Abstract ：

采用SBR反应器,以模拟市政污水为进水基质,在富集PAOs后采用厌氧/缺氧/好氧运行方式富集DPAOs,探讨延长厌氧时间过程中DPAOs内碳源利用、脱氮除磷效果及富集程度.结果表明:厌氧时间由50min延长至70和90min,DPAOs内碳源的储量及利用率增加,延时厌氧条件的改进使DPAOs富集程度增加.厌氧90min COD和TP的平均去除率分别为91.54%和94.6%,DPAOs/PAOs及DPAOs对内碳源贡献率达69.4%和60.1%,继续延长厌氧时间至110和130min后,DPAOs内碳源的储量降低系统除磷效率下降,厌氧130min TP平均去除率、DPAOs/PAOs及DPAOs对内碳源贡献率分别降至84.6%、50.2%和 36.4%.延时厌氧运行过程中,LB-EPS含量变化较小,内碳源储量的改变对TB-EPS影响较大.微生物群落结构分析表明,系统内优势菌门为拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi).厌氧90min时以Dechloromonas、Candidatus_Accumulibacter为代表的DPAOs是系统内优势微生物(相对丰度由接种污泥 1.44%、2.12%增至 15.58%、5.86%);厌氧 130min时DPAOs丰度减少,以Candidatus_Competibacter为代表的DGAOs明显增多(相对丰度由厌氧90min的3.29%增至16.16%),导致系统除磷性能下降.

Keyword ：

EPS 反硝化除磷 延时厌氧 内碳源 微生物群落

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针对好氧颗粒污泥颗粒化时间慢等问题,进行了同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥常温储存及活性恢复实验研究.结果表明,好氧颗粒污泥经过60d的常温储存后,颗粒的结构基本能保持稳定,但是颗粒污泥的活性大幅度降低,污染物去除率仅有储存前的30％～40％.将常温储存的颗粒污泥接种到反应器中,经过一定的调控手段,可以在60d内恢复好氧颗粒污泥的功能及活性.此外,经过储存与恢复,好氧颗粒污泥的群落结构也发生了明显变化.大部分的微生物的相对丰度变化可逆,经过储存和恢复可以恢复至储存前的状态(包括Defluviicoccus(GAOs)和Flavobacterium(PAOs)),重构同步脱氮除磷的微生物群落结构.

Keyword ：

同步硝化内源反硝化除磷 好氧颗粒污泥 常温储存 微生物群落结构 活性恢复

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为有效提升城市污水处理过程的脱氮效果,提出一种知识和数据驱动的反硝化脱氮过程协同优化控制(Know-ledge-data-driven cooperative optimal control,KDDCOC).所提方法主要有以下两个方面:首先,建立一种基于自适应知识核函数的协同优化控制目标模型,动态描述出水水质(Effluent quality,EQ)以及泵送能耗(Pumping energy con-sumption,PE)、关键变量的协同关系;其次,提出一种知识引导的协同优化算法(Knowledge guide-based cooperative op-timization algorithm,KGCO),快速准确求解硝态氮(Nitrate nitrogen,SNO)优化设定值,提高KDDCOC的响应速度.KDDCOC利用比例-积分-微分(Proportional-integral-derivative,PID)控制器对硝态氮优化设定值进行跟踪,将提出的KDDCOC应用于城市污水处理过程基准仿真模型1号(Benchmark simulation model No.1,BSM1),实验结果表明,该方法能够提高出水水质,降低运行能耗,有效改善脱氮效果.

Keyword ：

知识和数据驱动 自适应知识核函数 知识引导的协同优化算法 污水处理反硝化脱氮过程 协同优化控制

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本研究建立了 3 个不同浓度 GO(0.1 和 10mg/L)的序批式反应器(SBR)以明晰氧化石墨烯(GO)恶化活性污泥(AS)脱氮性能的内在机理.结果表明.1mg/L GO对AS性能无明显抑制作用.10mg/L GO使AS总氮(TN)去除效率降低17.63%.并且.GO暴露使AS中氧化应激水平分别提升198.51%和307.13%.而微生物通过分泌更多的胞外聚合物(EPS)以应对GO胁迫.16S rRNA gene测序结果表明.GO显著影响了具有脱氮功能的菌属丰度.常见的负责硝化过程的菌属(Nitrosomonas和Nitrospira)和反硝化过程的菌属(Candidatus_Accumulibacter、和Thauera等)丰度随着GO浓度升高而降低.功能基因预测显示.GO 降低了和脱氮有关的基因丰度.与 NH4+-N 氧化的相关的基因(amoA.amoB.amoC)和 NO2--N 还原的相关的基因(nirK.nirS)丰度均随着GO的累积而显著下降.本研究从功能基因的角度深入解析了GO恶化AS脱氮性能的内在机理.

Keyword ：

氧化石墨烯 胞外聚合物 脱氮性能 微生物群落结构 功能基因

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采用UASB反应器,接种厌氧氨氧化菌自富集启动的PDA污泥,在温度由25℃下降到19℃条件下逐步将进水氮浓度从20mg/L提高到100mg/L(即氮负荷从3.2g/(m3·d)提高到4.0g/(m3·d)),反应器共运行115d,总氮去除率最高可达到89.9%.16S rRNA基因测序结果表明,Candidatus Brocadia作为主要厌氧氨氧化功能菌在生物填料中丰度达到3.7%,短程反硝化功能菌Thaurea在絮体污泥中的丰度最高达15.7%.宏基因组学分析显示与短程反硝化相关的基因Nar,Nap和与厌氧氨氧化相关的Nir,Hzs和Hdh基因表达程度较高.

Keyword ：

宏基因组学分析 微生物种群 脱氮 厌氧氨氧化

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为探究低C/N城镇污水处理在无外加碳源的情况下实现深度脱氮除磷的效能,试验以实际城镇生活污水为处理对象,搭建了日处理规模为100m3·d-1的A2/O-BCO前置反硝化除磷中试,并从中试快速启动、工况调整与优化、微生物群落分析等角度进行研究.结果表明,通过先在A2/O单元与BCO单元中分别富集聚磷菌与硝化菌,再增加硝化液回流以富集反硝化除磷菌(DPAOs)的方式,可实现A2/O-BCO前置反硝化除磷中试的快速启动.A2/O单元厌氧/缺氧/好氧容积比调整为3∶5∶1,硝化液回流比设定为250％时,缺氧段对磷去除率的平均值达到95％,平均出水PO43--P浓度小于0.2 mg-L-1,出水TN小于11 mg-L-1.通过分子生物学分析发现,除磷菌(PAOs)与硝化菌丰度显著提高,Candidatus Accumulibacter的相对丰度从原始种泥的2％增加到14％,已被证实具有反硝化聚磷功能的Dechloromonas 的相对丰度从原始种泥的2％增加到7％,BCO单元中的生物膜上,Niirosomonas的相对丰度为5.91％,Nitrospira的相对丰度为7.58％.

Keyword ：

无外加碳源 前置反硝化除磷 低C/N城镇污水 中试规模 快速启动

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多级AO可以充分利用原水中的碳源进行反硝化,已在大量工程实践中得以应用.推导了多级AO的硝化和反硝化基本公式,基于等污泥负荷条件建立了计算公式,并评估了各因素对多级AO硝化和反硝化的影响,给出了提高脱氮效率的途径;建立并分析了基于等污泥负荷的2种设计方法,开发出等污泥负荷不等池容多级AO工艺,该工艺可以发挥多级AO在污泥浓度上的优势,弱化DO对反硝化的抑制影响,克服进水分配的难点.

Keyword ：

计算公式 回流比 进水分配比 污泥负荷 碳源 脱氮效率 多级AO工艺 短程硝化反硝化

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为了探究不同电位下生物电极的反硝化效能、氮素转化途径以及相应的微生物菌群功能,构建了多工作电极的套筒型生物电化学系统装置,并对工作电极分别施加-0.3、-0.5 和-0.7 V恒电位.结果表明,在-0.3、-0.5 和-0.7V条件下,电极最大电流密度分别为36.91、241.92 和476.41 mA/m2,反硝化速率分别为0.88、1.02和1.11 mg/(L·h).更负的电位有利于微生物利用电极获得电子促进反硝化过程.电极电位调控促进了微生物群落结构的差异分化,3 个电位下微生物菌群中占优势菌门均为Proteobacteria、Bacteroidota和Actinobacteriota,优势菌属分别为Chryseobacterium(31.35%)、Unclassified Comamonadaceae(34.22%)和Azoarcus(16.53%).此外,电极电位调控也会影响反应机理和关键功能基因表达.-0.7 V电位更有利于napAB基因表达,通过细胞色素电子转移路径进行反硝化,而在-0.3、-0.5 V电位下更利于微生物通过narGHI基因的表达进行电子转移完成反硝化.

Keyword ：

生物电化学系统 宏基因组 电位调控 微生物组成 反硝化 脱氮

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本发明公开了一种基于CANDAN“砍氮”工艺实现工业废水氮素深度削减的生物协同处理方法。NH4+‑N废水在厌氧水解酸化池将其含有的有机物转化为易利用的反硝化碳源，然后与NO3‑‑N废水物化处理出水按一定体积比在水质调节池内混合；混合废水泵入短程反硝化反应池将NO3‑‑N还原为NO2‑‑N，随后在厌氧氨氧化反应池与NH4+‑N同步去除；其出水与碳源储备池有机物一同进入CANDAN“砍氮”反应池，去除剩余的NH4+‑N和NO3‑‑N。本发明通过两段式和一段式CANDAN“砍氮”工艺的结合实现了厌氧条件下对NH4+‑N和NO3‑‑N工业废水中氮素的深度削减，具有脱氮效率高、出水水质稳定、运行控制简单、外碳源耗量少等优点。

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本发明提供一种快速形成反硝化厌氧甲烷氧化与厌氧氨氧化共生微生物的装置和方法，属于污水处理技术领域。系统主要包括上流式厌氧污泥床反应器、进水箱、出水箱、蠕动泵、甲烷储气瓶、气压调节阀和中空纤维膜组件。在一个反应器内协同培养和驯化N‑DAMO和Anammox的共生菌群，实现同步反硝化厌氧甲烷氧化和厌氧氨氧化过程。本发明可以弥补厌氧氨氧化自身机理的缺陷，无需将污水中亚硝态氮与氨氮含量的比值严格控制1.32：1；另外，单独厌氧氨氧化工艺脱氮后难以避免产生的硝酸盐也可以得到去除。将廉价且易获取的甲烷作为一种外加碳源，可较大地减少处理成本，在实现高效脱氮的同时，还可以对厌氧消化过程中产生的甲烷资源化利用。

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