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碱度对低氨氮部分亚硝化的影响与机理分析

环境科学与技术 2019年第6期42卷 121-127页

作者：祁菁任俊颖赵凡杨明明陈猷鹏方芳郭劲松重庆大学城市建设与环境工程学院

为了探讨进水碱度对低氨氮废水部分亚硝化过程的影响与机理,在控制碱度的条件下启动并运行SBR部分亚硝化反应器。结果表明,控制碱度/NH4^+-N为3.67~4.05可成功实现低氨氮废水部分亚硝化反应器的启动和稳定运行,亚硝酸盐累积率>90%。将... 详细信息

为了探讨进水碱度对低氨氮废水部分亚硝化过程的影响与机理,在控制碱度的条件下启动并运行SBR部分亚硝化反应器。结果表明,控制碱度/NH4^+-N为3.67~4.05可成功实现低氨氮废水部分亚硝化反应器的启动和稳定运行,亚硝酸盐累积率>90%。将稳定运行的SBR部分亚硝化反应器与厌氧氨氧化反应器串联运行,系统TN去除率为37.3%~84.3%。周期试验显示,当碱度值>70 mg/L时,SBR部分亚硝化反应器NH4^+-N转化速率介于2.81~5.67 mg/(L·h),当碱度减小至70 mg/L,NH4^+-N转化速率明显下降,当碱度亚硝化反应停止。机理分析表明,以HCO3-盐为碱度物质时,碱度值亚硝化反应进程的主要原因。

关键词：部分亚硝化碱度无机碳源 Anammox 低氨氮浓度

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CRI系统部分亚硝化的启动及菌群结构分析

环境科学与技术 2019年第1期42卷 72-79页

作者：陈佼陆一新张建强黄雯汪锐成都工业学院建筑与环境工程学院四川成都611730 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺为解决人工快渗(CRI)系统TN去除率低的问题提供了新方法,而部分亚硝化是实现该工艺的先决条件。为此研究了CRI系统通过饥饿协同p H调控策略启动部分亚硝化的可行性,并分析了部分亚硝化稳定运行期间各滤料层的... 详细信息

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺为解决人工快渗(CRI)系统TN去除率低的问题提供了新方法,而部分亚硝化是实现该工艺的先决条件。为此研究了CRI系统通过饥饿协同p H调控策略启动部分亚硝化的可行性,并分析了部分亚硝化稳定运行期间各滤料层的菌群结构特征。结果表明,CRI系统在饥饿15 d后出现明显的NO_2^--N积累现象,恢复进水8 d后NO_2^--N积累率稳定在65%左右,此时将进水pH提高到8.7,NO_2^--N的积累率可跃升到90%以上,NO_2^--N和NH4+-N的出水浓度比稳定在1.21～1.33,部分亚硝化获得成功启动,能为厌氧氨氧化提供适宜的进水条件。采用16S rRNA高通量测序技术从各滤料层共检测到39个菌门、113个菌纲、281个菌属,其中检出的氨氧化菌属主要包括Nitrosomonas、Nitrosovibrio和Nitrosopumilus,该类菌属中Nitrosomonas占绝对优势,其相对丰度为5.33%～7.25%,而检出的亚硝酸氧化菌属仅有Nitrospira,其相对丰度仅相当于氨氧化菌属的2.53%～6.34%,氨氧化菌的有效富集为部分亚硝化的启动提供了基础。

关键词：部分亚硝化饥饿进水pH CRI系统菌群结构

部分亚硝化/厌氧氨氧化工艺处理酚氨废水的效能及调控研究

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部分亚硝化/厌氧氨氧化工艺处理酚氨废水的效能及调控研究

作者：任雪松合肥工业大学

学位级别：硕士

本论文主要研究了分体式和一体式部分亚硝化/厌氧氨氧化工艺处理酚氨废水的运行效能及调控,通过对工艺系统中氨氧化菌(AOB)活性、亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性、厌氧氨氧化活性(SAA)、异养硝化细菌的活性、反硝化细菌的活性、酚降解菌的活性... 详细信息

本论文主要研究了分体式和一体式部分亚硝化/厌氧氨氧化工艺处理酚氨废水的运行效能及调控,通过对工艺系统中氨氧化菌(AOB)活性、亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性、厌氧氨氧化活性(SAA)、异养硝化细菌的活性、反硝化细菌的活性、酚降解菌的活性(SUR)和污泥比耗氧速率(SOUR)等分析,揭示反应器的运行效能和调控机制;进一步通过对分体式和一体式部分亚硝化/厌氧氨氧化工艺处理酚氨废水过程中菌群结构的变化的分析,揭示其演变机制。最终得到如下结果:(1)在分体式部分亚硝化/厌氧氨氧化反应器中,采用膜分离技术提高了部分亚硝化反应器中AOB的浓度,同时避免了微生物间的竞争影响。研究结果表明,部分亚硝化反应器仅用27天便启动成功并稳定运行,工艺的总氮去除率最高可达82.4%。厌氧氨氧化菌对苯酚毒性的耐受程度要高于AOB和NOB。因此,利用厌氧氨氧化技术实现酚氨废水的脱氮处理是可行的。此外,较高的酚氮比(质量比)会严重抑制AOB和NOB的活性。通过降低酚氮比,AOB的活性能够及时恢复。(2)一体式部分亚硝化/厌氧氨氧化反应器接种厌氧氨氧化污泥运行26天后,总氮去除率可达到73%,COD去除率更是能达到79.5%。反应器运行初期厌氧氨氧化菌会出现衰减现象,相应的SAA值从28.85±0.97 mg NH-N·gVSS·d下降至19.30±2.44 mg NH-N·gVSS·d,但是运行稳定后,SAA得到恢复(增加至20.85±1.01 mg NH-N·gVSS·d)。(3)在酚氮比为0.5时,部分亚硝化反应器中主导菌群为Pseudofulvimonas(14.66%),Gemmatimonas(14.57%),Nitrosomonas(9.99%),Aquimonas(6.14%),Zoogloea(3.77%),Thauera(3.23%)和Truepera(2.69%)。污泥的主要作用是将NH-N部分亚硝化以及降解苯酚。当酚氮比增加至1.5时,氨氧化菌Nitrosomonas受到严重抑制,活性降为零。当苯酚和氨氮的浓度分别为300 mg·L和600mg·L,异养硝化细菌的活性受到抑制,Nitrosomonas丰度上涨,部分亚硝化反应也随即恢复。在一体式反应器稳定运行过程中Nitrosomonas持续生长并保持优势菌种地位,而亚硝酸盐氧化菌Nitrospira几乎被完全抑制。最后,在反应器稳定运行过程中发现,Candidatus Brocadia和Candidatus Kuenenia是酚氨废水厌氧氨氧化脱氮处理的优势菌。

关键词：酚氨废水膜生物反应器部分亚硝化厌氧氨氧化工艺菌群演变

部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺两段式处理低氨氮废水的应用基础研究

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部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺两段式处理低氨氮废水的应用基础研究

作者：李彬娟西安建筑科技大学

学位级别：硕士

为了开发经济高效的低浓度氨氮废水处理工艺,本研究首先分别在序批式活性污泥反应器(SBR)以及连续式生物滤柱反应器中探究了部分亚硝化工艺的启动和运行参数;然后在连续式厌氧氨氧化生物滤柱反应器中(CABR)探究了经部分亚硝化工艺处理... 详细信息

为了开发经济高效的低浓度氨氮废水处理工艺,本研究首先分别在序批式活性污泥反应器(SBR)以及连续式生物滤柱反应器中探究了部分亚硝化工艺的启动和运行参数;然后在连续式厌氧氨氧化生物滤柱反应器中(CABR)探究了经部分亚硝化工艺处理的低浓度含氮废水的启动策略和脱氮性能,以期为两段式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理低浓度氨氮废水提供技术支撑。论文主要研究结果以及结论如下:(1)采用SBR维持进水NH-N浓度150±5 mg/L条件下,通过间歇曝气下并逐渐增加曝气量的方式,仅19 d即可成功启动部分亚硝化。稳定阶段SBR平均出水NH-N与NO-N浓度分别为66.49和63.17 mg/L,出水NO-N与NH-N比值维持在0.84～1.05,平均NO-N积累率(NAR)高达93.25%。当降低进水NH-N浓度至75±5 mg/L时,间歇曝气和连续曝气模式下,平均出水NAR分别为95.40%和95.04%,均可稳定地实现部分亚硝化。(2)进行部分亚硝化的SBR,进水NH-N降低至60±5 mg/L时,当水温从32℃梯度降温至27℃和22℃时,随着水温的降低,平均NAR由85.80%降至61.01%和30.45%,表明温度的降低不利于部分亚硝化的进行。(3)维持部分亚硝化生物滤柱反应器(PNBR)进水NH-N浓度为105±5mg/L,在HRT为4 h时,采取连续曝气下并逐渐增加曝气量的方式,仅12 d即可成功启动部分亚硝化。稳定阶段平均出水NH-N和NO-N浓度分别为44.24和54.78 mg/L,出水NO-N与NH-N比值为0.98～1.37,平均NAR高达99.14%。但当进水NH-N降为60±5 mg/L时,HRT缩短为2 h和1 h时,平均NAR分别为99.26%和10.08%。(4)维持PNBR进水NH-N浓度为60±5 mg/L,在HRT为1 h下添加1mmo L/L氯酸钾,当水温从30℃梯度降温至25℃和20℃时,随着温度的降低,平均NAR由75.57%升高至82.89%和85.23%,表明添加1 mmo L/L氯酸钾时,梯度降温(30℃→25℃→20℃)并不会影响部分亚硝化性能。(5)CABR重启阶段,控制进水NH-N和NO-N分别为50±3和50±3mg/L,通过逐级缩短HRT的启动策略,进水NLR从0.29提高至2.43 kg-N/(m·d)仅需21 d,且出水TN浓度小于15 mg/L。运行阶段降低进水NH-N和NO-N分别为28±2和28±2 mg/L,逐步缩短CABR的HRT至20 min,此时NLR为4.20±0.10 kg-N/(m·d),稳定阶段TN平均去除率稳定在86.33%;当HRT为20 min时,继续降低反应器水温至25℃,稳定阶段TN平均去除率仍可稳定在86.42%。(6)CABR沿程水质测定结果显示,厌氧氨氧化作用主要发生在反应器0～20cm区段,其颗粒污泥和生物膜的生物量浓度分别为17.41和8.61 g/L,且对应的厌氧氨氧化菌活性(SAA)分别为0.43和0.28 g/(g-VSS·d)。微生物高通量测序结果表明,反应器不同区段厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia均为优势菌种。其中,0～20 cm段颗粒污泥和生物膜中Candidatus Brocadia分别占31.34%和34.05%;20～47 cm颗粒污泥和生物膜中Candidatus Brocadia分别占25.43%和29.67%。

关键词：低氨氮废水 SBR反应器生物滤柱部分亚硝化厌氧氨氧化

城市污水中部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺NOB抑制策略的研究进展

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环境工程学报 2023年第4期17卷 1075-1083页

作者：黄勇黄文慧顾晓丹李寓哲苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 苏州科技大学环境生物技术研究所苏州215009

城市污水具有低温低氨氮(NH4+-N)的特点,不利于亚硝酸盐氧化菌(NOB)的长期稳定抑制,而NOB的过度增殖会导致出水硝氮(NO3--N)指标升高,对其他功能微生物产生竞争性抑制作用,进而降低部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN/A)系统的脱氮性能和稳定性... 详细信息

城市污水具有低温低氨氮(NH4+-N)的特点,不利于亚硝酸盐氧化菌(NOB)的长期稳定抑制,而NOB的过度增殖会导致出水硝氮(NO3--N)指标升高,对其他功能微生物产生竞争性抑制作用,进而降低部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN/A)系统的脱氮性能和稳定性。以氨氧化菌(AOB)、NOB、厌氧氨氧化菌(AnAOB)等功能微生物动力学参数、生长特性为基础,探讨了主流条件下的城市污水处理系统中优势功能微生物的变迁。综述了当前普遍采用的低溶氧(DO)限制、好氧-缺氧交替、生物强化、投加抑制剂、泥龄(SRT)筛选、低亚氮等NOB抑制策略,并总结了单一抑制策略无法长期、稳定抑制NOB活性,需进一步考察多重策略的联合作用。继而,从性能和工艺复杂程度,对目前普遍采用的实现多重策略联合调控的反应系统进行了探讨。提出采用活性污泥模型(ASM)与实验相结合的方法,为助力主流PN/A工艺运行调控提供了新思路,并指出深化基础理论的研究,开发新型的组合工艺强化NOB的抑制及脱氮性能稳定也是可行的发展方向。

关键词：厌氧氨氧化部分亚硝化主流PN/A工艺 NOB抑制动力学参数活性污泥模型

干法腈纶废水在限氧SBR反应器中的部分亚硝化

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中国给水排水 2014年第9期30卷 125-129页

作者：李长波赵国峥邱峰辽宁石油化工大学环境与生物工程学院辽宁抚顺113001

以经生物流化床处理后的腈纶废水为原水，在限氧SBR反应器中研究了适合ANAMMOX工艺进水的部分亚硝化预处理技术。控制SBR的主要参数如下：DO为0．30～0．40mg／L、pH值为7．2—7．6、温度为30～35℃、曝气时间为10h，经过27d的连续运行... 详细信息

以经生物流化床处理后的腈纶废水为原水，在限氧SBR反应器中研究了适合ANAMMOX工艺进水的部分亚硝化预处理技术。控制SBR的主要参数如下：DO为0．30～0．40mg／L、pH值为7．2—7．6、温度为30～35℃、曝气时间为10h，经过27d的连续运行，成功实现了部分亚硝化系统的快速启动。同时考察了启动过程中影响亚硝酸盐氮积累的主要因素。结果表明，低DO浓度是实现部分亚硝化的决定性因素；pH值不仅会通过对游离氨浓度的影响而引起氨氧化菌（AOB）活性的变化，其本身也会对AOB活性直接产生一定影响；适当提高系统温度可增强AOB的竞争能力，但当温度〉35℃时会对AOB活性产生抑制。部分亚硝化系统的最优运行参数如下：DO为0．35mg／L、pH值为7．6、水温为32℃，在此条件下稳定运行后，平均亚硝化率可达到95％以上，出水COD和TN浓度略有下降。经适用性试验验证，腈纶废水部分亚硝化系统出水完全可以作为ANAMMOX工艺的进水。

关键词：腈纶废水限氧条件 SBR反应器部分亚硝化厌氧氨氧化

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常温下部分亚硝化的启动中试研究

中国给水排水 2012年第17期28卷 21-25页

作者：张昭李冬曾辉平周利军孙宇张杰北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

在常温(16.4～25.5℃)、限氧(DO=0.20～0.80 mg/L)条件下,以A/O除磷工艺出水为原水,在中试规模的反应器中采用SBR及高低氨氮(平均值分别为303.9和82.4 mg/L)交替进水方式,经过24个周期的连续运行成功实现了短程硝化,氨氮氧化率超过50%,... 详细信息

在常温(16.4～25.5℃)、限氧(DO=0.20～0.80 mg/L)条件下,以A/O除磷工艺出水为原水,在中试规模的反应器中采用SBR及高低氨氮(平均值分别为303.9和82.4 mg/L)交替进水方式,经过24个周期的连续运行成功实现了短程硝化,氨氮氧化率超过50%,亚硝化率超过90%。高FA(11.36 mg/L)、FNA(0.033 mg/L)及低DO(硝化得以稳定维持的重要因素。在低氨氮、连续流下控制HRT为7～9 h、反应器各格室的曝气量为2～5 L/min、DO为0.10～0.60 mg/L,可使氨氮氧化率维持在55%左右,亚硝化率在95%以上,出水NO2--N/NH4+-N平均值为1.32,为后续厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器提供了适宜的进水水质。

关键词：常温部分亚硝化 DO FA 推流式

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晚期垃圾渗滤液的部分亚硝化

环境工程学报 2012年第9期6卷 2918-2922页

作者：廖小兵许玫英邓代永孙国萍广东省微生物研究所广州510650 广东省菌种保藏与应用重点实验室广州510070 中国科学院华南植物园广州510070 中国科学院大学北京100049

利用实验室小试SBR在(33±1)℃的条件下,通过动态调控溶氧浓度(DO)(2～7 mg/L)和水力停留时间(2～5 d),经过130 d的运行成功启动了晚期垃圾渗滤液(NH4+-N含量1 227～2 133 mg/L)的部分亚硝化,使出水NO2--N∶NH4+-N稳定维持在1∶1左右,... 详细信息

利用实验室小试SBR在(33±1)℃的条件下,通过动态调控溶氧浓度(DO)(2～7 mg/L)和水力停留时间(2～5 d),经过130 d的运行成功启动了晚期垃圾渗滤液(NH4+-N含量1 227～2 133 mg/L)的部分亚硝化,使出水NO2--N∶NH4+-N稳定维持在1∶1左右,为后续的厌氧氨氧化工艺创造了进水条件。利用实时荧光定量PCR研究启动过程中的特异微生物氨氧化细菌的含量变化表明,氨氧化细菌的含量与NO2--N的生成速率和出水NO2--N稳定性有着显著相关性。

关键词：晚期垃圾渗滤液部分亚硝化定量PCR 氨氧化细菌(AOB)

匹配厌氧氨氧化-部分亚硝化启动调控策略研究

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工业水处理 2020年第12期40卷 19-24页

作者：达方华徐乐中王垚王超超陈茂林苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009 苏州淡林环境科技有限公司江苏苏州215011 江苏省水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

对部分亚硝化(PN)启动过程的基本认识和最新趋势进行总结,介绍了近年来关于PN启动调控的影响因素的研究结果,指出实际工程应用条件下的主要挑战和机遇,对PN研究进行展望并提供可用的优化策略,以期促进主流PN/AMX的工艺设计和操作。

关键词：部分亚硝化厌氧氨氧化启动调控优化