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丙酸钠为碳源时短程反硝化过程中亚硝酸盐积累特性研究

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山东化工 2022年第23期51卷 213-215,219页

作者：苏萍萍侯亚婷黄政锋刘晨曦李玲玲青岛科技大学环境与安全工程学院山东青岛266042

以丙酸钠为碳源,分别采用以啤酒废水和乙酸钠为碳源进行长期培养的两种短程反硝化污泥作为接种污泥,研究反硝化过程中亚硝酸盐积累性能。以啤酒废水为碳源培养的反硝化污泥在以丙酸钠为碳源时,系统初始平均碳氮比为4.2,反硝化过程中亚... 详细信息

以丙酸钠为碳源,分别采用以啤酒废水和乙酸钠为碳源进行长期培养的两种短程反硝化污泥作为接种污泥,研究反硝化过程中亚硝酸盐积累性能。以啤酒废水为碳源培养的反硝化污泥在以丙酸钠为碳源时,系统初始平均碳氮比为4.2,反硝化过程中亚硝酸盐平均积累率达到72.71%。以乙酸钠为碳源培养的反硝化污泥在以丙酸钠为碳源时,系统初始平均碳氮比为3.5,反硝化过程中亚硝酸盐平均积累率达到66.16%。

关键词：短程反硝化亚硝酸盐积累丙酸钠啤酒废水乙酸钠

碳源类型对以NO_2^-为电子受体短程反硝化过程的长期和短期影响

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环境工程学报 2016年第9期10卷 4657-4662页

作者：孙洪伟赵华南吕心涛尤永军兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070

短程生物脱氮是未来污水生物处理的主流技术,其反硝化过程是实现氮去除的关键步骤。碳源类型是NO-2还原过程的重要因素之一,为选择适于以NO-2为电子受体的反硝化碳源,采用序批式反应器(SBR),考察4种碳源(乙酸钠、甲醇、乙醇和生活污水)... 详细信息

短程生物脱氮是未来污水生物处理的主流技术,其反硝化过程是实现氮去除的关键步骤。碳源类型是NO-2还原过程的重要因素之一,为选择适于以NO-2为电子受体的反硝化碳源,采用序批式反应器(SBR),考察4种碳源(乙酸钠、甲醇、乙醇和生活污水)对NO-2为还原过程长期和短期影响。实验结果表明,微生物对不同碳源具有较强的适应性,经过一定时间的驯化,可明显提高微生物的反硝化能力,与未驯化时相比,还原速率分别提高3.1、2.1、1.7和2.4倍。培养初期,四种碳源条件下NO-2还原速率的大小关系为:r乙醇=1.3r乙酸钠=2.6r生活污水=3.8r甲醇。长期驯化稳定后,NO-2还原速率的大小关系为:r乙酸钠=1.4r乙醇=2.6r生活污水=4.3r甲醇。此外,经过驯化后,微生物可适应较高的p H值,增强抵抗p H波动的能力。当存在多种碳源时,微生物优先利用已驯化碳源。4种碳源中,乙酸钠最容易被微生物利用,还原速率为40.7 mg·(g·h)-1,而甲醇较难被微生物利用,其还原速率为26.2 mg·(g·h)-1。

关键词：碳源 SBR 短程反硝化亚硝态氮

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基于高效短程反硝化的厌氧氨氧化工艺研究

基于高效短程反硝化的厌氧氨氧化工艺研究

作者：张星星苏州科技大学

学位级别：硕士

短程反硝化厌氧氨氧化工艺是当前污水生物脱氮研究热点课题之一,极具工程应用前景。本论文主要研究内容是首先获取适宜的实现短程反硝化快速启动和低温下稳定运行泥源;之后研究了羟胺(NHOH)提升短程反硝化活性和亚硝酸盐积累性能的可行... 详细信息

短程反硝化厌氧氨氧化工艺是当前污水生物脱氮研究热点课题之一,极具工程应用前景。本论文主要研究内容是首先获取适宜的实现短程反硝化快速启动和低温下稳定运行泥源;之后研究了羟胺(NHOH)提升短程反硝化活性和亚硝酸盐积累性能的可行性;最后通过投加NHOH实现单级短程反硝化厌氧氨氧化系统的快速启动。单级短程反硝化厌氧氨氧化技术实现了高效和稳定同步去除氨氮和硝态氮的效果,为其有效处理城市污水和工业硝酸盐废水的应用提供了新思路。主要研究结果如下:(1)在3个完全相同的SBR反应器(S1、S2和S3)中分别接种:实验室城市污水反硝化除磷系统排泥、城市污水厂剩余污泥和河涌底泥,对比其短程反硝化启动的快慢和NO-N积累特性,分析系统短程反硝化活性和NO-N→NO-N转化性能,并从微生物学角度阐明反应器内功能菌群特征。结果表明,在乙酸钠为唯一碳源、高p H(9.0±0.1)和COD/NO-N比(3.0～3.5)进水条件下,3个SBR反应器在6～9 d内成功启动,系统平均NO-N→NO-N转化率为S1>S2>S3(75.92%>73.36%>69.90%)。同时发现持续低温(14.8℃)条件下S1和S2呈现不同程度的短程反硝化性能恶化趋势,但S3能够维持稳定且良好的NO-N积累性能。微生物高通量测序表明,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)主导短程反硝化系统群落,3个短程反硝化反应器NO-N积累关键功能菌属Thauera属丰度差异明显:S3>S1>S2(25.09%>4.71%>3.60%),表明S3具备稳定高效的NO-N积累性能,同时高丰度Thauera属可能是维持低温短程反硝化活性的重要原因。(2)以第一部分研究获得的S3反应器短程反硝化污泥为研究对象,此污泥存放于4℃冰箱长达6个月,恢复运行后发现生物活性和亚硝酸盐积累性能均较低。为此,研究了NHOH投加对短程反硝化污泥性能恢复的影响。NHOH作为重要的厌氧氨氧化中间代谢产物,能显著提高厌氧氨氧化的反应速率和生物活性。然而,短程反硝化污泥在NHOH投加影响下NO-N累积性能的响应还缺乏全面的研究,这对短程反硝化和厌氧氨氧化耦合系统的高效运行至关重要。本试验首次阐明了短程反硝化污泥在初始0～50 mg/L NHOH条件下NO-N累积性能的变化。结果表明,投加NHOH是提高短程反硝化微生物NO-N积累的可行策略,NO-N→NO-N转化率由38.24±0.68%增加到80.47±2.82%,比对照组高出2.56倍NO-N浓度。而高浓度NHOH(35～50 mg/L)对NO-N还原过程具有短暂抑制作用。通过酶活性测定进一步证实,在低剂量的NHOH(0～20 mg/L)作用下,NO-N还原酶活性显著提高,而NO-N还原酶活性受到部分抑制;当NHOH含量较高(>35mg/L)时两者均降低。此外,实时定量PCR结果显示,膜结合硝酸盐还原酶(membrane-bound nitrate reductase,nar G)功能基因显著上调,nar G基因主要与NO-N→NO-N部分脱硝还原过程有关。此外,NHOH的加入有助于胞外多聚物(EPS)含量和EPS中蛋白质/多糖比值的增加,表明添加NHOH能够维持PD聚集体的稳定性。(3)反硝化氨氧化(DEAMOX)工艺将短程反硝化与厌氧氨氧化集成在单一反应器中,作为一种很有前途的废水生物处理方法受到广泛关注。然而,DEAMOX系统的主要潜在问题是启动时间过长和在负载冲击和环境温度下运行不稳定。因此参考第二部分研究获得的提升短程反硝化性能最优的NHOH溶液浓度(10 mg/L),在两个主流的DEAMOX序批式反应器(SBR,R1和R2)考察了羟胺(NHOH)添加(HA)和生物强化(BA)策略对系统室温启动和稳定的影响。结果表明,在超过340天的运行中,DEAMOX-R2以10 mg/L HA和1:25(anammox/PD,v/v)BA的比例,可在145天内达到97.22%的理想脱氮效率。与R1相比,在高BA比(1:12.5)但无HA的情况下,184天后总氮去除率略低(90.86%)。厌氧氨氧化对两个SBR的脱氮效果都有很大的贡献。在R2中,当C/NO-N比为2.6时,NTR达到98.64%,而DEAMOX-R1则在较高C/NO-N比(3.0)获得较低NTR(94.2%)。值得注意的是,尽管氮负荷率大于0.15 kg N/m/d,温度降低至14.6℃,R1脱氮性能很快恢复,出水总氮为4.21 mg/L,这主要归因于NHOH的加入激活厌氧氨氧化菌群活性。定量微生物分析表明,丰富的NO-N还原酶(nar G)基因表明系统较高的NO-N还原率,而较高丰度的功能基因hzs A和hdh体现了anammox的高活性。异养反硝化细菌Thauera、Denitratisoma和unclassified f Comamonadaceae主导

关键词：短程反硝化厌氧氨氧化羟胺快速启动耦合工艺

一株适用于短程反硝化的细菌筛选及其脱氮特性

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工业水处理 2024年第2期44卷 87-94页

作者：张建美朱永茂谢健强吕钰楠梅江雪蒋兴超长江大学资源与环境学院湖北武汉430100 长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验室湖北武汉430100

从水稻田土壤中筛选出一株短程反硝化作用明显的菌株D5,结合细菌的形态结构以及16S rDNA序列分析,鉴定为肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae),并进一步采用单因素实验方法探究了环境因子(碳源种类、C/N和温度)对该菌株脱氮性能的... 详细信息

从水稻田土壤中筛选出一株短程反硝化作用明显的菌株D5,结合细菌的形态结构以及16S rDNA序列分析,鉴定为肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae),并进一步采用单因素实验方法探究了环境因子(碳源种类、C/N和温度)对该菌株脱氮性能的影响。结果表明,多种环境因子均对菌株D5的短程反硝化效果具有较大影响,最佳碳源为柠檬酸钠,最佳C/N为3,最佳温度为25℃和30℃。结果显示,菌株D5具有优良的短程反硝化性能,通过调控环境条件可以取得最佳的短程反硝化效果。

关键词：反硝化细菌短程反硝化肺炎克雷伯氏杆菌碳源

不同阳离子和碳氮比对反硝化性能及亚硝酸盐氮积累的影响

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环境工程学报 2022年第8期16卷 2540-2548页

作者：康沛伦李俊达叶晟祺陈泽彬黄博创崔理华余光伟梁瑜海华南农业大学资源环境学院广东省农业农村污染治理与环境安全重点实验室广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642

在序批式反应器(SBR)中,采用乙酸钠为碳源,通过硝酸钠和硝酸钙的交替投加、微量元素的投加以及碳氮比(COD/NO_(3)^(−)-N)的改变,探究了不同控制条件对反硝化性能及NO_(2)^(−)-N积累的影响,并分析了反应器中微生物种群演替特征。结果表明... 详细信息

在序批式反应器(SBR)中,采用乙酸钠为碳源,通过硝酸钠和硝酸钙的交替投加、微量元素的投加以及碳氮比(COD/NO_(3)^(−)-N)的改变,探究了不同控制条件对反硝化性能及NO_(2)^(−)-N积累的影响,并分析了反应器中微生物种群演替特征。结果表明,在以乙酸钠为碳源的SBR中,Ca^(2+)浓度过高会抑制反硝化。以NaNO_(3)为NO_(3)^(−)-N来源时,硝酸盐氮还原率维持在50%左右;相同条件下,以Ca(NO_(3))_(2)为NO_(3)^(−)-N来源时,硝酸盐氮还原率仅有20%。反应器中补充适量磷元素后,硝酸盐氮还原率提高至62%,同时有少量的亚硝酸盐氮积累。当C/N比提高为4后,硝酸盐氮还原率大于98%,长期运行下亚硝酸盐氮积累率平均为83.8%。高通量测序分析结果表明,变形菌门和拟杆菌门在系统中占主导地位。NO_(2)^(−)-N积累的关键功能菌属是Thauera菌属,其最高占比为17.25%。以Ca(NO_(3))_(2)为NO_(3)^(−)-N来源时,Thauera菌属占比仅为0.14%。以上研究结果为短程反硝化的快速启动和稳定运行提供参考。

关键词：短程反硝化阳离子碳氮比微生物种群

短程反硝化厌氧氨氧化与反硝化除磷技术研究进展

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现代化工 2024年第6期44卷 15-19页

作者：操泽贤杨长河张文强南昌大学资源与环境学院江西南昌330031

综述了短程反硝化厌氧氨氧化技术与反硝化除磷技术的作用机理及应用进展,总结了功能微生物的富集策略及其特性,并分析了两者耦合技术的研究进展,最后对未来的发展趋势和研究方向进行了展望,以期为短程反硝化厌氧氨氧化、反硝化除磷技术... 详细信息

综述了短程反硝化厌氧氨氧化技术与反硝化除磷技术的作用机理及应用进展,总结了功能微生物的富集策略及其特性,并分析了两者耦合技术的研究进展,最后对未来的发展趋势和研究方向进行了展望,以期为短程反硝化厌氧氨氧化、反硝化除磷技术及两者耦合工艺的研究和改进提供参考。

关键词：短程反硝化厌氧氨氧化反硝化除磷工艺机理

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短程反硝化处理酸性含氮废水及NO释放特性

应用化工 2023年

作者：孙婷李悦李乐潘永宝姬涛吕永涛西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西省现代建筑设计研究院有限公司中国地质调查局西安地质调查中心

短程反硝化处理酸性含氮废水具有节约碳源并降低剩余污泥量的优点。本研究在SBR系统中通过升高进水NO2-浓度并降低进水pH的方式成功实现了NO2-型反硝化的启动和稳定运行，并研究了长期酸性条件下N2O的释放特性和微生物群落的变化。结果... 详细信息

短程反硝化处理酸性含氮废水具有节约碳源并降低剩余污泥量的优点。本研究在SBR系统中通过升高进水NO2-浓度并降低进水pH的方式成功实现了NO2-型反硝化的启动和稳定运行，并研究了长期酸性条件下N2O的释放特性和微生物群落的变化。结果表明，pH由6.5降至5.0时，NO2-还原速率反而略有升高，达10.88 mg·h-1·g-1VSS，N2O产生率由2.07%升至7.17%，但总体保持在较低水平。处理酸性废水系统中，unclassified＿k＿＿norank＿d＿＿Bacteria和Thauera属成为优势反硝化菌，它们对N2O的减量释放起到重要作用。

关键词： SBR 酸性废水短程反硝化 N O 微生物种群

厌氧氨氧化滤池的深度脱氮性能与菌群结构分析

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中国给水排水 2021年第9期37卷 15-20页

作者：委燕马斌许鑫鑫彭轶海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海南海口570228 海南大学海南省农林环境过程与生态调控重点实验室海南海口570228 北京工业大学城镇污水深度处理与资源化利用国家工程实验室北京100124 国投信开水环境投资有限公司北京100084

为了降低城市污水处理厂深度脱氮过程中有机碳源的消耗量,提出了短程反硝化/厌氧氨氧化双滤池系统,并通过试验考察了厌氧氨氧化滤池的脱氮性能及菌群结构。结果表明,厌氧氨氧化滤池在进水NH4+-N和NO_(2)^(-)-N平均浓度分别为9.9、9.1mg/... 详细信息

为了降低城市污水处理厂深度脱氮过程中有机碳源的消耗量,提出了短程反硝化/厌氧氨氧化双滤池系统,并通过试验考察了厌氧氨氧化滤池的脱氮性能及菌群结构。结果表明,厌氧氨氧化滤池在进水NH4+-N和NO_(2)^(-)-N平均浓度分别为9.9、9.1mg/L的条件下,出水NH_(4)^(+)-N和TN平均浓度分别为2.5、9.5 mg/L,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准,对应的滤池HRT为15min,容积氮去除速率为1.0 kg/(m^(3)·d)。滤池中的厌氧氨氧化菌属为Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia,相对丰度分别为4.33%和2.70%。与传统反硝化滤池相比,短程反硝化/厌氧氨氧化双滤池系统可节省有机碳源62%,同时可降低污泥产量,减少滤池反冲洗次数。

关键词：厌氧氨氧化短程反硝化滤池深度脱氮有机碳源

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短程反硝化的微生物富集策略及应用研究进展

工业水处理 2023年第3期43卷 39-47页

作者：李芸熊星星崔楠黄志远东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 东华理工大学水资源与环境工程学院江西南昌330013

污废水的高效节能脱氮技术一直以来都是研究和应用的焦点。短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺因具有能耗低、产泥少、温室气体减排和脱氮效果好等优点,已成为废水脱氮领域研究和应用的热点。其中,短程反硝化被认为是厌氧氨氧化菌获取底物(N... 详细信息

污废水的高效节能脱氮技术一直以来都是研究和应用的焦点。短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺因具有能耗低、产泥少、温室气体减排和脱氮效果好等优点,已成为废水脱氮领域研究和应用的热点。其中,短程反硝化被认为是厌氧氨氧化菌获取底物(NO_(2)^(-)-N)的重要途径之一,对其进行研究具有重要的科学和工程意义。基于此,综述了短程反硝化的工艺原理,总结了硫自养短程反硝化和异养短程反硝化微生物的富集方法,并探讨了短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺处理城市污水、高浓度氨氮废水和硝酸盐废水的工程应用。最后对短程反硝化及其耦合厌氧氨氧化工艺的研究和应用方向进行了展望,以期为短程反硝化-厌氧氨氧化耦合工艺处理实际污水提供参考。

关键词：短程反硝化生物脱氮亚硝酸盐积累短程反硝化微生物