国家自然科学基金(21177005)
- 作品数：23 被引量：294H指数：12
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- 控制污水生物处理过程中N_2O的释放被引量：10
- 2014年
- 文章通过对国内外污水生物脱氮过程中氧化亚氮(N2O)产生途径最新研究成果的总结,着重讨论了污水生物处理过程中N2O释放的控制措施。在硝化过程中,N2O由氨氧化菌(AOB)的中间产物羟胺(NH2OH)和硝酰基(NOH)的分解以及AOB还原亚硝酸盐的过程产生;反硝化过程中,N2O还原酶(N2OR)的活性受到抑制,使得N2O不能被及时被还原而导致N2O积累。基于上述N2O产生途径提出了控制N2O释放量的控制措施:控制曝气量避免好氧硝化过程中DO浓度过低和缺氧反硝化过程中存在DO;通过延长污泥龄、增大内回流比和分段进水等措施控制硝化和反硝化过程中的亚硝酸盐浓度:缩短初沉池停留时间或投加外碳源,并选取甲醇或乙醇等易降解有机物作为碳源。今后可通过深入研究N2O产生机理和优化污水处理厂N2O释放量的准确检测,充分认识污水处理厂中N2O的产生环节,进一步指导污水厂N2O的释放控制。
- 王淑莹委燕马斌刘牡彭永臻
- 关键词：污水处理氧化亚氮
- 一体化厌氧氨氧化工艺处理垃圾渗滤液的性能研究被引量：22
- 2014年
- 以垃圾渗滤液为研究对象,研究UASB-除碳-一体化ANAMMOX工艺的除碳脱氮特性.结果表明：该工艺可实现高效除碳脱氮；在进水COD浓度6210-16365mg/L？TN浓度为990-2100mg/L时工艺出水COD浓度最低为655mg/L,出水TN浓度最低为39.9mg/L.进水中的可降解COD主要在UASB和除碳池中去除（分别为59%和31%）,进入到一体化ANAMMOX池中的多为惰性有机物质；TN的去除在除碳池和一体化ANAMMOX池中进行,其中除碳池中TN去除量占工艺TN去除量的53%,主要通过同步硝化反硝化去除；ANAMMOX池中TN去除46%,主要通过AOB和AnAOB的协同作用实现.当除碳池出水含可降解有机物时,对后续一体化ANAMMOX池的自养脱氮抑制严重；充分降解除碳池中的可降解有机物是影响系统脱氮效率的关键因素.
- 郑冰玉张树军张亮杨岸明彭永臻
- 关键词：垃圾渗滤液厌氧氨氧化除碳脱氮
- 厌氧氨氧化菌细胞的超微结构及功能被引量：16
- 2014年
- 厌氧氨氧化菌是浮霉状菌属(Planctomyces)的化能自养型细菌,其在缺氧条件下以亚硝酸盐(NO2-)作为电子受体将氨(NH4+)转化为氮气(N2).该过程具有高效低耗的优点,因而厌氧氨氧化工艺成为目前最具应用前景的污水脱氮工艺,为了更好地将厌氧氨氧化工艺应用到实际规模中,对厌氧氨氧化菌的生物学研究非常必要.近年来,电镜技术的快速发展使得厌氧氨氧化菌超微结构的研究成为可能.厌氧氨氧化菌结构独特,被厌氧氨氧化体膜、胞浆内膜、细胞质膜分隔成厌氧氨氧化体、核糖细胞质及外室细胞质3个部分.本文由内至外地总结和描述了厌氧氨氧化菌的细胞器、膜结构、储存颗粒以及细胞附属物的形态特征,并对他们的功能进行了合理的解释和推测,得出以下结论:1)厌氧氨氧化体占据细胞体积的50%左右,是厌氧氨氧化菌最重要的细胞器,为厌氧氨氧化菌的代谢提供了场所;2)厌氧氨氧化体膜具有致密的阶梯烷膜脂结构,可抵抗有毒中间产物扩散从而保护细胞;3)厌氧氨氧化体内的铁储存颗粒可为血红素提供铁元素从而加快细胞的新陈代谢,而核糖细胞质中的糖原物质与储存颗粒可能分别与生物膜的形成及能量储存有关;4)厌氧氨氧化菌的菌毛可能与细胞黏着或胞间通讯相关,而S-layer对细胞的完整性及细胞形状的维持起着至关重要的作用.目前对厌氧氨氧化菌超微结构的研究还仅局限于生物学方面,建议今后以不同水质及操作条件下厌氧氨氧化细胞超微结构的改变为研究重点.
- 贾方旭彭永臻王衫允王淑莹杨庆
- 关键词：厌氧氨氧化超微结构S-LAYER
- 短程硝化联合厌氧氨氧化处理垃圾渗滤液的启动被引量：16
- 2013年
- 针对晚期垃圾渗滤液脱氮难的问题,采用短程硝化SBR联合厌氧氨氧化SBR工艺处理晚期垃圾渗滤液。短程硝化SBR经过50 d驯化和培养,其最终出水亚硝态氮质量浓度维持在500 mg/L左右,短程硝化率稳定在98%以上。为了消除过高亚硝态氮对厌氧氨氧化菌的抑制,压氧氨氧化SBR由传统的操作模式改为反应期间连续进水间歇沉淀和出水,其水力停留时间控制在20 h。在配水驯化期,进水亚硝质量浓度由60 mg/L提升至395 mg/L,总氮容积去除速率由0.10 kg/(m3.d)提升至0.75 kg/(m3.d);驯化结束后,逐步掺入渗滤液,在实验的第156天,进水中的亚硝态氮全部由好氧SBR的出水提供。研究结果表明:渗滤液中难降解的COD未对厌氧氨氧化菌产生抑制作用,少量的反硝化作用反而提高了系统总氮的去除率,此时,系统的总氮容积去除速率为0.76 kg/(m3.d),进水COD、亚硝态氮和氨氮质量浓度分别为295,390,295 mg/L,出水CDO、亚硝态氮和氨氮质量浓度分别为246,1.3和0.6 mg/L;在不添加任何碳源的条件下,总氮去除率达90%以上。
- 王凯王淑莹朱如龙苗蕾彭永臻
- 关键词：晚期垃圾渗滤液SBR厌氧氨氧化
- 缺氧FNA对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的选择性抑菌效应被引量：16
- 2014年
- 为了研究缺氧条件下游离亚硝酸(FNA)对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的选择性抑菌效应,通过批次试验考察活性污泥经缺氧FNA(0.27 mg HNO-2-N·L-1)处理6 h后,其氨氧化速率与亚硝酸盐氧化速率的变化及AOB和NOB活性恢复情况。结果表明:经缺氧FNA处理的活性污泥,NOB活性下降83.57%,而AOB的活性仅下降22.34%。此污泥在正常条件下运行34个周期后,NOB的活性仍未得到恢复,且硝化过程中亚硝酸盐积累率逐渐增加,最后稳定在90%以上。典型周期内氮化合物浓度变化研究表明,即使在过曝气2 h的条件下,亚硝酸盐积累并未遭到破坏。上述试验结果表明基于缺氧FNA选择性抑菌效应有望稳定实现城市污水短程硝化,为城市污水短程硝化厌氧氨氧化提供基础。
- 委燕王淑莹马斌彭永臻
- 关键词：游离亚硝酸选择性氨氧化菌亚硝酸盐氧化菌短程硝化
- 苯酚对氨氧化菌硝化和污泥性能冲击影响被引量：7
- 2012年
- 以苯酚为毒性抑制剂,短程硝化污泥为对象,分析研究了不同苯酚浓度对氨氧化菌硝化过程的抑制特性和抑制动力学,以及对污泥胞外聚合物组分及呼吸速率的短期冲击影响。结果表明,55mg.L-1苯酚的存在使硝化速率降低37%;低浓度苯酚条件下(<80mg.L-1)符合Monod单分子一级动力学方程,且为可逆性抑制,恢复后呼吸速率可达20～25mg O2.L-1.h-1;且因接种污泥含大量异养菌使得抑制常数(52.871mg.L-1)远大于纯硝化菌群系统。另外,苯酚的存在促使菌群启动自我保护机制产生更多的胞外聚合物(EPS)抵抗环境变化。苯酚浓度升至135mg.L-1时,蛋白质和多糖分别增加87.4%和311.7%;而且EPS组分发生相应变化,蛋白质/多糖(P/C)与初始COD/氨氮(C/N)比呈负相关性,P/C从22.1降至3.80。
- 路聪聪葛士建王淑莹曹旭彭永臻
- 关键词：短程硝化氨氧化菌抑制动力学苯酚胞外聚合物
- 垃圾渗滤液中有机物对其厌氧氨氧化的影响被引量：17
- 2014年
- 为了考察垃圾渗滤液中有机物对其厌氧氨氧化反应的影响,保证晚期垃圾渗滤液的深度脱氮,采用短程硝化SBR联合厌氧氨氧化SBR(ASBR)两级系统处理氨氮为(2 000±100)mg/L、COD为(2 200±200)mg/L的实际晚期垃圾渗滤液进行试验研究.短程硝化SBR运行了100d,亚硝酸盐积累率达到了95%以上.ASBR采用进水逐步加大渗滤液掺入比例的方式进行驯化.实验结果表明,随着掺入比例的增大,进水可降解COD增加到150 mg/L左右时,ASBR的氮负荷速率从1.20 kg/(m3·d)降到了0.28 kg/(m3·d),氮去除速率从1.10 kg/(m3·d)下降到了0.19 kg/(m3·d),表明系统趋于崩溃.当ASBR进水可降解COD再次降低到50 mg/L左右时,系统的厌氧氨氧化菌活性得到了恢复,最大的氮负荷速率和氮去除速率分别达到了1.55和1.20 kg/(m3·d).定量PCR试验表明,当系统的厌氧氨氧化菌活性得到恢复后,厌氧氨氧化菌占全细菌的比例达到了试验期间的最大值1.94%.
- 苗蕾王凯王淑莹李忠明朱如龙彭永臻
- 关键词：垃圾渗滤液SBR厌氧氨氧化菌有机物PCR
- 有机负荷对单级UASB-A/O处理晚期垃圾渗滤液短程脱氮的影响被引量：1
- 2014年
- 采用“单级UASB-A/O组合工艺”处理实际晚期城市生活垃圾渗滤液，考察不同有机负荷（OLR, organic loading rate）条件下氮与有机物的转化和去除及其产生的综合影响。研究结果表明：厌氧与好氧系统的动态缓冲能力使得COD总去除率均在90%以上；OLR过低与过高时，氨氮去除率分别因碱度回收不足与异养菌竞争作用而下降；总氮去除率随OLR的提升而升高，而当OLR过低时，受反硝化碳源与氨氮降解效率的双重限制，其去除率明显偏低；同时甲烷化反硝化UASB中挥发性脂肪酸（VFA, volatile fatty acid）与碱度的比值始终低于 0.3，OLR在6.15~15.58 kg/（m3·d）范围内时反硝化菌与产甲烷菌活性能维持动态平衡；在应对OLR变化方面，DO与pH曲线作为实时控制的电化学参数时各有特点，应当针对不同水质研究其变化规律并使两者结合运用；A/O亚硝积累率随着OLR的增加而呈现小幅度上升。
- 刘牡彭永臻王淑莹刘甜甜委燕
- 关键词：垃圾渗滤液产甲烷短程脱氮
- 厌氧氨氧化菌与其他细菌之间的协同竞争关系被引量：37
- 2014年
- 随着污水脱氮行业的蓬勃发展,各种新工艺、新理论层出不穷.厌氧氨氧化(Anammox)工艺以其独特的优点脱颖而出,成为最具应用前景的新工艺.厌氧氨氧化菌作为该过程的执行者目前已发现5属17种,本文主要对5属17种的厌氧氨氧化菌进行总结,并对厌氧氨氧化菌种内关系中的群体感应系统进行详细介绍,此外还介绍了厌氧氨氧化菌与硝化菌、反硝化菌以及厌氧甲烷氧化菌之间的协同与竞争关系.最后给出常见竞争因素对厌氧氨氧化种群结构的影响,通过控制竞争因素来实现对厌氧氨氧化种群结构的调节.本文将厌氧氨氧化菌微生物生态学与厌氧氨氧化污水处理工艺相结合,为厌氧氨氧化工艺在污水生物处理中的应用提供理论依据.
- 贾方旭彭永臻杨庆
- 关键词：厌氧氨氧化硝化菌反硝化菌
- 一体式厌氧氨氧化工艺处理高氨氮污泥消化液的启动被引量：35
- 2015年
- 利用新型固定生物膜一活性污泥反应器处理实际污泥消化液,通过接种短程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜填料,逐渐提高进水氨氮浓度并控制溶解氧浓度在0.11～0.42mg/L,系统在65d内实现了短程硝化-厌氧氨氧化反应的启动.反应器系统稳定运行阶段具有良好的污染物去除效果,进水COD和氨氮浓度为921和1120.8mg/L,COD、氨氮和总氮去除率分别为66.8%,99.0%和94.4%,总氮去除负荷为0.27kg N/（m3·d）.试验表明采取逐步提高进水中消化液比例的策略,有利于一体式厌氧氨氧化工艺的快速启动.进一步分析发现系统同时存在厌氧氨氧化和反硝化的脱氮途径,对总氮去除的贡献率分别为67.4%～91.1%和8.9%～32.6%。
- 杨延栋黄京韩晓宇张亮张树军彭永臻
- 关键词：污泥消化液自养脱氮一体化反应器厌氧氨氧化工艺
