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环境工程学报 2020年第4期14卷 970-976页

作者：祝传静孙晶晶黄建洪李柳青田森林胡学伟昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650500

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水(AMD)易受酸、重金属、代谢产物硫离子等多重毒性抑制的问题,采用气提内循环反应器对AMD进行处理,研究了反应器内涉硫组分的演变、产碱效率、微生物群落结构、重金属的去除效果。结果表明:气体内... 详细信息

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水(AMD)易受酸、重金属、代谢产物硫离子等多重毒性抑制的问题,采用气提内循环反应器对AMD进行处理,研究了反应器内涉硫组分的演变、产碱效率、微生物群落结构、重金属的去除效果。结果表明:气体内循环反应器可有效解除多重毒性抑制,体系中硫酸盐去除率由36.5%提升至91.24%;且其产碱效率提升了3倍,明显优于传统反应器,脱硫弧菌属的相对丰度也由48%提升至73%;硫化氢与重金属反应得到金属硫化物纯度可达98.12%,出水中Cu2+和Zn2+浓度分别为0和2 mg·L-1,可达到《污水综合排放标准》二级标准。以上结果可为SRB生物技术处理AMD的高效控制提供参考。

关键词：酸性矿山废水硫酸盐还原菌气提内循环反应器毒性抑制

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气提内循环序批式沸石球固定床反应器污水脱氮研究

气提内循环序批式沸石球固定床反应器污水脱氮研究

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作者：文潇静华南理工大学

学位级别：硕士

传统生物脱氮存在水力停留时间短与硝化菌世代期长的矛盾,人们试图采用生物膜法来解决这一问题。此外,选择合适的生物载体对确保生物膜反应器的有效性至关重要。沸石多孔、价格低廉,且具有优良的氨氮吸附和离子交换性能,是理想的废水生... 详细信息

传统生物脱氮存在水力停留时间短与硝化菌世代期长的矛盾,人们试图采用生物膜法来解决这一问题。此外,选择合适的生物载体对确保生物膜反应器的有效性至关重要。沸石多孔、价格低廉,且具有优良的氨氮吸附和离子交换性能,是理想的废水生物脱氮填料,但直接使用沸石粉存在易流失、堵塞反应器等问题。为此,我们提出以下技术策略:制备沸石球以防止沸石粉流失,构建气提内循环序批式沸石球固定床反应器（airlift internal loop sequencing batch zeolite sphere fixed bed reactor,ASBZFR）以提高传质、脱氮功能菌生物量及反应器耐冲击负荷性。ASBZFR工艺结合了沸石对氨氮的吸附作用和生物膜的脱氮作用,能够实现高效脱氮。同时,本文开展了沸石球表征、气提内循环序批式沸石球固定床反应器脱氮性能和机理研究,得到的主要结果和结论如下:以沸石粉、膨润土和硅藻土（质量比=82:15:3）为原料,通过造粒制备了粒径约10mm的小球,然后在600℃下煅烧1 h,制得了平均孔径和比表面积分别为3-5 nm和17.148 m/g的沸石球。与天然沸石相比,沸石球表面更粗糙、孔隙结构更丰富,有利于传质扩散及微生物附着,且对氨氮的吸附性能相当,吸附容量和吸附速率分别为0.23mg/g和0.46 mg/min。ASBZFR持续运行130 d,其对TN和TOC的去除效率随HRT的延长、曝气量和C/N的增加而提高,而随进水氨氮浓度的升高先升高后下降,能够耐受0.1-0.2 kg/m/d的氨氮负荷。适宜的运行条件为:HRT 6-8 h,曝气量80-120 m L/min,C/N 4-6。在该条件下,NH-N、TN和TOC的平均去除效率分别可稳定在94%、90%和91%左右。氨氮和总氮去除均符合准一级动力学模型,氨氮的去除速率常数为0.00230-0.00997min,总氮的去除速率常数为0.00134-0.0116 min。为维持ASBZFR长期稳定运行,对低氨氮（25-50 mg/L）污水,HRT、曝气量和C/N宜分别控制在6-8 h、80-120 m L/min、4-6范围内;对较高氨氮（200 mg/L）污水,可通过延长HRT、加大曝气量等调控措施来维持ASBZFR的脱氮效能。碳氮比和氨氮浓度的变化都会导致属水平上生物膜中微生物群落结构的演替,但不同碳氮比和氨氮浓度下生物膜中的优势菌属（如Thauera、Flavobacterium、Nitrosomonas、Rhodobacter和Acinetobacter等）都具有脱氮功能。q PCR分析结果表明,碳氮比和氨氮浓度的变化会影响ASBZFR中脱氮基因的丰度,但反应器中始终都能检测出将NH-N完全转化为N的全套功能基因。结合氮平衡分析表明,ASBZFR脱氮是一个由异化作用主导的同步硝化反硝化脱氮过程。ASBZFR的脱氮工艺机理为,在气提和内循环的作用下,沸石球快速吸附氨氮,并在生物膜中脱氮功能菌的作用下,发生同步硝化反硝化反应而脱氮,同时释放沸石球吸附位点,使沸石球可以重新吸附氨氮,形成循环过程以完成脱氮。

关键词：沸石新型生物填料吸附同步硝化反硝化气提内循环反应器

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全程自养颗粒污泥快速启动及混合营养型脱氮性能分析

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环境科学 2020年第10期41卷 4653-4660页

作者：齐泽坤王建芳钱飞跃刘雨馨乔伟李小蝶苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 苏州科技大学天平学院苏州215009 城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室苏州215009 江苏高校水处理技术与材料协同创新中心苏州215009

在连续流条件下,基于颗粒污泥全程自养脱氮(CANON)工艺的快速启动和混合营养条件下高效脱氮,是CANON工程应用的重要环节.本研究在气提内循环反应器(AIR)中,以老化的CANON颗粒污泥经机械破碎至0.3 mm作为种泥,实现混合营养型单级颗粒污... 详细信息

在连续流条件下,基于颗粒污泥全程自养脱氮(CANON)工艺的快速启动和混合营养条件下高效脱氮,是CANON工程应用的重要环节.本研究在气提内循环反应器(AIR)中,以老化的CANON颗粒污泥经机械破碎至0.3 mm作为种泥,实现混合营养型单级颗粒污泥同步脱氮除碳.启动26 d,通过控制DO,系统出现稳定的部分硝化,再缩短HRT提升氨氮负荷至5.65 kg·(m3·d)-1,促进颗粒化和厌氧氨氧化;第68 d,总氮去除率达到58%之后,进水加入有机物,C/N从0提升到0.25和0.5,促进AOB、AMX和异养微生物的协同,氨氮去除率达95%,总氮去除率达85%,COD去除率达80%左右.COD浓度增加,能较好地抑制Nitrospira菌属等NOB的活性,q(NH4^+-N)和q(TN)稳定在0.4 g·(g·h)-1和0.34 g·(g·h)-1,q(NO3^--N)约为0.02 g·(g·h)-1.采用MiSeq高通量测序对微生物多样性分析,表明有机物对污泥中Nitrosomomas和CandidutusKuenenia丰度未产生显著影响,增加了CandidutusBrocadia菌属以及具有反硝化功能Denitratisoma等菌属的丰度.这对于快速启动连续流CANON颗粒污泥工艺处理低C/N比废水提供思路.

关键词：全程自养脱氮(CANON) 气提内循环反应器快速启动混合营养型厌氧氨氧化微生物群落结构

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硝化微颗粒污泥快速培养及其亚硝化功能快速实现

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环境科学 2020年第1期41卷 353-359页

作者：刘文如宋家俊王建芳沈耀良城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室苏州215009 苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 江苏省水处理技术与材料协同创新中心苏州215009 苏州科技大学水污染治理与资源化研究所苏州215009

在连续流气提内循环反应器中接种絮体硝化污泥,研究硝化颗粒污泥快速培养及其亚硝化功能快速实现过程.结果表明,通过逐步缩短HRT(由5 h降至2.5 h),3周内基本实现污泥微颗粒化;污泥微颗粒化过程中污泥颜色先由黄褐色转为米白色最后变成... 详细信息

在连续流气提内循环反应器中接种絮体硝化污泥,研究硝化颗粒污泥快速培养及其亚硝化功能快速实现过程.结果表明,通过逐步缩短HRT(由5 h降至2.5 h),3周内基本实现污泥微颗粒化;污泥微颗粒化过程中污泥颜色先由黄褐色转为米白色最后变成浅黄色;污泥沉降性能经历了由好变差再转好的变化过程,试验末期污泥SV30=SV5为4%~5%且SVI30=SVI5为12~13 mL·g-1;所得硝化微颗粒污泥平均粒径在134μm(第27 d时)其中近70%的微颗粒污泥粒径在59~163μm狭窄范围,即微颗粒污泥粒径分布均匀性高.随后,逐步提升反应器进水氨氮浓度(由50升至200 mg·L-1),微颗粒污泥在1周内实现亚硝化率达90%以上且亚硝化负荷达1.34 kg·(m3·d)-1;分析认为出水中较高的剩余氨氮浓度(27~50mg·L-1)或较低的DO/NH4+-N(0.03~0.09)是该微颗粒污泥反应器快速实现亚硝化的主要原因.

关键词：气提内循环反应器颗粒污泥亚硝化快速启动连续流

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