A~2/O工艺脱氮除磷影响因素分析

A2/O工艺是一种高效脱氮除磷的污水处理工艺,是目前被应用最广泛的脱氮除磷工艺之一。然而其运行过程受多个因素的影响,比如污泥龄、DO和碳源等,使脱氮除磷效果很难达到最佳。本文主要分析了A2/O工艺脱氮除磷中各因素的影响,同时综述了如何控制这些因素使脱氮除磷达到最佳效果。     

反硝化聚磷菌及其脱氮除磷机理研究进展

水体富营养化是当前水环境保护工作的重点关注问题,微生物修复富营养化水体具有高效、低耗且不产生二次污染等特点,已经成为富营养化水体生态修复的一种重要方式。近年来,对反硝化聚磷菌的研究及其在污水处理工艺中的应用越来越广泛。不同于传统的反硝化细菌联合聚磷菌去除氮磷工艺,反硝化聚磷菌在交替厌氧、缺氧/好氧条件下能同时进行脱氮除磷而被广泛关注与研究。值得注意的是,近几年报道的部分微生物仅在好氧条件下就可进行同时脱氮除磷,但是其脱氮除磷机理仍未理清。基于此,文中总结了目前发现的反硝化聚磷菌和同时硝化反硝化聚磷微生物的种类及特点,并对其脱氮与除磷的关系及其机理进行了系统性分析,对目前反硝化除磷存在的问题进行了梳理,最后对今后的研究方向进行了展望,以期为完善反硝化聚磷菌的脱氮除磷机理及工艺改进提供参考。     

A~2/O工艺处理生活污水实验研究

A2/O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工艺是一个成熟的脱氮除磷工艺,本课题以人工模拟生活污水为处理对象,结合间歇式进水方式,全面系统地研究了A2/O系统对污水中氮和磷及COD的去除效果。在控制好各种运行条件的情况下,该系统运行结果表明,出水指标达到国家《污水综合排放标准》(GB18917-2002)二级排放标准。     

人工湿地脱除富营养化水体氮磷的研究进展

水体中氮磷营养物质不断积累,部分藻类及水生生物的过度繁殖,导致了水体的富营养化。水体富营养化防治的关键是减小水中氮、磷的含量。人工湿地是一项新型的废水处理技术,近年来在脱除富营养化水体氮磷中获得广泛研究和应用。本文在简述脱氮除磷机理的基础上,较系统地阐述了影响人工湿地脱除氮磷的因素及工艺的在改善水体富营养化的研究进展,以便在构建人工湿地中对各项因素综合考虑及兼顾利用,提高人工湿地修复富营养化水体的综合效能。     

北京城市排水集团污水生物处理技术发展目标

由于系统中各种微生物群落之间的竞争存在着复杂的相互作用,生物脱氮除磷工艺在运行过程中存在着碳源竞争和泥龄冲突两大问题,造成大部分污水处理厂的脱氮除磷效果不稳定。为此,国际上提出了短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷等技术来节约碳源,或者通过污泥的水解酸化来增加碳源。全国的二级处理主要是采用活性污泥生物技术,     

传统厌氧/好氧生物除磷与厌氧/缺氧反硝化除磷效能的比较

采用序批式反应器(SBR),对比厌氧/好氧(A/O)和厌氧/缺氧(A/A)2种运行模式对模拟生活和工业混合污水同时脱氮除磷的效能。结果表明:反硝化聚磷菌完全可以在厌氧/缺氧交替运行条件下得到富集,稳定运行的2种模式对有机物和P的去除率分别保持在90%和85%以上,且A/A SBR具有更强的释磷能力,其释磷量比A/O SBR高出1.2倍。进一步试验表明:磷的释放在有无硝酸盐的情况下效果是不同的。2个系统内污泥均有反硝化除磷能力,A/A SBR中所含反硝化聚磷菌(DPAO)的比例是A/O SBR的4.56倍。2种模式出水水质都能取得较好的效果,且能实现同步除磷脱氮,而反硝化除磷在生物除磷方面更具优势。     

三种微藻对城市二级出水脱氮除磷作用的研究

利用污水培养微藻可去除废水中的氮、磷污染物, 又可以实现生物质生产的耦合。以城市二级出水做为培养基, 选取了小球藻(Chlorella sp.)、栅藻( Scenedesmus sp.)、螺旋藻(Spirulina sp.)为实验藻种, 考察3种微藻的生长特性和脱氮除磷的能力。结果表明, 所选的藻种在模拟二级出水中都能较好生长, 其中栅藻的生物量高于小球藻和螺旋藻, 最大生物量分别为0.328 g·L-1、0.264 g·L-1、0.192 g·L-1, 比生长速率为0.226 d-1、0.213 d-1、0.197 d-1。栅藻的油脂产量达97.35 mg·L-1, 高于其他两种微藻。3种微藻对模拟二级出水都具有较好的脱氮除磷效能, TP的去除率达到90%以上, TN的去除率达到80%以上。实验结果表明利用3种微藻均可达到对二级出水的深度脱氮除磷和生物质的富集。     

凉水天然阔叶红松林植物叶片与细根的N∶P化学计量特征

叶片与细根是植物体地上和地下部分重要的营养器官,二者的化学计量学特征的关联性研究是探讨植物适应策略的重要方面。本研究对凉水国家级自然保护区天然阔叶红松林中34种常见植物叶片与不同根序级间氮含量、磷含量和氮磷比的差异性及相关性进行了研究。结果表明,氮、磷元素在不同器官中的含量有显著差异,且不同器官中的氮、磷元素具有一定的相关性;叶片的氮、磷含量和氮磷比高于细根,1~2级细根的氮、磷含量和氮磷比高于3~5级细根;植物叶片和各级细根的氮含量与其磷含量呈显著正相关,氮磷含量相关性高低顺序为:1~2级根叶片3~5级根;叶片与1~2级细根的氮含量、磷含量以及氮磷比均呈显著相关,叶片与3~5级根的氮含量呈显著相关;在不同生长型植物中,乔木、灌木和草本植物的叶氮、叶磷含量、叶氮磷比与不同级细根的氮、磷含量、氮磷比呈显著正相关。本研究阐明了植物叶片与不同根序级间氮磷化学计量学特征的相关性,有助于理解植物各性状之间的相互作用以及植物生长过程中对资源的利用和分配。     

生物环保发展态势及分析

正生物环保技术主要是指利用微生物的氧化、还原、吸附等作用实现污染物去除的一类技术,与化学、物理等技术相比,具有成本低、二次污染少等优点。最早的生物环保技术是一百多年前发明的活性污泥法废水处理技术,该技术至今仍然是解决水污染问题的首选技术。活性污泥法最初主要用于有机污染物(即BOD或COD)的矿化,之后随着人们对水污染问题认识的深入,对污水中氮磷等营养元素去除的要求显著提升,由此导致了一系列生物脱氮和除磷工艺的开发和应用。如今,具有生物脱氮除磷功能     

A~2/O和SBR系统中微生物群落结构比较分析

利用16sRNA高通量测序手段对A~2/O脱氮除磷工艺和A/O-SBR除磷工艺中微生物群落结构和脱氮、除磷微生物丰度变化进行全面的分析。根据测序结果,共获得20个门、150个属微生物。微生物多样性分析结果显示,在两个系统中主要菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)3个菌门,这3个门的细菌总数占微生物总数的80%左右。在属级水平上,A~2/O工艺的优势微生物为脱氮单孢菌属(Dechloromonas),丰度为10.00%。在SBR工艺中,陶厄氏菌属(Thauera)为优势菌属,其丰度为7.90%。Candidatus Accumulibacter是SBR好氧除磷系统中的主要除磷微生物,其相对丰度为2.80%。脱氮单孢菌属(Dechloromonas)、陶厄氏菌属(Thauera)为A~2/O工艺中主要脱氮微生物,Candidatus Accumulibacter为代表性的除磷微生物,其丰度分别为10.20%、3.70%和0.50%。     

氮磷硅添加对青藏高原高寒草甸垂穗披碱草叶片碳氮磷的影响

以甘南高寒草甸常见牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,比较不同氮磷硅添加下,垂穗披碱草叶片对元素添加的反应。研究发现:氮添加显著提高土壤中硝态氮和铵态氮的含量;磷添加提高了土壤中全磷和速效磷的含量;高浓度的硅单独、硅与氮或磷混合可提高土壤中硝态氮的含量或全磷和速效磷的含量;氮和磷单独添加分别能提高垂穗披碱草叶片全氮和全磷含量,高浓度的硅单独、硅与氮或磷混合添加都能提高垂穗披碱草叶片全氮和全磷的含量。就硅元素而言,高浓度的硅添加,硅与氮或磷混合添加能提高土壤硝态氮、全磷和速效磷的含量,促进垂穗披碱草对土壤中氮磷的吸收,从而使植物叶片中氮磷的含量增加。     

高盐条件下废水生物脱氮除磷及其工艺研究进展

高盐废水是指总含盐量至少为1%的废水,是目前很难处理的废水之一。国内外学者针对高盐废水做了很多研究,我们简要综述了高盐条件下废水的脱氮除磷及工艺进展,希望对高盐条件下废水的同步脱氮除磷研究提供有益的资料。     

普通小球藻对养殖污水脱氮除磷的效果研究

随着我国养殖业的不断发展,养殖污水排放量的日益增加,养殖污水的高氮、磷含量导致水体富营养化问题日趋严重。小球藻是光能自养生物,能有效同化氮、磷,使污水中的氮、磷减少。本研究通过在实验室模拟不同氮、磷含量的养殖污水环境,分析小球藻对氮、磷的去除效果;在此基础上,用小球藻处理某养殖场污水;并联合膨润土与小球藻,探究两者脱氮除磷的协同作用能力及膨润土对小球藻细胞沉降的效果。结果表明,小球藻对模拟污水的氨氮去除率可达80%,对磷酸根的最高去除率接近100%;对养殖污水中的氮、磷也有一定的去除效果;但养殖污水成分复杂,小球藻的生长被抑制。膨润土与小球藻的结合,能够提高污水中的氮磷去除率并帮助藻细胞快速沉降,为污水处理后藻细胞的收集处理提供了有效方法。     

Nitrogen and phosphorus translocation of forest floor mosses as affected by a pulse of these nutrients

藓类是亚高山森林、北方针叶林和极地苔原等原始生态系统的重要组成部分。养分沉降是这些生态系统的主要养分来源。然而,对 藓类如何利用大气沉降这一时间上异质性较高的养分来源的认识缺乏,限制了我们对藓类在生态系统养分循环中作用的认识,也制约了模 拟和预测生态系统服务功能动态变化的有效性。本研究中,我们重点关注如下问题：(1)藓类新生部分的氮、磷含量随氮或磷沉降量的变化; (2)氮或磷养分沉降如何影响藓类的氮磷转运;(3)氮磷转运与藓类新生部分养分含量的关联性？为此,我们在位于青藏高原东部的亚高山 冷杉林中开展了设置有不同氮、磷施加量水平的突发养分沉降实验。以林下优势度最高的塔藓和锦丝藓为对象,我们在施加实验处理8天和1年后,分别测定了不同年龄藓类茎段中的氮、磷含量。研究结果发现,养分处理8天后,锦丝藓和塔藓的所有茎段的氮或磷含量均随处理中氮或磷施加量的增加而增加,表明它们能够高效率地吸收施加的氮或磷。养分处理1年后,形成于养分处理后的新生茎段中的氮、磷含量以及氮磷比与处理后8天的藓类茎段中氮、磷含量以及氮磷比呈正相关关系,表明藓类将吸收的养分转运至新生部分,转运过程受源—库关系的调控。磷转运效率解释了新生茎段21%–23%的氮磷比变化,而氮转运与新生茎段氮磷比没有显著关系,结果暗示磷转运对藓类生长的重要性。上述结果表明,养分转运是藓类植物利用间断的沉降养分的关键机制,也使藓类成为生态系统中重要的养分库。     

不同降水条件下荒漠草原植物的养分含量及回收对增温和氮素添加的响应

为了探讨荒漠草原植物养分回收特征对长期增温和氮素添加的响应以及自然降水变异对其的调控作用,该研究依托实施12年的模拟增温和氮素添加实验平台,在相对多雨的2016年(超过长期均值52%)和相对少雨的2017年(低于长期均值16%),以常见C_3植物银灰旋花(Convolvulus ammannii)和C_4植物木地肤(Kochia prostrata)为研究对象,测定分析绿叶和枯叶的氮磷含量及回收效率。结果表明:(1)在相对多雨年(2016年),增温使2种植物的绿叶氮、枯叶氮、绿叶磷、枯叶磷含量分别增加了14.32%、25.45%、17.97%和46.47%,氮、磷回收效率分别显著减小了9.41%和16.99%(P0.05);氮素添加使2种植物的绿叶氮、枯叶氮、绿叶磷、枯叶磷含量分别提高了17.32%、25.62%、20.21%和51.41%,而氮、磷回收效率显著降低了9.33%和18.89%(P0.05);增温+氮素添加共同处理显著增加了植物氮磷含量、降低了氮磷回收效率。(2)在相对少雨年(2017年),增温、氮素添加、增温+氮素添加处理对植物叶片氮磷含量、回收效率均无显著影响。(3)叶片氮磷含量在物种间差异极显著(P0.000 1),而氮磷回收效率在物种间无显著差异。(4)回归分析表明,植物叶片氮磷含量随着土壤无机氮、有效磷及含水量的增加而增加,植物氮磷回收效率则随着土壤养分和水分的可利用性的增加而降低。研究认为,荒漠草原植物养分回收对全球变化的响应受自然降水变异的调控。     

反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制及其在废水处理中的应用

摘要:水体富营养化是当前水污染治理的重点关注对象,利用微生物脱氮除磷开展富营养化水体治理是一种重要的技术。基于反硝化细菌和聚磷菌的脱氮除磷功能,兼具反硝化和聚磷功能的微生物研究及其在污水工艺中的应用越来越广泛。在厌氧和好氧/缺氧环境中,反硝化聚磷菌的脱氮除磷机制有很大差别,且在化学和酶学方面都有所体现。其中,质子驱动力/电子受体理论能够很好地解释反硝化聚磷的化学过程,而反硝化酶系和多聚磷酸盐激酶是酶学过程的主要参与者。当前研究已明确在不同氧含量环境中氮素对磷去除的影响机制,但是否存在磷对除氮作用的影响仍有待进一步研究。在此基础上,本文以氮-磷的偶联过程为切入点,分别从反硝化聚磷的化学过程和酶学机制方面进行简要综述。此外,介绍了反硝化聚磷菌在实验室以及工厂化污水处理中的应用近况,并提出了今后的研究重点与方向,以期为反硝化聚磷菌在环境修复中的进一步开发应用提供理论依据。     

土壤氮磷添加下豆科草本植物生物固氮与磷获取策略的权衡机制

豆科草本植物固氮是陆地生态系统重要的自然氮输入方式, 影响着草地生产的经济性和可持续性。为探讨氮磷交互作用影响豆科草本植物生物固氮率的潜在生理生态机制, 该研究选取8种豆科草本植物分别种植在对照、氮肥添加、磷肥添加和氮磷耦合添加处理的土壤中, 进行野外盆栽实验。测定了初花期植物生物量和营养含量、根部碳水化合物含量、根际pH、根际柠檬酸含量、根际有效磷含量、植物根瘤生物量、磷含量及其生物固氮率。主要结果: 依赖于豆科物种, 氮添加显著促进了豆科草本植物根际磷的活化, 降低了根生物量分配以及根系非结构性碳水化合物含量。在两种磷添加处理下, 氮添加导致8种豆科草本植物根瘤生物量平均下降27%-36%, 生物固氮率平均下降20%-33%。磷添加降低了根际的磷活化, 但促进了豆科草本植物根系发育和非结构性碳水化合物的积累。在施氮和不施氮条件下, 磷添加分别使8种豆科草本植物的生物固氮率提高了45%-69%和0-47%。氮添加降低豆科草本植物生物固氮率, 其原因是氮添加提高了植物磷需求, 为活化更多磷, 豆科草本植物降低根系生物量和根系非结构性碳水化合物的含量, 导致根瘤发育受到限制。在氮添加的同时进行磷添加, 能够改善土壤氮磷平衡, 促进根系生长和非结构性碳水化合物积累, 缓解了增氮对生物固氮的抑制作用。     

毛枝藻对人工污水脱氮除磷能力的研究

文章探究了2株毛枝藻(Stigeoclonium sp.)SHY-370及HB1617在不同初始氨氮浓度以及不同氮磷比条件下的生长情况与氮磷去除能力。结果表明氨氮浓度对2株毛枝藻的生长及TP去除能力均有一定的影响, SHY-370可耐受最大氨氮浓度为10 mg/L, HB1617为5 mg/L;氨氮浓度为1—10 mg/L时SHY-370及HB1617对其去除率均达到97%以上,最大去除速率为3.98 mg/(L·d)。氮磷比对SHY-370的生长影响不大,但在氮磷比大于20时HB1617的生长受到抑制; SHY-370对NO_3~--N去除的最佳氮磷比为10—40, HB1617为2—10;氮磷比为2时水体中TP的含量超过了SHY-370及HB1617所能去除的最大值,去除率较低。实验结果表明SHY-370及HB1617在污水深度脱氮除磷方面具有一定的潜力,可考虑将其应用于城市生活污水二级出水(TN≤15 mg/L、TP≤0.5 mg/L、 NH_4~+-N≤5 mg/L)的深度处理。     

两株好氧反硝化聚磷菌的筛选、鉴定及水质净化研究

旨在从环境样品中筛选对富营养化水体具有良好脱氮除磷效果的好氧反硝化菌。采集福州某养猪场污水处理池中的水样。通过反硝化细菌培养基培养、BTB培养基平板分离、硝酸盐还原试验和蓝白斑筛选法、异染颗粒以及聚-β-羟基丁酸(PHB)颗粒染色试验,筛选获得两株具有脱氮除磷特性的菌株,命名为N1和N2。经16S r RNA基因序列分析,N1和N2分别属于无色杆菌属(Achromobacter.sp)和短波单胞菌属(Brevundimonas.sp)。将菌株N1和N2复配,获得脱氮除磷复合菌FIM-1。考察了菌株对人工合成污水和富营养化水体脱氮除磷的效果。结果表明,两株菌在含磷量较低的水体中,对磷的去除率较高,相对于单菌,复合菌表现出更佳的脱氮除磷效果。     

不同林龄华北落叶松人工林根系特征和氮磷养分研究

采用野外调查取样和实验室分析相结合的方法,以陕西太白和甘肃小陇山5年(5a),10年(10a),20年(20a)生华北落叶松为试验材料,分析林下土壤全氮、全磷含量,林木根、茎、叶的生物量和全氮、全磷含量,根系形态特征,以及它们之间的相关性。结果显示:(1)不同林龄华北落叶松土壤全氮含量随土层深度的增加而降低,而土壤全磷含量并未表现出均一规律,0~60cm土层中的全氮、全磷含量之间呈显著正相关关系。(2)叶中的氮磷含量最高,且叶和细根中的氮磷含量显著高于粗根和茎中的含量,各器官内氮磷含量存在显著正相关关系。(3)各器官生物量和氮磷积累量随着林龄的增加而显著增加,茎的生物量最大,叶中氮磷积累量最高。(4)表层土壤(0~20cm)氮含量和细根氮、磷含量均与细根比根长存在显著正相关关系。(5)粗根总长、侧根平均长、最大径向距离和最大根深随林龄的增加而增加;粗根氮、磷含量分别与粗根总长、粗根最大径向距离呈显著负相关关系。研究表明:土壤氮含量的适当提高,可以增加细根比根长,当粗根氮磷含量下降时,华北落叶松通过拓展根系吸收氮磷养分的范围来满足自身生长的需要。