人工湿地外加碳源碳溶出及反硝化效果研究

为了解人工湿地中固体外加碳源的碳溶出规律及添加量对反硝化效果的影响,本研究选择竹子、木块和木本泥炭作为外加C源材料,在厌氧下测定3种材料的碳溶出量,同时应用于人工湿地中试试验,为人工湿地外加碳源的应用提供依据。结果表明:单位质量的试验材料C的溶出量是竹子木块木本泥炭,竹子、木块和木本泥炭的C溶出量均值分别达577、266和59mg/(kg·d);材料C溶出量随时间变化的回归曲线拟合度较高,溶出稳定。人工湿地中试试验中,添加62kg木块为外加碳源时的湿地系统对总氮和铵氮的去除率明显高于添加31kg木块的湿地系统。溶出试验中木块作为人工湿地反硝化脱氮的外加碳源材料促进了人工湿地对氮的去除。     

不同固体碳源释碳特征及其对反硝化脱氮效果研究

碳源是低碳氮比废水反硝化过程的限制性因素之一,外加固体碳源可以强化微生物反硝化脱氮效果。为筛选出合适的外加碳源,本研究选用廉价的农业废弃物(稻草和锯木屑)和水生植物(绿狐尾藻和梭鱼草)作为固体碳源材料,分析不同固体碳源材料的释碳特征,比较其对反硝化过程的脱氮效果。结果表明,4种材料的释碳过程均符合二级动力学方程,其释碳能力大小为:稻草(25.64 mg/(g·L))梭鱼草(23.64 mg/(g·L))锯木屑(22.37 mg/(g·L))绿狐尾藻(20.45 mg/(g·L)),其中,绿狐尾藻的释放速率最快,其COD释放浓度达饱和浓度一半时所用时间仅为3.56 h。4种材料作为外加固体碳源可显著提高反硝化脱氮效率,其对水体硝态氮的去除率均达80%以上。由于梭鱼草在试验后期出现氨氮的大量积累,会造成水体二次污染。因此,稻草、锯木屑和绿狐尾藻适合作为外加碳源材料利用。     

农业废弃物为碳源去除硝酸盐氮研究

[目的]探讨以农业废弃物为碳源去除硝酸盐氮的效果。[方法]以棉秆、玉米秆、玉米芯和稻壳为碳源,采用静态和动态试验,研究不同碳源的COD释放情况和脱氮效果。[结果]静态试验中,玉米芯和玉米秆的COD释放速率比稻壳和棉秆的高,棉秆和稻壳pH的变化较小,玉米秆和玉米芯的pH先降后略有升高,最高趋于稳定。动态试验中,随着停留时间(241、26、h)的缩短,硝酸盐氮的浓度均逐渐升高,玉米秆和玉米芯中硝酸盐氮的去除率依然在70%以上,而棉秆和稻壳则下降比较明显;出水COD浓度随停留时间的缩短在减小,玉米秆和玉米芯的出水COD浓度均在100 mg/L以上,出水浓度偏高,反硝化所需要的碳源则过剩。[结论]该研究为开发新的脱氮效率较高的碳源物质提供参考依据。     

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.     

以农业废弃物作为反硝化脱氮固体碳源的研究现状

综述利用农业废弃物作为反硝化固体碳源的国内外研究现状,结果表明,利用固态碳源作为碳源可以有效地去除硝态氮,反硝化效果明显,中间产物积累量不明显,而且其廉价易得,可长期使用。     

原位生物修复脱氮墙去除地下水硝酸盐的进展

脱氮墙技术是一种高效、无能耗去除地下水硝酸盐污染的有效方法。通过对脱氮墙技术的原理、影响脱氮墙系统的关键因素如外加碳源、脱氮效率、水力负荷等的分析,提出脱氮墙技术在运用中存在的问题及其发展方向。     

SBR优化运行对脱氮除磷影响的研究

脱氮除磷是城市污水处理的主要目标。SBR工艺由于具有投资省、工艺简单、操作灵活和管理方便等优点,在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。改变SBR工艺的进水方式,并对缺氧/好氧的运行方式进行优化,可以提高其脱氮除磷的效率。     

MA2/O工艺同步反硝化除磷脱氮研究

对自行设计的连续流活性污泥和生物膜反硝化除磷脱氮系统的除磷脱氮效果进行了研究,并对该系统的反硝化聚磷菌(Denitrifying phosphate bacteria,DPB)进行了分离鉴定,以及反硝化聚磷菌富集.结果表明,当进水总磷为6～10 mg/L,总氮为30～35 mg/L,氨氮为25～30 mg/L,化学需氧量(Chemical oxygen demand, COD)为150～250 mg/L时,系统出水总磷、总氮、氨氮和COD分别为0.65 mg/L、12.6 mg/L、3.8 mg/L和34 mg/L,出水达到国家排放标准;系统中DPB以不动杆菌属(Acinetobactor)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、假单胞菌属(Pseudomonas)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和副球菌属(Paracoccus)为主,其中琼氏不动杆菌(A. junii)是一类新的反硝化聚磷菌;当系统运行至第167 d时,系统中DPB所占比例为质量分数94%;经系统反硝化聚磷菌富集后,聚磷菌的种类集中.     

半亚硝化-厌氧氨氧化生物脱氮工艺的研究与应用进展

厌氧氨氧化工艺由于能耗低,污泥产量少,耐高盐度,脱氮效能高等优点成为研究的热点.半亚硝化-厌氧氨氧化联合技术通过解决厌氧氨氧化电子受体来源问题,实现了高氨氮废水自养生物脱氮.对半亚硝化、厌氧氨氧化及其联合工艺的研究现状进行综述,分析了目前这些工艺的优缺点,为今后的研究方向提出了一些建议.     

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。     

固体碳源填充床反应器反硝化性能的研究

为了优化固体碳源填充床反应器的运行条件,以PLA/PHBV颗粒为碳源和生物膜载体,研究了水力负荷与硝态氮负荷对反应器反硝化性能的影响,并用扫描电镜观察碳源表面生物膜的形态。结果表明,在进水硝态氮浓度为100mg·L-1,水力负荷为1.71～8.39m3·m-2·d-1时,反硝化速率呈现先增加后降低的趋势,最大值为40.53mg·L-1·h-1;随着水力负荷的提高,出水硝态氮浓度逐渐增加,而COD浓度逐渐降低;维持水力负荷在3.54m3·m-2·d-1以下,可保证反应器的出水满足我国饮用水标准对硝态氮与亚硝态氮浓度的要求;维持水力负荷为5.30m3·m-2·d-1,反应器的反硝化速率与进水硝态氮负荷线性相关(R2=0.937),而硝态氮负荷对出水的COD浓度未发生明显影响;维持进水硝态氮负荷不高于0.16kg·m-2·d-1,可保证反应器出水的硝态氮与亚硝态氮浓度满足国家标准。通过扫描电镜照片可以看出,PLA/PHBV颗粒表面的生物膜以球菌和杆菌为主,成簇定植在碳源颗粒表面。     

建三江地区不同土地利用类型的反硝化潜力

建三江地区农业用地的扩张和大量氮素化肥的使用,导致农田外环境中硝酸盐含量的增加,而减少硝酸盐含量的一种重要方式是在农田与接收水体间合适的地方恢复自然湿地,以通过反硝化作用去除径流中的硝酸盐含量.本文应用硝态氮剩余量法,测定建三江地区不同土地利用类型的反硝化潜力.结果表明,湿草甸反硝化潜力最高,其次是水田、旱地、林地及各级渠道,荒草地的反硝化潜力最小.在有机质、总氮、硝酸盐这几个影响因子中,有机质含量对与土壤的反硝化潜力影响较大,在P＜0.05下的相关系数为0.80,土壤中添加硝酸盐对土壤的反硝化潜力有一定的促进作用,总N的含量对其有一定影响.从结果中可以看出建三江地区湿草甸是恢复自然湿地较合适的位置.     

昆明松华坝水源区不同土地利用方式对土壤有机碳及活性有机碳组分的影响

以松华坝水源区3种主要的土地利用方式为研究对象,分析了不同土地利用方式0~20 cm的土壤有机碳和碳储量、活性有机碳组分(水溶性有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳)质量分数及其月动态变化。研究结果表明:(1)不同土地利用方式下土壤有机碳差异显著(p0.05),灌木林地的有机碳质量分数为(17.21±0.04)~(22.00±0.15)g·kg~(-1),坡耕地的有机碳质量分数为(12.26±0.03)~(14.84±0.36)g·kg~(-1),荒地的有机碳质量分数为(6.13±0.04)~(7.54±0.25)g·kg~(-1)。灌木林地的土壤有机碳明显高于其他样地,荒地的质量分数最低,土壤碳储量、水溶性有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳的质量分数变化也呈现同样的规律。(2)灌木林地和坡耕地各项指标质量分数的月动态变化显著(p0.05),而荒地的则表现的较为平缓(p0.05)。(3)土壤有机碳质量分数与活性有机碳组分之间及活性有机碳组分两两之间的相关性均达到极显著水平(p0.01)。     

以玉米芯为碳源和生物膜载体的反硝化反应器启动性能研究

通过小试试验,研究了以玉米芯为反硝化碳源和生物膜载体的生物反应器在启动阶段对污水中COD及硝酸盐的去除效果。结果表明,在模拟废水COD100 mg/L、NO3--N40 mg/L,pH值6.5～7.5条件下,13 d挂膜后间歇处理后的废水COD可降至30 mg/L,18 d挂膜后废水NO3--N降至2 mg/L以下。     

降低微生物絮凝剂M-25生产成本的研究

为了降低微生物絮凝剂M-25的生产成本,以查氏母液为基础,采用替代碳源和氮源的方法,开发出了廉价的替代碳氮源:淀粉和尿素。使用该替代培养基的发酵液处理4 000 mg/L的高岭土悬浊液,絮凝率高达99.5%,比查氏培养基提高2.5%,而培养基成本降低近60%。探索出了常温下直接保存发酵液的方法,降低M-25的应用成本。     

以棉花为碳源去除地下水硝酸盐的研究

采用室内试验装置,研究了以棉花为碳源和反应介质的生物反应器去除地下水中的硝酸盐。结果表明,以棉花为碳源的反应器启动快。在室温25℃±1℃,进水硝酸盐氮浓度为22.6mgN·L-1,水力停留时间不小于9.8h时,反应器对硝酸盐氮可以100%去除,出水未检出亚硝酸盐。反硝化反应受温度变化及水力停留时间影响大:14℃的反硝化速率不到25℃的1/2;当水力停留时间为7.2h,N去除效率只有45%。反硝化反应受pH值和DO的影响小,当pH值在6～9,进水DO在2～6mg·L-1范围变化时,反应器去除效率没有变化。在反应进行过程中,棉花也被消耗掉。     

用于地表水反硝化的淀粉碳源选择研究

[目的]解决地表水反硝化脱氮过程中的低C/N比问题,向反应体系中添加以聚乙烯醇为骨架的固态缓释淀粉碳源作为电子供体。[方法]从江南大学校内湖水富集接种微生物,选取来源较为广泛的小麦、玉米、马铃薯、木薯淀粉构建碳源材料,结合静态筛选试验对淀粉的有机物释放以及反硝化系统中NO3--N的降解特性进行综合分析。[结果]在未接种条件下,4种有机质的释放量为γ木薯〉γ小麦〉γ玉米≈γ马铃薯;在接种条件下,马铃薯和小麦淀粉合成材料表现出了良好的有机质释放和硝酸盐降解能力,第7天的脱氮率即可达到96.59%和92.53%,且在重新加入硝酸盐后,脱氮率仍在95%以上。[结论]综合考虑各因素后,选取马铃薯作为最佳地表水反硝化的淀粉碳源。     

基于减少雾霾源的低碳农业发展研究

雾霾是人为污染排放、浮尘等共同作用的结果,是一次自然因素和人为因素共同作用的事件,而人类污染物排放是造成雾霾天气的主因。秸秆燃烧、土地的耕作、化肥的施用和畜禽的饲养都会排放温室气体,温室气体的排放是雾霾污染物产生的根源之一。低碳农业是以低能耗、低排放、低污染性为特点的农业发展模式。可通过制定科学的低碳农业发展规划、培养低碳农业人才、大力推广低碳农业技术、秸秆资源化、建立低碳农业的风险防范机制等措施来推动低碳农业的发展,减少雾霾的产生。     

茶树菇液体培养碳氮源的筛选

茶树菇的液体培养可在短时期内获得大量的菌丝体以及发酵产物。选取珍稀食用菌茶树菇为研究材料,对茶树菇液体培养碳、氮源进行了筛选。结果表明：葡萄糖作为碳源、蛋白胨作为氮源效果最好。