厌氧氨氧化工艺的机理及研究进展

近年来我国经济发展迅速,与此同时经济带来的弊端就是对环境的污染。氮素过高是水体富营养化的主要原因,虽然氮是生物的必须元素,但含量过高就会污染水体,使水体富营养化,对人们的生产生活造成不便。厌氧氨氧化工艺作为新型脱氮工艺近年来发展迅速,在现阶段属于新型污水处理技术的研究热点,其作用对污水脱氮技术的革新有着重大意义。厌氧氨氧化工艺具有传统脱氮工艺不具备的优势,节能、绿色、高效,目前在国内外应用广泛。但是厌氧氨氧化工艺存在着许多问题,世代周期长,反应速度慢,菌种较为敏感,反应条件较为苛刻。综述了厌氧氨氧化的机理,菌种的分类,以及厌氧氨氧化的基本生理参数和影响因素,最后总结了国内外厌氧氨氧化工程实例应用的现状。     

厌氧氨氧化工艺及其影响因素

厌氧氨氧化工艺相比于传统脱氮工艺有明显的优越性,但由于工艺需要严格的条件控制,目前还没有广泛的应用。本文介绍了厌氧氨氧化工艺,探讨了其影响因素及在实际应用中会面临的问题,发现硝酸盐、醇类、DO和NO对厌氧氨氧化工艺都有抑制作用。通过研究者的大量研究,厌氧氨氧化工艺必将成为有前景的生物脱氮工艺。     

浅析脱氮新工艺

厌氧氨氧化(Anammox)作为一种新型的生物脱氮技术,具有良好的发展前景。虽然厌氧氨氧化具有很多优势,但是厌氧氨氧化菌培养困难,而且厌氧氨氧化菌增长速率低、易受环境影响。因此探讨对厌氧氨氧化的影响因素具有实际意义。本文介绍了不同因素对厌氧氨氧化的影响作用。     

新型生物脱氮工艺--OLAND工艺

OLAND工艺是基于亚硝酸型硝化-厌氧氨氧化脱氮技术而开发的生物脱氮新工艺.该工艺首先采用限制溶解氧浓度实现氨氮的部分亚硝化并实现亚硝酸盐氮的浓度积累,接着进行厌氧氨氧化反应,从而达到去除含氮污染物的目的.与传统生物脱氮工艺相比,该工艺具有耗氧量少、污泥产量少、不需外加碳源等优点.     

纳米材料对厌氧氨氧化工艺的影响研究进展

厌氧氨氧化（Anammox）作为一种新型的自养脱氮工艺,由于其不需要外加碳源、污泥产量少、运行费用低等一系列优势,被认为是一种高效、经济的污水生物脱氮工艺。而纳米材料（nanomaterials,NMs）作为21世纪最有前途的材料,其广泛应用不可避免地会使纳米颗粒释放到水体中,从而对厌氧氨氧化污水脱氮处理产生影响。选取了污水中含有的若干典型纳米材料,结合现有文献,从长短期影响、毒性机理、微生物的抗毒机制等角度综述纳米材料对厌氧氨氧化过程的影响,旨在全面分析不同类型的纳米材料对厌氧氨氧化过程的作用机制,为提升厌氧氨氧化脱氮效率提供参考依据。     

ANAMMOX与反硝化耦合脱氮反应研究进展

厌氧氨氧化具有无需添加碳源无需曝气等低运行费用优点,是最简捷、经济的生物脱氮途径。研究表明,反应器中可能同时存在厌氧氨氧化与反硝化两种主要脱氮过程。本文主要对ANAMMOX与反硝化耦合脱氮反应的理论研究进行了阐述,并指出了今后研究建议。     

生物脱氮新技术

结合生物脱氮机理,介绍了同步硝化反硝化、短程硝化反硝化及厌氧氨氧化等新的生物脱氮技术的机理、影响因素、代表工艺及其技术特点,指出这些技术都具有经济、高效、低耗的优势,符合可持续发展要求,应在此基础上进一步开发适合中国国情的生物脱氮工艺。     

废水生物脱氮新工艺研究进展

对生物脱氮新工艺进行了较全面的综述,分析了影响NO2-N积累的主要因素为游离氨、pH值、温度、溶解氧、污泥龄和有害物质,主要介绍了短程硝化反硝化、厌氧氨氧化和CANON等生物脱氮新工艺的微生物学原理,研究应用现状、发展前景以及存在的问题。     

镉离子对厌氧氨氧化脱氮性能的影响

采用批次试验,研究镉离子对厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应的短期影响。结果表明,镉离子浓度2 mg/L时,对厌氧氨氧化的脱氮性能影响较低;超过2 mg/L时,镉离子浓度的增加对厌氧氨氧化脱氮性能的抑制作用逐渐增大。采用模拟废水,以上流式厌氧污泥床(UASB)反应器实现厌氧氨氧化,研究镉离子对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的长期影响。近150 d的连续培养发现,当镉离子浓度5 mg/L时,其厌氧氨氧化脱氮性能不受影响;当镉离子浓度≥10 mg/L时,厌氧氨氧化脱氮性能显著降低;经过约25 d的恢复培养,厌氧氨氧化脱氮性能得到恢复。     

不同生物脱氮路径下氧气、碳源等需求理论分析

生物脱氮是一种节约资源能源、环保安全的脱氮途径,但其反应复杂、路径众多,在不同的条件下找到合适的途径进行高效生物脱氮就成了必须要解决的问题。借助生物脱氮方程式进行理论分析,全面介绍了全程硝化+全程反硝化、短程硝化+短程反硝化、短程硝化+厌氧氨氧化和全程硝化+部分反硝化+厌氧氨氧化等四种常用的生物脱氮路径的特点,并计算了不同脱氮路径中理论的氧气、碳源、碱度的消耗量和活性污泥的产生量。研究分析发现,以CANON工艺为代表的短程硝化+厌氧氨氧化路径相比全程硝化+全程反硝化路径,可节约56%的氧气、100%的BOD_5、44%的碱度,少产生81%的污泥;全程硝化+部分反硝化+厌氧氨氧化路径相比全程硝化+全程反硝化路径,可节约42%的氧气、77%的BOD_5,少产生63%的污泥。     

高浓度氨氮废水的高效生物脱氮途径

回顾了传统生物脱氮的一般原理,介绍了亚硝酸盐硝化／反硝化、同时硝化／反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化等提高生物脱氮效率的可能途径,并分析了他们各自的原理、实现条件和应用前景。     

厌氧氨氧化技术应用于市政污水处理的前景分析

厌氧氨氧化是一种新型脱氮技术,具有几乎不消耗有机碳源的突出优点,采用常规脱氮技术处理市政污水时,往往面临碳源不足的问题,若将厌氧氨氧化技术应用到市政污水领域,将使得市政污水处理产生革命性的变化。以市政污水为对象,分别从厌氧氨氧化和短程硝化两方面探讨分析了应用厌氧氨氧化技术的可行性。经过分析表明,厌氧氨氧化技术应用于市政污水处理的瓶颈在于如何实现短程硝化,而市政污水进行短程硝化的手段必须结合溶解氧控制,且采用一体式反应器的CANON工艺更有利于短程硝化的实现,但是理论分析表明,通过碱度控制无法实现短程硝化;在解决短程硝化的基础上,厌氧氨氧化技术应用于市政污水基本上不存在障碍,有机物、亚硝酸盐、溶解氧等对于ANAMMOX菌的抑制作用都可找到相应的解决方法。     

厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的研究

厌氧氨氧化的发现很大程度上提高了人们对氮循环的理解,厌氧氨氧化为高氨氮废水的去除带来很大希望。然而,有机碳源的存在会对该过程产生不利影响。在实际废水中,会不可避免地存在有机碳及氮。厌氧氨氧化与反硝化耦合反应可实现在单一系统中同时脱氮除碳。由于该工艺为生物脱氮过程,温度是影响微生物的主要因素,所以温度及有机物都会对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应产生重要影响。本文综述了有机物及温度对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的影响,提出了当前研究存在的问题,展望了未来研究的重点。     

全程氨氧化菌（Comammox）在污水生物脱氮中的应用进展

探索高效污水生物脱氮技术一直是污水处理领域的热点问题，而对具有将氨氮直接氧化为硝酸盐氮能力的全程氨氧化菌（Complete ammonia oxidizers, Comammox）的发现重新定义了人们对氮循环的认识。如何将全程氨氧化应用于污水处理厂的生物脱氮可能是未来研究需要重点解决的问题。为此，系统地阐述了Comammox菌的微生物学分类、生化特性和代谢机制，分析了Comammox菌与其他脱氮功能微生物的相互作用，总结了Comammox的影响因素。最后提出了基于Comammox-厌氧氨氧化协同实现城市污水主流脱氮的初步设想，并对Comammox的未来研究方向进行了展望。     

重金属离子及部分非金属离子对厌氧氨氧化工艺脱氮性能的影响

厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺因其能耗低且无需外加有机碳源等特点在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景.但该工艺对环境条件十分敏感,尤其对重金属.废水中存在的重金属对Anammox菌产生抑制制约了该工艺的推广应用.文章对目前所报道的重金属离子对厌氧氨氧化菌产生抑制甚至毒害作用的情况进行了总结,比较了各金属离子对Anammox菌脱氮效能的影响及活性恢复效果.     

纳米颗粒对厌氧氨氧化污泥毒性效应与作用机制研究进展

纳米颗粒(NPs)因其独特的物理化学特性被广泛应用于各种工业产品,但在生产、运输、消费和处置过程中不可避免地被排放到废水处理厂.厌氧氨氧化工艺是一种高效、经济的新型生物脱氮工艺,应用广泛,有必要评估NPs对厌氧氨氧化工艺中功能菌的影响.介绍了纳米颗粒的作用机制,及其对厌氧氨氧化细菌的毒性效应等方面的研究进展,并对未来的...     

厌氧氨氧化协同反硝化处理污泥消化液试验研究

研究厌氧氨氧化与反硝化协同控制处理污泥消化液,分析微生物不同生长阶段的特性特点,并对其脱氮除碳性能进行试验研究,进行氮素平衡理论计算,证实厌氧氨氧化技术与反硝化技术协同处理低碳氮比高氨氮污泥消化液的可行性。通过添加葡萄糖等试剂,试验结果证实,在C/N比为1.5,pH值为8的条件下,厌氧氨氧化协同反硝化反应具有最佳的脱氮效果。     

高氨氮废水的前置厌氧氨氧化脱氮研究

采用前置厌氧氨氧化生物滤池+亚硝化生物滤池的组合工艺,对高氨氮焦化废水进行脱氮研究,利用亚硝化生物滤池回流液中的亚硝酸盐氮与废水中的氨氮进行反应,以达到脱氮的目的,同时考察了HRT、回流比、DO浓度、p H值等参数对脱氮效果的影响。结果表明:当废水中的氨氮和COD浓度分别为(100~120)、(60~80)mg/L时,控制厌氧氨氧化段混合进水的p H值为8.0、HRT为30 h,亚硝化段出口DO浓度为0.6~1.0 mg/L,回流比为300%,对废水的脱氮率可稳定在80%左右。     

厌氧氨氧化与反硝化耦合启动影响因素

为避免实际废水中一定浓度的有机物对厌氧氨氧化的脱氮产生不利影响,向2组启动成功的厌氧氨氧化装置之一R2中投加有机COD(C/N=0. 6)与反硝化耦合协同脱氮,并以硝酸盐为电子受体,R1中不加有机物作为对比,定期测定脱氮效果与有机碳源消耗。结果表明:R1中厌氧氨氧化菌自身可利用少量硝酸盐进行厌氧氨氧化反应,氨氮、硝态氮去除率分别为26. 7%和30. 5%; R2装置中两种菌种协同脱氮,氨氮、硝态氮去除率分别提高至36. 4%和48. 6%,出水亚硝态氮稳定在4 mg/L以下,碳源利用率在90%以上,但2组装置对磷的利用几乎为零。适当投加有机物可促使厌氧氨氧化与反硝化耦合协同脱氮,为含碳和硝酸盐废水的脱氮除碳提供了参考。     

城市污水双泥龄复合脱氮工艺的脱氮机理分析

基于部分厌氧氨氧化的双泥龄复合脱氮工艺能实现自养脱氮和异养脱氮的耦合，在城市污水低成本高效脱氮方面表现出良好的应用潜力。为进一步探究该工艺的脱氮机理，对运行2年的中试反应器开展了脱氮途径解析与优化、主要脱氮功能菌活性测定以及微生物群落结构分析。结果表明，间歇曝气可以促进短程硝化和厌氧氨氧化过程的耦合，当曝气量为20 mL/min[DO为（0.18±0.03） mg/L]时，脱氮效率最高；厌氧氨氧化菌（AnAOB）主要分布在生物膜上，活性为44.60mg/（gVSS·d），检测到的AnAOB为Candidatus Brocadia，相对丰度为0.28%；氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）主要分布在悬浮污泥中，活性分别为61.53、86.95 mg/（gVSS·d），检测到的AOB和NOB分别为Nitrosomonas和Nitrospira，相对丰度分别为0.10%、2.10%。