HABR系统实现固相异养与单质硫自养集成反硝化试验

采用连续流运行方式，将含NO3^--N的原水依次通过HABR（复合式厌氧折流板反应器）内添加木屑（第1系统）和硫磺颗粒（第2系统）的2个系统，在温度为（25±1）℃的条件下，将NO^--N容积负荷由72g／（m^3·d）逐渐提高至80和96g／（m^3·d），在不需投加传统型外加碳源的条件下实现了固相异养与单质硫自养的集成反硝化．结果表明：进水NO^--N容积负荷为96g／（m^3·d）时，系统NO3^--N总去除率达到99．0％，第1系统和第2系统对NO^--N的去除率贡献各为50．0％；系统出水P（CODMn）为5．74～10．05mg／L，P（S04^2-）为405～870mg／L，并且没有NH4^＋-N和NO^--N的积累．第1系统产生的碱度能部分中和第2系统内产生的酸，进水、第1系统、第2系统出水pH分别为7．5、7．5—7．6、6．5-7．2，使硫自养反硝化系统呈现出较强的pH平衡能力，不需外加石灰石调节碱度即可为反硝化细菌提供较适宜的中性生存环境．系统在pH平衡能力和NO^--N去除效果2个方面均表现出良好的协同作用，并且通过集成反硝化作用弥补了2个系统单独运行时反硝化过程效率低的缺点，较传统异养型生物反硝化降低了运行成本．

一种新型异养自养集成工艺处理地下水硝酸盐试验

研究了一种利用电化学产氢自养反硝化（electrochemical hydrogen autotrophic denitrification）与固相异养反硝化（solid-phase heterotrophic denitrification）集成技术去除地下水中硝酸盐的方法.这种方法能够高效去除水中的硝酸盐且操作简单.试验结果表明,当进水NO3--N浓度为70mg·mL^-1,电流强度控制在40mA,HRT为3.9h时,出水中NO3^--N浓度为1.2mg·mL^-1,硝态氮去除率达到98.3%,TN去除率达到95.6%,反应器中没有NO2^--N积累,且pH值稳定在7.0-8.1之间.

电解强化人工湿地处理低碳氮比污水的效能及机制

针对人工湿地对低碳氮污水处理效果差这一问题,本研究构建了电解强化潮汐流人工湿地系统,通过对比电解强化前后湿地系统脱氮除磷的效果,从微生物群落结构及污染物电化学去除机制等角度揭示电解潮汐流人工湿地强化脱氮脱磷的机制.研究结果表明:电解潮汐流人工湿地对废水中NH+4⁃N、TN和TP的去除率(分别为88.30%、82.10%和87.74%)均高于未强化的湿地系统.纯电解过程对氨氮的去除没有影响,但是对硝态氮具有还原作用.相比于未强化的湿地系统,电解潮汐流人工湿地阳极附近基质中含有更多的铁氧键、磷氧键、羟基聚合铁等含磷沉淀物,细菌群落结构更为丰富多样,异养反硝化细菌和基于氢气的自养反硝化细菌(Rhodoblastus)丰度都较高,从而实现氮磷的高效同步去除.

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.