选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
近年来,随着污水处理率增加,二级出水中硝态氮的去除已越来越受到重视,而碳源是限制二级出水反硝化除氮重要限制因素。与此同时,泥炭在我国分布广泛,且正在分解产生大量的温室气体。本课题针对泥炭为人工湿地碳源去除二级出水中氮的可行性进行了研究。主要研究内容为:(1)泥炭和其他有机物为外加碳源去除二级出水中氮研究;(2)泥炭主要成分为外加碳源去除二级出水中氮研究;(3)泥炭及主要成分和植物耦合为外加碳源去除二级出水中氮研究。得出的主要结论如下: (1)在以松果、板栗带刺外壳、柱状泥炭和泥炭为外加碳源时,二级出水中总氮和硝态氮的去除效果依次为:松果>板栗带刺外壳>柱状泥炭>泥炭。 (2)在泥炭分离出的四种主要成分外加碳源时,以富里酸为外加碳,水体硝酸盐和氨氮去除效果最好。 (3)泥炭及四种主成分和植物耦合为外加碳源时,水体中对硝酸盐去除效果都很好,最后的值在0-0.5mg/L附近。此外,富里酸耦合植物为外加碳源时,水中氨氮也得到较好的去除(浓度为0.36mg/L)。 本课题研究成果为泥炭作为人工湿地反硝化碳源可行性及资源化提供科学依据,具有一定理论和实际价值。 2100433B
补充碳源的人工湿地反硝化脱氮机理研究的滞后性,严重限制了以脱氮为目的的人工湿地在低碳氮比污水中广泛应用。本课题在前期研究基础上,拟以泥炭为新型补充碳源的人工湿地为处理工艺,以二级出水(典型的低C/N污水)中的硝态氮为去除对象,以硝态氮同位素示踪、PCR-DGGE现代技术结合二级出水进出水、泥炭和植物相关监测指标为手段,从植物-碳源的耦合效应角度,对包括人工湿地硝态氮去除驱动机制、微生物学多样性及种类、酶活性、泥炭分解速率及植物生长状况等影响因素及变化规律进行系统研究,从而揭示泥炭为碳源的人工湿地反硝化脱氮机理。为补充碳源人工湿地机理研究提供新的思路和理论依据。工程上也有一定的应用价值。
反硝化细菌生存的必须营养品
用人工湿地(Constructed wetland)来处理城市污水是发达国家近十年来才兴起的生态处理法,它是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床,使...
反硝化作用(denitrification)也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下,还原硝酸盐,释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途,一是利...
活性污泥法反硝化脱氮的行为
1 活性污泥法反硝化脱氮的行为 金雪标 俞勇梅 (上海师范大学环境工程研究所,上海 200234 ) 摘要 悬浮活性污泥法反硝化去除有机物具有极大的经济价值,其容积去除 负荷 (CODCr)可达 2.05~5.7kg/ (m3·d)。试验表明,反硝化所需的有机物量与 有机物种类、进水碳氮比( C/N)、容积负荷等有关。碳源充足时,反硝化呈现 0 级反应动力学;而出水硝酸盐浓度及容积去除负荷,会影响活性污泥的沉降状 况。 关键词: 污水处理 脱氮 活性污泥法 反硝化 硝酸盐 1 前言 氨排放到水体后,先后被自养微生物转化成亚硝酸盐和硝酸盐。氧化 1mg的 NH3-N 约需 4.6mg O2。在典型城市生活污水中, CODCr 约为 250mg/L,TKN为 35mg/L。无论在缺氧环境还是好氧环境下,有机氮首先氨化转化成氨氮, 35mg 的 NH3-N转化成硝酸盐,需氧量为 160m
地下水生物反硝化的纤维素碳源选择研究
硝酸盐污染已迅速发展为重要的环境问题,硝酸盐污染的现有传统治理和去除技术目前主要有物理法、化学法和生物法,本文利用纤维素作为固态有机碳能满足反硝化细菌所需的碳源,综述利用固态纤维素作为反硝化碳源的研究现状,从而选取5种合适的天然纤维素作为反硝化细菌碳源来研究在缺氧状态下对20mg/L NO3--N的地下水的降解效果。结果表明,利用固态香樟叶纤维素作为碳源去除NO3--N的效果较明显,其次为稻草;并且纤维素作为生物反硝化碳源具有成本低廉、易获取、不需经常补充的优点。
在我国十一五重点完成点源控污之后的一类低有机污染水的排放,将导致以硝酸盐氮为主的总氮超标成为我国未来地表水环境污染的突出问题。固相反硝化是有效防治水环境硝酸盐氮污染的前沿技术。.本项目针对低污染水排放的水质特征开展缓释碳源固相反硝化脱氮技术的相关应用基础研究。研究内容包括:(1)适宜固体碳源的筛选及其生物降解性研究;(2)固相反硝化脱氮的反应条件优化;(3)固相反硝化脱氮过程中的微生物学研究及机理探讨;(4)固相反硝化脱氮反应器的设计与运行。.研究目标是开发一种全新的固相反硝化技术工艺应用于低有机污染水的进一步处理,为我国湖泊富营养化的氮素污染控制开辟新途径。项目选题研究具有重要的理论意义与实际应用价值。
本项目在研究PCL、PBS、PLA等可生物降解聚合物脱氮性能的基础上,研制了PCL/淀粉、PBS/淀粉、PLA/淀粉、PCL/PLA/淀粉、PHBV/PLA等多个系列共混物,通过序批实验与生物填充床反应器动态试验,研究了这些共混物作为反硝化微生物碳源和生物膜载体脱氮的可行性、影响因素及长期运行性能,并采用宏基因组方法、定量PCR等解析了生物膜的微生物群落结构。研究得到如下主要结论: (1)常见的PCL、PBS、PLA等均可作为反硝化的固相缓释碳源,但存在经济成本比较高的问题。 (2)制备的4个系列共混物,可作为微生物碳源和载体实现水中硝酸盐氮的高效去除,淀粉的加入不仅降低了成本,而且加快了反应的启动、提高了反硝化速率。稳定运行后,共混物碳源中的PCL-S4和PBS-S3的综合脱氮性能最佳,反硝化速率分别达到0.0211和0.0209 mg/(g•h),且成本降低了50%左右。 (3)淀粉基共混物可以持续稳定地为反硝化提供碳源,PCL-S4、PCL-S11的脱氮性能与PCL和PBS的基本相当。硝态氮负荷为0.602 kg/(m3•d)时,PCL-S4、PCL-S11、PCL和PBS的反硝化速率分别为24.69、25.44、24.60和24.83 mg/(L•h)。固体碳源反硝化速率受到温度的影响,而对pH值有较宽的适应范围。 (4)利用宏基因组方法解析了生物膜的微生物群落结构,明细与碳源种类相关。PCL、PCL-S4、PLA-S9、PBS、PBS-S3和乙醇为碳源系统中微生物均以变形菌门细菌为主,但在淀粉基共混物为碳源系统中发现淀粉降解菌门(厚壁菌门和放线菌门)细菌。在属水平填充床固体碳源样品的主要属组成比较接近,均归属于丛毛单胞菌科和红环菌科,与乙醇为碳源系统有明显差异;生物膜的定量PCR分析表明,带有nirK和nirS 两种功能基因的反硝化菌的生物量占反应器总生物量的比例为3.13 %。 (5)典型固相碳源生物填充床反应器的长效运行,在水温25℃、进水硝酸盐氮浓度为15 mg/L、HRT为0.5h时,出水硝酸盐氮浓度小于1 mg/L,且无亚硝酸盐、氨氮积累;基于固相碳源低C/N比水质特征的污染水处理工艺研究表明,能显著提高反硝化脱氮能力,TN的去除率均达85%以上。研究成果为污水处理厂一级A标准排水(TN≤15mg/L)的深度脱氮技术的工程应用提供了理论依据。
《一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置》的目的是在于提供了一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法,在不影响湿地通气管与放空管原有的功能上,又利用它们作为补充碳源的输送管道,补充外碳源到湿地底部,为反硝化反应提供足够的电子供体,改善了湿地进行反硝化的环境,提高了脱氮效果。该方法简单易行,操作方便,能有效地提高了复合垂直流湿地的脱氮效率,且该方法可节省部分碳源投加管道,经济效益明显。
《一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置》的另一个目的是在于提供了一种补充复合垂直流人工湿地碳源方法的装置,结构简单,使用方便,该装置能够将外加碳源补充到湿地内部,为湿地底部反硝化反应提供足够的电子供体,改善了湿地进行反硝化的环境,提高了脱氮效果,优于在进水中补充碳源的装置。而且该装置利用了复合垂直流人工湿地已有的通气管与管壁开孔的放空管作为碳源输送管道,节省了大部分的装置费用。
一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法,其步骤是:
A、将复合垂直流人工湿地通气管与管壁开孔的放空管用三通连接,形成碳源输送管道,湿地内安装填料,种入植物,然后将连接软管的一端套在露出湿地填料表层的通气管上,另一端与计量泵的出水口相连。
B、将葡萄糖(或其它可溶于水的有机碳源:如淀粉、蔗糖、果糖、乙醇、甲醇、乙酸钠等)在溶解槽中用自来水完全溶解。
C、通过计量泵将A中的液态碳源泵入湿地表层的通气管中,液态碳源顺着通气管向下流入到与其底部相连的管壁开孔的放空管中,再通过管壁开孔的放空管管壁上的小孔流出,进入到湿地底部,为湿地底部反硝化反应提供足够的电子供体,改善了湿地进行反硝化的环境,显著性提高了湿地对低碳高氮废水的脱氮效果。
所述的湿地内安装填料为无烟煤、生物陶粒、沸石三种,下行流湿地中种植美人蕉,上行流池内种植菖蒲。
一种实现补充复合垂直流人工湿地碳源的方法的装置,它包括碳源溶解槽、计量泵、连接软管、复合垂直流人工湿地通气管、管壁开孔的放空管。各装置的功能与连接关系是:计量泵分别与碳源溶解槽、连接软管相连,复合垂直流人工湿地通气管分别与连接软管、管壁开孔的放空管相连,复合垂直流人工湿地通气管与湿地底部的管壁开孔的放空管用三通连接,管壁开孔的放空管位于湿地底层,管壁开孔的放空管管壁开孔孔径为5~7毫米,孔间距为150~200毫米。
A、碳源溶解槽:外加碳源一般是粉末状的固体,需要先进入碳源溶解槽进行溶解,《一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置》选用带搅拌机的快速溶解槽。
B、计量泵:对不同处理量和不同C/N的污水,投加到湿地中的碳源量都不一样,需要进行精确投加,因此《一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置》采用计量泵进行碳源调控。
C、连接软管:用于计量泵出水口与复合垂直流人工湿地通气管的连接,功能是作为外加碳源的输送管道。
D、复合垂直流人工湿地通气管:通气管是从湿地底部伸出到湿地表层上的立管,原有功能是将湿地内部微生物作用下产生的各种气体(N2、CO2、CH4等)输出到大气中,并能够补充湿地氧气。在《一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置》中,将复合垂直流人工湿地通气管与湿地底部的管壁开孔的放空管用三通连接,形成一个系统,用作碳源的输送管道。
E、管壁开孔的放空管:管壁开孔的放空管位于湿地底层,原有功能是为了在湿地需要进入空床阶段或检修时,排干湿地内部的处理水。但在湿地正常运行阶段,放空管是闲置的,所以在《一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置》中,将湿地放空管充分利用起来,用来与通气管连接后输送外加碳源。放空管管壁开孔孔径为5~7毫米,孔间距为150~200毫米。
1、《一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置》提供的碳源补充方法直接利用复合垂直流人工湿地特有的通气管及与其相连的底部放空管作为碳源输送管道,节省了部分加药管道,节省了装置费用。
2、《一种补充复合垂直流人工湿地碳源的方法及装置》采用投加碳源到湿地底部,以葡萄糖作为湿地外加碳源,C/N只需要4.3就可以大大提高湿地脱氮效果,低于在进水中投加需要的碳源,节省了碳源成本。在实施例中,进水硝态氮浓度均值为28.8毫克/升,CODCr均值为110毫克/升,水力负荷为0.85立方米/(平方米/天),水力停留时间为20小时,对照组与投加1.5克葡萄糖后的系统硝态氮出水浓度分别为12.38毫克/升、7.98毫克/升,硝态氮平均去除率分别为57.0%、72.3%。实验结果表明通过补充碳源到复合垂直流人工湿地底部,为反硝化反应提供足够的电子供体,改善了湿地进行反硝化的环境,湿地对低碳高氮废水的脱氮效果有显著性提高。进水中含有的CODCr加上投加的1.5克葡萄糖,实际碳氮比仅为4.3∶1,远低于在进水中投加碳源所完成反硝化所需的碳氮比(6∶1~7∶1)。因此该补充碳源方法的突出优点是显著性提高湿地脱氮效率,并节约外加碳源成本。