低浓度氨氮污水厌氧氨氧化影响因素试验

针对我国城市污水氨氮浓度低、碳源不足的特征及处理出水难以达标的情况,采用序批式生物反应器(SBR)研究低浓度氨氮条件下厌氧氨氧化反应途径及其影响因素.采用自配进水.经过5个月的厌氧运行,成功启动了厌氧氨氧化反应器.在稳定运行期,NH4 -N平均去除率这94.5%;NO2--N平均去除率达97.4%.在此基础上,研究了pH值、温度及化学需氧量(COD)对厌氧氨氧化反应过程的影响,并确定各因素的最佳控制范围.研究结果表明:在低质量浓度氨氮(NH4 -N～12 mg/L)条件下,厌氧氨氧化反应pH值为7.5～8.0、温度为30～35℃、COD为0～50 mg/L时反应达到最佳状态,为我国低浓度氨氮城市污水的生物脱氮提供了新的途径.     

厌氧氨氧化反应器启动运行研究进展

厌氧氨氧化技术作为一种新型脱氮技术,在废水生物脱氮领域具有良好的应用前景,介绍了厌氧氨氧化技术机理,并阐述了厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应的影响因素;分析了近年来采用不同反应器、不同泥源进行ANAMMOX反应启动和运行研究进展,对不同研究的启动时间、完成启动的评判标准、运行控制条件等进行了比较.     

厌氧氨氧化菌混培物的培养及上流式厌氧污泥床反应器运行

采用污泥混合接种的方法,利用UASB(厌氧污泥床)反应器完成了厌氧氨氧化混培菌的培养与驯化并启动了实验室规模的厌氧氨氧化反应器。当含氮模拟废水进水氨氮浓度和亚硝氮浓度分别为3～5mmol/L和4～6mmol/L,进水氨氮、亚硝氮的容积负荷分别为2mmol/(L·d)和2.5mmol/(L·d),氨氮、亚硝氮的最大去除率分别可达63%和78%。对UASB反应器工艺运行条件的研究表明:厌氧氨氧化反应的最适pH为7.5,最适反应温度为35°C。厌氧氨氧化反应速率与亚硝氮浓度有关,当亚硝氮浓度大于10mmol/L时对厌氧氨氧化反应具有明显的抑制作用。     

厌氧氨氧化工艺在厌氧复合床反应器中的启动运行

采用厌氧复合床,经自养型反硝化过程转化,成功启动了厌氧氨氧化反应器,共耗时165 d.反应器启动成功后,容积负荷达到了0.17 kg总氮/(m3·d),NO2-—N与NH4 —N去除率分别为100%和93.04%.稳定运行时,NH4 —N去除量、NO2-—N去除量与NO3-—N生成量之间的比值约为1∶1.18∶0.28.扫描电镜镜检发现,试验中的优势菌大小约为1,μm,呈圆形或椭圆形,成簇聚生,表面可观察到明显的漏斗状缺口,具有典型的厌氧氨氧化菌特征.     

上流式曝气生物滤池脱氮性能研究

文章对单级上流式曝气生物滤池的脱氮性能进行了初步研究。研究结果表明,在进水有机负荷为4～12kgCOD/(m3·d)、水力负荷1～4m3/(m2·h)及气水比1∶1～5∶1的工艺条件下,COD和NH3-N的去除率达到70%～86%和53%～79%。在水力负荷较低时,控制气水比可以实现同步硝化反硝化。     

一种新型生物脱氮工艺--亚硝化/自养反亚硝化工艺

介绍了一种新型生物脱氮工艺——亚硝化／自养反亚硝化工艺；详细论述了该工艺的发展沿革、反应理论基础、影响因素及其反应的特点和优点等；通过列出相关的反应方程式、反应示意图等进行说明和对比，充分凸现了该工艺的优点。     

厌氧氨氧化工艺研究新进展

厌氧氨氧化是一种全新的生物脱氮工艺。对于处理低碳氮比废水,与传统方法相比,它具有节省氧耗、无需外加有机碳源、污泥产量低等优点,成为近年国内外研究的热点,是未来污水生物脱氮技术发展的主流。     

厌氧氨氧化工艺的基质抑制及其恢复策略

氨和亚硝酸盐是厌氧氨氧化菌的基质,但同时也是毒性物质.通过提升UASB反应器的进水基质浓度研究了两种基质的抑制特性,针对其抑制特性,研究了不同的恢复策略及其恢复性能.结果表明,亚硝酸盐的毒性显著强于氨,当亚硝酸盐抑制相对较轻时(出水亚硝酸盐浓度低于抑制常数K_(IH,NO_2~--N):632mg/L),通过降低进水基质浓度,反应器的脱氮性能可快速恢复(恢复时间为15d,恢复程度为100%);当亚硝酸盐抑制相对较重时(出水亚硝酸盐浓度高于632mg/L),采用慢速恢复策略,有效恢复时间为39d,恢复程度仅为89%.当游离氨浓度达83—130mgN/L时也可抑制反应器的脱氮功能,及时调低反应液pH值6.8—7.0可有效解除游离氨抑制,反应器的脱氮性能可较快并完全恢复(恢复时间1d,恢复程度100%).     

厌氧生物转盘氨氧化系统中脱氮机理与途径

利用NH4+,NO2-,NO3-和pH等4种离子选择性微电极,研究了不同基质浓度条件下厌氧氨氧化系统中颗粒污泥内部氮素迁移转化的空间分布特征.结果表明:当基质浓度充足时,从颗粒污泥表面到内部的氨氮和亚硝酸盐氮浓度以一定比例同时降低,发生了以厌氧氨氧化反应为主的特征反应;当氨氮浓度受限时,污泥颗粒外层区域(0～1 200μm)发生厌氧氨氧化脱氮途径,内层区域(1 200～2 500μm)发生以亚硝酸盐氮降低为特征的反硝化途径;当只存在NOx-时,颗粒污泥内部发生反硝化的特征反应.因此,厌氧生物转盘氨氧化系统中至少存在厌氧氨氧化和自养反硝化两种生物脱氮途径.     

分段进水对生物转盘厌氧氨氧化性能影响研究

在厌氧生物转盘反应器中研究了分段进水对厌氧氨氧化系统脱氮性能的影响。当采用单点进水时,进水亚硝酸盐氮浓度升高至300mg/L时,出水氨氮和亚硝酸盐氮的去除率同时降低到70%左右,表明了较高的亚硝酸盐氮对厌氧氨氧化菌的抑制作用。当采用分段进水时,生物转盘的面积去除负荷由11.5提高到17g N/(m2d),系统脱氮能力提高了47.8%;对沿程盘片上生物膜厚度测定结果表明,生物量增加是系统脱氮能力提高的主要原因。     

厌氧序批式反应器培养厌氧氨氧化污泥

为从厌氧序批式反应器中接种好氧硝化污泥,对厌氧氨氧化污泥的培养进行了研究.采用含氮模拟废水,在进水pH值为7.2-7.8、温度为(30±1)℃的条件下运行142d,成功培养出厌氧氨氧化污泥.实验结果表明:在水力停留时间为1.2d、总氮容积负荷(以N计) 为0.4318kg/(m3·d)时,总氮去除率最高达到93.3%,平均为80.5%;氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高达到93.9%和99.8%,平均为81.2%和85.7%;氨氮和亚硝酸盐氮去除的比例(摩尔比)为1:(1.387±0.024),反应器内主要发生厌养氨氧化反应,说明采用厌氧序批式反应器是培养厌氧氨氧化污泥的一条途经.     

厌氧氨氧化反应器运行过程微生物群落演替分析

为探究厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程中微生物群落结构的演化,采用高通量测序技术对ANAMMOX反应器中微生物群落结构进行分析.结果表明:反应器运行61d后氮去除负荷达到1.04kg·N·m^-3·d^-1,总氮去除率达75%以上.反应器中微生物多样性较为丰富,存在变形菌门、绿曲挠菌门、绿菌门、浮霉菌门等微生物.从启动到稳定过程中微生物群落结构趋于稳定.其中和脱氮相关的变形菌门和浮霉菌门合计占比达40%以上.ANAMMOX菌所在的浮霉菌门比例随运行时间延长而逐渐增加,是反应器脱氮效能提高的主要原因.反应器内占据优势地位的ANAMMOX菌主要为Candidatus Kuenenia属,占比14%左右,同时还有少量Candidatus Brocadia属.     

丙酸盐对厌氧氨氧化除氮性能及群落结构的影响

为了探究有机碳对厌氧氨氧化的长期影响,向厌氧氨氧化膜生物反应器中添加不同浓度的丙酸钠,研究对反应器的除氮效能以及微生物的种群结构和功能变化.结果表明:反应器主要的脱氮过程由Candidatus Brocadia完成,当丙酸钠浓度为100 mg/L时,反应器中由于异养细菌的生长,可实现碳氮的同步去除,平均总氮去除率可达9...     

有机碳源环境下的厌氧氨氧化批式实验

通过厌氧氨氧化批式实验,研究了在有机碳源环境下COD/NH4 -N比、pH值以及NO2--N浓度对厌氧氨氧化反应的影响.结果表明:在有机碳源环境下,厌氧氨氧化作用和反硝化作用可以同时存在;适宜的COD/NH4 -N比值范围在0~1.57之间;适宜的pH值范围应该在6.02~8.50之间,最适pH值为8.00;为了得到较好的脱碳和脱氮效果,在初始COD值为300mg/L时,初始NO2--N浓度不宜超过500mg/L,否则会抑制厌氧氨氧化反应和反硝化反应的进行.     

厌氧氨氧化反应器的稳定性及其模糊评价

采用统计学和模糊数学方法对厌氧氨氧化（ANAMMOX）反应器的运行稳定性进行了定量的对比研究．结果表明：同一构型的反应器对不同类型的冲击负荷具有不同的效应，基质浓度冲击下反应器的稳定性参数值是水力负荷冲击下的1．68～5．44（平均为2．9）倍；ANAMMOX反应器的抗水力负荷冲击能力明显强于抗基质浓度冲击能力；不同构型的反应器对同一类型的负荷冲击也有不同的响应；颗粒污泥床的抗基质浓度；中击能力最强，生物膜反应器次之，厌氧序批式反应器（SBR）最弱；SBR的抗水力负荷冲击能力最强．颗粒污泥床次之，生物膜反应器最弱．模糊综合评价表明，颗粒污泥床的抗冲击负荷能力最强，生物膜反应器次之，SBR最弱．     

较长泥龄时SUFR系统运行效果的试验分析

结合螺旋升流式反应器(Spiral Up-Flow Reactor,SUFR)的特性,通过对比试验分析SUFR系统在较长泥龄时(主要在32d左右)运行的工艺特点.试验结果表明,SUFR系统(θc=32 d)出水COD和TN分别小于40 mg/L﹑10 mg/ L;SUFR系统(θc=32 d)除磷率随着泥龄的延长有一定的下降,但出水TP一直稳定在0.5 mg/L内; SUFR系统(θc=32 d)的SOUR值为10～18 mgDO/(gVSS·h)之间.这说明,接近活塞流特征的SUFR系统可以减轻较长泥龄对污水处理的负影响.该系统具有更宽的泥龄适应范围.     

无污泥持留序批式反应器的脱氮理论模型

提出无污泥持留序批式反应器并建立其动力学理论模型．模型推导表明：反应器的脱氮效能是水力停留时间、曝气比率、进水周期等操作因子的函数；通过调控水力停留时间、曝气比率等因素，能调节反应器的好氧菌筛选因子和厌氧菌筛选因子，完成硝酸菌的洗出和反硝化菌的积累．模型极限分析表明现有Sharon反应器的实质是反应周期为零的无污泥持留序批式反应器．以荷兰Dokhaven污水处理厂的Sharon反应器为例，模型计算结果表明在水力停留时间为2．6d、反应周期为2h、曝气比率为0．175时，厌氧菌筛选因子值为0．020，低于反硝化菌的最大比生长速率0．034，好氧菌筛选因子值为0．093，介于亚硝酸菌最大比生长速率0．137与硝酸菌最大比生长速率0．082之间，此时反应器的理论氨转化率为98．9％，总氮脱除率为97．6％．     

反硝化型厌氧甲烷氧化耦合厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

反硝化型厌氧甲烷氧化(Denitrifying Anaerobic Methane Oxidation, DAMO)耦合厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)脱氮工艺在实现能源废水处理方面具有很大的潜力。DAMO-Anammox脱氮工艺能同时将甲烷、氨氮和硝酸盐转化为无害的N₂和CO₂,在无需额外能量消耗下实现废水中的碳氮循环,有望成为未来环境友好型废水处理的主要技术。本文讨论了DAMO-Anammox微生物的协同和竞争机制,不同电子受体的类型对脱氮过程中微生物胞外电子传递机制及脱氮除甲烷效率的影响,指出了目前DAMO-Anammox脱氮工艺存在的功能微生物富集困难、气液传质效率差和脱氮性能不足等应用瓶颈,总结了如新型反应器构型的设计、人工电子中介体投入和电化学强化等相对应的改进策略,为该工艺的进一步研究和规模化应用提供参考。