短程硝化-反硝化过程中氮素形态变化研究

 为防止湖泊和其他受纳水体富营养化的发生, 各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷。短程硝化一反硝化是污水节能脱氮新技术之一, 其关键在于实现短程硝化。影响短程硝化反硝化的主要因素有温度、pH,氧气含量等等。研究结果表明,在水温为16.5℃,pH为7.4时,NH+4 N和TN的去除效果分别为42.59%和25.26%,是3个月中去除效果最好的,水温为11.5℃时次之,水温为7℃时,NH+4 N和TN的去除效果最差。可见温度是控制该过程脱氮效果的主要因素。     

反硝化除磷机理及影响因素研究进展

反硝化除磷可实现以相同的基质同时完成脱氮和除磷的过程,是国内外废水生物处理研究的热点之一。讨论了反硝化除磷的机理及缺氧池N O 3-负荷、C/N比、溶解氧和好氧池与缺氧池体积比、NO2-等因素对反硝化除磷的影响,为反硝化除磷过程的模拟、试验研究和实际应用提供了参考和依据。     

人工湿地中生物脱氮新路径分析

综述了人工湿地中除氮的传统路径和新型路径,包括氨化、硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化和全程自养脱氮等脱氮方式,对生物脱氮的机理、优越性、影响因素以及在人工湿地中的应用现状进行分析,为采用新型脱氮路径,建立脱氮效果更好的人工湿地奠定了基础.     

反硝化除磷系统的驯化及反硝化聚磷菌的筛选

利用城市河道底泥,通过厌氧／缺氧／好氧（A2O）工艺驯化反硝化除磷系统,采用BTB培养基、异染粒及PHB（聚β-羟基丁酸）染色等方法,从反硝化除磷系统中分离筛选出反硝化聚磷菌,并通过16SrDNA序列测定分析其遗传背景。在该试验条件下,反硝化除磷系统的氮磷的去除率超过80％。从反硝化除磷系统中分离筛选出DPB—A511、DPB—A9和DPB—AIO3株反硝化聚磷茵,其氮、磷去除率均超过50％。这3株菌中DPB—A511、DPB—A9分别与Dechloromonas aromatica、Candidatus accumulibacter phosphatis的相似性均达到97％,DPB—AIO与Bacilluspumilus的相似性达到99％。     

AAO耦合生物滤池法处理抗生素类生产废水机理探讨

针对抗生素生产废水难处理的特点,采用"AAO+生物滤池+絮凝沉淀"耦合技术处理抗生素类混合工业废水,取得了良好的处理效果。各生物段机理分析表明:在厌氧单元主要是发生水解酸化、开环、断链和释放磷,厌氧池同时生长着大量的反硝化聚磷菌,同步实现反硝化脱氮和除磷作用;缺氧池主要发挥反硝化作用,同时发生一定的缺氧吸磷作用;好氧池主要发挥了去除有机物、好氧硝化和好氧吸磷的功能,且同时发生好氧反硝化,同步实现去除有机物、脱氮和除磷;生物滤池对COD、氨氮和TP的去除主要是物理拦截、化学氧化和生物代谢等协同作用的结果。     

厌氧/缺氧环境驯化短程反硝化聚磷菌

以污水处理厂二沉池活性污泥为种泥,采用直接加药和厌氧/缺氧交替运行的驯化方式驯化46 d,使得缺氧脱氮率、除磷率分别稳定在95%、93%以上。试验结果表明,磷的吸收量和亚硝酸盐的消耗量基本呈线性关系,可以认为系统完成了污泥的驯化,经测试表明,短程反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的75%。     

CASS反应器中反硝化除磷污泥的微生物群落结构

为深入了解CASS系统内的反硝化除磷污泥微生物群落结构,对反应器内初始接种污泥和驯化成功的污泥进行高通量测序分析,测序结果显示CASS系统反硝化除磷污泥中富集了一定比例的、具有脱氮除磷能力的菌群,优势菌群主要有变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。目水平上鞘脂杆菌目(Sphingobacteriales)和红环菌目(Rhodocyclales)丰度增长较大,科水平上红环菌科(Rhodocyclaceae)的丰度增长最大,可能包含具有反硝化功能的菌群。此分析结果也显示出CASS系统具有一定的脱氮除磷功能。     

膜序批式生物反应器（MSBR）脱氮除磷性能研究

[目的]研究膜序批式反应器系统（MSBR）对城市生活污水的脱氮除磷性能。[方法]采用厌氧-好氧-缺氧＋膜出水的运行方式（AOA—MSBR）。考察MSBR系统对生活污水的脱氮除磷性能去除效果,并分析氮磷的去除机理。[结果]在水力停留时间为11h,污泥浓度为4000—5000mg／L的条件下,通过AOA—MSBR运行方式可实现高效脱氮除磷功能,对COD,氨氮、总氮、总磷平均去除率分别达到95％、97％、89％和90％,且系统具有较强的抗冲击负荷能力。MSBR系统存在同步硝化反硝化和反硝化除磷现象,分别占总氮和总磷的总去除率的15．5％和16．5％。[结论]在厌氧-好氧-缺氧的环境下,MSBR系统具备很好的硝化和反硝化条件,有利于氮磷的去除,同时系统存在同步硝化反硝化和反硝化除瞵现象,增强了对氮磷的去除能力。     

泥龄对反硝化除磷效能的影响

在厌氧/缺氧(A/A)SBR反应器中考察了污泥龄对反硝化除磷系统效能的影响。结果表明,泥龄对污水中有机物的降解并无明显影响,进水COD基本上都能降解完全;系统脱氮效能受SRT影响不大,只要系统保持SRT大于多数反硝化菌的时代时间,脱氮率基本在90%以上。除磷效果则对SRT变化较为敏感,SRT过低和过高都不利于系统的稳定运行,当SRT为18 d时是维持污泥浓度和除磷效果的最佳结合点。     

NO_3~-与NO_2~-对反硝化除磷性能的影响研究

硝酸盐和亚硝酸盐反硝化的对比试验研究结果表明：以硝酸盐为电子受体的反硝化污泥的驯化速率要快于以亚硝酸为电子受体的反硝化污泥驯化速率,无论是以硝酸盐还是亚硝酸盐作为电子受体,缺氧吸磷量均与厌氧释磷量正相关关系,厌氧释磷速率VNO3-∶VNO2-=1∶1.386 0;缺氧吸磷速率VNO3-∶VNO2-=1∶1.027 8。反硝化聚磷过程中电子受体的消耗量和磷酸盐的吸收量之间呈线性相关。以NO2-为电子受体的反硝化除磷速率是NO-为电子受体的2.7倍。     

反硝化聚磷菌C18脱氮除磷特性研究

从城市生活污水处理厂好氧池活性污泥中筛选出的一株反硝化聚磷菌C18,经16S rDNA初步鉴定为假单胞菌(Pseudomonas grimontii)。C18在pH 6.5~7.5之间能正常生长,pH为7.5时,脱氮除磷效果最好。C18生长对温度没有特殊要求,当温度为30℃时,磷和氨氮去除率分别达到85.9%和83.6%。厌氧/缺氧最佳连续培养时间为厌氧2 h、缺氧4 h。     

黄花鸢尾对富营养化水体净化的试验研究

利用黄花鸢尾(Irispseudoacorus)对含盐和氮磷较高的水体进行富营养化控制研究。结果表明,黄花鸢尾对于总氮、亚硝酸盐、硝酸盐等营养盐有较好的去除效果,水体中的硝酸盐变化趋势与溶解氧相同,氨氮变化趋势与溶解氧相反。黄花鸢尾可以有效地控制水中的叶绿素a,种植黄花鸢尾的水体中叶绿素a仅为对照的1/168,说明黄花鸢尾可以有效抑制藻类的繁殖生长。同时,种植黄花鸢尾能抑制水体pH值的提高,降低盐度,提高透明度,对改善水质有很好的效果。黄花鸢尾对营养盐的去除主要是通过植物根际微生物的作用。通过MPN(mostprobablenumber)法测定黄花鸢尾植物群落的分布可以看出,其根际的氮循环菌最为密集,由根际向外呈递减趋势。     

绿狐尾藻和空心菜对模拟池塘养殖尾水的净化效果分析

【目的】探究绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides Gaudich）和空心菜（Ipomoea aquatica Forsk）在漂浮环境培养条件下对不同氮磷水平养殖尾水的适应性及对氮磷营养的吸收和去除效果,为促进2种植物在池塘养殖尾水处理中的推广应用提供参考。【方法】以绿狐尾藻和空心菜为供试植物,设总氮（TN）和总磷（TP）浓度分别为5、10、15 mg/L和1、2、3 mg/L的低（A）、中（B）、高（C）3组模拟养殖尾水,比较2种植物在培养42 d时的生物量、氮磷累积量,以及对水体氮磷的去除能力。【结果】绿狐尾藻在A、B、C组持续生长42 d,其42 d净增生物量和氮磷累积量随生长时间延长、水体氮磷浓度增加而增加,最大值出现在C组;空心菜在A、B、C组正常生长28 d,其42 d净增生物量和氮、磷累积量随水体氮磷浓度增加而下降,最大值出现在A组。在42 d的试验期内,绿狐尾藻对水体氨氮（NH₄+-N）、TN、活性磷（SRP）和TP的去除率最高,氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而上升且去除氨氮能力最强,最大值出现在C组;空心菜的氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,且28 d后植株生长和去除能力下降。植物氮磷吸收贡献率结果显示,3组模拟养殖尾水中,绿狐尾藻植物吸收的氮磷贡献率介于33.65%~99.82%,高于空心菜的2.34%~62.21%。绿狐尾藻对低、中、高氮磷水平模拟养殖尾水的适应性优于空心菜;植物吸收是绿狐尾藻去除水体氮磷的主要途径。【结论】绿狐尾藻对水体氮磷的适应范围较广,表现为喜高氮磷,对水体氮磷水平的适应能力、生长和水体净化能力优于空心菜,可用于南方池塘养殖尾水的长期净化,应用潜力优于空心菜。空心菜的生长和对水体氮磷的去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,应用于夏秋季池塘养殖尾水处理时宜定期收割以保证净化效果。     

晋城市丹河水体中氮利用细菌研究

[目的]探讨丹河水体中氯利用菌的分布及生物多样性特征。[方法]在丹河的赵庄断面水面下10～20cm深处采集水样（7次）,采集时间为1年,微生物菌落按不同菌落特征分类计数,研究了丹河水体氮利用菌的数量分布和特征。[结果]水体中固氮菌、氨化细菌、硝化细菌年平均数分别为140、1179和691CFU／ml,亚硝化和反硝化细菌年平均数分别为647和369MPN／ml。氮素转化菌在水体环境中的数量分布与季节、营养状况等有关,固氮菌主要受总氮影响较大,反硝化细菌主要受总氮和总磷的影响,固氮菌和硝化细菌的数量分布与反硝化细菌的数量分布均具有一定的一致性。[结论]丹河水体中的氮利用菌中氨化细菌分布较多,硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌次之,固氮菌则相对较少。     

富营养化水体生物修复研究进展

近年来,大量含有氮、磷元素的营养物质排入河湖加剧了水质下降及水体富营养化进程,影响到水体的生态环境,控制水体富营养化成为当务之急;削减水体氮、磷负荷是消除富营养化、恢复生态系统的关键,在外源性营养物质减少后,对内源性营养物质的控制中,生物措施越来越受到重视。其中生态浮床技术最具经济和技术合理性,国内研究主要包括浮床植物的筛选、浮床的机理、浮床材料及应用等方面;微生物强化技术是利用微生物作为生态系统的分解者,通过脱氮菌、去磷菌、光合细菌、复合光合细菌、有效微生物群(EM)、溶藻菌等去除水体污染,由于传统微生物修复的限制,新型脱氮菌群、反硝化聚磷菌的筛选以及固定化技术、微生物制剂等的应用成为研究的新热点,今后生物修复富营养化水体更加侧重于植物—微生物的联合应用。     

连续流A／O／A工艺中反硝化聚磷菌的富集及种群跟踪

[目的]为反硝化除磷工艺的实际应用提供依据。[方法]利用连续流A／O／A工艺富集反硝化聚磷菌,并采用平板计数法和PCR—DGGE法对功能茵群进行跟踪和鉴定。[结果]活性污泥中的反硝化菌、聚磷茵和反硝化聚磷菌分别增加了7．1×10^2、8．1×10^4和8．0×10^5倍;稳定运行时活性污泥中存在3种优势茵种,a菌群与产碱杆菌属的同源性高达96％,为反硝化聚磷茵;b菌群与副球菌属的同源性高达94％,同样为反硝化聚磷茵;c菌群与紫色杆菌属的同源性高达96％,既是一种反硝化茵,也是一种酵解茵。其中副球菌具有反硝化聚磷功能尚未见报道;稳定运行出水指标为：COD47．0mg／L、PO4^3-P0．2mg／L、NH4一N2．6mg／L和NO3-一N3．5mg／L。[结论]采用先启动膜法硝化池、后启动泥法反硝化除磷池（厌氧和缺氧）的功能茵富集方式是可行的,且A／O／A工艺是可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准的要求。