水力停留时间、水温与氨氮浓度对浸没式生物滤池氨氮去除速率的效应

本文研究了采用浸没式生物滤池处理集约化养殖污水时 ,水力停留时间 (HRT/min)、水温(T/℃ )、总氨氮浓度 ([TAN] ,mgNH+4-N/L)对总氨氮去除速率 (R/gNH+4-N/m3 h)的效应。对实验数据的分析结果表明 ,它们之间的经验方程为 :当 [TAN]≥ 2 85mgNH+ 4-N/L ,R =0 2 6+ 0 2 9·HRT + 0 0 0 8·HRT·T -0 0 1·HRT2 ;当 [TAN]≤ 2 85mgNH+ 4-N /L ,R =(-0 78+ 0 2·HRT + 0 0 0 3·HRT·T -0 0 0 7·HRT2 )·[TAN ]+ 0 2 45。上述模型可说明在单因素作用时 ,氨氮去除速率与水温线性正相关 ,与总氨氮浓度为零级、一级反应关系 ,与水力停留时间呈双曲线相关。一定的水温、氨氮负荷条件下 ,存在使氨氮去除速率最大的水力停留时间 。

黄连对生物絮凝系统氨氮处理效率的影响

为研究黄连对生物絮凝系统氨氮处理效率的影响,添加0 g/L、2 g/L、4 g/L和6 g/L的黄连,分别为对照组C和处理组T1、T2、T3,进行氨氮、亚硝酸盐转化试验,并测定各组生物絮团硝化酶、脱氢酶活性。结果显示:处理组总氨氮去除速率均高于对照组(0.38±0.07 mg/g·h),其中T2组最高(1.49±0.08 mg/g·h);亚硝酸盐氮去除速率T1组(1.38±0.10 mg/g·h)和T2组(2.05±0.14 mg/g·h)高于对照组(0.75±0.06 mg/g·h),T3组(0.17±0.05 mg/g·h)最低。试验后处理组总悬浮固体颗粒物均低于对照组(504.00±27.71 mg/L),T3组(363.33±40.41 mg/L)最低。研究表明,添加黄连能提高生物絮团氨氮转化速率,减少总悬浮固体颗粒物的积累。

铜、锌离子对厌氧氨氧化污泥脱氮效能的影响

通过接种厌氧氨氧化污泥,研究了 Cu2＋、Zn2＋浓度变化对厌氧氨氧化污泥脱氮效能长短期的影响.短期实验结果表明,铜、锌离子对厌氧氨氧化污泥的脱氮效能影响主要分为3个阶段.刺激阶段,Cu2＋浓度0-1mg/L和Zn2＋浓度0-4mg/L时,随着进水金属离子浓度的增加,微生物活性受到刺激,氮去除速率迅速增加；稳定阶段,Cu2＋浓度1-8mg/L 时,氮去除速率处于稳定状态.抑制阶段,Cu2＋浓度大于8mg/L 和Zn2＋大于4mg/L时,随着进水金属离子浓度的增加,氮去除速率逐步下降.Cu2＋、Zn2＋对厌氧氨氧化污泥脱氮效能长期影响表明,当进水Cu2＋浓度达到4mg/L和Zn2＋达到8mg/L时厌氧氨氧化污泥的活性将受到抑制.降低进水重金属浓度后,厌氧氨氧化污泥活性可以得到恢复.厌氧氨氧化菌对Cu2＋的敏感性强于Zn2＋.

蚀刻液废水厌氧氨氧化脱氮性能研究

采用上流式生物膜反应器接种厌氧氨氧化污泥,研究了印制电路板行业蚀刻液废水厌氧氨氧化脱氮可行性.结果表明,蚀刻液废水作为NH4+-N源时,其所携带的物质对厌氧氨氧化污泥活性具有毒性作用.当蚀刻液废水稀释到NH4+-N浓度150mg/L进入反应器14d后,厌氧氨氧化氮去除速率从3.2kg/(m3.d)下降到1.2kg/(m3.d).但是通过驯化培养可以很好地缓解蚀刻液对厌氧氨氧化污泥的毒性影响.经过110d的驯化,蚀刻液废水稀释到NH4+-N浓度300mg/L进入反应器后并未出现明显的抑制现象.厌氧氨氧化氮去除速率从1.6kg/(m3.d)上升到6.0kg/(m3.d).说明通过驯化培养后,厌氧氨氧化工艺能够很好的运用到PCB行业高NH4+-N废水的处理.

低基质条件下厌氧氨氧化生物膜和颗粒污泥脱氮性能对比研究

在低基质质量浓度条件下,对海绵填料生物膜反应器和颗粒污泥反应器进行厌氧氨氧化的脱氮性能进行对比研究。研究结果表明:当进水NH4+-N和NO2--N质量浓度分别为(17.03±2.16)mg/L和(19.17±2.33)mg/L时,颗粒污泥厌氧氨氧化反应器的脱氮性能明显优于海绵填料生物膜反应器的脱氮性能;保持对NH4+-N和NO2--N的平均去除率为90%以上时,通过缩短水力停留时间,颗粒污泥反应器容积氮去除速率可达3.55 kg.N/(m3·d),而海绵填料生物膜反应器仅为0.94 kg·N/(m3·d);进水中NO2--N与NH4+-N的质量浓度比能影响反应器的化学计量关系。

pH对厌氧氨氧化反应脱氮效能的影响

采用具有恒定pH功能的SBR接种厌氧氨氧化颗粒污泥,研究了pH对厌氧氨氧化菌脱氮效能的影响。实验结果表明:在进水ρ(氨氮)和ρ(亚硝酸盐氮)分别为58.00 mg/L和79.28 mg/L、TN容积负荷为0.82 kg/(m3·d)、不控制反应pH的条件下,随着反应的进行,pH不断升高,当pH=8.02时,菌种的去除效能最高;在进水ρ(氨氮)和ρ(亚硝酸盐氮)分别为120.00 mg/L和159.33 mg/L、TN容积负荷为1.62 kg/(m3·d)、恒定反应pH为8.00的条件下,反应4.0 h时的容积基质氮去除速率(NRR)达到1.42 kg/(m3·d),氨氮去除率达98.39%,亚硝酸盐氮去除率达99.48%;拟合曲线推导的最适pH的理论值为7.85,反应4.0 h时的NRR理论最大值达1.52 kg/(m3·d)。

氧化铁-多孔陶瓷复合填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率的影响研究

试验旨在研究氧化铁-多孔陶瓷复合填料在净化养殖废水中氨氮和化学需氧量(COD)的效率及氧化铁薄膜的理化性质。利用多孔陶瓷作为载体,将氧化铁薄膜负载在陶瓷表面,依靠氧化铁与微生物之间的偶极作用,使微生物能够在陶瓷表面具有更高的挂膜效率,检测2种填料净化养殖废水中氨氮和COD的去除效率。结果表明,氧化铁薄膜负载的多孔陶瓷复合填料比单一多孔陶瓷填料,净化养殖废水中COD和氨氮的去除效率分别提高1.27倍和1.07倍。研究表明,负载有氧化铁薄膜的多孔陶瓷填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率对比单一多孔陶瓷填料具有一定优势。

炭膜曝气生物膜反应器硝化作用及其微生物群落结构分析

采用炭膜曝气生物膜反应器处理无机含氮废水,通过改变进水氨氮浓度和水力停留时间,研究了反应器硝化性能、氧利用情况以及氨氮去除负荷,并对生物膜表面特性和硝化菌优势菌种进行分析.结果表明,在膜内气压0.017 MPa,进水NH4+-N50 mg/L,HRT为8 h条件下,NH4+-N去除率达到96%,出水NO2--N平均为17 mg/L,一定程度上实现了短程硝化,炭膜所供给氧气被生物膜全部消耗;系统比表面氨氮最大去除速率为9.7 g/(m2.d),炭膜表面有限的生物量制约了去除速率的进一步提高;荧光原位杂交技术分析揭示生物膜内亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌(Nitrosospira)为亚硝化细菌优势菌种,分别占细菌总菌数的19%和21%,硝化螺菌(Nitrospira)为硝化细菌优势菌种,占总菌数的20%,未检测到硝化杆菌(Nitrobacter)的存在.

温度和pH值对厌氧氨氧化微生物活性的影响分析

研究了温度和pH值对厌氧氨氧化微生物活性的影响,测定了不同温度和pH值时,厌氧氨氧化微生物的活性.结果表明,该微生物的最佳反应温度和pH值分别为30℃和7.80.

一株高适应性Nitrosomonas eutropha CZ-4的脱氨特性

从垃圾渗滤液中分离得到了一株亚硝化单胞菌Nitrosomonas eutropha CZ-4,其16S rDNA序列与N.eutropha C91的相似性达99%.研究了pH值、温度、游离亚硝酸浓度、盐度等对其生长的影响,并测试了其在垃圾渗滤液、黑臭水和富营养化湖水中的脱氨效果.结果表明,该菌的最适生长pH值为7.3~8.7,最适生长温度为30.9℃,游离亚硝酸和盐度对该菌的半数抑制浓度分别约为0.11mg/L与2%.在最佳发酵条件下,该菌的最大氨氮去除速率为58mg/(L?h),最短倍增时间为8.2h;在不同类型的污水/地表水(初始氨氮浓度为0.66~603mg/L)中,该菌的最大氨氮去除速率为11.4mg/(L?h),最短倍增时间为10.9h,最低残余氨氮浓度为0.11mg/L.

HCO_3^-浓度对厌氧氨氧化反应的影响

接种稳定运行的UASB厌氧氨氧化反应器污泥至厌氧发酵罐进行批式实验,研究了进水HCO_3^-浓度对厌氧氨氧化反应的影响。结果表明,当进水HCO_3^-质量浓度<0.8 g/L时,发酵罐出水pH迅速大幅度升高,抑制了厌氧氨氧化细菌活性,氮去除速率大幅下降;随着进水HCO_3^-质量浓度从0.8 g/L增加到1.2 g/L,厌氧氨氧化细菌的活性增加;进一步提高HCO_3^-浓度,氮去除速率下降,厌氧氨氧化细菌的活性又受到抑制。HCO_3^-对厌氧氨氧化反应的影响表现为提供充足碳源和调节反应器p H的综合作用。

盐度对序批式生物膜反应器性能及微生物活性的影响

本文研究了盐度变化对序批式生物膜反应器(SBBR)性能及微生物活性的影响。研究结果表明,进水盐度不超过1.5%时,SBBR对COD的平均去除率高于88.63%,但进水盐度为2.5%时,对SBBR的COD去除产生抑制。当进水盐度由0%增加到2.5%时,NH^+_4—N去除未受到影响,出水NO^-_3—N浓度在0.30～3.30 mg/L范围内变化,然而出水NO^-_2—N浓度从0 mg/L逐渐增大到(4.35±0.02) mg/L。比耗氧速率由进水盐度为0%时的(27.39±1.16) mg O_2/(g MLSS·h)增大至进水盐度为1.5%时的(83.41±1.17) mg O_2/(g MLSS·h),而在盐度为2.5%时比耗氧速率降低至(38.62±1.08) mg O_2/(g MLSS·h)。比氨氧化速率、比亚硝酸盐氧化速率、比硝酸盐还原速率和比亚硝酸盐还原速率均随着进水盐度从0%增加到2.5%而逐渐降低。当进水盐度为2.5%时,氨单加氧酶、亚硝酸盐氧化还原酶、硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶和脱氢酶的活性与盐度为0%时相比分别降低了41.48%、95.86%、28.57%、27.85%和48.13%,表明盐度增加抑制了微生物酶的活性。

温度对厌氧氨氧化反应器脱氮效能稳定性的影响

采用厌氧氨氧化反应器,通过氮去除速率的测定,研究了不同温度变化方式对反应器脱氮效能稳定性的影响.结果表明,温度在26～37℃之间变化时,氮去除速率在1.51～1.84 kg.(m3.d)-1之间波动.其中逐渐降温的氮去除速率变化幅度4.35%,比阶梯降温(氮去除速率变化幅度9.03%)更有利于厌氧氨氧化反应器脱氮效能的稳定.当温度低于20℃时,反应器氮去除会快速下降.特别当温度低于15℃时,反应器氮去除速率下降至0.55 kg.(m3.d)-1,同时出现大量的NO2--N积累,从而抑制厌氧氨氧化反应.对其进行线性拟合发现,低于20℃时温度与氮去除速率具有明显的线性关系.根据温度变化对反应器氮去除速率稳定性的影响,提出了厌氧氨氧化反应器快速启动及实现低温高效运行的控温策略.

pH对亚硝化、厌氧氨氧化反应及联合工艺氮素转化的影响

利用具有pH调节功能的序批式反应器,分别接种好氧生物膜和厌氧颗粒污泥,研究了不同pH对自养生物脱氮工艺氮素转化的影响。结果表明:当pH为8.18时,亚硝氮累积速率较高,为0.79 kg/(m3·d)。当pH为7.85时,厌氧氨氧化菌脱氮效能达到最大,为1.52 kg/(m3·d)。联合工艺进水pH为7.7±0.1时,优先控制好氧段pH为7.5左右,厌氧段pH为7.6,氮去除速率高达0.98 kg/(m3·d)。

不同泥源对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用2套上流式生物膜反应器,分别接种少量厌氧氨氧化污泥和大量硝化污泥,考察其对厌氧氨氧化反应器启动的影响。污泥接种入反应器后,测得接种厌氧氨氧化污泥的反应器(R1)内MLSS为0.22 g/L,另一个反应器(R2)MLSS为2.7 g/L。与直接接种厌氧氨氧化污泥相比,R1经过72 d的运行才显现出厌氧氨氧化特性。经过114 d的培养,前者氮去除速率由0.23 kg/(m3.d)提升到5.29 kg/(m3.d),总氮去除率大于89%;R2的氮去除速率由0.01 kg/(m3.d)提升到1.1 kg/(m3.d),总氮去除率大于84.6%。说明普通污泥启动需要一个较长的筛选过程,直接接种少量的厌氧氨氧化污泥比接种普通的污泥能够更快启动厌氧氨氧化反应器。

常温下基质与时间对ANAMMOX污泥活性保藏影响

采用厌氧氨氧化污泥,通过脱氮效能的测定,研究了常温(15±2)℃下保藏过程中基质添加与保藏时间对污泥活性的影响以及探讨长期保持污泥活性的保藏策略。结果表明,在无营养物添加的情况下,保藏的前45天厌氧氨氧化污泥氮去除速率由0.107 kg/(m3·d)下降到0.025 kg/(m3·d),其速率下降最快,但是经过6 d培养,污泥的活性可以得到恢复;当保藏365 d后,厌氧氨氧化污泥活性基本消失,即使通过11 d恢复也无明显的厌氧氨氧化特性。说明常温下保藏时间对厌氧氨氧化污泥活性影响显著,随着保藏时间的延长污泥氮去除速率会大幅降低,甚至消失。根据衰减指数模型拟合出常温状态下厌氧氨氧化污泥活性衰减模型为y=0.547×exp(-0.0109×t)。通过定期(15 d)投加营养物,经过150d和365 d保藏后的厌氧氨氧化污泥仍然保持48%和31%的活性。说明定期投加营养物可以有效缓解厌氧氨氧化污泥活性在常温保藏过程中的衰减,适用于厌氧氨氧化污泥常温下长期保藏。