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FeS_(2)强化微生物燃料电池阳极反硝化脱氮与产电特性

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环境工程技术学报 2023年第6期13卷 2105-2116页

作者：葛丹丹吴兵党杨晶晶许晓毅吴玮黄天寅苏州科技大学环境科学与工程学院苏州市海绵城市技术重点实验室

针对不同碳氮比(C/N)的含氮废水,将FeS_(2)引入微生物燃料电池(MFC)阳极构建FeS_(2)强化的微生物燃料电池(PyrMFC)体系,以不加FeS_(2)的空白对照组(C-MFC)为对照,探究其对体系脱氮与产电的影响;采用高通量测序、X射线光电子能谱和扫描... 详细信息

针对不同碳氮比(C/N)的含氮废水,将FeS_(2)引入微生物燃料电池(MFC)阳极构建FeS_(2)强化的微生物燃料电池(PyrMFC)体系,以不加FeS_(2)的空白对照组(C-MFC)为对照,探究其对体系脱氮与产电的影响;采用高通量测序、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜探究该体系中微生物丰度、硫和铁元素变化规律,解析FeS_(2)强化体系低C/N下的脱氮机理。结果表明:1)Pyr-MFC的反硝化脱氮效率和产电功率密度均高于C-MFC,硝态氮去除率提高近15.7%,最高电压提高量可达0.274 V。2)C/N分别为4、3、2和1时Pyr-MFC对NO3-N的去除率为100%、97.8%、58.4%和49.7%,均高于C-MFC,表明FeS_(2)有效降低体系对碳源的依赖。3)微生物群落检测结果表明,FeS_(2)将产电微生物(Thauera、Thiobacillus和Geobacter)的物种丰度提高9.43%。4)物质转移分析结果表明,S-为反硝化过程提供电子,Fe^(2+)作为电子穿梭体强化了电子传递,提高了体系的产电性能。

关键词：微生物燃料电池(MFC) FeS_(2) 强化反硝化脱氮产电

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污水反硝化脱氮工艺中外加碳源研究进展

土木与环境工程学报（中英文） 2021年第2期43卷 168-181页

作者：熊子康郑怀礼尚娟芳蒋君怡钟政赵瑞胡雅丹重庆大学环境与生态学院重庆市水处理混凝剂工程技术研究中心重庆400045 宜宾职业技术学院四川宜宾644000

随着更加严格的氨氮污水排放标准的实施,中国大多数城镇污水处理厂出水中氨氮难以达标的问题日益突出,其中,碳源不足成为反硝化脱氮的主要制约因素。针对低碳氮比污水,需要额外投加碳源以强化反硝化脱氮。结合对反硝化外加碳源的研究成... 详细信息

随着更加严格的氨氮污水排放标准的实施,中国大多数城镇污水处理厂出水中氨氮难以达标的问题日益突出,其中,碳源不足成为反硝化脱氮的主要制约因素。针对低碳氮比污水,需要额外投加碳源以强化反硝化脱氮。结合对反硝化外加碳源的研究成果,综述了以小分子有机物及糖类物质为主的传统碳源,以天然纤维素物质、人工合成高聚物、骨架型复合缓释碳源为主的新型固体碳源,和以工业废水、污泥及餐厨废弃物水解液等为主的新型液体碳源,分析了目前外加碳源研究和实际运用中存在的问题和挑战。结果表明,现阶段以传统碳源为基础研发的复合碳源更适合商业推广,而大多数新型碳源实际应用还存在各种问题,但其成本低、环保性高、应用广泛,值得深入研究。

关键词：污水处理反硝化脱氮外加碳源低碳氮比污水

混合液回流比和外碳源对反硝化脱氮效能的影响

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中国给水排水 2019年第9期35卷 58-62,66页

作者：姚学文罗斌邱家国许晓毅杜宇麟吴晓林重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400045 重庆市渝西水务有限公司重庆402160

针对某城镇污水处理厂存在垃圾渗滤液间歇性排入导致进水碳氮比值较低的问题,为确保出水总氮稳定达标,进行了混合液回流比优化调控和外碳源乙酸钠投加对反硝化脱氮效果影响的生产性试验研究。结果表明,当C/N(COD/TN)值为4.48-6.97,且混... 详细信息

针对某城镇污水处理厂存在垃圾渗滤液间歇性排入导致进水碳氮比值较低的问题,为确保出水总氮稳定达标,进行了混合液回流比优化调控和外碳源乙酸钠投加对反硝化脱氮效果影响的生产性试验研究。结果表明,当C/N(COD/TN)值为4.48-6.97,且混合液回流比分别为200%和300%时,对TN的平均去除率分别为50.18%和61.88%,混合液回流比调增可在一定程度上提升TN去除率,但出水TN平均浓度的降低较为有限。根据进水水质与出水硝酸盐浓度水平,以投加乙酸钠的理论计算量为基础,发现当混合液回流比为300%且乙酸钠投加量为理论投加量的1.3倍(182mg/L污水)时,反硝化脱氮效能显著提升,出水TN浓度达到一级A标准,乙酸钠药剂成本约为0.55元/m^3污水。

关键词：城镇污水混合液回流比乙酸钠反硝化脱氮

天然固态碳源糙米的释碳优化及其反硝化脱氮性能

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中国给水排水 2024年第1期40卷 15-21页

作者：孙盼黄福珍余洋郑平张萌浙江大学环境与资源学院浙江杭州310058 浙江省水体污染控制与环境安全技术重点实验室浙江杭州310058

选取来源广泛、价格低廉的糙米作为典型固态碳源(SCS),采用响应面法BoxBehnken Design模型研究了温度、pH、水力条件等关键参数对其有机物(以COD计)释放性能的影响。结果表明,单因素和复合因素对释碳性能的影响程度排序分别为水力条件>... 详细信息

选取来源广泛、价格低廉的糙米作为典型固态碳源(SCS),采用响应面法BoxBehnken Design模型研究了温度、pH、水力条件等关键参数对其有机物(以COD计)释放性能的影响。结果表明,单因素和复合因素对释碳性能的影响程度排序分别为水力条件>温度>pH、温度-水力条件>pH-水力条件>温度-pH。提出了“强势/联动”优化模式,据此获得糙米的最佳释碳条件,即温度为35℃、pH=7、水力条件(以转速计)为61 r/min,有机物释放性能(以单位释碳速率计)可达19.9 mg/(g·d)。验证试验表明模型结果准确可靠。固态碳源糙米有机物供给成本最低可达到2.3元/kg,经济性良好。将固态碳源糙米进一步用于反硝化脱氮,总氮去除率和去除速率分别可达到(77.6±7.4)%和24.1 mg/(L·d),显示出较好的应用性能。该研究结果可为糙米等固态碳源在污水处理中的实际应用提供优化方案和技术参数。

关键词：固态碳源糙米响应面法有机物释放性能释碳条件反硝化脱氮

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凤眼莲及底泥对富营养化水体反硝化脱氮特征的影响研究

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农业环境科学学报 2013年第12期32卷 2451-2459页

作者：马涛张振华易能刘新红王岩严少华高岩江苏省农业科学研究院农业资源与环境研究所南京210014 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

利用改进的漂浮箱法,通过直接测定水体释放的N2O、N2,在模拟实验中研究种养及未种养漂浮植物凤眼莲条件下富营养化水体硝化、反硝化脱氮释放N2、N2O特征及其对消减水体氮的贡献。结果表明,种养或未种养凤眼莲的富营养化水体硝化、反硝... 详细信息

利用改进的漂浮箱法,通过直接测定水体释放的N2O、N2,在模拟实验中研究种养及未种养漂浮植物凤眼莲条件下富营养化水体硝化、反硝化脱氮释放N2、N2O特征及其对消减水体氮的贡献。结果表明,种养或未种养凤眼莲的富营养化水体硝化、反硝化脱氮的产物以N2为主,硝化、反硝化脱氮释放N2O而脱除的氮仅占水体TN损失量的0.01%±0.003%。在实验设定的水体富营养化条件下(NH+4-N浓度6.0~7.2 mg·L-1、NO-3-N浓度0.81~5.14 mg·L-1、TN浓度为8.9~12.07 mg·L-1),种养凤眼莲的富营养化水体(无底泥)以向大气界面累积释放N2形式损失的氮量(N2-N量,以N计)为(1 609.1±303.4)^(2 265.2±262.6)mg,占水体氮损失量的63.2%±17.0%,凤眼莲吸收的N仅占水体TN损失量的(23.7±3.1)%^(28.7±4.8)%,并不是净化水体氮的唯一途径。未种养凤眼莲的富营养化水体(无底泥)向大气界面累积释放N2形式损失的氮占整个水体N损失量的(40.7±8.6)%^(43.6±0.8)%,是富营养化水体自净脱氮的主要途径。施加底泥进一步促进了水体通过反硝化脱氮释放N2而损失的氮量。凤眼莲与底泥对促进反硝化脱氮过程具有良好的交互作用(P反硝化脱氮过程有促进作用。

关键词：富营养化水体凤眼莲反硝化脱氮 N2O、N2释放

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蜡状芽孢杆菌生物强化反硝化脱氮研究

中国给水排水 2016年第3期32卷 89-92,96页

作者：吴丽红李晓惠杨芳王丹辽宁科技学院生物医药与化学工程学院辽宁本溪117002 辽宁大学药学院辽宁沈阳110036

从反硝化脱氮系统中筛选出一株高效反硝化功能菌FH2,经鉴定为蜡状芽孢杆菌,静态试验中,在NO-3-N浓度为400 mg/L的条件下,该菌对NO-3-N的去除率高达100%。以该菌作为生物强化菌源,进行生物强化反硝化试验研究,结果表明,在保证达到理想脱... 详细信息

从反硝化脱氮系统中筛选出一株高效反硝化功能菌FH2,经鉴定为蜡状芽孢杆菌,静态试验中,在NO-3-N浓度为400 mg/L的条件下,该菌对NO-3-N的去除率高达100%。以该菌作为生物强化菌源,进行生物强化反硝化试验研究,结果表明,在保证达到理想脱氮效果的条件下,生物强化工艺可承受的进水NO-3-N浓度最高为340 mg/L,比普通工艺提高了100 mg/L,并且生物强化工艺的启动时间明显缩短,耐负荷冲击能力和运行稳定性得到明显增强,表明应用该优势菌进行生物强化反硝化脱氮具有可行性。

关键词：反硝化脱氮生物强化蜡状芽孢杆菌

常温内源反硝化脱氮过程中pH和ORP变化规律

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环境污染治理技术与设备 2005年第3期6卷 20-24页

作者：王少坡王淑莹彭永臻李勇智北京工业大学水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100022 北京工商大学化学与环境工程学院北京100037

采用SBR反应器,在25℃下,以不同比例的NO-3N和NO-2N作电子受体,对内源反硝化脱氮过程中的pH、ORP变化进行了研究。结果表明,ORP在内源反硝化过程中呈现逐渐减小的趋势,当反硝化结束时突然大幅度降低而出现特征点;内源反硝化过程中的pH... 详细信息

采用SBR反应器,在25℃下,以不同比例的NO-3N和NO-2N作电子受体,对内源反硝化脱氮过程中的pH、ORP变化进行了研究。结果表明,ORP在内源反硝化过程中呈现逐渐减小的趋势,当反硝化结束时突然大幅度降低而出现特征点;内源反硝化过程中的pH值变化则与起始pH值和硝态氮浓度有关,当初始pH值较小、硝态氮浓度较低时,内源反硝化过程中pH极大值只出现一次,pH值呈现出先增大后减小的规律性变化,指示反硝化结束的特征点准确出现;当初始pH值较高、或者硝态氮浓度足够高时,则pH值在反应后期将维持在某个值附近并波动,指示反硝化结束的特征点不明显,此种情况下,以ORP来指示内源反硝化过程的结束较为可靠。

关键词：反硝化脱氮 ORP SBR反应器 NO2^--N 电子受体 pH值变化硝态氮后期常温浓度

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3种单一及其混合碳源的生物反硝化脱氮效能

水处理技术 2020年第1期46卷 57-61页

作者：胡小宇朱静平西南科技大学环境与资源学院四川省低成本废水处理技术国际科技合作基地

分别以乙酸钠、乙醇、葡萄糖及其两两混合物作为外碳源,对生活废水进行生物反硝化研究。结果表明,不同碳源系统均出现了NO2^--N的短时间积累,与单一碳源系统相比,对应混合碳源系统NO2^--N最大积累量较低。从培养初始至120 min时,随培养... 详细信息

分别以乙酸钠、乙醇、葡萄糖及其两两混合物作为外碳源,对生活废水进行生物反硝化研究。结果表明,不同碳源系统均出现了NO2^--N的短时间积累,与单一碳源系统相比,对应混合碳源系统NO2^--N最大积累量较低。从培养初始至120 min时,随培养时间增加,单一和混合碳源系统中NO3^--N含量均大幅降低,乙酸钠、乙醇、葡萄糖、乙酸钠+乙醇、乙醇+葡萄糖、乙酸钠+葡萄糖系统的平均反硝化速率分别为6.9、5.1、4.3、7.2、5.7、6.0 mg/(g·h),至120 min时,各系统NO3^--N去除率分别为100%、77.8%、64.8%、100%、78.4%、85.1%。乙酸钠、乙酸钠+乙醇、乙酸钠+葡萄糖系统NO3^--N去除率分别在120、120、210 min时达到100%。从脱氮效果、碳源成本、环境风险角度,乙酸钠+.葡萄糖更适合作为工程应用上的外碳源。

关键词：单一碳源混合碳源缺氧反硝化脱氮

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利用储碳活性污泥强化反硝化脱氮研究

中国给水排水 2009年第15期25卷 15-17页

作者：倪永炯李军韦甦张晶宇寿银海周延年张宇坤浙江工业大学建筑工程学院浙江杭州310014 北京工业大学能源与环境学院北京100022

为提高脱氮效果,在SBR进水的缺氧操作结束后取出部分储碳污泥并加以保存,待好氧末返投储碳污泥作为碳源来强化缺氧反硝化反应。结果表明:对TN的去除率可达98%左右,远高于以缺氧/好氧方式运行的SBR;在好氧段的污泥浓度约为3 000 mg/L的... 详细信息

为提高脱氮效果,在SBR进水的缺氧操作结束后取出部分储碳污泥并加以保存,待好氧末返投储碳污泥作为碳源来强化缺氧反硝化反应。结果表明:对TN的去除率可达98%左右,远高于以缺氧/好氧方式运行的SBR;在好氧段的污泥浓度约为3 000 mg/L的情况下,选择缺氧搅拌段的污泥浓度为5 000 mg/L左右能使TN基本全部被去除。SBR经改造后,能有效实现取、返储碳污泥,提高了脱氮效果。

关键词： SBR 反硝化脱氮储碳