集成式铁基质生物膜反应器自养反硝化深度脱氮

以污水厂处理水为研究对象,采用铁基质生物载体与生物膜耦合实现高效自养反硝化脱氮。考察停留时间(HRT)对系统脱氮效能的影响,通过动力学及微生物群落结构分析,揭示耦合技术的脱氮机理。结果表明:HRT为8 h,对一级A和一级B污水厂处理水,总氮(TN)平均去除率分别为95.41%和92.55%,TN处理负荷分别为0.48 kg TN/(m³·d)和0.58 kg TN/(m³·d),硝化过程氨氮(NH₄⁺-N)饱和常数分别为1.17 mg/L和0.72 mg/L,反硝化过程硝氮(NO₃^--N)饱和常数分别为0.87 mg/L和0.67 mg/L。出水水质分别达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类、Ⅴ类水质标准。铁基质生物载体与生物膜耦合系统中微生物优势菌属为Maritimimonas、Rhodobacter和Sphaerotilus,均为自养反硝化菌,证实了铁基质生物载体可为自养反硝化菌提供电子,实现生物自养反硝化脱氮。     

基于铁基质高效催化还原污水中硝酸盐氮的实验研究

污水厂排水中硝酸盐氮(\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N)浓度偏高,难利用常规生物脱氮工艺实现\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N的深度脱除。以铁基质高效催化脱氮载体为污水中\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N的脱除材料,探究不同铁基质催化活性、pH和\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N浓度等对污水中\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N去除的影响及机制。研究结果表明：添加催化剂D的铁基质高效催化脱氮载体可脱除92.23%的\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N,调节污水为酸性至中性条件时,其\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N去除率均可达到92.09%以上,且氨氮(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}-N)积累量先升高后降低;当污水为碱性条件时,\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N的去除率亦可达86.13%以上,且在碱性条件时无\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}-N积累;原水中\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N的浓度变化(20~70 mg·L^-1)对铁基质高效催化脱氮载体的脱氮性能影响较小,\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N去除率均达到96.11%以上。与催化剂A、B和C相比,添加催化剂D的铁基质高效催化脱氮载体脱氮速率最快,\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{–}-N降解反应过程符合一级反应动力学方程,反应速率常数k=0.0170 min^–1。     

基于铁基质高效催化还原污水中硝酸盐氮的实验研究

污水厂排水中硝酸盐氮(NO_3~–-N)浓度偏高,难利用常规生物脱氮工艺实现NO_3~–-N的深度脱除。以铁基质高效催化脱氮载体为污水中NO_3~–-N的脱除材料,探究不同铁基质催化活性、pH和NO_3~–-N浓度等对污水中NO_3~–-N去除的影响及机制。研究结果表明:添加催化剂D的铁基质高效催化脱氮载体可脱除92.23%的NO_3~–-N,调节污水为酸性至中性条件时,其NO_3~–-N去除率均可达到92.09%以上,且氨氮(NH_4~+-N)积累量先升高后降低;当污水为碱性条件时,NO_3~–-N的去除率亦可达86.13%以上,且在碱性条件时无NH_4~+-N积累;原水中NO_3~–-N的浓度变化(20～70 mg·L~(-1))对铁基质高效催化脱氮载体的脱氮性能影响较小,NO_3~–-N去除率均达到96.11%以上。与催化剂A、B和C相比,添加催化剂D的铁基质高效催化脱氮载体脱氮速率最快,NO_3~–-N降解反应过程符合一级反应动力学方程,反应速率常数k=0.0170 min~(–1)。关键词:污水厂排水;硝酸盐氮;零价铁;铁基质高效催化脱氮载体;催化剂;双金属;催化还原;反应动