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单污泥SBR工艺的反硝化除磷特性

中国给水排水 2009年第9期25卷 25-28页

作者：马斌彭永臻祝贵兵彭赵旭哈尔滨工业大学市政环境工程学院黑龙江哈尔滨150090 北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100022 中国科学院生态环境研究中心北京100085

利用单污泥SBR工艺处理模拟生活污水,考察了该工艺对有机物、总氮、PO43--P的去除特性,以及no2--n积累对工艺性能的影响。结果表明:单污泥SBR工艺可以稳定高效地去除水中的有机污染物和总氮,对其平均去除率分别为81.49%和93.07%;但除磷... 详细信息

利用单污泥SBR工艺处理模拟生活污水,考察了该工艺对有机物、总氮、PO43--P的去除特性,以及no2--n积累对工艺性能的影响。结果表明:单污泥SBR工艺可以稳定高效地去除水中的有机污染物和总氮,对其平均去除率分别为81.49%和93.07%;但除磷效果不稳定,对此可采用实时控制策略加以解决。在单污泥SBR工艺的前好氧段发生了no2--n的积累,平均积累率为21.25%,此积累现象未对反硝化产生抑制作用,并可使工艺进一步节省碳源和曝气量。

关键词：单污泥SBR工艺反硝化除磷实时控制 no2--n积累

不同填料对污泥作为生物反硝化碳源的影响和特性研究

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水处理技术 2012年第1期38卷 36-40页

作者：宋丰明谭水成郭一飞曹文平河南城建学院环境与市政工程系河南平顶山467044 徐州工程学院环境工程学院江苏徐州22111

在30℃和80～95 ***-1的条件下,利用摇瓶试验探讨了弹性填料(YDT)和竹子作为填料对污泥为主要碳源的系统反硝化特性和机理。试验结果表明,以污泥/竹子系统中nO3--n的去除速率最大(2.51 g.m-.3h-1),其次是污泥/YDT系统(1.30 g.m-.3h-1),... 详细信息

在30℃和80～95 ***-1的条件下,利用摇瓶试验探讨了弹性填料(YDT)和竹子作为填料对污泥为主要碳源的系统反硝化特性和机理。试验结果表明,以污泥/竹子系统中nO3--n的去除速率最大(2.51 g.m-.3h-1),其次是污泥/YDT系统(1.30 g.m-.3h-1),最后是污泥系统(0.53 g.m-.3h-1);而no2--n积累量也呈现一定的趋势(以每去除1 g nO3--n计算):污泥/竹子系统最高、污泥系统次之、最后是污泥/YDT系统;污泥特性是决定系统反硝化效果的主要因素。然后以污泥/竹子系统进行深入了研究发现,水温对污泥/竹子系统的反硝化过程具有较为显著的影响。

关键词：剩余污泥固相反硝化 no2--n积累固相碳源 nO3--n去除

常温条件下两级曝气生物滤池启动及短程硝化研究

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环境科学与技术 2014年第7期37卷 66-71页

作者：王振肖文胜杨嘉谟吕继良李振华武汉工程大学环境与城市建设学院湖北武汉430074 湖北理工学院环境科学与工程学院湖北黄石435003

采用以陶粒和天然沸石为填料的两级上向流曝气生物滤池处理模拟废水,进水COD浓度为176~353 mg/L,nH4＋-n浓度为56~175 mg/L,水力负荷范围为0.03~0.09 m/h,考察了水温、溶解氧（DO）、游离氨（FA）和游离亚硝酸（FnA）以及反冲洗对no2--... 详细信息

采用以陶粒和天然沸石为填料的两级上向流曝气生物滤池处理模拟废水,进水COD浓度为176~353 mg/L,nH4＋-n浓度为56~175 mg/L,水力负荷范围为0.03~0.09 m/h,考察了水温、溶解氧（DO）、游离氨（FA）和游离亚硝酸（FnA）以及反冲洗对no2--n积累的影响。结果表明,水温在6~10℃和≥22℃时能够实现no2--n的积累,而13~18.2℃并未出现短程硝化特性;水温6~10℃时,BAF n段最佳DO浓度范围为2.43~4.75 mg/L,no2--n平均积累率为65.8%,nH4＋-n平均去除率为84.1%;另外,FA、FnA对亚硝酸盐氧化菌（nOB）具有联合抑制作用,能够实现no2--n累积,最佳抑制浓度分别为0.10 mg/L≤FA≤8.77 mg/L和0.069 mg/L≤FnA≤0.249 mg/L,对应no2--n平均积累率分别为67.7%和56.9%;反冲洗有利于no2--n积累,反冲洗10 h后BAF n段对nH4＋-n总去除率提高到80%,17 h后no2--n积累率为82.5%,明显高于反冲洗前的74.5%。

关键词：两级曝气生物滤池常温天然沸石 no2--n积累反冲洗

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好氧挡板式生物反应器去除氮素化合物的研究

工业水处理 2020年第10期40卷 51-54页

作者：胡新鹿飞李修好江成陈丰照曹文平江苏方正环保集团有限公司江苏徐州221002 江苏莲洋港环保科技有限公司江苏徐州221003 徐州工程学院环境工程学院江苏徐州221111

以改性丝竹作为生物载体和缓释碳源构建了好氧挡板式生物膜反应器(ABBR),研究了其对城市污水处理厂尾水中氮素化合物的去除效果和特性。结果表明:当HRT为8 h时,Tn和nO3--n去除率分别可达66.58%~75.23%和50.96%~66.43%。以丝竹为单一碳源... 详细信息

以改性丝竹作为生物载体和缓释碳源构建了好氧挡板式生物膜反应器(ABBR),研究了其对城市污水处理厂尾水中氮素化合物的去除效果和特性。结果表明:当HRT为8 h时,Tn和nO3--n去除率分别可达66.58%~75.23%和50.96%~66.43%。以丝竹为单一碳源,nO3--n去除速率达2.13 mg/(L·h)。相比于弹性立体填料,以改性丝竹作为生物载体可以获得较高的nO3--n去除率和较低的no2--n积累率。

关键词：改性丝竹固相反硝化 no2--n积累缓释碳源生物脱氮

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垃圾渗滤液短程硝化反硝化脱氮工艺的研究

工业水处理 2016年第5期36卷 51-54页

作者：胡君杰夏俊方方小琴周耀水上海晶宇环境工程股份有限公司上海200434

采用A/O-MBR工艺对填埋场垃圾渗滤液进行了短程硝化反硝化脱氮研究。实验结果表明：系统驯化后稳定运行,COD去除率达到80%以上,nH4＋-n、Tn的平均去除率分别达到99.2%、92.2%;OⅠ与OⅡ池中no2-n平均积累率分别达到91.7%、95.6%,表明系... 详细信息

采用A/O-MBR工艺对填埋场垃圾渗滤液进行了短程硝化反硝化脱氮研究。实验结果表明：系统驯化后稳定运行,COD去除率达到80%以上,nH4＋-n、Tn的平均去除率分别达到99.2%、92.2%;OⅠ与OⅡ池中no2-n平均积累率分别达到91.7%、95.6%,表明系统主要的脱氮方式为短程硝化反硝化;过高或过低的DO都会影响no2-n积累,硝化过程中的最佳DO为0.7-0.9 mg/L。PCR技术分析表明,A池中的优势菌种是反硝化细菌,占有率为70%;OⅡ池中的优势菌种是AOB,占有率为67%。

关键词：垃圾渗滤液短程硝化 no2--n积累

短程反硝化实现高亚硝积累及深度脱氮可行性研究

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短程反硝化实现高亚硝积累及深度脱氮可行性研究

作者：朱晨杰扬州大学

学位级别：硕士

传统生物反硝化脱氮过程为nO3-→no2-→nO→n2O→n2,这一过程往往消耗大量外碳源,使污水处理厂成本居高不下。短程反硝化将反硝化过程控制在亚硝态氮（no2--n）生成阶段,不仅可以节约碳源,还可以减少反应时间和降低污泥产量。近年来,随... 详细信息

传统生物反硝化脱氮过程为nO3-→no2-→nO→n2O→n2,这一过程往往消耗大量外碳源,使污水处理厂成本居高不下。短程反硝化将反硝化过程控制在亚硝态氮（no2--n）生成阶段,不仅可以节约碳源,还可以减少反应时间和降低污泥产量。近年来,随着厌氧氨氧化技术的兴起,短程反硝化过程生成的大量no2--n可作为其反应底物被利用,而且厌氧氨氧化反应生成的硝态氮（n03--n）又可为短程反硝化反应提供电子受体。因此,短程反硝化技术受到越来越多学者的研究和重视。本文主要考察进水碳氮比（C/n）、nO3--n浓度、碳源类型、温度、反应时间等因素对短程反硝化no2--n积累特性的影响,并通过高通量测序比较不同工况下反应器内菌种组成和丰度差异,深入阐释短程反硝化过程no2--n积累机理。最后,在上述研究基础上,将短程反硝化与反硝化除磷耦合实现深度脱氮除磷,同时通过短程反硝化相关耦合工艺的介绍,以期为短程反硝化实际工程应用提供运行策略。主要研究内容和相关结论如下:（1）不同 C/n 比（C/n=2.0、2.5、3.3、5.0）条件下（水温 20℃）,各反应器中 no2--n积累量均于缺氧30 min达到峰值,COD在缺氧30 min内大量消耗,存在外碳源转换成内碳源的现象,且nO3--n含量过高会抑制no2--n还原酶活性,加速no2--n积累。C/n比为2.5为最佳工况,出水no2--n积累量最高达到26.2 mg/L,硝态氮转化率（nTR）达到72.8%,该工况下缺氧30 min时的no2--n积累量高达31.2 mg/L;动力学分析揭示了 no2--n还原与亚硝积累速率（Sn2AR）、硝态氮去除速率（Sn3RR）以及COD消耗速率（SCCR）密切相关,较低C/n比条件下才能使缺氧慢速降解阶段出现较低的Sn2AR、Sn3RR与SCCR值,从而形成no2--n积累,且好氧阶段亚硝酸盐氧化菌（nOB）得到有效抑制,促进了 no2--n稳定积累。（2）不同 C/n 比（C/n=2.0、2.5、3.3、5.0）条件下（水温 20℃）,从 OTU 等级图、PCoA图和Venn图中均可看到,四组反应器内微生物性状相比于接种污泥发生了较大变化,C/n=3.3、2.5、2时微生物丰度较为相似,且C/n=2.5时微生物多样性最低。通过SEM与镜检分析发现一种链球状菌种,猜测其为短程反硝化污泥特有菌种。Thauera为短程反硝化优势菌种,接种污泥中Thauera占比小于0.01%,C/n=5、3.3、2.5、2条件下该菌属得到不同程度的富集,占比分别达到2.6%、24.1%、9.1%、7.2%;Flavobacterium同样为短程反硝化优势菌种,在C/n=2.5时占比28.2%,实现短程反硝化菌种最大富集。此外,接种污泥中nitrospira占比1.8%,经过不同C/n 比驯化,四种C/n 比条件下中nitrospira占比均小于0.1%,进一步证明了 nOB得到有效抑制。（3）在C/n=0.8、1.5、2.5、3.5、4.5情况下,分别投加不同初始nO3--n浓度（40 m g/L和80 mg/L）。整个运行周期内,投加高浓度nO3--n（80 mg/L）时出水no2--n量与n TR值均显著高于低浓度时（40 mg/L）,通过速率分析发现较高nO3--n浓度对应较高的no2--n积累速率与COD反应速率;高通量测序结果表明,投加nO3--n浓度80 mg/L情况下,C/n=0.8、1.5、2.5、3.5、4.5五种工况下Thauera占比分别为19.3%、19.4%、31.8%、23.5%、24.3%,Flavobacterium占比分别为0.4%、1.25%、20.3%、13.9%、20.8%;当投加低浓度nO3--n（40 mg/L）时,Thauera占比分别为 6.6%、13.0%、13.0%、36.6%、25.8%,Flavobacterium占比分别为 2.8%、3.4%、3.9%、2.5%、2.8%。（4）温度、反应时间和碳源类型均会影响短程反硝化进程。首先,低温会对no2--n积累产生负面影响,C/n=5、3.3、2.5和2时,温度由20℃下降至12℃,no2--n积累和nTR值均出现显著下降,随着温度升高no2--n积累量和nTR值同步上升,温度和no2--n积累特性呈正相关;且温度降低不仅会使no2--n积累量降低,同时也会延缓反应速率,延长到达no2--n积累峰值的时间,同时低温会使短程反硝化的最优C/n比增大。其次,关于反应时间,C/n 比为2、2.5、3.3和5时,缺氧3h出水no2--n分别为 17.0、24.2、5.3 和 0mg/L,而缺氧 30 min 出水 no2--n 分别为 17.2、31.2、16.5和3.9 mg

关键词：短程反硝化 no2--n积累反硝化动力学反硝化除磷深度脱氮微生物群落结构

短程反硝化影响因素优化及耦合厌氧氨氧化深度脱氮性能研究

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短程反硝化影响因素优化及耦合厌氧氨氧化深度脱氮性能研究

作者：高静扬州大学

学位级别：硕士

短程反硝化耦合厌氧氨氧化(Partial denitrification coupled with Anaerobic ammonia oxidation process,PD/A)工艺成为现今主流的脱氮工艺,本研究以加强PD/A工艺的可行性以及稳定性为目的,首先在实验室条件下启动稳定的短程反硝化(Par... 详细信息

短程反硝化耦合厌氧氨氧化(Partial denitrification coupled with Anaerobic ammonia oxidation process,PD/A)工艺成为现今主流的脱氮工艺,本研究以加强PD/A工艺的可行性以及稳定性为目的,首先在实验室条件下启动稳定的短程反硝化(Partial denitrification,PD)工艺,考察了进水C/n比与碳源类型和硝酸盐(nO3--n)浓度的联合作用、基质投加方式及pH值等因素对PD的影响,并从微生物的角度明确了亚硝酸盐(no2--n)稳定积累的微观机理,最后进行PD/A工艺深度脱氮的性能研究,基于氮负荷(nitrogen loading rate,nLR)和微生物菌群变化,评估该耦合工艺的应用可行性。主要研究内容及相关结论如下:(1)进水C/n 比和硝酸盐浓度对短程反硝化的联合影响对比不同C/n比(0.8、1.5、2.5、3.5、4.5)条件下的PD性能时发现,在R80(初始nO3--n:80 mg/L)系统中,C/n 比为2.5时效果最佳,no2--n产量和no2--n转化率(nTR)分别达到43.0 mg/L和76.79%;低C/n比(0.8、1.5)条件下,碳源供应不足导致反硝化不完全,no2--n积累量和nTR值分别为3.59、16.20 mg/L,34.23%、63.51%;而较高的 C/n 比(3.5、4.5)条件抑制 no2--n 的积累(37.0、29.0mg/L)和 nTR(76.57%、52.73%)的提升。在R40(初始nO3--n:40 mg/L)系统中,C/n 比为3.5时PD性能最佳,no2--n积累量和nTR值达到20.0 mg/L、66.89%。相比于接种污泥(Seed sludge,SS),两系统中不同C/n比的功能菌群均得到了较好的富集,其中,R40-3.5和R80-2.5在其各自系统中的富集程度最高、物种多样性最低。Thauera和Flavobacterium是PD过程中促进no2--n积累主要的功能菌,R40-3.5和R80-2.5中的两优势菌属的占比总和分别达到了42.79%和52.13%,远高于其他污泥样品。(2)碳源类型和硝酸盐浓度对短程反硝化的联合影响PD过程对碳源的偏好顺序为乙酸钠(HAc)、丙酸钠(HPr)、葡萄糖+乙酸钠(Glu+HAc)、葡萄糖(Glu),且与R40(nO3--n:40 mg/L)系统相比,R80(nO3--n:80 mg/L)系统中,以HAc为碳源时的no2--n积累量和nTR值最佳,分别达到67.03 mg/L、99.14%。且 HAc-R80 也对应较高的 nO3--n 还原速率(Sn3RR:29.94 mgn/(gVSS·h))、no2--n 积累速率(Sn2AR:29.68 mgn/(gVSS·h))和 COD 消耗速率(SCCR:58.46 mgCOD/(gVSS·h))。而 Glu-R40 则对应最低的 no2--n 积累(1.76 mg/L)和 nTR(38.98%)。针对同一类型的碳源,发现R80系统的出水no2--n含量显著高于R40系统,说明较高的初始nO3--n浓度更有利于积累no2--n。HAc系统中发挥重要作用的菌属为Terrimonas(4.24-14.54%)、Bacillus(7.42-21.63%)和norankaprospiraceae(4.95-15.01%)。而norankoranskaccharimonadale是Glu样品的优势菌属,其含量高达56.96-67.77%。与单一的Glu体系相比,添加HAc促进了絮凝物的聚集和污泥持留,no2--n含量和nTR值相应增加,且Glu+HAc系统中富集了一种名为OLB13的优势菌,其含量增加至4.76-9.36%,说明HAc对PD的实现具有积极作用。(3)基质投加方式及pH对短程反硝化的影响考察nO3--n浓度(40、80、120mg/L)及其投加方式(1次、2次、3次、4次投加)对PD的影响时发现,在同一 nO3--n浓度条件下,1次投加时的no2--n积累量均最高,分别达到16.51、40.06、50.49mg/L,出水no2--n含量随着nO3--n浓度的增加逐渐提高,但不同投加次数之间的差异并不显著。值得注意的是,1次、2次、3次、4次投加时no2--n达到稳定积累的时间逐渐缩短,分别为90、60、60、45 min。考察碳源投加方式(1次、2次、4次投加)对PD的影响时发现,随着碳源投加次数的增加no2--n积累量和nTR逐渐减少,分别为43.99、40.98、38.65 mg/L,60.45%、59.20、57.94%,1次投加效果最优。碳源1次、2次、4次投加时no2--n达到最大

关键词：短程反硝化 no2--n积累反硝化动力学厌氧氨氧化微生物群落结构

基于啤酒废水为碳源的短程反硝化及其与厌氧氨氧化耦合脱氮研究

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基于啤酒废水为碳源的短程反硝化及其与厌氧氨氧化耦合脱氮研究

作者：谢甜青岛科技大学

学位级别：硕士

低碳氮比污水采用传统生物脱氮技术处理时,因在反硝化过程中需要另外投加碳源而导致处理成本高。厌氧氨氧化(AnAMMOX)工艺能耗低、无需有机碳源、污泥产率少、运行费用低,适合低碳氮比污水的处理。目前,厌氧氨氧化反应需要的电子受体nO-... 详细信息

低碳氮比污水采用传统生物脱氮技术处理时,因在反硝化过程中需要另外投加碳源而导致处理成本高。厌氧氨氧化(AnAMMOX)工艺能耗低、无需有机碳源、污泥产率少、运行费用低,适合低碳氮比污水的处理。目前,厌氧氨氧化反应需要的电子受体nO-n主要通过短程硝化来提供。但是,短程硝化易转变为全程硝化。nO-n是反硝化过程的中间产物,nO-n可以通过短程反硝化技术来提供。目前在关于短程反硝化技术的研究中,常采用乙酸钠、葡萄糖等碳源而导致处理成本高。为了降低污水脱氮成本,本研究探索啤酒废水作为短程反硝化技术及短程反硝化-厌氧氨氧化耦合脱氮技术碳源的可行性。本研究以啤酒废水为碳源,分别采用啤酒厂污水处理站剩余污泥和本实验室以乙酸钠培养的短程反硝化污泥作为接种污泥启动短程反硝化,并研究短程反硝化系统在不同进水基质浓度条件下长期运行过程中nO-n积累性能;分别采用一体式和分体式两种短程反硝化-厌氧氨氧化耦合脱氮方式,研究以啤酒废水作为碳源时两种耦合系统的脱氮性能。研究结果如下:(1)采用啤酒厂污水处理站剩余污泥作为接种污泥,以啤酒废水为碳源分别于冬季与夏季启动短程反硝化。自冬季开始运行的反硝化系统经过58天成功启动短程反硝化,在初始COD/nO-n为8的条件下稳定运行后平均nO-n积累率(nAR)为37.0%,该系统初始COD/nO-n降至5.0后,平均nAR为49.9%。自夏季开始运行的反硝化系统经过51天成功启动短程反硝化,稳定运行后平均nO-n积累率为61.5%。采用本实验室以乙酸钠为碳源培养的短程反硝化污泥作为接种污泥,以啤酒废水为碳源,系统运行42天成功启动短程反硝化,在初始COD/nO-n为5的条件下稳定运行后平均nAR为78.5%。三个短程反硝化系统最适宜的初始COD/nO-n均为4.5左右,优势菌属均为Thauera菌属,Thauera菌属的相对丰度均在60%以上。(2)将短程反硝化系统进水nO-n浓度由50 mg/L提高至100 mg/L和150mg/L后,Thauera菌属仍占据绝对优势地位;控制合适的缺氧反应时间,短程反硝化系统nO-n积累率基本在70%～80%之间;但是反硝化速率明显降低,且污泥沉降性能变差。(3)一体式短程反硝化-厌氧氨氧化耦合脱氮系统进水COD、nH-n和nO-n浓度分别为60 mg/L、25 mg/L和35 mg/L,在30天运行期间,反硝化菌逐渐富集,系统nH-n最高去除率达到95.4%,Tn最高去除率达到79.6%。在分体式短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮系统中,短程反硝化工艺可以稳定地为厌氧氨氧化工艺提供nO-n,厌氧氨氧化反应器进水nH-n和nO-n浓度分别为25mg/L和35 mg/L左右,厌氧氨氧化反应器出水nH-n平均去除率为95.2%,Tn平均去除率为82.5%,Tn去除率最高可达94.8%。一体式短程反硝化-厌氧氨氧化反应器与分体式耦合脱氮系统中厌氧氨氧化反应器内均以Candidatus＿Brocadia菌属为优势菌属,其相对丰度分别为55.3%和31.5%。

关键词：短程反硝化啤酒废水 no2--n积累菌群结构厌氧氨氧化

污泥负荷对反硝化过程动力学和亚硝酸盐积累能力的探究

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工业用水与废水 2024年第5期55卷 44-51页

作者：李林曦李晓吴伟鹏林钰婷蒋碧馨张子锟厦门峻鸿环境固废处置有限公司福建厦门361101 厦门大学环境与生态学院福建厦门361102

为提高短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PD/Anammox)工艺处理负荷,探究负荷对反硝化中氮转化途径的影响。在批次试验中探究不同污泥负荷对反硝化过程中动力学和亚硝酸盐积累能力的影响,并通过改变连续试验中的污泥负荷,共同探究其对短程反硝... 详细信息

为提高短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PD/Anammox)工艺处理负荷,探究负荷对反硝化中氮转化途径的影响。在批次试验中探究不同污泥负荷对反硝化过程中动力学和亚硝酸盐积累能力的影响,并通过改变连续试验中的污泥负荷,共同探究其对短程反硝化过程的影响。在批次试验中,随着污泥负荷增高,nO_(2)^(-)-n及nO_(3)^(-)-n的反应速率都降低,但nO_(2)^(-)-n积累能力增强,亚硝酸盐积累率(nAR)最高达72.47%;在低污泥负荷下反应加快,同时也促进了nO_(2)^(-)-n还原速率,nAR降低至56.46%。在连续试验中,通过缩短HRT增大污泥负荷,反应器短程反硝化能力提升,nAR从26.86%提升至45.62%,污泥活性增加,反硝化活性试验中nAR达90.24%。污泥颗粒化结构明显,粒径和胞外聚合物含量增加。短期批次和长期连续试验结果表明,提升污泥负荷是提高反硝化过程中短程反硝化能力的有效策略。

关键词：污泥负荷短程反硝化 no2--n积累反应动力学