厌氧氨氧化过程毒性物质的胁迫及其活性强研究

厌氧氨氧化工艺作为一种新型脱氮工艺,较传统脱氮工艺更加节能、经济,为废水中氮的有效去除提供了新途径。而在实际应用过程中,厌氧氨氧化菌会受到废水中有毒物质的胁迫,从而导致其脱氮效果受到影响。因此,本文简述了厌氧氨氧化工艺的脱氮机理;阐述了底物基质、金属、有机物等胁迫因子对厌氧氨氧化菌活性、污泥胞外聚合物、微生物群落等的影响;并提出了厌氧氨氧化细菌活性受到抑制时活性恢复的策略,以及添加介孔材料、微量元素以及新型反应器研发等强化措施。     

厌氧氨氧化代谢途径及反应器效能表征方法

厌氧氨氧化颗粒污泥中的厌氧氨氧化菌以及其他功能菌存在多种代谢途径,代谢途径的不断深入探索有助于研究强化厌氧氨氧化菌生长代谢活性以及提高厌氧氨氧化系统脱氮效能。对厌氧氨氧化颗粒污泥中功能菌代谢途径的研究进展进行详细介绍,同时综述了厌氧氨氧化反应器通过代谢酶、三维荧光光谱、紫外-可见吸收光谱表征反应器中厌氧氨氧化菌的生长情况以及反应器的脱氮效能,通过这些表征手段能够较为及时的对反应进行调控。提出对未来厌氧氨氧化代谢途径和表征方法进一步研究的展望,以期为后续研究厌氧氨氧化反应器效能的提升以及调控提供参考。     

厌氧氨氧化工艺的研究与应用进展

综述了厌氧氨氧化工艺在污水处理中的应用研究现状,介绍了基质浓度、有机物、溶解氧、温度以及pH等对厌氧氨氧化过程的影响,并对运行较为成功的工程案例进行了分析说明。在此基础上,提出了厌氧氨氧化工艺的未来研究重点,具体包括:变温条件下厌氧氨氧化菌的快速适应及性能保持,多因素共同作用对厌氧氨氧化的综合影响,厌氧氨氧化菌的快速增殖与稳定保留,短程硝化过程的稳定实现。     

厌氧氨氧化工艺的菌种、启动与效能

厌氧氨氧化是微生物和环境领域的重大发现,具有很高的科学和实用价值。研究证明,除了人们最早认识的浮霉状菌外,硝化菌和反硝化菌也有厌氧氨氧化活性。以厌氧颗粒污泥、硝化污泥、自养型和异养型反硝化污泥作为接种物,均可成功启动厌氧氨氧化反应器。在厌氧氨氧化反应器启动过程中,依次呈现菌体自溶、活性迟滞、活性提高和活性稳定4个阶段,根据这种阶段性可及时调控启动过程。实验室和生产性厌氧氨氧化工艺的平均容积基质氮去除速率可达50.75kg.m-3.d-1和9.50kg.m-3.d-1,显示了极高的脱氮效能。     

厌氧氨氧化菌种类及其与各类功能菌在ANAMMOX系统内的协作

对目前所发现并报道的共计6个属27种厌氧氨氧化菌进行了总结,结合厌氧氨氧化与短程硝化、短程反硝化、反硝化、厌氧甲烷氧化以及硫自养反硝化5类耦合脱氮工艺,介绍了厌氧氨氧化菌与氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、硫自养反硝化菌以及厌氧甲烷氧化菌之间的相互协作过程,比较了各工艺的优势与不足,归纳了5类耦合工艺的研究重点与难点。认为可以通过多参数在线监测技术的开发及各耦合工艺模型的建立,以达到对反应工况实时控制;同时随着对各生化反应电子传递链,以及基于厌氧氨氧化的污水处理工艺内各功能菌群的协作关系的深入了解,存在问题将迎来更优化的解决方案。     

铁元素对厌氧氨氧化反应脱氮性能的影响

厌氧氨氧化工艺是一种新型的低能耗、高效生物脱氮技术。然而,厌氧氨氧化细菌活性较低、世代时间长,使得厌氧氨氧化工艺启动时间较长、运行效果较差,限制了厌氧氨氧化工艺的实际应用。铁元素不仅能够满足微生物的生长繁殖,而且能够促进厌氧氨氧化细菌活性,强化厌氧氨氧化工艺脱氮效果。综述了不同价态的铁元素对厌氧氨氧化工艺的影响,旨在探究和阐释铁元素如何影响厌氧氨氧化菌活性及脱氮性能。     

厌氧氨氧化技术在废水处理中的研究与应用进展

综述了厌氧氨氧化菌的特性以及厌氧氨氧化反应的机理,较为全面地探讨了厌氧氨氧化运行过程中的影响因素,同时总结了厌氧氨氧化技术在国内外废水处理中的实际应用,包括：垃圾渗滤液、污泥消化液、生活污水和其他废水。最后,针对厌氧氨氧化技术现存的问题提出了一些建议,主要着眼于厌氧氨氧化菌的富集驯化及厌氧氨氧化耦合工艺的研究应用。     

氮负荷对厌氧氨氧化污泥颗粒化的影响

为了加快厌氧氨氧化颗粒污泥形成,研究了氮负荷对厌氧氨氧化菌颗粒污泥形成的影响,通过逐步改变进水基质含量和降低HRT的方式,考察不同氮负荷及冲击条件下厌氧氨氧化颗粒污泥可颗粒化程度、沉降速度、MLSS含量、ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)以及氮去除率形成的影响。结果表明,提高进水基质含量对厌氧氨氧化颗粒污泥形成具有双重影响,当进水NH+-4-N、NO2-N的质量浓度分别低于170、187 mg/L时,有利于厌氧氨氧化颗粒污泥形成,高于此值时SGR、MLSS含量、ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)、活性下降;缩短HRT能够缓解过高基质浓度对厌氧氨氧化菌的抑制作用,提高反应器上升流速有利于形成优质厌氧氨氧化颗粒污泥,当HRT为20 h时,428.4 g/(m3·d)为适宜的氮负荷。在反应器条件变化时,相比于絮状污泥,厌氧氨氧化颗粒污泥具有较强的抗负荷冲击能力。     

城镇生活污水厌氧氨氧化处理的研究进展

厌氧氨氧化技术在城镇生活污水脱氮领域有巨大应用前景,在降低投资、低耗运行和污泥减量等方面具有重要优势,成为城镇生活污水处理的研究热点。本文综述了近年来厌氧氨氧化技术应用于城镇生活污水处理的最新研究进展,首先分析了有机物、污泥龄、溶解氧、温度及污泥截留等影响因素,认为厌氧氨氧化技术适宜处理城镇生活污水,并提出了相应技术挑战;探讨了侧流和主流厌氧氨氧化处理工艺在城镇生活污水处理中的优势、调控条件和现场应用效果。同时,根据现有研究结果,认为低氨氮浓度下保证稳定的亚硝态氮积累、低温条件下厌氧氨氧化稳定、厌氧氨氧化菌的快速富集以及主流工艺的推广应用等方面是城镇生活污水厌氧氨氧化处理大规模应用的瓶颈问题,并提出了厌氧氨氧化未来发展趋势。     

污水处理厌氧氨氧化工艺研究与应用进展

叙述了厌氧氨氧化的工艺原理、工艺形式和主要功能微生物的特征等研究进展,总结了温度、基质浓度和pH、DO含量、有机物、金属离子等对厌氧氨氧化过程的影响,介绍了厌氧氨氧化工艺在污水处理测流和主流实际工程中的应用实例,阐明了工艺的处理效能和运行参数等,分析了在实际应用中存在的问题。认为实现工艺的快速启动,有效抑制有毒物质对厌氧氨氧化菌的毒害,提高工艺系统运行的稳定性是厌氧氨氧化在实际应用中的关键,也是需要进一步探索和研究的内容。     

低温下超声波强度对厌氧氨氧化污水处理工艺性能的影响

厌氧氨氧化技术是一种新型污水处理工程技术,广泛用于含氮工业废水的处理中,保持高厌氧氨氧化菌活性是该技术的关键。为明确低温下采用低强度超声波强化厌氧氨氧化反应时,超声强度对厌氧氨氧化菌活性的影响。通过批次试验的方法,研究了低温15℃下分别采用0.1W/cm~2、0.2W/cm~2、0.3W/cm~2、0.4W/cm~2、0.5W/cm~2、0.6W/cm~2的超声强度时,污泥的比厌氧氨氧化活性、EPS的含量以及EPS的变化规律。结果表明:初期随着超声强度的提升,厌氧氨氧化菌的活性有提高,细菌在超声波的刺激下EPS的含量也有所提高。后期随着超声强度继续提高,厌氧氨氧化菌活性有所下降,EPS含量急剧升高。当超声强度为0.3W/cm~2时,厌氧氨氧化菌活性最高。     

厌氧氨氧化启动过程及特性研究进展

厌氧氨氧化菌（Anammox）生长缓慢,生长率低,倍增时间长,导致其富集慢、反应器启动耗时长,成为厌氧氨氧化工程化应用的限制性因素。因此,明确厌氧氨氧化反应器的启动过程与特性将为实现其快速启动提供理论参考。本文系统阐述了厌氧氨氧化反应器启动过程的影响因素,包括：反应器类型对厌氧氨氧化启动过程的影响,归纳了常见厌氧氨氧化反应器上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、序批式反应器（SBR）、流化床反应器、膜生物反应器（MBR）等的优缺点及适用性;总结了不同填料、接种污泥、启动负荷和温度的控制造成启动特性的差异,认为添加多孔性填料（无纺布、海绵、生物质炭等）、接种颗粒污泥、控制进水NO2?-N的浓度（＜100mg/L）、梯度式低温驯化等手段可促进厌氧氨氧化快速启动。同时,本文阐述了厌氧氨氧化启动过程中底物消耗阶段、化学计量比、微生物富集比例以及优势微生物种群差异规律的最新研究进展,阐明了厌氧氨氧化快速启动的生化反应过程。最后,本文认为在Anammox菌的微观生长模型、功能基因改性及适宜性生长环境因子等方面仍有待进一步研究。     

部分硝化-厌氧氨氧化工艺的影响因素及发展

部分硝化-厌氧氨氧化工艺(Partial Nitritation-Anammox Process)是以厌氧氨氧化反应为核心的废水脱氮新技术,也是最为经济的生物脱氮途径之一。分别叙述了影响部分硝化工艺和厌氧氨氧化工艺的因素,包括p H值,溶解氧浓度,温度和基质浓度等,总结了部分硝化-厌氧氨氧化工艺中筛选富集氨氧化菌、加速厌氧氨氧化菌生长的条件,并建议今后应加强联合工艺影响因素的关联性研究、单个反应器最优运行参数研究、前置预处理的组合工艺的快速启动等方面的工作。     

厌氧氨氧化工艺的快速启动试验研究

为了研究如何获得厌氧氨氧化的快速启动工艺,采用SBR作为富集厌氧氨氧化菌的反应器,接种絮状硝化污泥,考察其厌氧氨氧化快速启动性能。以氯化铵和亚硝酸盐为进水底物,通过逐步提高进水NH_4~+-N、NO_2~--N的浓度,成功实现了厌氧氨氧化的启动,此方法可快速培养出具有厌氧氨氧化活性的污泥,整过驯化过程中,NH_4~+-N、NO_2~--N的去除率均维持在90%以上,总氮去除负荷最大可达0. 52 kg/(m~3·d),厌氧氨氧化菌活性高。     

高负荷厌氧氨氧化反应器的研究进展

剖析了常见的高负荷厌氧氨氧化反应器的构型特点,归纳了颗粒污泥反应器（上流式厌氧污泥床、膨胀颗粒污泥床和气提式反应器）、生物膜反应器和复合式反应器的优缺点。系统总结了高负荷厌氧氨氧化反应器的调控要点,包括操作条件（负荷、回流等）调控、环境条件（pH值、温度、溶解氧等）调控、营养物质（基质比、钙离子浓度、无机碳源等）调控、抑制剂调控和微生物（接种源、优势种、聚集体、生物量和活性等）调控。最后指出,实现高负荷厌氧氨氧化反应器全面应用的关键是突破复杂水质障碍和在低温条件下进行有效调控。     

有机物作用的厌氧氨氧化菌代谢特性研究进展

厌氧氨氧化（Anammox）工艺是近年来废水生物脱氮领域的新技术,非常适合于处理含有机物的废水。本文介绍了厌氧氨氧化工艺的特点,详细介绍了有机物对厌氧氨氧化菌的抑制和促进机制。有机物对厌氧氨氧化菌的抑制主要来自两个方面：一是有机物促进异养菌反硝化菌的大量繁殖形成基质竞争抑制;二是废水中的醇类、抗生素等有毒有害有机物会对厌氧氨氧化菌产生毒性抑制。有机物对厌氧氨氧化菌代谢的促进作用也有两种：一是特定的有机物可作为能源被厌氧氨氧化菌利用,促进厌氧氨氧化菌的代谢;二是通过控制废水处理系统中的碳氮比,使厌氧氨氧化菌和反硝化菌在废水处理系统中协同互生。最后指出开发有毒有机废水预处理、驯化厌氧氨氧化污泥、菌种流加等是解决问题的途径。     

HABR反应器硫酸盐型厌氧氨氧化启动特性研究

试验探讨了复合式厌氧折流板反应器(HABR)里硫酸盐型厌氧氨氧化启动特性及不同COD对系统的影响。通过提升进水基质浓度成功启动硫酸盐型厌氧氨氧化。结果表明,硫酸盐型厌氧氨氧化是分步进行的,一号、三号和四号隔室所进行的主要反应各不相同。NH4+-N、SO42-、COD去除效果稳定,最高值分别为52.2%、53.7%、60.9%。较低的COD(60~150 mg/L)能促进硫酸盐型厌氧氨氧化的进行,COD过高会抑制厌氧氨氧化菌活性。     

厌氧氨氧化菌富集培养技术的研究与应用

厌氧氨氧化技术是近年来开发成功的新型生物脱氮技术,其脱氮效能大大突破了传统硝化-反硝化技术,具有十分诱人的应用前景。但厌氧氨氧化菌细胞产率极低,生长缓慢,且对环境条件较为敏感,要使接种物显现厌氧氨氧化功能,必须对其进行精心培育。根据厌氧氨氧化菌富集培养物的特点和接种污泥的来源,探讨了厌氧氨氧化菌富集培养技术,指出采取控制和强化技术可加快厌氧氨氧化菌富集培养过程。     

厌氧氨氧化脱氮技术的研究进展

厌氧氨氧化具有无需外加有机碳源,耗氧量少,污泥产量低等优点,但厌氧氨氧化菌生长缓慢,倍增时间长,抗冲击能力弱,对环境条件要求苛刻,DO、温度、pH、有机物等会对厌氧氨氧化过程产生影响。因此在启动ANAMMOX工艺时,需根据不同水质及处理目的,选择合适的反应器及接种污泥。该文就厌氧氨氧化的发现,反应机理,影响因素,厌氧氨氧化菌的富集、生理生化特征,厌氧氨氧化的启动,厌氧氨氧化工艺等方面做一综述。     

厌氧氨氧化工艺在高氨氮废水处理的研究应用进展

厌氧氨氧化(Anammox)具有节省曝气、剩余污泥产量小和无需外加碳源等优点,是极具发展前景的高氨氮废水处理工艺。但厌氧氨氧化菌世代周期长、低细胞产率、随出水流失以及一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化系统中氨氧化细菌和厌氧氨氧化菌耦合难点阻碍了其推广应用。本文综述了高氨氮废水处理中厌氧氨氧化反应器构建及其启动、厌氧氨氧化菌富集和活性强化。认为需进一步探讨和研究的内容有:系统中厌氧氨氧化菌生物量停留时间的增强;新型填料的开发;生物膜系统中亚硝酸盐氧化细菌的有效清除;高氨氮废水的预处理;厌氧氨氧化的低温启动运行。