱氮中具有较好的应用前景,然而在处理实际污水时其易受有机物影响,且不同种类的有机物对厌氧氨氧化也会产生不同影响。该研究发现,当厌氧氨氧化生物膜系统中存在低质量浓度丙酸盐(30 m... 厌氧氨氧化因具有能耗低、经济效益好等优势,在污水脱氮中具有较好的应用前景,然而在处理实际污水时其易受有机物影响,且不同种类的有机物对厌氧氨氧化也会产生不同影响。该研究发现,当厌氧氨氧化生物膜系统中存在低质量浓度丙酸盐(30 mg/L)时,丙酸盐优先参与到硝态氮的短程反硝化过程,厌氧氨氧化活性受到轻微抑制(反应速率从7.24 mg/(L·h)降至5.56 mg/(L·h))。当系统中丙酸盐质量浓度提高到60 mg/L时,其影响随着系统初始硝态氮质量浓度的变化而变化。当系统初始硝态氮质量浓度较低时(<15 mg/L),丙酸盐除了参与硝态氮的短程反硝化外,还有部分参与到亚硝态氮的反硝化过程,同时进一步抑制厌氧氨氧化的活性;当初始硝态氮质量浓度较高(>30 mg/L)时,丙酸盐又只参与到硝态氮的短程反硝化过程。根据丙酸盐质量浓度调整进水基质浓度配比,系统总氮去除率可达到94%。宏基因检测结果表明,Candidatus_Kuenenia和Candidatus_Brocadia是系统中主要的厌氧氨氧化菌属。随着丙酸盐质量浓度的增加,Candidatus_Kuenenia和Candidatus_Brocadia的相对丰度从8.83%和1.78%降至2.88%和0.20%,而反硝化菌属Thauera的相对丰度从最初的0上升到19.39%。但当系统处在进水基质最佳浓度配比时,Candidatus_Kuenenia和Candidatus_Brocadia的相对丰度再次出现小幅度上升(6.76%和0.30%),而Thauera的相对丰度则下降到14.82%。该研究将有助于为厌氧氨氧化工艺在污水处理中的实际应用和优化运行提供理论指导。 展开更多
关键词 氧化 有机物 丙酸盐 微生物群落 宏基因组
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芬顿氧化深度处理厌氧氨氧化出水影响因素的最优组合 被引量:1
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作者 陈福坤 邓海涛 +2 位作者 陆冬云 吴琴琴 李琴 《环境保护科学》 CAS 2024年第2期124-128,共5页
利用正交试验对影响芬顿氧化深度处理垃圾渗滤液厌氧氨氧化出水的起始pH、nFe^(2+)/nH_(2)O_(2)、mH_(2)O_(2)/mCOD_(cr)、反应温度4种主要因素的最优组合开展研究。结果表明:4种因素均对芬顿氧化深度处理垃圾渗滤液厌氧氨氧化出水产生... 利用正交试验对影响芬顿氧化深度处理垃圾渗滤液厌氧氨氧化出水的起始pH、nFe^(2+)/nH_(2)O_(2)、mH_(2)O_(2)/mCOD_(cr)、反应温度4种主要因素的最优组合开展研究。结果表明:4种因素均对芬顿氧化深度处理垃圾渗滤液厌氧氨氧化出水产生显著影响,影响顺序为起始pH>反应温度>mH_(2)O_(2)/mCOD_(Cr)>nFe^(2+)/nH_(2)O_(2),起始pH对COD_(Cr)去除率影响极显著,mH_(2)O_(2)/mCOD_(Cr)和nFe^(2+)/nH_(2)O_(2)影响程度较为接近;4种影响因素最优组合为起始pH=4.0、nFe^(2+)/nH_(2)O_(2)=1:3、mH_(2)O_(2)/mCOD_(Cr)=4:1、反应温度=20℃,该条件下COD_(Cr)和色度去除率高达92.4%和99.1%,出水可生化性好,处理效果达到工程应用要求,可为该联用系统的芬顿处理段提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 芬顿氧化 垃圾渗滤液 氧化 最优组合 正交试验
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厌氧氨氧化动力学特性解析
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作者 孙志华 陈翠忠 +1 位作者 蓝明菊 王健康 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期28-37,共10页
厌氧氨氧化是处理污水中氨氮和亚硝酸盐氮的最有效技术之一,但在实际应用中低生长速率和对环境因素的敏感性使得厌氧氨氧化过程多变且不稳定。而动力学模型的研究可以为更好地理解和使用脱氮技术提供有价值的工具,该文对厌氧氨氧化抑制... 厌氧氨氧化是处理污水中氨氮和亚硝酸盐氮的最有效技术之一,但在实际应用中低生长速率和对环境因素的敏感性使得厌氧氨氧化过程多变且不稳定。而动力学模型的研究可以为更好地理解和使用脱氮技术提供有价值的工具,该文对厌氧氨氧化抑制、恢复和过程动力学模型进行了综述,阐明修正的Boltzmann模型广泛应用于厌氧氨氧化抑制后恢复性能的描述,并深入探讨不同反应器的动力学过程,认为修正的Stover-Kincannon和Grau二阶模型是最适合不同厌氧氨氧化反应器过程动力学模型,研究结果对厌氧氨氧化工艺环境因素的调控和反应器的优化设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 氧化 抑制动力学 恢复动力学 过程动力学
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厌氧氨氧化颗粒污泥形成的研究进展
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作者 李亚峰 伍健伯 张驰 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期23-30,共8页
作为新型脱氮工艺,厌氧氨氧化(Anammox)具有节能减排、无需外加碳源等优点,在处理低C/N废水领域具有极高的应用价值,但在实际应用过程中因存在污泥流失问题,该工艺难以快速启动。投加成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)是攻克上述难题的有... 作为新型脱氮工艺,厌氧氨氧化(Anammox)具有节能减排、无需外加碳源等优点,在处理低C/N废水领域具有极高的应用价值,但在实际应用过程中因存在污泥流失问题,该工艺难以快速启动。投加成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)是攻克上述难题的有效途径。对AnGS的形成过程、机理及影响因素进行综述,归纳总结AnGS快速培养的相关技术问题。介绍了AnGS的形成假说及基于各类假说的相关研究成果;阐述了AnGS的结构特征和微生物群落特征,总结分析了厌氧氨氧化菌(AnAOB)同AnGS之间的关系;分析了接种污泥类型、反应器类型、氮负荷率、有机物浓度、群体感应、外力作用等因素对AnGS形成的影响;介绍了AnGS的上浮现象,分析讨论了AnGS上浮与氮负荷率及颗粒污泥气体通道的关系;总结了现阶段AnGS技术存在的问题,并对AnGS的研究方向进行了展望,旨在为大规模工业化形成AnGS提供参考。 展开更多
关键词 氧化 颗粒污泥 形成假说 影响因素
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非生物改性对厌氧微生物产物光化学活性影响
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作者 范思涵 于国熙 +3 位作者 来超超 何欢 黄斌 潘学军 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期2180-2189,共10页
厌氧溶解性微生物产物(soluble microbial products,SMP)广泛存在于天然深层水体,经水体扰动可迁移至表层水域。在此过程中厌氧SMP将受到一系列非生物转化过程的影响,如自然光及氧化还原介质,进而导致其理化性质发生改变,最终影响其光... 厌氧溶解性微生物产物(soluble microbial products,SMP)广泛存在于天然深层水体,经水体扰动可迁移至表层水域。在此过程中厌氧SMP将受到一系列非生物转化过程的影响,如自然光及氧化还原介质,进而导致其理化性质发生改变,最终影响其光化学活性。本研究分别从厌氧微生物菌群(anaerobic microorganisms,An)和希瓦氏菌(Shewanella oneidensis,S)中提取了An-SMP和S-SMP,在模拟自然光和氧化还原的条件下改性48h,并评估非生物改性对厌氧SMP光化学活性的影响。结果表明:原始An-SMP的芳香度、腐殖化程度和分子量均高于S-SMP。自然光改性后,两种SMP的紫外吸光度和芳香度降低,芳香C==C结构被破坏,腐殖化程度降低,生成了更多的亲水性含氧官能团。氧化还原改性后,两种SMP吸光度出现增色效应,腐殖化程度升高,更多的蛋白类物质向腐殖质类物质转化,使氧化还原改性对SMP光化学性质的影响更为显著。SMP对17α-乙炔基雌二醇(EE2)光转化起促进作用,且经氧化还原改性后的SMP对EE2光解的介导作用明显优于经光改性的SMP。其中对EE2光解过程起主要作用的活性氧物质包括激发三线态SMP(^(3)SMP^(*))和羟基自由基(·OH)。本研究为明确自然水体中SMP介导有机污染物光转化的影响提供了理论研究基础。 展开更多
关键词 溶解性微生物产物 光改性 氧化还原改性 化学 活性物质
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