新型自养-异养协同反硝化矿物材料脱氮效果中试

以污水厂实际污水为处理目标,通过中试试验研究了新型硫自养-异养协同反硝化材料的特性。结果表明:水力停留时间为1.5 h,该新型材料可以为自养-异养反硝化系统提供充足的电子供体,无需外加有机碳源,即可实现进水均值总氮18 mg/L到出水总氮稳定小于8 mg/L,不会出现亚硝态氮的积累,保证了稳定高效的脱氮效果。反应结束后,体系中硫自养反硝化菌Thiobacillus、Sulfurovumonas和异养反硝化菌Simplicispira相对丰度提高,成为优势菌种。

微氧条件下自养-异养联合反硝化工艺的电子平衡分析

自养-异养联合反硝化(integrated autotrophic and heterotrophic denitrification,IAHD)工艺可以同时进行硫化物,硝酸盐和有机物的降解,作为工业废水处理的关键单元近年来受到广泛关注.引入微量氧气作为电子受体的微氧技术已被证明是强化IAHD运行效能的有效策略.本研究关注于IAHD工艺的电子平衡计算并发现了IAHD生物反应器在微氧条件下运行时利用有限的硝酸盐可将硫化物和乙酸盐完全转化去除.在IAHD序批实验中,当电子缺失率达到峰值55.1%时,硫化物、硝酸盐和乙酸盐去除效率和去除速率均最高.进一步的硫化物氧化间歇实验表明,电子得失不平衡现象发生在生物硫化物氧化过程中,当氧气含量为5mL和10mL时,电子缺失率分别为18.7%和38.2%.Illumina微生物群落测序结果表明,Thiobacillus、Thauera、Mangroviflexus和Erysipelothrix为硫氧化过程的主要占优属,其中Thiobacillus的相对丰度随着电子缺失率的增加而增加.本研究揭示了微氧条件下电子受体缺失现象与强化的IAHD运行效能之间的潜在联系,并为深入探讨硫、氮和有机碳的代谢机制提供了新的研究视角.

基于黄铁矿与PHBV协同自养-异养反硝化试验研究

针对污水处理厂深度脱氮需求,选用黄铁矿(FeS_(2))和聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)两种材料,构建应用于污水处理厂二级出水深度脱氮的反硝化生物填充床,通过进出水水质监测、材料结构表征(扫描电镜)、高通量测序等技术手段,探究了FeS_(2)-PHBV协同自养-异养反硝化体系的工艺运行效果及机理.结果表明,FeS_(2)-PHBV协同反硝化体系脱氮速率优于单独FeS_(2)自养体系,当水力停留时间为2h时,脱氮效率为90%以上,且产生更少的硫酸盐副产物.相比于单独PHBV异养体系,协同体系在达到相同总氮去除效果的同时释放更低的DOC(23.62mg/L).FeS_(2)-PHBV协同体系中两种材料表面结构均较利用前发生了显著变化,这是由于材料表面生物膜的富集和利用.共混反应器内优势菌群为厌氧发酵菌属(Sporomusaceae)和梭菌属(Clostridium sensu stricto 7),两者实现了共混体系异养-自养的协同反硝化效果,其中Fe代谢相关梭菌属(Clostridium)主导的自养反硝化在共混系统脱氮过程中可能发挥着重要作用.

新型反硝化滤池设备脱氮效果中试

为了应对日益严格的总氮出水要求,增强市政污水厂应对总氮负荷冲击能力,同时进一步减少污水处理成本,在某市政污水处理厂进行了新型自养-异养协同反硝化滤池设备的脱氮效果中试试验。通过在厂区内新建“自养-异养协同反硝化滤池”中试装置,检验了在不投加碳源条件下该装置的工程应用脱氮效果。结果表明:通过该反硝化滤池的作用,无需外加有机碳源,其中总氮和硝态氮平均出水浓度分别低于5 mg/L和3 mg/L,平均去除率分别为70.3%和72.6%,保证了稳定高效的脱氮效果。

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.