S/N对硫化物型自养反硝化性能及NO-2-N积累的影响

以Na 2S为硫源,采用批次实验探究不同初始S/N(摩尔比)对硫化物自养反硝化性能及NO_(2)^(-)-N积累的影响。结果表明,当S/N≤2.80时,NO_(3)^(-)-N及NO-X-N(NO_(2)^(-)-N+NO_(3)^(-)-N)去除效果随S/N的升高而显著提升,S/N由0.35升高到2.80时,前6 h内NO_(3)^(-)-N及NO-X-N去除率分别提高了3.7倍及3.6倍,当S/N继续增至4.20时,NO_(3)^(-)-N及NO-X-N去除效果较S/N为2.80时变化不大;当S/N≤0.70时系统内可以获得一定的NO_(2)^(-)-N积累,反应结束时NO_(2)^(-)-N积累率(0.35,0.7)分别可达47.9%及24.5%,当S/N≥1.40时难以稳定积累NO_(2)^(-)-N,NO_(2)^(-)-N最高积累率(1.40,2.80,4.20)分别为55.0%,33.3%,39.7%。S/N≤0.70时可获得一定的NO_(2)^(-)-N积累,而S/N在1.40~2.80范围内时,升高S/N可以提供更多电子用于反硝化,缓解各种反硝化酶对于电子的竞争,降低中间产物积累,提升脱氮效果。

NO_2^--N、MLSS对反硝化脱氮除磷的影响

通过对实验室培养的富集反硝化聚磷菌活性污泥在不同电子受体条件、不同MLSS条件下进行缺氧批式试验,研究了NO-2-N作为电子受体时对反硝化脱氮除磷的影响,并与NO-3-N作为电子受体时进行比较。同时分析了MLSS对反硝化脱氮除磷的影响。结果表明:NO-2-N可作为电子受体被DPAOs利用,但是过量的NO-2-N会对吸磷产生抑制作用;NO-2-N作为电子受体可能同时参与了反硝化除磷和常规的内源反硝化。此外,增加活性污泥浓度(MLSS)可提高缺氧吸磷速率,但过高的污泥浓度会导致单位污泥的吸磷速率降低,因此需合理控制反硝化除磷中的MLSS。

追氮方式对夏玉米土壤N_2O和NH_3排放的影响

【目的】研究氮肥与硝化抑制剂撒施及条施覆土三种追施氮肥方式下土壤N2O和NH3排放规律、O2浓度及土壤NH+4-N、NO-2-N和NO-3-N的时空动态,揭示追氮方式对两种重要环境气体排放的影响及机制。【方法】试验设置3个处理:1)农民习惯追氮方式—撒施(BC);2)撒施添加10%的硝化抑制剂(BC+DCD);3)条施后覆土(Band)。3个处理均在施肥后均匀灌水20 mm。在夏玉米十叶期追施氮肥后的15天(2014年7月23日至8月8日)进行田间原位连续动态观测,并在玉米成熟期测定产量及吸氮量。采用静态箱-气相色谱法测定土壤N2O排放量,土壤气体平衡管-气相色谱法测定土壤N2O浓度,PVC管-通气法测定土壤NH3挥发,土壤气体平衡管-泵吸式O2浓度测定仪测定土壤O2浓度。【结果】农民习惯追氮方式N2O排放量为N 395 g/hm2,NH3挥发损失为N22.9 kg/hm2,同时还导致土壤在一定程度上积累了NO-2-N。与习惯追氮方式相比,添加硝化抑制剂显著减少N2O排放89.4%,使NH3挥发略有增加,未造成土壤NO-2-N的累积。条施覆土使土壤N2O排放量显著增加将近1倍,但使NH3挥发显著减少69.4%,同时造成施肥后土壤局部高NO-2-N累积。条施覆土的施肥条带上土壤NO-2-N含量与N2O排放通量呈显著正相关。土壤气体的O2和N2O浓度受土壤含水量控制,当土壤WFPS大于60%时,0—20 cm土层中的O2浓度明显降低,而N2O浓度增加,土壤N2O浓度和土壤O2浓度间呈极显著负相关。各处理地上部产量及总吸氮量差异不显著。【结论】土壤NO-2-N的累积与铵态氮肥施肥方式密切相关,NO-2-N的累积能够促进土壤N2O的排放,且在条施覆土时达到显著水平(P<0.05)。追氮方式对N2O和NH3两种气体的排放存在某种程度的此消彼长,添加硝化抑制剂在减少N2O排放的同时会增加NH3挥发,条施覆土在显著减少NH3挥发的同时会显著增加土壤N2O排放。在条施覆土基础上添加硝化抑制剂,有可能同时降低N2O排放和NH3挥发损失,此推论值得进一步研究。

应用间隔流动分析仪测定土壤硝态氮和亚硝态氮含量

使用SAN++间隔流动分析仪,研究了测定土壤硝酸盐和亚硝酸盐的新方法。结果表明,SAN++间隔流动分析仪在测定土壤中NO-3-N和NO-2-N含量时标准曲线相关系数均在0.999 5以上,检测限分别为N 0.20 mg/kg和20.00μg/kg,回收率在98.0%~101.8%之间,相对标准偏差在0.95%~2.25%之间,具有较高的精密度、准确度。该方法使用2.0 mol/L KCl溶液作为浸提剂,适用于吉林省不同土壤类型,并具有线性范围宽、分析速度快、样品用量少、自动化程度高和同时测定土壤中NO-3-N和NO-2-N等优点。

反硝化-厌氧氨氧化掺杂培养的厌氧氨氧化菌影响因素研究

为了得到厌氧氨氧化菌最适宜的生长环境,利用培养成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥进行厌氧氨氧化菌的影响因素研究。探讨了温度、pH值、COD、进水基质(NH_4^+-N和NO_2^--N)对厌氧氨氧化菌活性的影响。研究结果表明:厌氧氨氧化菌最适温度为40℃;最适pH值范围为7.0~8.0;COD质量浓度低于100mg/L时,对厌氧氨氧化菌无明显抑制作用,COD质量浓度高于100mg/L时,反硝化菌生长占据优势,一定程度上抑制了厌氧氨氧化菌的活性;进水基质NH_4^+-N和NO_2^--N在质量浓度分别低于1 540mg/L和140mg/L时,厌氧氨氧化菌活性没有受到严重抑制。控制厌氧氨氧化工艺的最适生长条件,有利于厌氧氨氧化菌的快速生长,进而为厌氧氨氧化反应器的快速启动奠定基础。

硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统快速启动及微生物群落分析

以硫代硫酸钠为电子供体,采用梯度增加基质负荷的方式,在SBR反应器中完成硫自养反硝化(SAD)工艺启动。通过接种厌氧氨氧化(Anammox)污泥,采用pH和NO_(3)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N联合调控策略进行研究,实现硫自养反硝化耦合厌氧氨氧化(SAD/A)自养脱氮系统快速启动及稳定运行。结果表明:30 d成功将反硝化污泥驯化为SAD污泥,90 d后,SBR反应器成功富集SAD污泥,系统NO_(3)^(-)-N去除率可达到85%以上。SAD/A系统2种种泥最佳接种比为3∶1,运行14 d后SAD/A系统成功启动。30 d后,系统NO_(3)^(-)-N去除率可达到85%,NH_(4)^(+)-N去除率达到80%。pH值为8,且ρ(NO_(3)^(-)-N)/ρ(NH_(4)^(+)-N)为1.8时,耦合系统脱氮效率最佳,实现稳定运行。高通量测序结果表明:SAD/A系统整体的物种多样性和丰富度增加,优势微生物菌属为厌氧氨氧化菌属(Candidatus Brocadia)和硫杆菌属(Thiobacillus),二者相对丰度相近,系统耦合度较好。

不同进水方式下短程反硝化过程中N_2O产量

利用SBR反应器,控制N_2曝气量为0.3 L/min,ρ(NO^-_2-N)=40 mg/L,考察了3种进水方式下以NO^-_2-N作为电子受体,反硝化过程中N_2O的释放量。结果表明:不同进水方式下反硝化过程N_2O产量差别较大。一次进水、分段进水和连续进水条件下,N_2O产量分别为1.39,0.56,0.22 mg/L。其原因为:1)一次进水条件下,较高的NO^-_2-N还原速率导致N_2O的大量产生并释放;2)反硝化过程中,NO^-_2-N的积累对N_2O还原酶具有毒性,抑制了N_2O的去除。降低短程反硝化过程中NO^-_2-N的积累量,控制合适的NO^-_2-N还原速率,是减少短程生物脱氮过程中N_2O产量的关键因素。