反硝化聚磷菌脱氮除磷机理研究

目前水体中氮磷含量较高的问题逐渐严重,利用反硝化聚磷菌来进行脱氮除磷的反硝化除磷工艺为生物脱氮除磷提供了新的方向。本研究以反硝化聚磷机理为基础,采用动态的SBR反应器进行菌种的富集培养,驯化富集反硝化聚磷菌,同时跟踪富集过程中污染物的去除情况。实验结果表明,富集成功后SBR系统内除磷率达到80%以上,总氮及COD的去除率达到90%左右,系统稳定且脱氮除磷效果较好。通过吸磷实验、反硝化脱氮产气实验从富集的活性污泥中,筛选出来4株反硝化聚磷菌。     

混合液回流比对A/A/O工艺反硝化除磷的影响

以生活污水培养驯化污泥的小试规模A/A/O工艺为研究对象，进行了混合液回流比为100%、200%和300%时对反硝化除磷的影响研究，并利用厌氧/缺氧批式试验方法对污泥特性进行单独考察。结果表明，随着混合液回流比的增大，缺氧除磷在系统除磷所起的作用、反硝化聚磷菌缺氧利用单位聚羟基链烷酸（PHAs）的吸磷量和反硝化数量出现先升高后下降，厌氧合成单位PHAs的释磷量和好氧利用单位PHAs的吸磷量并没有受到影响，以200%时反硝化除磷和系统脱氮除磷效果为最好，过高或过低NO₃-N浓度均会影响反硝化聚磷菌的缺氧吸磷速率和PHAs降解速率，但并没有影响其本身所固有的特性。     

SUFR脱氮除磷系统中反硝化聚磷菌的性能研究

对螺旋升流式反应器(SUFR)脱氮除磷系统中高PHB及低PHB含量的污泥在有无外碳源及硝酸盐条件下的反硝化吸磷／释磷性能进行了试验研究。结果表明：(1)反硝化聚磷菌约占全部聚磷菌总量的72．4％，同时加入碳源和磷酸盐的反硝化速率高于只加入碳源的反硝化速率，约有37％～39％的脱氮作用是由反硝化聚磷菌完成的；(2)当有外碳源存在时，反硝化速率是无外碳源时的1.6倍左右，PHB含量高的污泥表现出反硝化吸磷现象，PHB含量低的污泥表现出反硝化释磷现象；(3)在缺氧条件下，吸磷量与消耗PHB的比值为0．71～0．86，低于在好氧条件下的1．08。     

传统生物除磷脱氮工艺和反硝化除磷工艺对比

介绍了传统生物除磷脱氮和反硝化除磷的机理,比较了几个有代表性的传统除磷脱氮工艺和反硝化除磷工艺。通过分析认为反硝化除磷菌(DPB)能够以硝态氮为电子受体,从而大大节省耗氧量,缓解常规工艺对外加碳源的需求。如何在不增加工艺流程复杂性的同时,在工艺中充分富集DPB是反硝化除磷的关键。     

MLSS和温度对以NO_2~--N为电子受体的反硝化除磷的影响研究

对经过长期培养驯化的以NO-2-N为电子受体的反硝化聚磷污泥进行静态烧杯试验,研究了MLSS和温度等因素对反硝化除磷系统处理效果的影响。结果表明,MLSS浓度过高或过低都会影响系统对PO34--P的去除效果,MLSS为4 000 mg/L左右时,系统的除磷效果最佳。系统运行的最佳温度为20℃左右,此时系统对PO34--P的去除率达到了89.14%。     

反硝化除磷过程中影响因素的研究进展

对近年来国内外关于反硝化除磷的原理及其影响因素进行了综述。讨论并分析了NO3-、NO2-、碳源、污泥龄、溶解氧、碳氮比和碳磷比对反硝化除磷的影响,并指出了反硝化除磷作为一种绿色可持续发展污水处理工艺的发展方向。     

NO_2~--N对反硝化除磷系统运行效能的影响

通过改变反硝化聚磷菌(DPAOs)的电子受体类型,考察了不同浓度的NO_2--N作为电子受体时其对反硝化除磷系统运行效能的影响。试验结果表明,在合适的进水NO_2--N浓度范围内,DPAOs经过驯化后能够以NO_2--N为电子受体进行反硝化除磷反应;在短程反硝化除磷系统中,NO_2--N的抑制浓度为30 mg·L-1,当系统进水中的NO_2--N浓度大于30 mg·L-1时,系统的除磷作用及PHA的合成作用均会受到抑制,系统的反硝化效果和COD去除效果亦会出现较为明显的变化,究其原因可能与系统中GAO开始占据优势有关;在短程反硝化除磷系统中,厌氧释磷量与缺氧吸磷量有着良好的线性关系,而对于NO_2--N对DPAOs的抑制机理,笔者将在后续试验中进行深入分析和探究。     

反硝化除磷理论及运用现状

在介绍反硝化除磷理论的基础上,对反硝化除磷机理和工艺作了综合概括,并与传统好氧除磷进行了比较,重点说明了反硝化聚磷菌的研究现状和最新反硝化除磷工艺的特点.     

一株短程反硝化除磷菌的鉴定与生物学利用

依据短程反硝化除磷原理,在SBR装置中加入厌氧池污泥,采用厌氧/缺氧工艺,投入亚硝酸盐以富集短程反硝化除磷菌（SDPB）,并进行SDPB的筛选、分离,采用传统与现代分子生物学鉴定相结合手段确定其分类地位,同时进行不同营养条件和环境条件下菌的生物学利用研究。结果表明：该菌株为一株新的兼性厌氧菌株,具有同步短程反硝化和除磷功能。通过细菌形态、生理生化指标、培养特征和16S rDNA序列进行同源性比较,鉴定该菌株为不动杆菌属,相似性高达99.3%,该种尚未见文献报道。Gi菌的最佳碳源为乙酸钠。此菌不仅可以利用NO^-₂也可以利用NO^-₃为电子受体。Gi菌的最佳pH值为7。温度为25℃时的反硝化除磷效果最好,适宜的温度为20～35℃。当温度为10℃时微生物生长受到抑制,温度高于35℃时活性下降。磷、氮的最高去除率分别可达82.94%和82.99%。     

人工配水和实际污水(AO)2SBR同步脱氮除磷比较研究

在污泥停留时间为15d、HRT为1.5h和DO的质量浓度约为2.5 mg·L-1条件下,分别对人工配水和实际生活污水进行了(AO)2SBR法同步脱氮除磷试验,并对处理效果进行了对比.结果表明,人工配水和实际污水的(AO)2SBR工艺好氧和缺氧脱氮除磷过程几乎全部以厌氧阶段合成的胞内聚羟基烷酸为碳源,说明反硝化脱氮除磷确实可实现“一碳两用”;人工配水和实际污水的好氧吸磷率分别为67.49％和93.42％、缺氧除氮率分别为58.22％和77.98％,实际污水驯化得到的反硝化聚磷菌和聚磷菌具有更强的反硝化能力和好氧吸磷能力.     

厌氧／缺氧SBR反硝化除磷过程的研究

Removal of denitrifying phosphorus was verified in a laboratory anaerobic/anoxic sequencing batch reactor (A/A SBR). The results obtained demonstrated that the anaerobic/anoxic strategy can enrich the growth of denitrifying phosphorus removing bacteria (DPB) and take up phosphate under anoxic condition by using nitrate as the electron acceptor. The phosphorus removal efficiency was higher than 90% and the effluent phosphate concentration was lower than 1mg·L^-1 after the A/A SBR was operated in a steady-state. When the chemical oxygen demand(COD) of influent was lower than 180mg·L^-1, the more COD in the influent was, the higher efficiency of phosphorus removal could be attained under anoxic condition. However, simultaneous presence of carbon and nitrate would be detrimental to denitrifying phosphorus removal. Result of influence of sludge retention time (SRT) on denitrifying phosphorus removal suggested that the decrease of SRT caused a washout of DPB and consequently the enhanced biological phosphorus removal decreased with 8 days SRT. When the SRT was restored to 16 days, however, the efficiency of phosphorus removal was higher than 90%.     

A2O工艺缺氧生物磷去除

A lab-scale anaerobic-anoxic-oxic （A^2O） process used to treat a synthetic brewage wastewater was investigated. The objectives of the study were to identify the existence of denitrifying phosphorus removing bacteria （DPB）, evaluate the contribution of DPB to biological nutrient removal and enhance the denitrifying phosphorus removal in A^2O bioreactors. Sludge analysis confirmed that the average anoxic P uptake accounted for approximately 70% the total amount of P uptake, and the ratio of anoxic P uptake rate to aerobic P uptake rate was 69%. In addition, nitrate concentration in the anoxic phase and different organic substrate introduced into the anaerobic phase had significant effect on the anoxic P uptake. Compared with conventional A^2O processes, good removal efficiencies of COD, phosphorus, ammonia and total nitrogen （92.3%, 95.5%, 96% and 79.5%, respectively） could be achieved in the anoxic P uptake system, and aeration energy consumption was saved 25%. By controlling the nitrate recirculation flow in the anoxic zone, anoxic P uptake could be enhanced, which solved the competition for organic substrates among poly-P organisms and denitrifiers successfully under the COD limiting conditions. Therefore, in wastewater treatment plants the control system should be applied according to the practical situation to optimize the operation.     

反硝化除磷机理与工艺研究进展

介绍了反硝化除磷机理的研究和发展状况,通过反硝化除磷的特性分析,阐述了反硝化除磷机理.介绍了反硝化除磷工艺的发展状况,通过比较得出单污泥和双污泥系统适合市政污水、低氮源和低C/N污水的脱氮除磷工艺.     

A2O工艺缺氧生物磷去除

A lab-scale anaerobic-anoxic-oxic (A2O) process used to treat a synthetic brewage wastewater was investigated. The objectives of the study were to identify the existence of denitrifying phosphorus removing bacteria (DPB), evaluate the contribution of DPB to biological nutrient removal and enhance the denitrifying phosphorus removal in A2O bioreactors. Sludge analysis confirmed that the average anoxic P uptake accounted for approximately 70% the total amount of P uptake, and the ratio of anoxic P uptake rate to aerobic P uptake rate was 69%. In addition, nitrate concentration in the anoxic phase and different organic substrate introduced into the anaerobic phase had significant effect on the anoxic P uptake. Compared with conventional A2O processes, good removal efficiencies of COD, phosphorus, ammonia and total nitrogen (92.3%, 95.5%, 96% and 79.5%, respectively) could be achieved in the anoxic P uptake system, and aeration energy consumption was saved 25%. By controlling the nitrate recirculation flow in the anoxic zone, anoxic P uptake could be enhanced, which solved the competition for organic substrates among poly-P organisms and denitrifiers successfully under the COD limiting conditions. Therefore, in wastewater treatment plants the control system should be applied according to the practical situation to optimize the operation.     

反硝化聚磷菌在污水处理中的应用

综合国内外反硝化除磷技术的最新研究,着重分析反硝化聚磷菌的脱氮除磷机理和对反硝化除磷工艺有较大影响的各种因素,介绍反硝化聚磷菌在污水处理中的应用及目前反硝化除磷技术在工艺上的研究进展。     

好氧聚磷污泥反硝化除磷特性研究

以培养成功的好氧聚磷污泥为研究对象,考察其在硝酸盐或亚硝酸盐存在下的反硝化除磷特性。结果表明,好氧聚磷污泥在在未经厌氧/缺氧驯化条件下已具有良好反硝化聚磷特性。好氧聚磷污泥可利用硝酸盐作为电子受体进行脱氮除磷,在硝酸盐耗尽后停止聚磷,在一定的浓度范围内聚磷量与硝酸盐消耗量具有线性关系。在以亚硝酸盐作为电子受体的条件下,好氧聚磷污泥与反硝化聚磷污泥具有相似特点:在初始亚硝酸盐浓度较低情况下可少量聚磷,在其浓度较高时聚磷受到抑制。亚硝酸盐有可能为解偶联剂,在其还原的过程中并不耦合发生聚磷。反硝化速率随着其硝酸盐或亚硝酸盐初始浓度的升高而降低。     

交替式厌/缺氧-好氧双膜反硝化除磷工艺

采用某污水处理厂A²/O工艺中的活性污泥为种泥,以模拟生活污水为对象,考察了交替式厌/缺氧-好氧双膜反硝化除磷工艺的启动与运行特性,并采用高通量测试技术分析系统除磷污泥的菌群结构。通过60天的启动试验,系统内反硝化聚磷菌占聚磷菌总数的比例由21.3%提高到94.4%,出水磷在0.6mg/L左右。通过逐步增加进水氨氮的方法运行2个月,系统的脱氮除磷效果稳定。在进水P浓度为6.4mg/L,保持进水N/P比为8.8,交替厌/缺氧-好氧双膜反硝化除磷工艺效能最优,可达0.12kgN/(m³?d)和0.018kgP/(m³?d),出水总磷(TP)0.8mg/L,总氮(TN)12mg/L,出水COD、NH₃-N和TN达到国家综合排放标准GB18918-2002一级A排放标准。周期试验中,pH值、氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP值)均可作为厌氧释磷的控制参数,ORP也可指示缺氧吸磷的终点。典型周期内硝酸盐、亚硝酸盐的消耗量与磷的吸收量基本呈线性关系。系统内污泥多样性约为种泥的0.5倍,在“门”、“属”分类级别上分别以Proteobacteria、Xanthomonadales-nobank为主。     

以NO-3-N和NO-2-N为电子受体的反硝化聚磷过程的研究进展

目前反硝化聚磷研究多集中在以NO-3-N作为电子受体,理论成熟,实践可行,还采用现代的分子生物方法对此类菌的微生物特性进行了研究。但利用NO-2-N作为电子受体完成反硝化脱氮聚磷过程研究处于模糊控制的阶段,争议的焦点为抑制浓度。今后的研究方向为(1)应同步考察两种驯化过程中反硝化聚磷菌的种类、数量、缺氧条件下的反硝化聚磷速率。(2)应对利用NO-2-N的反硝化聚磷菌进行分离、筛选和鉴定,并明确菌的生物学特性和生物学利用。(3)PO43--P的去除途径,应考虑反硝化聚磷菌是否具有还原磷酸盐产生磷化氢的途径。(4)N的去除途径,应考虑N2O的产生及产生量。     

分段进水脱氮除磷工艺中反硝化除磷的实现与维持

以实际城市生活污水为处理对象,应用改良UCT分段进水工艺研究反硝化除磷的实现途径与维持方法,探讨工艺运行参数对反硝化除磷性能的影响,并分析了强化缺氧吸磷对提高系统脱氮除磷效率的作用和稳定维持反硝化除磷的控制策略。结果表明,通过A/O分段进水工艺向改良UCT分段进水工艺运行方式的转变,可以成功富集反硝化聚磷菌,最高比例达39.2%,污泥缺氧吸磷速率为3.19～4.48 mg P·（g VSS）^-1·h^-1。缺氧/好氧吸磷速率和磷去除率随厌氧池体积的增加而增加,最佳体积分配为34/102/204 L（1/3/6）。控制污泥回流和内循环分别为100%相似文献   

序批式活性污泥法反硝化聚磷菌的培养驯化研究

以某污水处理厂活性污泥作为种泥,采用序批式活性污泥法(SBR)进行反硝化聚磷菌(DPB)培养驯化研究。结果表明,经过厌氧-好氧,厌氧-换水-缺氧,厌氧-缺氧,厌氧-缺氧-短时曝气4个阶段培养驯化,系统出水效果良好:出水PO43--P的质量浓度稳定在0.5 mg.L-1以下,平均除磷率达96%;出水COD稳定在50 mg.L-1以下,平均去除率达77%。DPB占聚磷菌的比例约为65.02%。当投加不同含量的NO3--N时,硝酸盐的含量只影响吸磷速率而不影响吸磷量。当缺氧段DPB体内的PHB为限制因素时,缺氧吸磷过程在不同NO3--N含量下基本相同。