黄铁矿基MFC-CW耦合系统反硝化动力学研究

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作者 张倩倩 鲁汭 +3 位作者 安恒 卢欣怡 吴振斌 肖恩荣 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1214-1224,共11页

研究比较了黄铁矿基双阳极MFC-CW在不同碳氮比(0和2.5)及初始硝酸盐浓度(7、14和28 mg/L)条件下上阳极和下阳极的反硝化速率,以及对不同阶段硝酸盐还原反应动力学的模拟,从动力学角度揭示系统自养-异养协同反硝化机理。结果显示:不同碳... 研究比较了黄铁矿基双阳极MFC-CW在不同碳氮比(0和2.5)及初始硝酸盐浓度(7、14和28 mg/L)条件下上阳极和下阳极的反硝化速率,以及对不同阶段硝酸盐还原反应动力学的模拟,从动力学角度揭示系统自养-异养协同反硝化机理。结果显示:不同碳氮比下系统两阳极硝酸盐还原效果差异不大,而亚硝酸盐累积、硫酸盐生成的差别较大,两阳极处微生物群落组成相似,优势菌属的相对丰度受C/N、阳极位置影响较大;两阳极处的硝酸盐还原动力学均属于一级反应,且C/N=0时反硝化速率常数(0.0087、0.0045和0.0188/h)均小于C/N=2.5(0.0151、0.0071和0.0798/h;以上阳极为例);MFC-CW系统的反硝化动力学更符合Monod-CSTR模型,且在停留时间较长时取得更好的拟合效果,随着停留时间的增加,C/N=0时系统的反硝速率增加,C/N=2.5时系统的反硝化速率在一定范围内波动[0.6662—0.7744 g/(m^(2)·d)]。实验结果可为黄铁矿基MFC-CW的实际工程应用提供理论指导。 展开更多

关键词 黄铁矿 低碳氮比污水 微生物燃料电池耦合人工湿地 反硝化动力学 混养反硝化

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厌氧复合床处理模拟焦化废水的反硝化动力学 被引量：15

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作者 杜宪 岳秀萍 +2 位作者 王孝维 刘吉明 米静 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期2650-2655,共6页

采用厌氧复合床(UBF)处理模拟焦化废水,进水中投加NaNO3模拟硝化液回流,实现了同时反硝化/产甲烷,COD去除率达到94%,NO3--N去除率达到99%。取复合床下部污泥做反硝化动力学研究,在存在亚硝酸盐积累的情况下,以NO3--N+0.6NO2--N作为反硝... 采用厌氧复合床(UBF)处理模拟焦化废水,进水中投加NaNO3模拟硝化液回流,实现了同时反硝化/产甲烷,COD去除率达到94%,NO3--N去除率达到99%。取复合床下部污泥做反硝化动力学研究,在存在亚硝酸盐积累的情况下,以NO3--N+0.6NO2--N作为反硝化电子受体,采用双基质的Monod方程对实验数据进行拟合,拟合曲线与实验测定值相关性良好。其次,采用双基质的Monod微分方程组对NO3--N和NO2--N的浓度变化进行拟合,得到相关参数:硝态氮的最大比降解速率和半饱和常数分别为1.13d-1和2.0mg·L-1;亚硝态氮的最大比降解速率和半饱和常数分别为0.66d-1和2.5mg·L-1,基于硝态氮和亚硝态氮的有机物半饱和常数分别为90.8mg·L-1和96.8mg·L-1。 展开更多

关键词 焦化废水 反硝化动力学 亚硝酸盐积累

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改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺反硝化动力学性能 被引量：4

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作者 葛士建 李夕耀 +2 位作者 彭永臻 马斌 张静蓉 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期433-439,共7页

采用序批试验研究了在T=(15±1)℃条件下以生活污水、污泥水解酸化上清液、乙酸钠、甲醇、乙醇和葡萄糖为电子供体的活性污泥的反硝化性能以及pH变化规律和动力学特性.结果表明,乙酸钠的比反硝化速率和比耗碳速率最高,分别为4.13 mg... 采用序批试验研究了在T=(15±1)℃条件下以生活污水、污泥水解酸化上清液、乙酸钠、甲醇、乙醇和葡萄糖为电子供体的活性污泥的反硝化性能以及pH变化规律和动力学特性.结果表明,乙酸钠的比反硝化速率和比耗碳速率最高,分别为4.13 mg/(g.h)和29.8 mg/(g.h),但其反硝化能力最低.污泥水解酸化上清液的反硝化速率与乙酸钠相当.反硝化菌需经若干周期的驯化后才能适应甲醇和乙醇电子供体.当要求直接提高反硝化速率时,不宜选择甲醇和乙醇为碳源.而葡萄糖电子供体系统在前10～120 min出现短暂的'ρ(NOx--N)还原停滞平台',当大分子葡萄糖糖酵解为小分子有机物后,反硝化过程才顺利进行,糖酵解过程是葡萄糖反硝化过程的限速步骤.此外,不同电子供体反硝化过程pH变化规律可以间接指示反硝化动力学特性,其缺氧异养菌产率系数为0.68～0.73. 展开更多

关键词 分段进水 反硝化动力学 碳源 电子供体 比反硝化速率

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A/O生物脱氮工艺的反硝化动力学试验 被引量：18

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作者 马勇 彭永臻 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期464-468,共5页

通过SBR反应器间歇试验,研究了投加外碳源后系统的反硝化潜力和反硝化速率的变化.结果表明,向原有淀粉废水中投加外碳源乙醇废液后,可以明显提高系统的反硝化速率和反硝化潜力,反硝化速率由0.74mg/(g?h)增加到2.11mg/(g?h),反硝化潜力由... 通过SBR反应器间歇试验,研究了投加外碳源后系统的反硝化潜力和反硝化速率的变化.结果表明,向原有淀粉废水中投加外碳源乙醇废液后,可以明显提高系统的反硝化速率和反硝化潜力,反硝化速率由0.74mg/(g?h)增加到2.11mg/(g?h),反硝化潜力由5.6mg/L增加到16.2mg/L.脉冲投加淀粉废水进行缺氧反硝化间歇试验,可以获得系统污泥动力学信息,确定原水的反硝化潜力,并可估计城市污水处理厂的总反硝化潜力,因此可以预测获得最小出水硝酸氮浓度的控制策略.相对于COD/N,如果确定了系统反硝化潜力和污水水质能获得更多信息. 展开更多

关键词 反硝化潜力 COD/N 反硝化速率 反硝化动力学 污水特性

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焦化污水硝化柱氮平衡和转换及对硝化动力学的影响

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作者 单明军 曾锦之 +1 位作者 金承基 石广梅 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 1992年第2期141-146,共6页

试验考察了各含氮物质在硝化柱的转化状况和氨氮的硝化程度,明确了在硝化柱中实际发生的硝化速度,对以往的硝化动力学方程进行了修正。

关键词 硝化 氮平衡 硝化动力学

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基于聚己内酯的固相反硝化工艺处理低碳污水动力学特性及经验模型 被引量：4

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作者 吴恒 赵茜 +5 位作者 李汶鸿 王嘉祺 李安洁 郑钧美 王佳文 姚义清 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期262-268,共7页

经验模型是指导固相反硝化(solid-phase denitrification,SPD)工艺进行应用的重要理论基础,完善其相关理论体系有助于指导实际应用。采用批式试验研究了基于聚己内酯(polycaprolactone,PCL)的SPD工艺硝化反硝化动力学性能、碳源静态释... 经验模型是指导固相反硝化(solid-phase denitrification,SPD)工艺进行应用的重要理论基础,完善其相关理论体系有助于指导实际应用。采用批式试验研究了基于聚己内酯(polycaprolactone,PCL)的SPD工艺硝化反硝化动力学性能、碳源静态释放性能,并基于Eckenfelder方程推导出经验模型。结果表明:基于PCL的SPD工艺的硝化速率为1.317g NH^(+)_(4)-N/(g VSS·h),反硝化速率为2.650 NO^(-)_(3)-N/(g VSS·h),总的反硝化性能优于硝化性能;该工艺在启动初期碳源快速释放导致化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)值达到最高,工艺运行过程中不存在碳源释放超标的问题;COD浸出规律符合方程y_(0)=-23.32lnx_(0)+104.46;该工艺连续运行过程符合一级动力学方程y=48.723e^(0.083x),引入碳源模型常数n=2.2719,基于此获得的SPD工艺经验模型为ln(S_(e)/S_(0))=-615.55·H/(qS_(0)^(2.2719));该模型预测值与实测值的最大相对误差为15.8%,模型灵敏度分析显示,NO^(-)_(3)-N浓度在60 mg/L以内时模型灵敏度较高,对于工艺实际应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 低碳污水处理 固相反硝化工艺 聚己内酯 固体碳源 硝化反硝化动力学特性 经验模型

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高温短程反硝化菌Brevibacillus sp.XF-03特性及其降解动力学 被引量：4

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作者 郝敏娜 杨云龙 葛启隆 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期177-181,共5页

采用梯度驯化方法,使得菌株Brevibacillus sp.XF-03在高温(50℃)条件下,能够降解1 000 mg/L亚硝态氮,并通过单因素试验对其生长碳源和C/N进行优化,结果显示,菌株Brevibacillus sp.XF-03短程反硝化最适碳源为琥珀酸钠,C/N为12∶1。在此... 采用梯度驯化方法,使得菌株Brevibacillus sp.XF-03在高温(50℃)条件下,能够降解1 000 mg/L亚硝态氮,并通过单因素试验对其生长碳源和C/N进行优化,结果显示,菌株Brevibacillus sp.XF-03短程反硝化最适碳源为琥珀酸钠,C/N为12∶1。在此最佳条件下,42 h对初始浓度为100 mg/L亚硝态氮去除率为95.1%。对该菌株亚硝态氮降解动力学过程进行模拟,符合基质抑制型的Haldane模型,各参数分别为:最大比降解速率(μmax)=1.28 h-1,半饱和常数(KS)=451.42 mg/L,底物抑制常数(Ki)=176.77 mg/L。初步探讨了亚硝酸盐还原酶(NIR)活性,在该菌株生长指数期的后期,亚硝酸盐还原酶比活力达0.279(U/mg protein)。 展开更多

关键词 Brevibacillus sp XF-03 高温短程反硝化亚硝态氮降解动力学酶活性

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间歇曝气对化肥废水的短程硝化性能影响 被引量：14

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作者 王琳 徐新阳 张铭川 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2017年第1期146-153,共8页

为提高化肥废水的脱氮效率,试验采用间歇曝气SBR(IASBR)和连续曝气SBR(CASBR)控制模式,考察常温条件下(16~26℃)化肥废水的短程硝化脱氮特性.稳定运行阶段COD去除率均达90%以上,IASBR和CASBR平均氨氮去除率分别为93.8%和87.2%,亚硝酸盐... 为提高化肥废水的脱氮效率,试验采用间歇曝气SBR(IASBR)和连续曝气SBR(CASBR)控制模式,考察常温条件下(16~26℃)化肥废水的短程硝化脱氮特性.稳定运行阶段COD去除率均达90%以上,IASBR和CASBR平均氨氮去除率分别为93.8%和87.2%,亚硝酸盐累积率分别为72.6%和65.6%.短程硝化动力学分析显示,IASBR和CASBR的NH_4^+-N和NO_2·--N最大比硝化速率之比分别达到了830:1和16:1.通过研究间歇曝气不同厌氧时间条件下的短程硝化效果,试验发现厌/好氧时间为20/40min时,短程硝化能力最强.间歇曝气的厌氧阶段能够强化AOB的活性表达,从而提高化肥废水的氨氮去除率和短程硝化性能.另外,系统中游离氨浓度(1.3~7.5mg/L)也是快速实现短程硝化的关键参数. 展开更多

关键词 化肥废水 间歇曝气 短程硝化 厌氧时间 硝化反硝化动力学

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pH对酸性紫色土中硝化作用与硝化微生物的影响 被引量：7

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作者 苏静 王智慧 +2 位作者 李仕伟 谢德体 蒋先军 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期142-148,共7页

硝化作用是对pH高度敏感的典型生物学过程.本实验以重庆市永川区pH=3.8的紫色土为研究对象,pH=6.5紫色土为对照,通过室内培养实验研究了土壤硝化动力学过程,并采用荧光实时定量PCR技术对土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)定量.结果... 硝化作用是对pH高度敏感的典型生物学过程.本实验以重庆市永川区pH=3.8的紫色土为研究对象,pH=6.5紫色土为对照,通过室内培养实验研究了土壤硝化动力学过程,并采用荧光实时定量PCR技术对土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)定量.结果显示:pH=3.8的紫色土净硝化速率为0.56mg/(kg·d)(全文均以N质量分数计),而pH=6.5紫色土的净硝化速率是pH=3.8紫色土的12.8倍,为7.14mg/(kg·d).研究同时发现不同pH的紫色土均符合一级动力学方程,动力学拟合参数表明pH高的紫色土具有更高的潜在硝化速率.硝化反应底物NH_3质量分数随土壤pH增加呈数量级增加,经计算pH=6.5紫色土中NH_3质量分数为1.08×10^(-1) mg/kg,是pH=3.8紫色土(2.46×10^(-4) mg/kg)的439倍.土壤中AOB,AOA丰度测定显示,pH=3.8紫色土中AOB,AOA的氨单加氧酶(amoA)基因拷贝数分别为3.23×10~6,7.17×10~6/g干土,而pH=6.5的紫色土中AOB,AOA的amoA基因拷贝数分别为3.58×10~7,1.67×10~8/g干土.虽然结果显示pH=6.5的紫色土中氨氧化微生物丰度明显高于pH=3.8的紫色土,但pH=3.8的紫色土中氨氧化微生物仍有较高的硝化潜力.结论认为,pH主要通过影响硝化底物NH_3质量分数而直接影响紫色土的硝化强度. 展开更多

关键词 硝化动力学 实时荧光定量PCR AMOA基因

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曝气生物滤池去除有机物及硝化氨氮的影响因素研究 被引量：16

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作者 王立立 胡勇有 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期257-260,共4页

采用以陶粒为填料的曝气生物滤池（BAF）处理低浓度生活污水，研究在气水比一定的条件下，水力负荷、有机负荷及氨氮负荷对BAF去除有机物及硝化氨氮的性能的影响。研究结果表明，当试验进水COD为105．8～156.6mg／L，气水比为3；1的条... 采用以陶粒为填料的曝气生物滤池（BAF）处理低浓度生活污水，研究在气水比一定的条件下，水力负荷、有机负荷及氨氮负荷对BAF去除有机物及硝化氨氮的性能的影响。研究结果表明，当试验进水COD为105．8～156.6mg／L，气水比为3；1的条件下，降解有机物的最佳水力负荷为1．35～1.68m^3／（m^2·h），COD平均去除率为86．3％。氨氮负荷是影响反应器硝化性能的直接因素。当水力负荷为1．05m^3／（m^2·h），平均进水COD为106.1mg／L时，若使出水氨氮低于15mg／L，则反应器能承受的最大进水氨氮负荷为0．5kg／（m^3·d）左右。并确立了相应的反应器动力学模型。 展开更多

关键词 曝气生物滤池(BAF) 水力负荷 硝化动力学模型

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不同发泡方式改进缓释碳源基质脱氮效果研究

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作者 于鲁冀 黎亚辉 +3 位作者 李廷梅 范鹏宇 彭赵旭 任昆阳 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第5期87-93,F0002,共8页

为解决传统缓释碳源材料释碳不稳定和脱氮速率慢的问题,以物理曝气发泡、双氧水(HO)、十二烷基硫酸钠(K12)3种发泡方式对玉米芯、聚己内酯(PCL)和菌悬液(B)为原料的有机缓释碳源基质进行改进,考察了不同发泡方式下改进缓释碳源的释碳性... 为解决传统缓释碳源材料释碳不稳定和脱氮速率慢的问题,以物理曝气发泡、双氧水(HO)、十二烷基硫酸钠(K12)3种发泡方式对玉米芯、聚己内酯(PCL)和菌悬液(B)为原料的有机缓释碳源基质进行改进,考察了不同发泡方式下改进缓释碳源的释碳性能、脱氮效果和脱氮速率.结果表明,3种改进型缓释碳源(曝气-B,HO-B,K12-B)在中(NO-N为10.00 mg/L)、高(NO-N为20.00 mg/L)质量浓度进水条件下的总氮平均去除率高于原基质,曝气-B缓释碳源基质释碳速率快、释碳稳定,在中、高质量浓度进水条件下总氮平均去除率分别为93.59%和87.34%,比原基质分别高6.38%和13.26%.基于反硝化动力学方程,曝气-B缓释碳源基质的最大比反硝化速率可达到3.06 mg/(L·h·g),从理论上证明了曝气-B缓释碳源基质可提高脱氮速率,为快速脱氮提供了一种新型碳源材料. 展开更多

关键词 缓释碳源 反硝化脱氮 脱氮速率 反硝化动力学

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