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固相反硝化反应器对含盐水体脱氮效率的预测模型

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中国环境科学 2011年第1期31卷 32-37页

作者：赖才胜谭洪新罗国芝阮赟杰孙大川王智勇上海海洋大学水产与生命学院上海201306 惠城区水产技术推广站广东惠州516001

以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)颗粒作为反硝化固体碳源和生物膜载体的填料床反应器处理含盐水体的脱氮效果表明,在温度在(29±1)℃的条件下,反应器对含盐水体中NO3--N具有良好的反硝化性能.以NO3--N去除率为响应值,利用响应曲面法考察进水硝... 详细信息

以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)颗粒作为反硝化固体碳源和生物膜载体的填料床反应器处理含盐水体的脱氮效果表明,在温度在(29±1)℃的条件下,反应器对含盐水体中NO3--N具有良好的反硝化性能.以NO3--N去除率为响应值,利用响应曲面法考察进水硝酸盐浓度和水力停留时间对脱氮效率的影响.因素分析表明,进水NO3--N和HRT及其交互作用对响应目标值均具显著影响.根据多重回归的系数建立了二次多项式回归方程的预测模型,通过对模型进行方差分析,显示模型的预测值与实测值吻合良好.

关键词：固相反硝化硝酸盐去除响应曲面法预测模型

磺胺甲恶唑/甲氧苄啶对固相反硝化脱氮影响及机制

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中国环境科学 2024年第12期44卷 6681-6690页

作者：张艳杰王欢董伟羊闫国凯常洋王海燕凌宇魏有芳田梓杨中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 北京师范大学水科学研究院北京100875 中国环境科学研究院环境污染控制工程技术研究中心北京100012

污水处理厂尾水中存在的抗生素磺胺甲恶唑(SMX)和甲氧苄啶(TMP)是否会影响植物碳源固相反硝化(SPD)技术的脱氮效果,以及影响机制尚不明晰.建立了3个连续流玉米芯SPD(CC-SPD)反应器,对比了反应器的脱氮性能,并通过宏基因组方法分析了影... 详细信息

污水处理厂尾水中存在的抗生素磺胺甲恶唑(SMX)和甲氧苄啶(TMP)是否会影响植物碳源固相反硝化(SPD)技术的脱氮效果,以及影响机制尚不明晰.建立了3个连续流玉米芯SPD(CC-SPD)反应器,对比了反应器的脱氮性能,并通过宏基因组方法分析了影响机制.结果表明:(1)3个反应器平均出水NO_(3)^(–)-N浓度分别为(4.09±0.38)mg/L(RS)、(5.01±0.44)mg/L(RT)和(3.53±0.35)mg/L(RC).50μg/L SMX/TMP对CC-SPD反应器的脱氮性能并无显著影响;(2)SMX/TMP会显著改变微生物的群落结构,但是3个反应器主导的细菌门均为Proteobacteria、Bacteroidetes和Actinobacteria;(3)代谢是微生物群落的主要功能,微生物会增加环境信息处理和细胞过程功能的相对丰度来适应SMX/TMP;(4)50μg/L SMX/TMP并未显著影响与电子供体生成相关的酶和反硝化基因的相对丰度.

关键词：固相反硝化磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX) 甲氧苄啶(Trimethoprim,TMP) 玉米芯电子供体

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基于玉米芯的固相反硝化柱实验研究

湖南大学学报（自然科学版） 2019年第12期46卷 133-140页

作者：钟华程莹张洪维邵雅璐曾光明湖南大学环境科学与工程学院湖南长沙410082 湖南大学环境生物学与控制教育部重点实验室湖南长沙410082 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

选用农业废弃物玉米芯作为固态碳源,采用一维柱实验研究玉米芯在流场环境下的反硝化性能.结果显示固相反硝化过程中,反硝化速率和氮素形态转化受水力停留时间的影响显著,水力停留时间增加可提高反硝化速率,但它在一定范围内可造成亚硝... 详细信息

选用农业废弃物玉米芯作为固态碳源,采用一维柱实验研究玉米芯在流场环境下的反硝化性能.结果显示固相反硝化过程中,反硝化速率和氮素形态转化受水力停留时间的影响显著,水力停留时间增加可提高反硝化速率,但它在一定范围内可造成亚硝酸盐的生成,水力停留时间太长时可造成氨的累积.水溶性碳氮比也是影响固相反硝化的重要因素,适宜的碳氮比可提高硝酸盐去除速率且抑制亚硝酸盐和铵盐的产生.实验结果表明,玉米芯固相反硝化系统的最佳水力停留时间为16 h,最适宜的硝氮进水浓度为50 mg·L^-1.玉米芯能够向水相稳定释放TOC为反硝化提供电子供体,SEM结果显示其表面结构也有利于微生物附着生长,因此作为原位可渗透反应墙的填充介质具有很好的应用潜力.微生物鉴定结果表明Pseudomonas sp在玉米芯介质固相反硝化的过程中为主要作用菌属.

关键词：硝酸盐亚硝酸盐氨水力停留时间碳氮比固相反硝化

固相反硝化技术同时去除地下水中的硝酸盐与农药进展

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中国生物工程杂志 2012年第12期32卷 125-129页

作者：王旭明孙立娇仇天雷张兰河北京农业生物技术研究中心北京100097 东北电力大学化学工程学院吉林132012

概述了固相反硝化技术及其特点,综述了固相反硝化技术在去除地下水中硝酸盐与农药的研究现状,分析了反应机理及当前研究中存在的问题,并在此基础上对固相反硝化的未来核心研究方向进行了展望。

关键词：固相反硝化地下水硝酸盐农药

微电解耦合固相反硝化脱氮除磷效果及微生物分析

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环境工程学报 2020年第5期14卷 1224-1233页

作者：唐婧杨羽菲陈金楠沈阳建筑大学市政与环境工程学院沈阳110168 沈阳城市建设学院市政与环境工程系沈阳110167

为提高低碳氮比污水中氮、磷的去除率,通过铁碳微电解耦合固相反硝化系统强化生物脱氮除磷的效果,分别考察了HRT、DO、pH对耦合系统中氮、磷去除效果的影响,并对铁碳颗粒(FC)、固体碳源颗粒(CC)和悬浮污泥(SS)的微生物群落结构进行了分... 详细信息

为提高低碳氮比污水中氮、磷的去除率,通过铁碳微电解耦合固相反硝化系统强化生物脱氮除磷的效果,分别考察了HRT、DO、pH对耦合系统中氮、磷去除效果的影响,并对铁碳颗粒(FC)、固体碳源颗粒(CC)和悬浮污泥(SS)的微生物群落结构进行了分析。结果表明:当进水C/N=1.5时,耦合系统的最佳运行参数为HRT=4 h、DO=2.0 mg·L-1、pH=7.0;此时NH4+-N、NO3--N、TN、TP的去除率分别为95.63%、93.48%、94.72%、99.10%。高通量测序分析结果表明:在门水平上,3个样本(FC、CC、SS)中的优势菌门为Proteobacteria、Actinobacteria和Bacteroidetes,其中具有反硝化脱氮功能的Proteobacteria在FC、CC、SS中分别占样本总数的72.66%、67.43%、68.66%;在纲水平上,SS中Alphaproteobacteria的相对丰度显著高于FC和CC,FC中的Gammaproteobacteria的相对丰度显著高于CC和SS,CC中的Gemmatimonadetes相对丰度明显高于FC和SS,生物除磷主要发生在CC中;在属水平上,Gemmobacter在FC、CC、SS中的相对丰度分别为25.50%、23.64%、32.53%,对异养反硝化过程起到重要作用。以上结果有助于提高对微电解-自养/异养反硝化除磷耦合系统中微生物生态学的理解。

关键词：铁碳微电解固相反硝化脱氮除磷低碳氮比微生物群落

芦竹固相反硝化反应器脱氮效能及去除尾水邻苯二甲酸二丁酯的研究

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环境科学研究 2024年第9期37卷 1975-1985页

作者：魏有芳关姝琪王欢王海燕张艳杰凌宇郭璠中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院环境污染控制工程技术研究中心北京100012 兰州大学资源与环境学院甘肃兰州730000

邻苯二甲酸酯(phthalate esters,PAEs)类污染物不可避免地共存于污水厂尾水,其中邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)是尾水中毒性和浓度较高的一类PAEs。目前固相反硝化技术被广泛应用于污水厂尾水深度脱氮,本研究构建了以芦竹为... 详细信息

邻苯二甲酸酯(phthalate esters,PAEs)类污染物不可避免地共存于污水厂尾水,其中邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)是尾水中毒性和浓度较高的一类PAEs。目前固相反硝化技术被广泛应用于污水厂尾水深度脱氮,本研究构建了以芦竹为植物碳源的固相反硝化反应器,探究了反应器的尾水脱氮和DBP去除效能。结果表明:①芦竹固相反硝化反应器能有效去除60μg/L DBP。实验组出水浓度为(3.50±0.38)μg/L,去除率为93.67%±0.72%。DBP出水浓度随着反硝化反应器高度的增加而降低,并在330 mm处基本实现对60μg/L DBP的完全去除。②DBP的存在不影响芦竹固相反硝化反应器对NO_(3)^(-)-N和TN的去除效果,实验组NO_(3)^(-)-N和TN出水浓度分别为(2.31±0.29)和(3.51±0.40)mg/L,去除率分别为84.49%±1.99%和79.35%±2.43%。③添加和无添加DBP反应器中,以有机物和氮代谢为主的Proteobacteria、Bacteroidota、Chloroflexi和Firmicutes仍为优势菌门,反硝化菌属(如Rhodocyclaceae、Sphaerotilus、Candidatus_Competibacter及Thauera)为优势菌属,其中编码硝酸盐还原酶的napA基因丰度最高。研究显示,芦竹固相反硝化反应器基本能够完全去除60μg/L DBP,并同时具有良好的反硝化脱氮效能。

关键词：芦竹固相反硝化邻苯二甲酸二丁酯(DBP) 尾水脱氮

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以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统性能

水产学报 2024年第2期48卷 166-179页

作者：高书伟张凯李志斐谢骏王广军郁二蒙李红燕夏耘田晶晶龚望宝中国水产科学研究院珠江水产研究所农业农村部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室广东省水产动物免疫技术重点实验室上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心

构建以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统，探究不同水力停留时间（HRT）和进水硝酸盐浓度（INC）下该系统的反硝化性能，为丝瓜络作为水产养殖尾水反硝化碳源的工艺优化提供理论依据。以丝瓜络（LS）为一维反硝化反应器（denitrification r... 详细信息

构建以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统，探究不同水力停留时间（HRT）和进水硝酸盐浓度（INC）下该系统的反硝化性能，为丝瓜络作为水产养殖尾水反硝化碳源的工艺优化提供理论依据。以丝瓜络（LS）为一维反硝化反应器（denitrification reactor, DR）外加碳源，在流场环境下，测定不同HRT （16、20、24和28 h）和INC （50、75、100和125 mg/L）下反硝化系统对硝酸盐氮（NO3--N）、亚硝酸盐氮（NO2--N）、氨氮（NH4+-N）、总氮（TN）、总磷（TP）和化学需氧量（CODcr）的去除效果。并采用高通量测序技术对丝瓜络反硝化反应器（LS-DR）在运行初期和末期时的细菌群落结构进行分析。当INC为50 mg/L,HRT为24h时，LS-DR对NO3--N和TN均有较好的去除效果，去除率分别为98.97%±0.52%和97.84%±0.94%，此时出水NO2--N浓度也达到较低水平（小于0.5 mg/L）；在HRT为24 h的基础上，当INC增加至75、100和125 mg/L时，其NO3--N去除率和NO3--N去除速率（NRR）均随INC的增加而显著增加，出水COD则随INC的增加而降低，但均未实现完全反硝化，然而，LS-DR在整个实验期间均能完全去除NH4+-N；扫描电镜结果显示，丝瓜络表面结构有利于微生物附着生长；高通量测序结果显示，LS-DR的优势菌门包括变形菌门、拟杆菌门、弯曲杆菌门、厚壁菌门和疣微菌门；被鉴定的优势菌属中热单胞菌属（1.46%）、陶厄氏菌属（0.55%）、固氮螺菌属（3.32%）、Simplicispira （1.01%）、假黄色单胞菌属（0.39%）、草螺菌属（3.02%）和Uliginosibacterium （0.9%）主要参与反硝化的进行，Cytophaga xylanolytica （1.61%）和Cloacibacterium （2.69%）主要参与了丝瓜络的降解，黄杆菌属（1.17%）和Diaphorobacter （0.64%）既能进行反硝化，也能降解丝瓜络。LS-DR的最佳HRT为24 h，最适宜的INC为50 mg/L。本研究为丝瓜络固相反硝化工艺的优化提供了理论基础，为开发新型缓释碳源在养殖尾水处理中的应用提供参考。

关键词：养殖尾水固相反硝化水力停留时间进水硝酸盐浓度丝瓜络微生物群落

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固相反硝化去除循环水养殖系统中的硝酸盐

环境科学与技术 2013年第S1期36卷 188-193页

作者：张兰河刘丽丽崔鑫鑫王旭明东北电力大学化学工程学院吉林吉林132012 北京市农林科学院生物技术研究中心北京100097

循环水养殖与传统养殖方式相比,具有节水、节地、高密度集约化和排放可控的特点,符合可持续发展要求,是水产养殖业发展的必然趋势。水处理技术是决定循环水养殖系统能否稳定运行的关键技术。利用常规水处理技术(生物过滤)可以有效去除... 详细信息

循环水养殖与传统养殖方式相比,具有节水、节地、高密度集约化和排放可控的特点,符合可持续发展要求,是水产养殖业发展的必然趋势。水处理技术是决定循环水养殖系统能否稳定运行的关键技术。利用常规水处理技术(生物过滤)可以有效去除循环水产养殖系统中的氨氮、有机物和亚硝酸盐,使水质得到一定程度的净化,但常常造成硝酸盐的积累。文章综述了生物反硝化技术去除循环水养殖系统中硝酸盐的研究进展,重点讨论了一种新型的脱硝技术—固相反硝化的原理、影响因素及应用现状,并对其未来的核心研究方向进行了展望。

关键词：循环水养殖系统硝酸盐固相反硝化

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固相反硝化系统中微生物群落结构的研究进展

生物技术通报 2015年第1期31卷 39-45页

作者：张兰河左正艳王旭明东北电力大学化学工程学院吉林132012 北京市农林科学院北京农业生物技术研究中心北京100097

固相反硝化是一种新型的异养反硝化工艺,采用固体有机物同时作为反硝化微生物的碳源和生物膜载体,可用于地下水和低C/N比污水的脱氮处理。固相反硝化系统生物膜的微生物群落结构决定固体碳源的降解效率,进而决定反硝化脱氮的速率和系统... 详细信息

固相反硝化是一种新型的异养反硝化工艺,采用固体有机物同时作为反硝化微生物的碳源和生物膜载体,可用于地下水和低C/N比污水的脱氮处理。固相反硝化系统生物膜的微生物群落结构决定固体碳源的降解效率,进而决定反硝化脱氮的速率和系统的稳定运行。因此,微生物群落结构的研究对于固相反硝化工艺的优化以及反应机理的解析具有重要意义。对不同固相反硝化系统微生物群落结构的研究现状和进展进行了综述,并探讨了当前研究中存在的问题和发展趋势。

关键词：固相反硝化硝酸盐生物膜微生物群落