猪场废水厌氧消化液好氧处理过程酸化改进及菌群结构变化

采用序批式反应器(SBR)工艺直接处理猪场废水厌氧消化液,处理系统发生酸化,对COD和NH_4~+-N去除效率较低。针对这一问题,文章试验了两种改进方案,分别是接种厌氧氨氧化污泥(AN)和厌氧消化液中添加猪场废水原水(RW)。考察了不同改进方法对污染物的去除效果,并使用Miseq高通量测序技术分析了污泥中微生物多样性的变化情况。研究结果表明:与SBR直接处理猪场废水厌氧消化液相比,AN和RW组对COD去除率分别提高60.2%和102.6%,总无机氮(TIN)去除率分别提高了11.1%和73.3%,RW组的改进效果最明显。3个反应器中主要氨氧化细菌(AOB)是亚硝化单胞菌(Nitrosomonas),其对照(CG)组(7.9%)和AN组(4.2%)的相对丰度高于RW组(0.79%);RW组富集的氨氧化菌(AOB)相对丰度小于亚硝酸盐氧化菌(NOB);这些可解释CG组和AN组出现亚硝酸积累,而RW组没有出现亚硝酸盐积累。只有AN组出现厌氧氨氧化细菌的富集但相对丰度比较低(Candidatus_Brocadia=0.05%)。AN组厌氧氨氧化菌相对丰度低于高效的自养脱氮的需求。     

加碱对猪场废水厌氧消化液好氧处理过程酸化改进作用及其对菌群结构的影响

文章采用序批式活性污泥反应器(SBR),探讨了加碱(Na_2CO_3)对猪场废水厌氧消化液好氧处理酸化的改进作用及其对污染物去除的影响。在运行203天观察结果表明,混合液pH值从未加碱的5.7增长到加碱的7.9,NH_4~+-N去除率从76.8%增长到99.0%,但对COD,TIN和TP去除效果提高不明显。使用Hiseq高通量测序技术分析了污泥中微生物多样性的变化。研究结果表明:与SBR直接处理猪场废水厌氧消化液的对照(CG)组相比,加碱(AA)组富集的氨氧化细菌(AOB)(Nitrosomonas)的相对丰度远远大于亚硝酸盐氧化菌(NOB)(Nitrospira);可从微生物群落上解释加碱(AA)出现亚硝酸积累的原因。     

AF+SBR工艺对屠宰废水处理效果的实验研究

本实验研究AF(厌氧生物滤池)+SBR(序批式活性污泥法)组合工艺对屠宰废水的处理效果,为屠宰废水处理提供一种科学经济有效的方法。AF+SBR组合工艺以3L/T的流量进水,总HRT为24h,厌氧12h,好氧12h,曝气量保持在30L/min,对屠宰废水的CODcr,NH4+-N,TP,TKN(凯氏氮)去除效果进行分析研究。实验结果表明,CODcr,NH4+-N,TP和凯氏氮去除率分别可达90%,95%,70%,90%,各项出水指标均达到了农田灌溉的标准。     

猪粪厌氧消化液两阶段闭式循环氨脱除工艺优化

针对氨吹脱工艺碱消耗量大、填料塔填料易结垢造成压降、塔板塔易夹带雾沫、漏液的技术缺陷和尾气氨吸收不完全的问题,设计了两阶段闭式循环氨脱除工艺,并利用研发的鼓泡反应器进行了猪粪厌氧消化液NH+4-N脱除的研究。利用响应面法优化气流量、投碱量、气液比与NH+4-N去除率的控制模型。研究表明:第1阶段吹脱厌氧消化液CO2,消化液p H值1 h可从8.03升高到8.86;第2阶段在气流量、投碱量和气液比分别为6 L/min、22.13 g和3 000时,NH+4-N去除率可达96.78%;两阶段闭式循环氨脱除工艺可用于未固液分离的猪粪厌氧消化液NH+4-N的脱除,鼓泡反应器可作为该工艺条件下的NH+4-N脱除装置。     

接种不同污泥的厌氧氨氧化反应器的启动与运行

采用两套相同的小试USAB系统,分别接种普通厌氧颗粒污泥与好氧活性污泥的混合污泥和河底污泥,以含NH4 和NO2-的自配废水为进水,在30℃和水力停留时间分别为10 h和7 h的条件下,经过320 d和264 d的运行,均成功实现了厌氧氨氧化过程,氨氮去除率达到95%和81%,亚硝酸氮去除率达到99.4%和88.5%,进水氨氮负荷达到1.25 kgNH4 -N*m-3d-1和0.82 kgNH4 -N*m-3d-1;污泥性状发生了较明显变化,在其中一个反应器中获得了厌氧氨氧化颗粒污泥,扫描电镜观察发现污泥中主要存在形状不规则的细菌;两个反应器稳定运行时所去除的氨氮与亚硝酸氮的比值约为1.05,与文献报道有显著差别.     

季节变化对潜流人工湿地除磷脱氮的影响

为了解季节变化对潜流人工湿地脱氮除磷效果的影响,以红砖作为基质、美人蕉作为湿地植物构建了潜流人工湿地,并对其不同季节的脱氮除磷效果进行了测定。结果表明：该人工湿地对NH4+-N和TP的去除效果随季节变化而变化,在夏季达到最高,二者均约为80%左右,冬季最低,其中NH4+-N去除率约为10%,TP去除率约为20%;NH4+-N和TP的去除率随季节变化由高到低的顺序均为夏季>秋季>春季>冬季。     

SBR法处理奶牛场废水的实验研究

实验采用生活污水处理厂二沉池污泥和消化污泥驯化培养作为SBR接种物对奶牛场废水进行处理,大约15天污泥驯化成熟,成熟污泥沉降比SV30在30%左右,驯化阶段CODCr和NH3-N去除率浮动较大;接种后,SBR反应器运行稳定,进水CODCr在500～3000mg/L之间变化时,去除率基本稳定在80%左右,反应器具有抗负荷冲击能力;TKN去除率随进水TKN含量增加而略有降低,NH3-N去除率可达99%.     

SBR法在农村生活污水处理中的应用

SBR法的工艺流程简单,且造价低,主体设备只有序批式间歇反应器,无二沉池与污泥回流系统,初沉池也可省略,布置紧凑,占地面积小,可根据水质和水量情况灵活运行,具有良好的脱氮除磷效果.采用SBR法处理农村生活污水,COD,BOD,SS,TNP和NH3-N去除率高,并且都能达到GB8978-1996中一级排放标准.     

成都地区不同人工湿地脱氮除磷效果研究

分别构建无植物、种植伞草、种植黄菖蒲以及伞草和黄菖蒲组合种植的四种人工湿地系统,通过对污水的脱氮除磷效果的测定和分析比较了成都地区不同人工湿地的污水净化效果。结果表明试验期间组合植物人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为50%左右,黄菖蒲人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为42%左右,伞草人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为35%左右,无植物人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为30%左右。     

电极-SBBR法对沼液硝化反硝化脱氮的研究

采用电极-SBBR法处理沼液,在优选工况条件下,探讨了极电压,DO,填料密度等工艺参数对脱氮效果的影响。结果表明,在电极-SBBR反应器内,工况为瞬时进水→厌氧(1.0 h)→曝气(4.0 h,通电)→沉淀(2.0 h,通电)→瞬时出水,极电压为15 V,控制DO在4~5 mg·L-1范围内,填料密度为30%时,沼液能够取得良好的脱氮效果,NH+4-N,TN去除率分别达到94.44%,88.06%。整个系统能够为发生同步硝化反硝化创造条件,极大地提高了脱氮效率。     

排水暗管外包材料渗透性与除氮效果试验研究

测定了5种排水暗管外包材料(麦秸秆、锯末、陶粒、沸石、纤维球)的透水特性,并分析了不同外包材料及其厚度的去氮效果。结果表明,各外包材料对氨态氮和硝态氮的去除能力存在差异,无机材料对氨态氮的吸附能力较强,有机材料对硝态氮的去除能力更好;10cm厚度时锯末除氮效果最好,去除率为55.1%,而在30cm厚度时沸石相对更好,去除率为76.2%;外包料的厚度对总氮的去除能力呈正相关关系,每增加10cm厚度,麦秸秆和锯末总氮去除率增加6%～8%,陶粒和沸石总氮去除率增加6%～28%,纤维球总氮去除率增加10%～20%。     

保水材料对河套灌区土壤硝态氮和铵态氮动态变化的影响

为了研究内蒙古河套灌区农业化肥面源污染检测和治理措施,采用大田土壤淋溶试验,分析了河套灌区农田在保水材料处理下,玉米生育期内土壤硝态氮、铵态氮累积量及动态变化特征。结果表明,与CK相比,保水材料处理玉米苗期土壤NO_3~--N累积量平均提高20.49%,收获期平均降低13.98%;苗期土壤NH_4~+-N累积量平均提高35.21%,收获期平均降低28.93%。保水材料有效地抑制了氮素的淋溶损失,提高了氮素利用率,同时保证了玉米生育后期有效氮的供应,避免短时间内氮素的大量累积,在一定程度上减少了化肥面源污染,为农业面源污染治理提供有力措施。     

生物炭对鸡粪好氧堆肥主要氮素形态含量影响与保氮机制

生物炭对鸡粪好氧堆肥过程氮素形态含量影响及保氮机制的研究对有害气体减排、氮素减损控制以及好氧堆肥工艺的深度优化具有重要意义。以鸡粪和麦秸为主要原料,通过添加适量生物炭,利用实验室智能型好氧堆肥反应器系统进行了好氧堆肥试验。基于获取的主要理化、生物学指标以及氮素存在形态动态数据,结合扫描电镜和主要种类微生物数量动态变化分析,研究了好氧堆肥过程主要氮素形态含量变化并初步阐释了生物炭保氮机制。研究结果表明:添加生物炭有利于鸡粪好氧堆肥过程氨气减排和减少氮素损失;堆肥过程氨气排放量与铵态氮浓度和硝态氮浓度分别呈显著正相关关系(r=0.783,p=0.0370.05)和高度显著负相关关系(r=-0.941,p=0.0170.05)。生物炭多孔结构能有效吸附铵态氮和氨气等氮素物质,降低堆体铵态氮浓度,进而减少氨气挥发;生物炭能为硝化细菌等微生物群落提供适宜的环境,有利于促进硝化反应并抑制氨气挥发。     

水肥一体化滴灌条件下氮素在土壤中的时空分布特征

水肥一体化灌溉是提高水肥利用效率的主要途径之一。试验采取单点源滴水施肥模拟滴灌条件下水肥一体化灌溉施肥过程,研究滴灌条件下氮素中的NO~-_3-N和NH~+_4-N在土壤湿润体中的时空分布特征。结果表明,在灌水施肥结束后的1周时间内,土壤湿润体中NO~-_3-N和NH~+_4-N在靠近灌水施肥点处的含量较高,由灌水点向外,随着距离的增大,其含量逐渐减小,在土壤湿润体的边缘,即湿润锋处,氮素的含量最低。随着时间的推移,NO~-_3-N和NH~+_4-N的分布变化表现为:NO~-_3-N的含量先增大后减小,在第5d达到最大值,此后含量有所降低。而NH~+_4-N的含量相对较低,其含量始终低于NO~-_3-N的含量,且一直在减小,特别是在第3d以后迅速减小,到第5d时湿润体内NH~+_4-N的含量甚至低于灌水前风干土的含量。     

光合细菌产氢过程中氮源利用实验

对从活性污泥中筛选出的光合产氢混合菌群进行了光合产氢实验,研究了氮源对光合细菌生长和产氢过程的影响,分析了光合产氢过程中混合菌群对氮源的利用规律。结果表明:光合细菌生长过程中对氮源有很强的选择性,无机氮源尤其是铵盐类物质最易为光合细菌所利用,有机氮源次之;以(NH4)2SO4为氮源,添加浓度为7 mmol/L时,菌体生长最为良好,在培养24~48 h内,(NH4)2SO4利用速率最大,最大消耗速率为0.105 mmol/L。不同种类氮源对光合产氢混合菌群产氢的影响不很明显,利用有机氮源产氢效果好于无机氮源。光合细菌以(NH4)2SO4为氮源,添加浓度为3.5 mmol/L时,菌体具有较强的产氢活性,光合产氢过程中氮源只在0~48 h内有少量消耗,菌体进入产氢高峰期后不再利用氮源。     

南四湖水体氮磷及叶绿素空间分布特征

研究分析了南四湖水体氮、磷、叶绿素a含量及空间分布特征。结果表明,南四湖水质主要参数在各湖区的分布存在明显的非均一性。南阳湖水体TN、DTN、NH4+-N、TP、DTP、PO43--P浓度均显著高于其他3湖区的,但独山湖、昭阳湖和微山湖水体不同形态氮、磷浓度间无显著差异;水体中DTN、NH4+-N与TN以及DTP、PO43--P与TP浓度呈显著相关;南四湖水体中叶绿素浓度的分布呈现出较大的差异,南阳湖水体叶绿素浓度最高、微山湖的最低,叶绿素a浓度与TN/TP比值、pH值间呈显著的对数负相关,与不同形态氮、磷及COD浓度间呈显著的对数正相关。     

稻田土壤中氮素运移转化规律的试验研究

通过大田试验,对宁夏银南灌区稻田土壤中氮素运移进行了研究,以探讨在不同排水条件下,稻田中氮素的迁移、转化规律。研究结果表明:水稻田中氮素淋失的基本形态为NO3--N和NH4+-N,在下渗水流的驱动下,NO3--N的下移深度明显大于NH4+-N;不同排水处理中,土壤剖面NH4+-N浓度呈现随深度增加逐渐降低的趋势,NO3--N浓度在地面以下100cm内随深度增加逐渐升高,超过100cm之后逐渐降低;每次施肥后,不同处理的排水中NO3--N和NH4+-N浓度均表现为短期内迅速上升,后期逐渐下降的趋势;氮素的淋失主要发生在6月9日(拔节期)以前,在此期间,应加强水肥管理,以减少氮素淋失。     

水肥耦合对水稻生长土壤呼吸与无机氮的影响

为研究不同灌水方式配施腐植酸肥对水稻干物质转运、碳含量和土壤呼吸速率以及无机氮含量的影响,在大田试验条件下设置了3种灌水方式（控制灌溉、淹灌和浅湿灌溉）和5种施肥方式（100%尿素（T1,为当地传统施肥方式,纯氮量110kg/hm2）、30%腐植酸肥+70%尿素（T2）、50%腐植酸肥+50%尿素（T3）、70%腐植酸肥+30%尿素（T4）和100%腐植酸肥（T5,1500kg/hm2）),共计15个试验处理,并对水稻的抽穗后期干物质转运、成熟期水稻各器官的碳含量以及土壤呼吸速率和无机氮含量进行观测。结果表明：水肥处理影响了水稻的干物质转运、碳含量和土壤呼吸速率以及氮素形态的积累,在CT5、WT5和FT5处理下水稻抽穗后期茎叶干物质转运相比较其他水肥处理,具有显著优势,且在成熟期各器官的碳含量也相对较大;随着腐植酸肥的增加,3种灌水方式下的土壤呼吸速率逐渐增大,控制灌溉不同施肥处理下的土壤呼吸速率大于淹灌和浅湿灌溉,而淹灌和浅湿灌溉各处理之间的差异不显著;腐植酸肥的增加,提高了土壤铵态氮和硝态氮含量,并在CT5处理下达到最大值。因此,控制灌溉下施加1500kg/hm2腐植酸肥,能够提高水稻的生长和改善土壤的呼吸和无机氮含量,综合考虑CT5处理为最佳的水肥模式。     

生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

春季菹草对水体中各形态氮的作用效果研究

根据菹草生长过程高效吸收水体中的氮磷等营养物质的特点,设置室外现场实验和室内模拟实验研究春季菹草对水体中各种形态氮的作用效果。结果表明,春季菹草对水体中各形态氮呈现先吸收后释放的作用过程,对NH4+-N的吸收量最大,为86.44%,同时NH4+-N的释放量也最大,达721.62%,而对NO3--N的吸收量和释放量均最小。菹草分布密度对水体中各形态氮的影响很大,在密度40 ~ 70株/m2的各区,菹草对水体中氮的吸收量和释放量随着密度增大而减少,其中密度40株/m2的D区净化效果最好,而且密度过大或过小都会影响其作用效果。室内模拟实验与室外现场实验结果一致,并证实菹草衰亡会引起水体中各形态氮含量的升高。这将为菹草净化富营养化水体提供理论依据。