同步硝化反硝化SBBR处理低C/N比生活污水的启动与稳定运行
发布时间：2021-09-02 12:07
以低C/N比实际生活污水为处理对象,聚氨酯海绵填料为生物载体（填料填充率25%）,采用逐步提高氮负荷的方式,在较短的时间内（98 d）成功启动了同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and denitrification,SND）的序批式生物膜反应器（sequencing batch biofilm reactor,SBBR）。实时定量PCR（real-time qualitative polymerase chain reaction,real-time q PCR）结果表明系统内硝化菌得到富集。在稳定运行期间,系统对有机物及氮的去除效果良好,平均出水COD、4NH-N+、TN分别为38.28 mg·L-1、1.23 mg·L-1、8.23 mg·L-1。微生物将大部分碳源以聚羟基脂肪酸酯（poly-β-hydroxyalkanoate,PHA）的形式储存至体内,系统内3NO-N-的去除主要通过内源反硝化作用,且反硝化过程基本无2NO-N-积累,平均SND率为70.57%,TN去除率高达82.95%。由于硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同时进行,反硝...
【文章来源】：化工学报. 2016,67(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
SBBR实验装置示意图
加种泥的方式进行挂膜，且不设置沉淀与闲置时间。由于所用填料具有较强的吸附作用，部分污泥被截留在填料上，悬浮污泥则随出水排出，至第10天已观察不到悬浮污泥，而填料上已附着有较多的污泥，且生物活性也在逐渐提高，运行至第23d即挂膜成功，至第98天，SND系统成功启动。2.1.1不同阶段下氮的去除情况系统的启动共分为4个阶段，其中阶段Ⅰ至阶段Ⅲ为启动期，阶段Ⅳ为稳定运行期。不同阶段下氮的去除情况如图2所示。在阶段Ⅰ，由于加入的生活污水只有60%，4NH-N+含量较低，为35～40mg·L1，但由于系图2不同阶段下氮的去除情况Fig.2Profilesofnitrogenremovalindifferentperiods表2real-timeqPCR所用引物及其核苷酸序列Table2Oligonucleotidesequencesofspecificprimersinreal-timeqPCRanalysisSpecificityPrimerSequence(5′-3′)Ref.AOBamoA-1FGGGGTTTCTACTGGTGGT[14]amoAamoA-2RCCCCTCKGSAAAGCCTTCTTCNitrospira341fCCTACGGGAGGCAGCAG[15]16SrRNANTSPArCGTTATCCTGGGCAGTCCTTNitrobacterFGPS872fCTAAAACTCAAAGGAATTGA[16]16SrRNAFGPS1269rTTTTTTGAGATTTGCTAGtotalbacteria341fCCTACGGGAGGCAGCAG[17]16SrRNA534rATTACCGCGGCTGCTGG
N分别为1.31、0.01、13.14mg·L1，此时认为SND系统已成功启动。系统能够在较短的时间内启动，很大程度上是由于填料对微生物有较强的截留能力，利于形成SND的微环境[24]。在稳定运行期间（阶段Ⅳ），系统的4NH-N+去除率平均为97.5%，出水3NO-N平均为6.80mg·L1，且基本无2NO-N积累。此外，由于填料的截留吸附作用，出水SS也很低，平均低于20mg·L1。2.1.2系统内硝化菌的富集情况在系统运行期间每隔20d保存一个泥样，进行real-timeqPCR检测，考察硝化菌的富集情况。结果见图3。图3系统内硝化菌的富集Fig.3EnrichmentofnitrifyingbacteriainSBBR可以看出，接种污泥中硝化菌的量较少，随着系统的运行，硝化菌逐渐增长。至第20天时，氨氧化细菌（ammoniaoxidizingbacteria，AOB）、Nitrobacter与Nitrospira菌属的基因拷贝数分别由初始的每克干污泥6.8×107、1.25×108、2.31×109增加至1.77×108、2.53×108、4.40×109，硝化菌得到初步富集。结合2.1.1节可知，此时系统硝化效果良好，出水基本不含4NH-N+，并以此作为挂膜成功的标志。系统运行至100d时，AOB、Nitrobacter与Nitrospira菌属的基因拷贝数分别增加至每克干污泥1.04×109、4.26×108、6.11×109，与接种污泥相比，硝化菌的增长较为明显，此后，硝化菌增长缓慢。此时间点与2.1.1节中系统启动期与稳定运行期的划分相吻合，即98d前为启动期，系统内硝化菌增长较快，但含量较少，硝化效果不稳定；98d后，硝化菌得到富集，其含量基本稳定，系统硝化效果良好，结合反硝化效果的改善，系统进入稳定运行阶段。至160d时，系统内AOB、Nitrobacter与Nitrospira菌属的基因拷贝数较接?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nitrogen removal and simultaneous nitrification and denitrification in a fluidized bed step-feed process[J]. Bing Wang1,2,Wei Wang3,Hongjun Han1,Hongbo Hu1,Haifeng Zhuang1 1.State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment(SKLUWRE),Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China.2.Municipal & Environmental Engineering College,Shenyang Jianzhu University,Shenyang 110168,China 3.School of Civil and Hydraulic Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China. Journal of Environmental Sciences. 2012(02)
[2]生物接触氧化法的同步硝化反硝化影响因素研究[J]. 王永才,陈卫,郑晓英,黄伟丽,孙俊. 中国给水排水. 2011(07)
[3]移动床生物膜反应器同步硝化反硝化脱氮特性研究[J]. 张永祥,魏海娟,施同平,张璨,田淼. 北京工业大学学报. 2008(12)
[4]序批式生物膜反应器同步硝化反硝化的曝气时间控制及其机制分析[J]. 倪永炯,李军,潘成,苏志强,寿银海,韦甦,王亚宜. 环境污染与防治. 2008(06)
[5]复合生物反应器亚硝酸型同步硝化反硝化[J]. 王建龙,彭永臻,王淑莹,高永青,刘莹. 北京工业大学学报. 2007(12)
[6]高氮豆制品废水的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮工艺[J]. 高大文,彭永臻,王淑莹. 化工学报. 2005(04)
[7]在SBBR中接种硝化菌时SND特性及机理[J]. 徐伟锋,孙力平,张芳,顾国维. 水处理技术. 2005(04)
[8]同时硝化反硝化生物脱氮技术研究进展[J]. 周少奇,周吉林,范家明. 环境技术. 2002(02)
[9]MBR中影响同步硝化反硝化的生态因子[J]. 邹联沛,刘旭东,王宝贞,范延臻. 环境科学. 2001(04)
硕士论文
[1]SBBR同步硝化反硝化脱氮影响因素研究[D]. 邱静.长安大学 2010
本文编号：3378981
【文章来源】：化工学报. 2016,67(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
SBBR实验装置示意图
加种泥的方式进行挂膜，且不设置沉淀与闲置时间。由于所用填料具有较强的吸附作用，部分污泥被截留在填料上，悬浮污泥则随出水排出，至第10天已观察不到悬浮污泥，而填料上已附着有较多的污泥，且生物活性也在逐渐提高，运行至第23d即挂膜成功，至第98天，SND系统成功启动。2.1.1不同阶段下氮的去除情况系统的启动共分为4个阶段，其中阶段Ⅰ至阶段Ⅲ为启动期，阶段Ⅳ为稳定运行期。不同阶段下氮的去除情况如图2所示。在阶段Ⅰ，由于加入的生活污水只有60%，4NH-N+含量较低，为35～40mg·L1，但由于系图2不同阶段下氮的去除情况Fig.2Profilesofnitrogenremovalindifferentperiods表2real-timeqPCR所用引物及其核苷酸序列Table2Oligonucleotidesequencesofspecificprimersinreal-timeqPCRanalysisSpecificityPrimerSequence(5′-3′)Ref.AOBamoA-1FGGGGTTTCTACTGGTGGT[14]amoAamoA-2RCCCCTCKGSAAAGCCTTCTTCNitrospira341fCCTACGGGAGGCAGCAG[15]16SrRNANTSPArCGTTATCCTGGGCAGTCCTTNitrobacterFGPS872fCTAAAACTCAAAGGAATTGA[16]16SrRNAFGPS1269rTTTTTTGAGATTTGCTAGtotalbacteria341fCCTACGGGAGGCAGCAG[17]16SrRNA534rATTACCGCGGCTGCTGG
N分别为1.31、0.01、13.14mg·L1，此时认为SND系统已成功启动。系统能够在较短的时间内启动，很大程度上是由于填料对微生物有较强的截留能力，利于形成SND的微环境[24]。在稳定运行期间（阶段Ⅳ），系统的4NH-N+去除率平均为97.5%，出水3NO-N平均为6.80mg·L1，且基本无2NO-N积累。此外，由于填料的截留吸附作用，出水SS也很低，平均低于20mg·L1。2.1.2系统内硝化菌的富集情况在系统运行期间每隔20d保存一个泥样，进行real-timeqPCR检测，考察硝化菌的富集情况。结果见图3。图3系统内硝化菌的富集Fig.3EnrichmentofnitrifyingbacteriainSBBR可以看出，接种污泥中硝化菌的量较少，随着系统的运行，硝化菌逐渐增长。至第20天时，氨氧化细菌（ammoniaoxidizingbacteria，AOB）、Nitrobacter与Nitrospira菌属的基因拷贝数分别由初始的每克干污泥6.8×107、1.25×108、2.31×109增加至1.77×108、2.53×108、4.40×109，硝化菌得到初步富集。结合2.1.1节可知，此时系统硝化效果良好，出水基本不含4NH-N+，并以此作为挂膜成功的标志。系统运行至100d时，AOB、Nitrobacter与Nitrospira菌属的基因拷贝数分别增加至每克干污泥1.04×109、4.26×108、6.11×109，与接种污泥相比，硝化菌的增长较为明显，此后，硝化菌增长缓慢。此时间点与2.1.1节中系统启动期与稳定运行期的划分相吻合，即98d前为启动期，系统内硝化菌增长较快，但含量较少，硝化效果不稳定；98d后，硝化菌得到富集，其含量基本稳定，系统硝化效果良好，结合反硝化效果的改善，系统进入稳定运行阶段。至160d时，系统内AOB、Nitrobacter与Nitrospira菌属的基因拷贝数较接?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nitrogen removal and simultaneous nitrification and denitrification in a fluidized bed step-feed process[J]. Bing Wang1,2,Wei Wang3,Hongjun Han1,Hongbo Hu1,Haifeng Zhuang1 1.State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment(SKLUWRE),Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China.2.Municipal & Environmental Engineering College,Shenyang Jianzhu University,Shenyang 110168,China 3.School of Civil and Hydraulic Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China. Journal of Environmental Sciences. 2012(02)
[2]生物接触氧化法的同步硝化反硝化影响因素研究[J]. 王永才,陈卫,郑晓英,黄伟丽,孙俊. 中国给水排水. 2011(07)
[3]移动床生物膜反应器同步硝化反硝化脱氮特性研究[J]. 张永祥,魏海娟,施同平,张璨,田淼. 北京工业大学学报. 2008(12)
[4]序批式生物膜反应器同步硝化反硝化的曝气时间控制及其机制分析[J]. 倪永炯,李军,潘成,苏志强,寿银海,韦甦,王亚宜. 环境污染与防治. 2008(06)
[5]复合生物反应器亚硝酸型同步硝化反硝化[J]. 王建龙,彭永臻,王淑莹,高永青,刘莹. 北京工业大学学报. 2007(12)
[6]高氮豆制品废水的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮工艺[J]. 高大文,彭永臻,王淑莹. 化工学报. 2005(04)
[7]在SBBR中接种硝化菌时SND特性及机理[J]. 徐伟锋,孙力平,张芳,顾国维. 水处理技术. 2005(04)
[8]同时硝化反硝化生物脱氮技术研究进展[J]. 周少奇,周吉林,范家明. 环境技术. 2002(02)
[9]MBR中影响同步硝化反硝化的生态因子[J]. 邹联沛,刘旭东,王宝贞,范延臻. 环境科学. 2001(04)
硕士论文
[1]SBBR同步硝化反硝化脱氮影响因素研究[D]. 邱静.长安大学 2010
本文编号：3378981
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