两阶段pH控制和碳氮源协同补加促进谷氨酸棒杆菌高产L-谷氨酰胺

为提高谷氨酸棒杆菌发酵产L-谷氨酰胺产量、糖酸转化率、生产强度等技术指标,该文通过响应面法优化了摇瓶发酵培养基中葡萄糖、(NH_(4))_(2)SO_(4)和玉米浆含量,并利用50 L发酵罐进行分批发酵,构建了菌体生长、底物消耗和产物生成动力学模型,进而在50 L发酵罐中采用两阶段控制pH策略,并通过补加葡萄糖和(NH_(4))_(2)SO_(4),协同控制发酵液中碳氮源浓度,促进菌体高效合成L-谷氨酰胺。结果表明,优化后发酵培养基中葡萄糖、(NH_(4))_(2)SO_(4)和玉米浆含量分别为167、61、31 g/L,摇瓶发酵L-谷氨酰胺产量达到38.13 g/L,较优化前提高了34.12%;50 L发酵罐分批发酵80 h后L-谷氨酰胺产量达42.06 g/L,糖酸转化率达到25.85%,生产强度为0.53 g/(L·h);在50 L发酵罐中基于两阶段pH控制的碳氮源协同补加策略,显著促进了谷氨酸棒杆菌高产L-谷氨酰胺,发酵周期缩短至52 h,L-谷氨酰胺产量达68.01 g/L,糖酸转化率达33.93%,生产强度为1.31 g/(L·h)。该研究对促进L-谷氨酰胺的工业化生产具有重要参考价值。

缓释碳源应用于低碳氮比污水脱氮研究进展

处理低碳氮比(C/N)污水时,生物法脱氮反硝化进程中碳源不足易导致脱氮效率偏低,需通过额外投加碳源进行补偿。外加碳源在污水脱氮过程中应用广泛,其投加量不易控制的缺陷可以通过利用缓释技术进行弥补。归纳了碳源缓释的特点及其在低C/N污水处理中的应用现状,总结了固体缓释碳源的不同类型及其在生物反硝化脱氮中的强化效果,对比分析不同缓释碳源在脱氮方面的优缺点。提出了目前缓释碳源应用的局限性,并对缓释碳源在生物反硝化脱氮领域的发展方向进行了展望。

减少外加碳源强化脱氮在A2/O氧化沟的应用

针对广东省某生活污水厂进水总氮浓度高、COD偏低、碳氮比低、碳源投加量大的现状。为实现在少加、甚至不外加碳源的情况下,低碳氮比生活污水厂出水总氮稳定达标的目标,在现有一体化A2/O改良氧化沟的基础上,拟采取严控缺氧区溶解氧、利用出水氨氮控制风机风量等简便、易操作的措施强化脱氮。实践表明,在出水总氮达标的前提下,缺氧区溶解氧由0.56 mg/L降至0.36 mg/L,外加碳源的投加量可节省23%;保证出水氨氮不超标的情况下,最大限度地降低风机风量,可以不外加碳源,并确保总氮达标,达到了节省碳源和降低能耗的目的,降低了运营成本。

污泥水解酸化液用作A^2/O系统脱氮除磷碳源的研究

实际生活污水多属于低C/N值水质,无法同时满足脱氮除磷对碳源的需求。为此,采用批量试验考察了剩余污泥的水解酸化产物用作脱氮除磷碳源的可行性。污泥经水解酸化后SCOD的溶出率达到80%,其中VFAs占43.2%,VFAs总量是生活污水的3倍多。以污泥的水解酸化液和生活污水作为反硝化电子供体时,最大反硝化速率分别为2.7和1.6 mgNO3--N/(gMLSS.h)。将污泥酸化液用作A2/O系统的补充碳源,可提高系统的负荷,对NH4+-N、TN及PO43--P的去除率分别为92%、77.1%和89.4%。其中,对TN和PO43--P的去除率比投加甲醇分别提高了5.2%和4.8%。投加乙酸钠、甲醇和水解酸化液时,A2/O系统好氧区的吸磷速率分别为1.2、0.7和0.9 mgPO43--P/(gMLSS.h)。可见,污泥酸化液适宜用作A2/O系统的补充碳源。

施氮对樟树林土壤微生物碳源代谢的影响

以亚热带地区樟树林为研究对象,设置3个氮添加水平,即0(对照)、5(低氮)和15 g·m-2(高氮),采用BIOLOG—AN,FF,GenⅢ和YT 4种微孔板,对施氮1年后土壤微生物群落碳源利用进行研究。结果表明:1)施氮后土壤微生物群落代谢活性均不同程度地降低,而且氮添加水平越高,土壤微生物代谢活性越弱;2)施氮可影响微生物群落多样性,施氮后,4种微生物群落丰富度增强,均匀度降低,厌氧菌、真菌和革兰氏菌的优势度降低;3)碳源利用分析表明,施氮后,糖类虽然仍是4种微生物群落主要利用的碳源,却相应地提高了其他几类碳源的利用程度,土壤真菌和厌氧菌的碳源利用受氮添加影响较大,而革兰氏菌和酵母菌碳源利用受氮添加影响相对较小。

全程补碳的A^2/O工艺对同步脱氮除磷的影响

为解决A2/O工艺处理低浓度城市生活污水的碳源问题,采用了甲醇、葡萄糖、乙酸分别作为A2/O系统的碳源,结果表明,甲醇作为系统外加碳源最经济、最合适,其中TN、TP去除率分别达到75.81%和76.21%,NO-x-N被去除时间为30 min.研究最大化利用碳源,得到外加碳源甲醇在厌氧/缺氧/好氧区段的投加比例为1∶2∶0、投加量为400 mg·L-1,硝酸盐回流比为250%时,系统运行效果最佳,TN、NH3-N和TP去除率分别为90.56%、96.67%和92.56%,出水浓度分别为12.3 mg·L-1、4.1 mg·L-1和0.45 mg·L-1,达到GB18918—2002一级A类标准.通过一段时间的运行,在缺氧段发生了反硝化吸磷的现象,有利于碳源的节省和系统的高效运行.

解决城镇污水处理厂生物脱氮除磷所需碳源不足的方法综述

随着排放标准的不断提高,中国大多数城镇污水处理厂由于碳源不足而导致的脱氮除磷效果差,出水难以达标的问题日益突出。结合最新对污水厂可利用碳源的研究成果,对内、外碳源进行总结分析。充分利用内碳源和外碳源以降低外碳源使用时增加的污水处理成本是今后的研究方向。为经济有效解决污水处理厂碳源不足,提高生物脱氮除磷效率提供参考依据。

强化反硝化脱氮湿地外加碳源研究进展

人工湿地作为一种新型污水处理技术已被广泛应用,碳源是影响其反硝化脱氮的主要因素之一,针对污水中C/N比较低的问题,需向系统中额外投加碳源。在大量相关文献研究基础上,对强化反硝化脱氮人工湿地的外加碳源进行了总结,并比较了外加碳源的种类和及其优缺点。并对人工湿地外加碳源的研究进行了讨论和展望,为今后强化脱氮人工湿地外加碳源的深入研究提供了建议。

间歇投加碳源模式下SND的脱氮效能

采用模拟碳源偏低的城市污水,于连续曝气的SBR内,在不同间歇投加碳源的模式下,考察氮转化和DO、ORP及pH的变化规律。结果表明,随间歇投加碳源次数的增加,同步硝化反硝化(SND)的脱氮效率得到提高,DO浓度和ORP值的波动降低。由此可知,间歇多次投加碳源的运行模式是碳源偏低城市污水实现稳定而高效脱氮SND的有效控制策略。

污水反硝化脱氮工艺中外加碳源研究进展

随着更加严格的氨氮污水排放标准的实施,中国大多数城镇污水处理厂出水中氨氮难以达标的问题日益突出,其中,碳源不足成为反硝化脱氮的主要制约因素。针对低碳氮比污水,需要额外投加碳源以强化反硝化脱氮。结合对反硝化外加碳源的研究成果,综述了以小分子有机物及糖类物质为主的传统碳源,以天然纤维素物质、人工合成高聚物、骨架型复合缓释碳源为主的新型固体碳源,和以工业废水、污泥及餐厨废弃物水解液等为主的新型液体碳源,分析了目前外加碳源研究和实际运用中存在的问题和挑战。结果表明,现阶段以传统碳源为基础研发的复合碳源更适合商业推广,而大多数新型碳源实际应用还存在各种问题,但其成本低、环保性高、应用广泛,值得深入研究。

全流程分析AAO工艺碳源投加减量控制研究

对某AAO工艺污水处理厂进行了沿程氮含量的全流程分析,发现其缺氧池末端NO_(3)^(-)-N含量远小于好氧段,并进行了调整内回流比及碳源投加量的调整措施,探究其对脱氮效率的影响。结果发现,将内回流体积比从100%调整至200%后,出水TN含量降低了32.4%,NO_(3)^(-)-N的质量浓度从13.6 mg/L降低至9.2 mg/L,减少了约30%的碳源投加量。工艺全流程分析从污染物组分特性及活性污泥生长环境角度思考工艺调整和优化要点,可作为污水处理厂定期进行工艺评估诊断的手段。

碳源类型和添加量对植烟黄壤氮素同化的影响

【目的】降低烤烟生长后期植烟土壤的氮素供应对提高烤烟烟叶质量非常重要,而微生物同化作用在调控土壤有效氮含量过程中起着重要作用,且受添加有机碳源质量和数量的影响。因此,我们研究不同有机碳源降低土壤矿质氮的效果,以及碳添加量与矿质氮降低量间的定量关系。【方法】供试土壤采自贵州玉米烟草轮作土壤,属于黄壤土。供试有机碳源有5种,分别为小麦秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆、木屑和葡萄糖。有机碳源添加量均设置4个纯碳水平,分别为0、2.0、5.0和10.0 g/kg,在室内培养开始前,每个处理添加N 0.2 g/kg(NH_(4)NO3),培养周期为30天,期间共采集培养瓶内气体样品8次,测定CO_(2)排放量和N_(2)O排放量,采集土壤样品5次,分析了土壤矿质氮、有机碳和微生物量碳含量。【结果】与未添加碳源处理相比,添加碳源处理在培养结束时显著提高了土壤呼吸速率,CO_(2)累积排放量增加幅度为64.8%~729.3%;并显著增加了微生物量碳含量,且微生物量碳含量与碳添加量之间呈极显著正相关。培养结束时,添加碳源处理显著降低了矿质氮含量,降低幅度分别为20.7%~55.9%(玉米秸秆)、24.4%~99.8%(小麦秸秆)、21.4%~99.7%(芦苇秸秆)、31.4%~99.9%(木屑)和44.3%~84.8%(葡萄糖);且矿质氮降低量与碳添加量之间呈极显著正相关关系,1 g有机碳降低矿质氮的量为玉米秸秆11.4 mg、小麦秸秆20.8 mg、芦苇秸秆20.8 mg、木屑20.5 mg和葡萄糖16.1 mg。当碳添加量≤5.0 g/kg时,有机碳源的C/N值与培养结束时的矿质氮降低量之间呈极显著正相关(P<0.01)。添加秸秆类碳源可降低N_(2)O排放量,比未添加碳源处理降低78.7%~96.5%,而添加葡萄糖可显著增加N_(2)O排放量,比未添加碳源处理增加153.6%~298.6%。【结论】有机碳源的C/N值显著影响着其降低矿质氮含量的潜力,在一定添加范围内,向植烟土壤中添加有机碳源,矿质氮的降低量随有机碳添加量的增加而增大,而且添加秸秆类碳源还可显著减少土壤N_(2)O的排放量,尤其以添加木屑的效果最优。

某园区污水处理厂问题诊断与优化运行措施

以海河流域某工业园区采用UCT(悬浮填料)工艺的高排放标准污水处理厂为例,结合生产运行实际,对诊断的运行问题进行了分析,并对其精细化优化运行措施进行了研究,结果表明:通过优化碳源投加点(由缺氧池1改至"厌氧池"),在硝化液DO为6.89mg/L和内回流比200%下,系统脱氮效能强化约5mg/L;通过将厌氧池改为消氧区并按AO脱氮工艺运行,可控制硝化液高浓度DO导致的进水碳源损耗,在内回流比200%和硝化液DO为3~4mg/L下,系统脱氮效能平均强化2.14mg/L,可节省碳源乙酸钠溶液投加成本7.1万元/月,节省运行电费2.4万元/月;通过基于进水磷酸盐浓度确定化学协同除磷药剂投加量,在99%进水磷酸盐不超过1.18mg/L和PAC溶液投加量20mg/L下,二级出水磷酸盐通常不超过0.24mg/L,与优化前相比,化学协同除磷药剂投加量降低120mg/L,节省投加成本8.6万元/月;通过提升二沉池集水槽液位控制跌水充氧作用,低温季节反硝化滤池单元碳源投加量可降低约7mg/LCOD,投加成本可节省约7.1万元/月。

果汁废液作为碳源强化生物脱氮效果的研究

针对污水处理厂生物脱氮碳源缺乏、需外加大量商品碳源、投加成本过高的问题,研究采用果汁废液作为补充碳源,考察其强化生物脱氮的效果,并进行工程应用。结果表明,果汁废液有机物含量高、可生化性好、氮磷含量低,其作为补充碳源投加5%(体积分数)时,第一阶段反硝化速率是污水厂原水的5.79倍。通过水解酸化预处理可进一步提高果汁废液中易降解有机物含量,平均提高57%。工程投加24 t/d的果汁废液,较仅投加乙酸钠系统出水TN可降低2~3 mg/L,减少乙酸钠投加量0.6~0.9 t/d,年节约成本24~36万元。

基于总氮达标的河南省某污水处理厂提标改造工艺研究

总氮达标排放是目前城市污水处理厂提标改造的重点。在对河南省某污水处理厂进水水质调查分析的基础上,针对原有工艺存在总氮超标的风险,进行"增加碳源精准投加系统并将生物池运行工艺调整为倒置A2O工艺"的提标改造,提高了污水中总氮的去除效率,确保污水处理厂出水稳定达标排放。结果表明:自2018年5月调试运行以来,出水水质稳定达到贾鲁河流域水污染物排放标准(DB 41/908-2014)。

生物脱氮除磷外加碳源技术探讨

随着工业发展和生活水平的提高,城镇污水中所含的氮磷比例不断升高,碳源不足已成为许多污水处理实际工程中必须面对的问题,外加碳源常常成为首选,但外加碳源费用昂贵,导致污水处理费用剧增,如何选择合适的外加碳源,具有十分重要的意义.本文就目前生物脱氮除磷过程中外加碳源的种类以及处理效果进行了分析和比较,并对不同外加碳源的发展进行了展望.

森林生态系统土壤碳影响因素研究

通过森林土壤碳的组成、分布情况,分析森林土壤碳动态变化原因及规律,研究氮沉降、外加碳源和土地利用方式等因素的变化对森林生态土壤碳的影响,为森林生态系统土壤碳及碳汇研究提供基础科学支撑。

东北地区超低温条件下生化系统脱氮除磷稳定性研究

在环境温度-30~-10℃、进水温度4.5~7.5℃的条件下,通过采取污泥回流至调节池、投加有机碳源(60 kg COD/600 m^(3)进水)、控制DO为4~6 mg·L^(-1)和二沉池出水化学除磷等优化措施,可使生化系统内污泥质量浓度MLSS保持在3500~4000 mg·L^(-1),出水TN质量浓度逐渐下降至15 mg·L^(-1)以下,出水TP控制在0.5 mg·L^(-1)以下。

生活污水处理厂进水碳源不足与总氮去除的研究

本文简要分析生活污水处理厂进水碳源现状,重点分析生活污水处理厂进水碳源不足的解决方法,并以生活污水处理厂总氮去除工艺作为切入点,对A2/O工艺、氧化沟工艺以及CASS工艺进行研究分析,希望能够为相关人员提供参考。

葡萄糖为碳源时对脱氮除磷效果的研究

碳源是影响生化过程脱氮除磷能力与效率的主要因素。以葡萄糖为外加碳源条件下活性污泥处理系统总氮的去除效率从52%提高到73%,总磷的去除效果从80%提高到92%。从污水处理厂运行稳定性和经济性考虑,碳源投加量在40mg/L的情况下能够稳定实现对总氮和总磷的出水要求。