IAL-CHS硝化反应器好氧硝化和氮亏损作用研究

向IAL-CHS(Internal Airlift Loop with Ceramic Honeycomb Support)硝化反应器中接种外来硝化污泥,研究了反应器内氨氮去除率变化和生物相的变化以及系统内的好氧硝化效果与HRT之间的关系。此外,对此硝化反应器好氧氮亏损的试验结果发现,当总氮为77.64～108.15 mg/L,HRT为1 h时,好氧氮亏损率平均为50.03%,而且系统内的亚硝态氮和硝态氮均处于一个较低的水平。分析认为:系统内发生氮亏损的主要原因在于反应器内蜂窝陶瓷载体特殊的结构特点和运行方式。

内循环好氧颗粒污泥床硝化反应器氮亏损研究

为内循环好氧颗粒污泥床硝化反应器运行过程中氮素物料衡算提供依据 ,针对氮亏损进行了理论分析 ,并指出氨逃逸是导致氮亏损的原因 ,而反应器中的氨氮浓度C0 、温度t和pH值是影响氨逃逸的因素。基于双膜理论和热力学原理 ,构建了氨逃逸的动力学模型。通过试验测定模型参数KNH3=0 .6 92L/h ,采用模型计算的氮亏损量与反应器实际运行过程中实测的氮亏损量吻合良好 ,平均相对误差仅为 6 .6 1% ,表明所建模型能够较为准确地预测反应器运行过程中的氮亏损。进一步对影响氨逃逸的因素进行了参数灵敏度分析 ,结果表明 ,pH值对氨逃逸速率的影响程度最大。

生物滤池处理微污染原水中氨氮及“氮亏损”影响因素分析

为探讨饮用水生物滤池对NH4+-N去除和"氮亏损"现象的影响因素,测定生物滤池进出水中NH4+-N,NO2--N,NO3--N等指标.结果表明,陶粒生物滤池对NH4+-N的去除率从14.97%到60.99%,活性炭生物滤池对NH4+-N的去除率从16.59%到83.02%;陶粒和活性炭滤池对NH4+-N的去除率都随着流速的增加而降低;陶粒滤池内NH4+-N的去除率随着气水比和C∶N的增加而先增加后下降;NH4+-N的去除率在活性炭滤池内随C∶N的增加而降低,气∶水的增加而增加;气∶水对两种生物滤池中NH4+-N去除的影响最大.陶粒生物滤池氮亏损的量从0.10 mg/L到0.70 mg/L,活性炭生物滤池氮亏损量从0.11 mg/L到1.01 mg/L;氮亏损量随着流速增加而降低,随着气水比增加而增加,随着C∶N的增加而先下降后增加;气水比对陶粒和活性炭生物滤池的氮亏损量影响最大.

海洋生物泵对西北冰洋氮亏损的贡献

富含营养盐的太平洋水经白令海峡流入楚科奇海,是北冰洋真光层最重要的营养盐来源.研究发现太平洋入流具有氮亏损和硝酸盐/磷酸盐比值(N/P比值)低的特征,多是归因于楚科奇海陆架沉积物中的反硝化作用.然而,楚科奇海具有较强的生物活动,生物泵过程对太平洋入流水营养盐性质的改造程度仍不得而知.本文研究发现,由于较强的生物吸收作用,太平洋入流向北冰洋高纬度输运过程中其营养盐浓度显著降低,且浮游生物利用营养盐的N/P比值(8.8±2.27)高于其源水的N/P比值(5~6).同时,楚科奇海具有较高的颗粒氮输出效率,将加剧太平洋入流的氮亏损.经计算,楚科奇海生物泵过程额外输出的氮元素高达111.7×10^(9)mol a^(-1),相当于该海区沉积物反硝化作用造成氮损失的一半左右.因此,除沉积物反硝化作用外,楚科奇海上层水体中浮游植物对营养盐的不均衡利用是造成北冰洋上层氮限制和磷过剩的另一个重要因素.在北冰洋发生快速变化的背景下,加强的生物泵作用将会进一步影响北冰洋的营养盐动力学和生物地球化学过程.

饮用水生物处理小试工艺中NH4^＋-N的非硝化去除途径分析

通过计算N和DO的质量平衡,研究饮用水生物处理小试工艺中是否存在NH4+-N的非硝化去除途径,并探讨其可能机制.结果表明,当生物流化床和生物滤池进水NH4+-N浓度大于2 mg/L时,前者进水的NH4+-N、NO2--N和NO3--N之和比出水高出0.91 mg/L,后者理论上消耗的DO比实际多约2.90 mg/L,说明这2种工艺中均有氮亏损现象发生,一部分NH4+-N通过与DO无关的非硝化作用被去除.对非硝化去除途径的分析表明,因为反应器对磷元素和有机物的利用不随氮亏损发生变化,可以排除掉同化作用和反硝化作用;因为反应器进水低碳高氮的特性和NO2--N的积累与发生氮亏损的废水生物处理系统相似,据此提出在生物膜缺氧内部发生、通过短程硝化和厌氧氨氧化的偶联(或OLAND反应)将NH4+-N和NO2--N同时转变为N2脱除的自养脱氮是饮用水生物处理中氮亏损的可能途径.

氨氮在饮用水生物滤池内的去除机制

为探讨饮用水生物滤池对NH4+-N的去除机制,测定生物滤池进出水中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、高锰酸盐指数、总磷、单质氮(N2)、温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等指标,并采集生物滤池不同层高(0、10、20、40、60 cm)活性炭生物填料,应用分子生物学技术,对样品中的细菌种群进行研究.结果表明,根据进水NH4+-N浓度分为3个阶段,第一、二和三阶段都发生了"氮亏损"现象(出水无机氮之和小于进水无机氮之和),氮亏损的量(出水无机氮之和与进水无机氮之和的差值)分别为0.94、0.32和0.15 mg.L-1.氮亏损的量与进水中NH4+-N浓度有很好的正相关性,但与进水中高锰酸盐指数浓度没有线性关系.第一阶段水中N2的平均浓度随着生物滤池填料层高呈上升趋势,进水中N2平均浓度是14.04 mg.L-1,出水N2平均浓度为14.67 mg.L-1.测序结果显示活性炭上生物膜中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)全部归为3个常见属:Nitrosococcus、Nitrosomonas和Nitrosospira.当生物滤池进水NH4+-N浓度较高时,生物滤池中发生的"氮亏损"现象是由AOB的作用.

饮用水系统中生物滤池性能的研究

考察了有机物、NH4^＋-N、NO2^--N、NO3^--N和总氮浓度沿饮用水系统生物滤池高度的变化。结果表明：生物滤池对有机物的去除作用主要发生在进水端前300mm的范围内，在这段滤层内，反应器对有机物（CODMn）的去除率为23。1％，占总去除率的97．47％；在进水端前200mm的范围内反应器对氨氮的去除率为45．29％，占总去除率的90．14％；在滤层高度为0～1000mm这一范围内，亚硝态氮浓度呈下降趋势，没有发生亚硝态氮的积累；在进水端200mm处，硝态氮浓度的增幅达到最大；在滤层高度为200～1000mm处发生了氮亏损现象。