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磺胺甲恶唑对新型后置缺氧反硝化工艺处理低c/n废水的影响

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水处理技术 2024年第5期50卷 119-123页

作者：张翼满韩旭王英刚沈阳城市学院辽宁沈阳110112 沈阳大学环境学院辽宁沈阳110044

磺胺甲恶唑(SMX)是废水内高频检出的新污染物,SMX的环境影响行为备受关注,然而SMX对新型后置反硝化工艺处理城镇低c/n废水的影响至今鲜有报道。本工作在中温条件下考察了SMX对新型后置缺氧反硝化工艺处理低c/n废水的影响,并通过分析SMX... 详细信息

磺胺甲恶唑(SMX)是废水内高频检出的新污染物,SMX的环境影响行为备受关注,然而SMX对新型后置反硝化工艺处理城镇低c/n废水的影响至今鲜有报道。本工作在中温条件下考察了SMX对新型后置缺氧反硝化工艺处理低c/n废水的影响,并通过分析SMX暴露条件下新工艺胞内和胞外聚合物的变化规律揭示SMX对新工艺的影响机制。结果表明低于0.5 mg/L SMX对新工艺内污染物去除影响不明显,而超过1.0 mg/L降低了新工艺脱氮除磷效率,4.0 mg/L SMX组别内,cOD、总氮(Tn)和磷酸盐(SOP)去除效率分别下降至71.3%~75.5%、59.6%~63.4%和71.3%~73.6%。机制分析表明高浓度SMX降低了胞内聚合物PHA的生物合成而刺激了糖原质代谢。SMX暴露浓度越高,PHA生物合成下降越显著,而糖原质代谢越强烈。研究结果为新型后置缺氧工艺处理含SMX废水提供了一定的数据支撑。

关键词：磺胺甲恶唑后置缺氧反硝化低c/n废水胞内聚合物胞外聚合物

cEM-UF组合膜-硝化/反硝化系统处理低c/n废水及种群结构分析

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环境科学 2018年第3期39卷 1342-1349页

作者：邢金良张岩陈昌明张博康郭威马翔山北京工业大学水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124 冶金工业规划研究院北京100711

本研究采用具有氨氮富集分离特性的阳离子交换膜-超滤(cEM-UF)组合膜与硝化/反硝化结合处理低c/n废水,考察该系统不同流量比下低c/n废水的硝化、反硝化脱氮特性,并通过对硝化、反硝化活性污泥进行16Sr DnA高通量测序,分析功能微生物群... 详细信息

本研究采用具有氨氮富集分离特性的阳离子交换膜-超滤(cEM-UF)组合膜与硝化/反硝化结合处理低c/n废水,考察该系统不同流量比下低c/n废水的硝化、反硝化脱氮特性,并通过对硝化、反硝化活性污泥进行16Sr DnA高通量测序,分析功能微生物群落结构特征.结果表明,系统进水Tn为60 mg·L-1,cOD/Tn为2.65下,各流量比下硝化均有较好效果,平均氨氮去除率为98.7%,流量比值由1∶2上升到1∶6过程中,反硝化m(cOD)/m(nO-3-n)随之升高,1∶6时平均硝氮去除率达到最高,为86.28%,系统总氮去除率由22.56%上升到46.8%.Illumina高通量测序结果表明,硝化污泥中可以固氮的Proteobacteria菌门占30.9%,重要的亚硝酸盐氧化菌nitrospirae菌门占3.06%,属水平上检测到氨氧化菌(AOB)nitrosomonas和nitrosospira,亚硝酸盐氧化菌(nOB)nitrospira和nitrobacter,AOB与nOB菌比例较高,与硝化反应器中较好的硝化效果相一致.反硝化污泥中Proteobacteria菌门占主导地位(53.13%),其次是Bacteroidetes菌门(10.93%),在属的水平上检测到Dechloromonas、Thauera、castellaniella、Alicycliphilus、Azospira、comamonas、caldilinea和Saccharibacteria多种具有反硝化脱氮作用的相关菌属,反硝化菌所占比例为25.91%,反硝化污泥中具有反硝化功能的微生物丰富,反硝化效果良好.

关键词：低c/n废水氨氮富集流量比高通量测序

新型淹没式组合膜-硝化反硝化系统低c/n废水脱氮特性

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水处理技术 2017年第2期43卷 79-84页

作者：张岩王修平邢金良谢杭冀史扬郭威北京工业大学建筑工程系北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124

以低c/n模拟废水为研究对象,考察了新型淹没式组合膜的运用,以及运行1组和2组膜组件数量(分别对应工况1和工况2)硝化反硝化系统的生物脱氮、cOD去除特性的影响。结果表明,系统对cOD的处理效果较好,2个工况出水cOD分别为31.15、23.58 mg/... 详细信息

以低c/n模拟废水为研究对象,考察了新型淹没式组合膜的运用,以及运行1组和2组膜组件数量(分别对应工况1和工况2)硝化反硝化系统的生物脱氮、cOD去除特性的影响。结果表明,系统对cOD的处理效果较好,2个工况出水cOD分别为31.15、23.58 mg/L;nH^+_4-n去除率平均分别为54.41%、76.92%,工况2膜组件对cOD产生了更有效的截留作用,控制了异养微生物的繁殖;工况1、2的Tn去除率分别为53.49%、67.24%,出水Tn主要以nH^+_4-n形式存在,说明反硝化进行的较完全,膜组件发挥了为反硝化过程补充碳源的作用。稳定阶段工况1、2膜组件的氨氮富集率分别为70.37%、118.57%,膜出水的cOD分别为39.03、56.11 mg/L,说明2个工况均基本实现了氨氮与有机物的分离,膜组件数量对氨氮富集有较大影响,对cOD截留效果影响不明显。

关键词：淹没式膜组件 nH4+-n富集硝化/反硝化低c/n废水生物脱氮

改良A^(2)/O工艺对低c/n废水脱氮除磷的应用综述

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工业水处理 2022年第10期42卷 46-52页

作者：胡宝明李亮祁佺刘峥刘煦晴武汉工程大学湖北武汉430200

目前我国城市污水碳氮比(c/n)普遍较低,传统A^(2)/O工艺运用于低c/n废水处理时存在诸多问题。改良A^(2)/O工艺能针对性地解决传统A^(2)/O工艺在运行过程中的缺陷,改善脱氮除磷效果。基于生物脱氮除磷理论,总结了传统A^(2)/O工艺运行中... 详细信息

目前我国城市污水碳氮比(c/n)普遍较低,传统A^(2)/O工艺运用于低c/n废水处理时存在诸多问题。改良A^(2)/O工艺能针对性地解决传统A^(2)/O工艺在运行过程中的缺陷,改善脱氮除磷效果。基于生物脱氮除磷理论,总结了传统A^(2)/O工艺运行中存在的问题,概述了几种改良工艺(倒置A^(2)/O、UcT、MUcT、JHB、Bardenpho)的特点及优势,并分析了分段进水、补充碳源、增设填料的运行优化方式和原理。相比于传统A^(2)/O工艺,改良A^(2)/O工艺的优势主要体现在:优化了混合液回流和污泥回流位置,减少了硝酸盐限制及污泥龄矛盾问题;优化了构筑物布局,缓解了碳源竞争;通过调整进水配比,提高了系统碳源利用率,降低了外加碳源成本;通过增设填料,降低了排泥对硝化速率的影响,并提高了系统抗冲击能力。最后,提出未来改良型A^(2)/O工艺的研究方向:组合不同工艺以实现优势互补;研究新型液体和固体碳源,兼顾经济成本和环境效益;强化微生物培养,进一步提升系统脱氮除磷能力。

关键词： A^(2)/O工艺改良低c/n废水脱氮除磷悬浮填料碳源

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全氟辛酸对好氧颗粒污泥处理低c/n废水的影响

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水处理技术 2023年第8期49卷 92-97页

作者：文晓敏楼朝刚古永红肖玲玲刘君子湖北三峡职业技术学院湖北宜昌443000 浙江大学能源工程设计研究院浙江杭州310007

开展了不同温度下新污染物全氟辛酸(PFOA)含量对好氧颗粒污泥(AGS)处理低c/n废水过程中运行效能及微生物群落特征的影响。结果表明,PFOA对AGS系统的影响具有浓度依赖性。低浓度PFOA(低于0.5 mg/L)对cOD、nH_(4)^(+)-n及总氮(Tn)去除无... 详细信息

开展了不同温度下新污染物全氟辛酸(PFOA)含量对好氧颗粒污泥(AGS)处理低c/n废水过程中运行效能及微生物群落特征的影响。结果表明,PFOA对AGS系统的影响具有浓度依赖性。低浓度PFOA(低于0.5 mg/L)对cOD、nH_(4)^(+)-n及总氮(Tn)去除无明显影响,但提高磷酸盐去除。超过0.5 mg/L PFOA降低AGS对污染物和营养盐的去除。温度升高(25℃提高至35℃)利于提高AGS活性,且提高PFOA在AGS系统内的去除。高浓度PFOA降低了污泥浓度和有机质占比,刺激胞外聚合物(EPS)分泌,提高蛋白质(Pn)和多糖(PS)含量。在2 mg/L,25℃下,EPS含量为73.6 mg/g,Pn和PS占比提高至39.5 mg/g和26.6 mg/g。温度升高能降低PFOA的生物毒性。微生物群落特征分析揭示高浓度PFOA降低了变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(chloroflexi)占比,在属水平上,降低了与生物脱氮相关微生物的相对丰度。研究结果AGS处理含PFOA的低c/n废水提供一定理论依据和强化策略。

关键词：全氟辛酸低c/n废水生物脱氮微生物群落

耐氧生物阴极强化低c/n废水污染物去除及产电性能研究

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耐氧生物阴极强化低C/N废水污染物去除及产电性能研究

作者：任玉莹太原理工大学

学位级别：硕士

低c/n废水是环境污染的产物,它的化学需氧量(cOD)很低,在实际处理中需要加入额外的碳源来克服电子供体的不足,但是增加了处理成本,而且还可能影响出水质量。除此之外,传统的脱氮技术包括自养硝化和异养反硝化,前者由好氧微生物进行,而... 详细信息

低c/n废水是环境污染的产物,它的化学需氧量(cOD)很低,在实际处理中需要加入额外的碳源来克服电子供体的不足,但是增加了处理成本,而且还可能影响出水质量。除此之外,传统的脱氮技术包括自养硝化和异养反硝化,前者由好氧微生物进行,而后者则由缺氧微生物进行。因此,常规的反硝化过程被氧气(O)抑制。近些年来,好氧反硝化菌由于可以在O存在下进行脱氮而备受关注。然而,好氧反硝化菌还需要有机碳作为电子供体和能源来反硝化和生长。而且,由于硝酸盐和O都可以作为电子受体,因此对碳源的需求可能会超过传统的反硝化装置,这对低c/n废水的处理非常不利。生物阴极微生物燃料电池(MFc)(硝酸盐/亚硝酸盐用作阴极中的末端电子受体)是一种处理低c/n废水的替代技术,它不仅减少了反硝化过程中对碳的需求量,而且还减少了污泥的产生。但是目前使用的传统碳基材料电极导电性能不佳,微生物附着程度不高。因此,本文将利用氧化石墨烯(GO)、海藻酸钠(SA)和聚苯胺(PAnI)的不同组合涂覆碳纤维刷(cFB),制成不同的改性电极,通过将改性电极作为MFc的阳极或两极,以期提高MFc的降解性能和产电量。本研究首先考察了实验室之前从好氧反硝化反应器中富集出来的异养好氧反硝化复合菌cY1在好氧/缺氧条件下的反硝化特性,并对cY1进行高通量测序分析。实验结果表明:(1)无论在好氧条件还是缺氧条件下,cY1对碳源的利用都有一定的局限性,适合生长的碳源均为乙酸钠和柠檬酸钠,不适合生长的碳源均为葡萄糖和蔗糖。同时,当模拟废水中的碳源为乙酸钠和柠檬酸钠,且c/n为2时,提供的碳源不足以降解总氮(Tn)和硝氮(nO-n);(2)cY1在属水平上的相对丰度依次为:Pseudomonas spp.、Acinetobacter spp.、Brevundimonas spp.和citrobacter spp.,均具有好氧反硝化性能。接着将cY1作为MFc的阴极催化剂,构建耐氧生物阴极MFc,对比MFc在开路/闭路条件下的降解性能和产电量,并对两种条件下阴极电极上的微生物进行高通量测序。实验结果表明:(1)阳极室中cOD和氨氮(nH-n)的去除率均为:闭路条件>开路条件,且在此期间没有nO-n和亚硝氮(nO-n)的明显积累,说明在阳极室发生同时硝化-反硝化反应,展现出广泛的底物利用能力;(2)MFc的阴极是耐氧阴极,但是nO-n在闭路条件下均能去除完全,且无nO-n的明显积累,表明了阴极室中的O几乎没有对阴极的脱氮产生竞争性抑制作用;(3)无论阴极碳源为柠檬酸钠还是葡萄糖,MFc的产电量均不高,需采取适当的方式进行改善;(4)高通量测序结果表明闭路条件下的群落分布丰度大于开路条件下的群落分布丰度,在开路条件下Pseudomonas spp.占比最高,闭路条件下Luteimonas spp.占比最高;(5)通过对比cY1、MFc开路和闭路三个样本得出,假单胞菌会共同存在于三个样本中,而cY1中的其它菌属在MFc中比例下降或被取代。MFc中的菌属相对复杂多样,在闭路条件下导电微生物的占比增大。最后利用GO、SA和PAnI对裸cFB进行电极改性,通过材料表征(负载量计算)和电化学表证(循环伏安特性曲线和交流阻抗谱特性曲线)考察改性电极对MFc降解性能和产电性能的影响。实验结果表明:(1)对三种负载物GO、SA和PAnI进行负载量计算,得出三者的负载量分别为:0.22 g/L、0.22 g/L和0.88 g/L;(2)挂膜后,无论将其作为阳极还是阴极,最佳电极均为GO/PAnI/cFB,它表现出最强的氧化峰和还原峰,表明MFc中微生物对电子传递速率和生物电化学反应的改善能力;(3)当以GO/PAnI/cFB作为阳极电极时,阳极室中cOD和nH-n的去除速率最大,说明该电极促进了MFc阳极的物质降解和阳极室中电子的传递,同时促进了阴极室中菌群的生长、cOD以及nO-n的去除。以GO和PAnI同时作为负载物时提高了MFc的产电量(0.166 V),说明二者同时改性阳极时促进了阳极中的电子传递,提高了阳极电极的导电性。此外,以GO/PAnI/cFB为阳极的MFc达到了最大的功率密度和最大电流密度,内阻为510Ω,说明该MFc中的溶液反应最好,质子传递最快;(4)以GO/PAnI/cFB作为MFc的电极(阳极和阴极)时提高了MFc的产电量(0.241 V),说明阳极电极和阴极电极对于MFc来说同样重要,对阴极电极进行改性,能促进阴极室的电子传递,同时以GO/PAnI/cFB为电极的MFc在1.161 A/m时达到了最大的功率密度为0.087 W/m,最大电流密度为2.214 A/m,内阻为300Ω。综合考虑MFc的降解性能和产电性能,以GO/PAnI/cFB作为电极是最优的;(5)阴极曝气量的大小和曝气时间的长短对于

关键词：低c/n废水好氧反硝化耐氧生物阴极氧化石墨烯聚苯胺

玉米芯/海绵铁组合填料用于低c/n废水的脱氮除磷性能研究

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玉米芯/海绵铁组合填料用于低C/N废水的脱氮除磷性能研究

作者：钱永沈阳建筑大学

学位级别：硕士

为了解决城镇污水处理厂二级出水中氮磷去除效果不佳的问题,本实验使用玉米芯/海绵铁组合填料作为序批式生物膜反应器(Sequencing Biofilm Batch Reactor,SBBR)的外加碳源和微生物载体,以改善低c/n废水的脱氮除磷效果。探究不同改性条... 详细信息

为了解决城镇污水处理厂二级出水中氮磷去除效果不佳的问题,本实验使用玉米芯/海绵铁组合填料作为序批式生物膜反应器(Sequencing Biofilm Batch Reactor,SBBR)的外加碳源和微生物载体,以改善低c/n废水的脱氮除磷效果。探究不同改性条件下玉米芯和秸秆作为缓释碳源的性能,选用最佳缓释碳源材料处理低c/n废水;研究以改性玉米芯作为缓释碳源的SBBR反应器运行特征,确定海绵铁强化生物反应器的最佳投加量;考察不同水力停留时间(HRT)、溶解氧浓度(DO)、温度等因素对玉米芯/海绵铁强化SBBR反应器脱氮除磷性能的影响。实验采用1.5%的na OH碱处理,1.5%的HO氧化处理与同时含有1.5%na OH和1.5%HO的溶液碱氧化处理烘干洗净的玉米芯与秸秆,观察处理前后的固体碳源的质量与表面结构变化,通过静态实验连续测定其浸出液中cOD,nH-n,Tn,TP的释放规律与m(BOD)/m(cOD)值。其中经过1.5%na OH溶液处理后的固体碳源表面更加粗糙,孔隙增多,适于微生物生长繁殖,可生化性能高,同时具有良好并持久的释碳能力,其氮磷的释放量几乎可忽略不计。经过筛选,1.5%na OH溶液处理后的玉米芯,更适于作为固体缓释碳源应用于低c/n废水的脱氮除磷的过程。对反应器内活性污泥进行为期60d的驯化至适应c/n为2的低碳环境,将1.5%na OH溶液处理后的玉米芯材料作为缓释碳源投加入反应器内,系统对nH-n、Tn、TP处理效率明显提升,出水浓度降低至8.33mg/L、19.21mg/L、0.52mg/L,相较于未投加玉米芯缓释碳源,去除率分别提高24.41%、16.04%、15.43%,说明系统对污染物的去除已有较强能力。将海绵铁与碱化玉米芯组合填料共同投加入SBBR反应器内,当海绵铁的投加量为40mg/L时,系统脱氮除磷性能相较于其他投加量具有显著增强,此时对nH-n、Tn、TP的去除率为75.63%、65.56%、88.36%,在该投加量下系统脱氮除磷性能最佳,因此确定海绵铁的最佳投加量为40mg/L。研究系统水力停留时间(HRT)、溶解氧浓度(DO)、温度等三个因素对SBBR反应器脱氮除磷效果的影响,最终确定当水力停留时间(HRT)为8h、溶解氧浓度(DO)为3.5mg/L、温度为15℃时,反应器运行效果最佳。由于系统内微生物种群的多样性,不同运行工况下的系统其出水效果具有差异,但在系统适宜的运行条件下对反应器内nH-n、Tn和TP等都具有较好去除效果,且反应器的去除能力有所提升,从而确定了SBBR反应器的最佳运行工况条件。以玉米芯/海绵铁组合填料共同投加入SBBR反应器内,按照已知的最佳工况条件运行,考察该反应器脱氮除磷性能。系统稳定运行20d后,其cOD、nH-n、Tn和TP的平均出水浓度分别为25.52mg/L、3.68mg/L、12.32mg/L、0.36mg/L,平均去除率分别为74.5%、89.43%、73.71%、88.21%,满足城镇污水厂污染物排放标准(GB18918)的一级A标准的出水标准。

关键词：低c/n废水缓释碳源海绵铁脱氮除磷

生物滤柱反应器低耗处理低c/n废水的试验研究

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生物滤柱反应器低耗处理低C/N废水的试验研究

作者：张钰西安建筑科技大学

学位级别：硕士

本研究采用生物滤柱反应器(BFR)分别启动了一体式厌氧消化(AD)耦合反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)和两段式短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PDA)工艺处理模拟低c/n废水,以期探索高效低耗处理低c/n废水的新工艺。研究首先通过分步启动和逐步缩短... 详细信息

本研究采用生物滤柱反应器(BFR)分别启动了一体式厌氧消化(AD)耦合反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)和两段式短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PDA)工艺处理模拟低c/n废水,以期探索高效低耗处理低c/n废水的新工艺。研究首先通过分步启动和逐步缩短水力停留时间(HRT)的运行模式,实现AD与DAMO的一体式耦合,探究一体式BFR的脱氮除碳性能;然后,采用两段式BFR启动PDA工艺,探究短程反硝化BFR(PD-BFR)中cOD/nO-n比及温度变化对短程反硝化速率和nO-n积累的影响;最后,将稳定运行的PD-BFR和厌氧氨氧化BFR(A-BFR)串联运行,探究两段式PDA-BFR处理生活污水混合硝酸盐废水的可行性和脱氮性能。本研究的主要结果与结论如下:(1)一体式BFR在底部进水nH-n和cOD浓度分别为30±3 mg/L和200±10 mg/L、中段进水nO-n浓度为38±3 mg/L时,通过逐步缩短HRT成功实现了AD和DAMO过程的耦合。在HRT为1.0 h、温度为30±1℃条件下,一体式BFR反应器稳定期Tn和cOD出水平均浓度分别为4.83 mg/L和21.08 mg/L,平均去除率分别为92.92%和89.57%,表明耦合了AD和DAMO的一体式BFR具有良好的脱氮除碳性能。(2)耦合了AD和DAMO的一体式BFR,cOD去除主要发生在0～60 cm区段,nH-n和nO-n去除及nO-n产生主要发生在60～135 cm区段。此外,80～100 cm区段为主要脱氮功能区,且该区段生物膜的胞外聚合物(EPS)含量以及蛋白质/多糖(Pn/PS)均显著高于其他区段的对应值,高EPS和高Pn/PS的生物膜结构保证了微生物的结构稳定,有助于反应器在高负荷下维持高的微生物活性。最后,80～100 cm区段生物膜的高通量测序和qPcR分析结果表明,反硝化菌、厌氧氨氧化菌、产甲烷菌以及甲烷氧化菌是该区段生物膜的主要菌种,DAMO细菌丰度较低但具有较高活性,产甲烷、甲烷氧化、反硝化以及厌氧氨氧化过程相关功能基因的高度表达使得反应器具有高效的脱氮除碳性能。(3)PD-BFR在进水cOD/nO-n为2.3、温度为30±1℃、HRT为3 h条件下,平均亚硝酸盐积累率(nTR)为52.23%;提高进水cOD/nO-n为3.0并降低温度为25±1℃,平均nTR为43.68%。表明提高cOD/nO-n以及降低温度对nO-n积累有一定的影响。微生物高通量分析结果表明,增加cOD/nO-n和降低温度提高了系统内反硝化菌的种类和丰度。此外,A-BFR在进水nH-n、nO-n浓度均为40±2 mg/L、温度为25±1℃、HRT为6 h条件下成功启动,降低HRT至3 h时反应器仍保持高效稳定运行,稳定阶段Tn出水平均浓度和平均去除率分别为11.12 mg/L和86.15%。(4)串联运行的两段式PDA-BFR对低c/n生活污水混合硝酸盐废水具有较好的处理效果,稳定阶段出水Tn浓度均低于15 mg/L,cOD出水平均浓度为15.03 mg/L。A-BFR微生物分析结果表明,各区段均存在厌氧氨氧化微生物和反硝化微生物,特别是0～20 cm区段中,candidatus＿Brocadia是优势菌属,同时存在着一定丰度的Denitratisoma、Thauera等反硝化菌,厌氧氨氧化和反硝化过程共同完成了PD出水的深度脱氮。

关键词：低c/n废水 BFR DAMO 短程反硝化厌氧氨氧化

硫磺/菱铁矿系统同步去除低c/n废水中氮和磷的研究

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硫磺/菱铁矿系统同步去除低C/N废水中氮和磷的研究

作者：李甫昌南京大学

学位级别：硕士

氮、磷污染造成的水体污染是影响社会可持续发展的重要隐患,成为目前亟需解决的环境问题之一。目前常用的脱氮除磷技术主要是基于易降解有机碳源的异养反硝化和强化生物除磷工艺。它们在处理低c/n废水时存在依赖外加有机碳源、工艺复杂... 详细信息

氮、磷污染造成的水体污染是影响社会可持续发展的重要隐患,成为目前亟需解决的环境问题之一。目前常用的脱氮除磷技术主要是基于易降解有机碳源的异养反硝化和强化生物除磷工艺。它们在处理低c/n废水时存在依赖外加有机碳源、工艺复杂,成本较高等问题。而硫自养反硝化工艺因无需外加碳源,成本低廉,无二次污染风险,污泥产量低等优点受到广泛关注,但是人们对于硫自养反硝化工艺的除磷行为很少深入研究。本研究利用从普通厌氧污泥中富集培养出的硫自养反硝化菌,以人工配水为处理对象,通过批次实验研究了不同碳源对硫自养反硝化同步脱氮除磷效果;确定了硫磺/菱铁矿自养反硝化系统(SSAD)。研究了硫磺/菱铁矿体积比,温度,初始pH,初始nO3--n浓度,初始nH4+-n浓度,初始PO43--P浓度等参数,以及煅烧改性对SSAD脱氮除磷的影响;构建了硫磺/菱铁矿实验室柱式反应器和现场中试装置,进一步深入研究了 HRT,填料体积比,初始nO3--n浓度,温度对同步脱氮除磷的影响,以及小试、中试反应器在连续运行条件下的同步脱氮除磷性能。研究表明:(1)碳源对脱氮硫杆菌影响效果很大,不同碳源导致硫自养反硝化脱氮效果递减顺序为碳酸氢钠>方解石>菱铁矿A>菱镁矿>白云石>菱铁矿B;不同碳源导致硫自养反硝化除磷效果递减顺序为菱铁矿B>菱铁矿A>白云石>方解石>菱镁矿>碳酸氢钠。菱铁矿作为碳源可以使硫自养反硝化取得较佳的同步脱氮除磷效果。优化的参数为硫磺/菱铁矿体积比1:3;温度26.3℃,pH 7.41;初始nO3--n浓度为260.35 mg/L,此时反硝化速率达到最高(4.88 mg/(L·d));P浓度低于0.31 mg/L时,nH4+-n浓度低于4 mg/L时,硫磺/菱铁矿自养反硝化体系的脱氮速率受到负面影响。(2)通过煅烧改性,所有改性菱铁矿实验组脱氮能力都低于天然菱铁矿,除磷能力都高于天然菱铁矿。以脱氮为主要目的,菱铁矿最佳改性条件为绝氧300℃煅烧2 h,硝氮去除速率达到2.56 mg/(L·d),除磷速率达到1.59 mg/(L·d)。煅烧之后影响的脱氮除磷能力的主要因素是比表面积的改变,由SEM分析可知改性后菱铁矿表面更加疏松。(3)在SSAD小试按体积比装填了 R1(硫磺/菱铁矿=1:1)、R2(硫磺/菱铁矿=1:3)、R3(菱铁矿)3个柱式反应器。R3始终没有脱氮除磷能力。进水nO3--n、PO43--P浓度分别为为24 mg/L和3.1 mg/L时,R1的最优HRT为24 h,Tn和PO43--P的去除率分别为92.13%和71.2%,R2的最优HRT为12 h,Tn和PO43--P的去除率分别为90.49%和75.16%。R1,R2反应器PO43--P去除率随着HRT的减小而降低,在柱式试验中每消耗1 mmol/LnO3--n,就会去除0.3-0.45 mmol PO43--P。当进水HRT=24 h时,R1,R2反应器出水硝氮浓度随着进水硝氮浓度的增加所增加。初始硝氮浓度为28、60、100 mg/L时,R1的Tn去除速率分别为31.75,49.64,53.98 mg/(L·d);R2的Tn去除速率分别为32.01、61.75、67.54 mg/(L·d)。第四阶段 R1、R2 出水 PO43--P 浓度 0.60-0.71 mg/L。当进水nO3--n浓度增加到60和100 mg/L时,R1、R2 PO43--P去除率都达到100%。利用R2处理实际化工废水,进水nO3--n、PO43--P浓度分别为8.5 mg/L 和 0.35 mg/L,nO3--n 和 PO43--P 在 HRT=24 h 时去除率都达到 100%。从菌种分析得出R2反应器的硫自养反硝化细菌丰富度始终高于R1。综上,硫磺/菱铁矿体系具有较好的抗冲击负荷能力,硫磺菱铁矿填料体积比1:3的R2同步脱氮除磷能力优于填料体积比1:1的R1。(4)中试装置启动方法参照柱式反应器,从第三次驯化开始,中试装置去除培养基全部硝氮的时间稳定在4-6 d,最快可以40 d完成反应器启动。在11月到第二年2月连续运行期间,中试装置进水水温由15℃降到8℃。11月、12月、1月三个月Tn去除率分别为64.71%、57.39%、50.57%,nO3--n去除率72.92%、62.68%、56.96%;TP 去除率为 58.93%、62.97%、36.38%,PO43--P 去除率始终为100%。可知,SSAD反硝化能够有效去除水中的nO3--n去和PO43--P,但是对cOD、有机氮、有机磷的降解效果非常有限。菌种分析结果显示,反应器启动之后,反应器中微生物以变形菌门(Proteobacteria)为主,占比超过80%。中试装置经过运行后微生物种类增加。氧化硫单胞菌属(Sulfurimonas)随着反

关键词：低c/n废水硫磺菱铁矿自养反硝化技术(SSAD) 同步脱氮除磷微生物群落结构