同步去除氨氮和铁_锰的滤池中细菌群落解析

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周群英《环境工程微生物学》(第3版)课后习题(第十章 污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物

周群英《环境工程微生物学》(第3版)课后习题(第十章 污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物

第十章污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理1.污(废)水为什么要脱氮除磷?答:污(废)水需要脱氮除磷的原因如下:(1)在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除,同时会产生NH3-N、NO3--N和PO43-、SO42-,其中,只有25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除,出水中的氮和磷含量仍未达到排放标准。

(2)氮和磷是生物的重要营养源。

但水体中氮磷过多,危害极大。

最大的危害是引起水体富营养化,蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧,产生毒素,进而毒死鱼虾等水生生物和危害人体健康,使水源水质恶化。

不但影响人类生活,还严重影响工农业生产。

2.微生物脱氮工艺有哪些?答:微生物脱氮工艺有A/O、A2/O、A2/O2、SBR等工艺。

反硝化有单级反硝化和多级反硝化。

根据不同水质,通常有以下3种组合工艺,即碳氧化、硝化和反硝化三者的不同组合方式。

(1)碳氧化、硝化、反硝化分级(2)碳氧化和硝化结合,反硝化分级(3)碳氧化、硝化、反硝化结合3.叙述污(废)水脱氮原理。

答:污(废)水脱氮原理如下:(1)概述脱氮是先利用好氧段经硝化作用,由亚硝化细菌和硝化细菌的协同作用,将NH3转化为NO2--N和NO3--N。

再利用缺氧段经反硝化细菌将NO2--N(经反亚硝化)和NO3--N (经反硝化)还原为氮气(N2),溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环。

(2)具体反应机理①硝化短程硝化:全程硝化(亚硝化+硝化):②反硝化反硝化脱氮:厌氧氨氧化脱氮:厌氧氨氧化脱氮:厌氧氨反硫化脱氮:4.参与脱氮的微生物有哪些?它们有什么生理特征?答:参与脱氮的微生物及其生理特征如下:(1)硝化作用段及微生物①好氧氨氧化细菌好氧氨氧化细菌即好氧的亚硝化细菌,以NH3为供氢体,O2作为最终电子受体,产生HNO2。

其中的亚硝化叶菌属在低氧压下能生长,化能无机营养,氧化NH3为HNO2,从中获得能量供合成细胞和固定CO2。

氨氮去除方法

氨氮去除方法

氨氮去除方法氨氮是指水中存在的游离氨和氨离子的总和,它是水体中的一种重要污染物。

氨氮的存在会对水体生态系统造成严重的危害,因此需要采取有效的方法去除水中的氨氮。

下面将介绍几种常见的氨氮去除方法。

一、生物法去除氨氮。

生物法去除氨氮是利用微生物的代谢作用将水中的氨氮转化为无害的物质。

常见的生物法去除氨氮的方法包括生物滤池法、生物接触氧化法和植物净化法等。

其中,生物滤池法是通过将含氨氮的水体通过填充了生物膜的滤材进行过滤,利用滤材上的微生物将氨氮转化为硝态氮和氮气,从而达到去除氨氮的目的。

生物接触氧化法则是将水体与生物膜接触,利用生物膜上的微生物将氨氮氧化为硝态氮。

植物净化法则是利用水生植物吸收水中的氨氮,通过植物的生长代谢将氨氮转化为植物组织中的蛋白质,从而去除水中的氨氮。

二、化学法去除氨氮。

化学法去除氨氮是利用化学药剂将水中的氨氮转化为无害的物质。

常见的化学法去除氨氮的方法包括氧化法和还原法。

氧化法是利用氧化剂将水中的氨氮氧化为硝态氮,常用的氧化剂包括高锰酸钾、臭氧等。

还原法则是利用还原剂将水中的氨氮还原为氮气,常用的还原剂包括亚硫酸氢钠、亚硝酸盐等。

这些化学法可以在一定程度上去除水中的氨氮,但在实际应用中需要考虑到化学药剂的成本和对环境的影响。

三、物理法去除氨氮。

物理法去除氨氮是利用物理手段将水中的氨氮去除。

常见的物理法去除氨氮的方法包括气体吹送法和膜分离法。

气体吹送法是通过向水体中通入气体,利用气体与水中的氨氮发生气-液相传质作用,将氨氮从水中去除。

膜分离法则是利用特定的膜将水中的氨氮分离出来,从而达到去除氨氮的目的。

这些物理法虽然可以去除水中的氨氮,但需要消耗一定的能源和设备投入。

综上所述,生物法、化学法和物理法是目前常见的氨氮去除方法。

在实际应用中,可以根据水体的特性和氨氮浓度选择合适的去除方法,以达到经济、高效、环保的目的。

同时,氨氮去除过程中需要注意对水体生态系统的影响,避免对环境造成二次污染。

高锰酸钾在水处理过程中的作用分析及安全使用

高锰酸钾在水处理过程中的作用分析及安全使用

市政公用市政公用123171了。

高锰酸钾对氨氮没有明显的作用。

由试验数据分析,高锰酸钾对“三氮”没有明显的作用。

2.3高锰酸钾对耗氧量的影响从试验数据分析可得,投加高锰酸钾对耗氧量有一定的去除效果。

高锰酸钾对水样中的有机物、微生物等有去除效果,所以会使水样的耗氧量降低。

2.4高锰酸钾对二价锰、铁有一定的去除效果由试验数据分析可得适量投加高锰酸钾可以有效地降低二价锰、铁的含量。

高锰酸钾的强氧化作用可将二价锰、二价铁氧化成二氧化锰和三价铁,所形成的锰、铁沉淀物能在沉淀池沉淀除去或被滤料截留达到去除的效果。

但随着高锰酸钾投加量的增加水中的锰的含量也增加,在投加量为0.6mg/l时水样中锰含量为0.13mg/l,超出规范中锰0.10mg/l的标准。

所以我们要根据源水水质情况适量投加高锰酸钾。

2.5高锰酸钾具有杀菌消毒作用,对细菌总数、总大肠菌群有一定的去除效果高锰酸钾具有杀菌消毒作用。

从试验数据可分析得到,随着高锰酸钾投加量的增多,总大肠菌群、细菌总数的数量逐渐减少,说明高锰酸钾具有一定的杀菌消毒作用。

所以由以上的试验分析充分验证了理论上高锰酸钾预氧化处理在水处理中所起到的除铁、锰、助凝等作用。

我们可以在不改变原工艺条件的情况下,增加高锰酸钾预氧化处理工艺,进一步提高我们的水处理能力,从而进一步提高出厂水质量,同时可以在源水水质受污染比较严重时,能有效地进行水处理,制出达标水,保证市民饮水健康。

高锰酸钾的适量投加可以发挥其有效作用,对我们的水处理起到很大的积极作用。

如果使用过量便会造成相当大的危害,理论上高锰酸钾投入水中,水体会变为紫红至粉红,氧化反应结束颜色消失,根据水体颜色及源水水质情况可调节高锰酸钾的投加量,目前我们使用的源水水质有试验数据可分析得到高锰酸钾的投加量在0.2至0.4mg/l之间,投加量为0.6mg/l时水样中锰含量为0.13mg/l,超出规范中锰0.10mg/l的标准。

如果高锰酸钾投加过量会造成堵塞滤池、出厂水锰超标,进入管网产生二次污染,使水龙头放出黄褐色甚至黑色水影响市民饮水健康等不良后果。

微生物在污水处理中的应用

微生物在污水处理中的应用

微生物在污水处理中的应用一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要措施之一。

微生物在污水处理中发挥着重要作用,通过降解有机物和去除污染物质,有效净化污水。

本文将详细介绍微生物在污水处理中的应用,并探讨其工作原理和效果。

二、微生物在污水处理中的作用1. 有机物降解微生物可以利用污水中的有机物作为能源和营养源,通过代谢降解有机物质。

微生物在厌氧条件下通过厌氧呼吸降解有机物,产生甲烷等实用产物。

在好氧条件下,微生物通过好氧呼吸将有机物氧化为二氧化碳和水。

2. 污染物去除微生物在污水处理中还可以去除污染物质,如氨氮、硝酸盐、磷酸盐等。

微生物通过氨氧化作用将污水中的氨氮转化为硝酸盐,然后通过硝化作用将硝酸盐转化为氮气释放到大气中。

同时,微生物还可以利用磷酸盐作为能源,将其转化为无机磷酸盐沉淀,从而去除污水中的磷。

3. 细菌群落平衡微生物在污水处理中还起到维持细菌群落平衡的作用。

不同种类的微生物在不同的环境条件下具有不同的生长速率和代谢能力,通过调控微生物的生长和代谢,可以保持细菌群落的平衡,提高污水处理效果。

三、微生物在污水处理中的应用案例1. 活性污泥法活性污泥法是一种常用的污水处理方法,其中微生物起到关键作用。

污水进入活性污泥池后,微生物通过吸附和降解有机物,同时去除氨氮和磷酸盐。

经过沉淀和过滤等步骤后,清洁水被排出。

2. 厌氧消化法厌氧消化法是一种将污泥中的有机物降解为甲烷的方法。

微生物在无氧条件下降解有机物,产生甲烷气体。

这种方法可以同时处理污泥和污水,减少废物排放。

3. 生物滤池生物滤池是一种利用微生物降解有机物的装置。

污水通过滤料层,微生物附着在滤料表面,通过降解有机物和去除污染物。

生物滤池具有结构简单、运行稳定的优点,被广泛应用于污水处理厂。

四、微生物在污水处理中的工作原理微生物在污水处理中的工作原理主要包括降解有机物和去除污染物两个方面。

微生物通过代谢作用将有机物分解为无机物,同时利用氧气氧化污染物质。

曝气生物滤池去除有机物及氨氮的影响因素分析

曝气生物滤池去除有机物及氨氮的影响因素分析

第24卷第2期2008年3月水资源保护W ATER RES OURCES PROTECTI ON V ol.24N o.2Mar.2008 作者简介:徐颖(1957—),女,上海人,教授,主要从事环境化学及环境工程方面的研究工作。

E 2mail :xyhohai @ 曝气生物滤池去除有机物及氨氮的影响因素分析徐 颖1,2,3,张林军3,曹 忠4(1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;2.浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏南京 210098;3.河海大学环境科学与工程学院,江苏南京 210098;4.南京大学化学化工学院,江苏南京 210093)摘要:采用以陶粒为填料的曝气生物滤池(BAF )处理生活污水,研究气水比、水力负荷、进水C OD 和NH 32N 负荷对BAF 去除C OD 及NH 32N 的影响,分析C OD 及NH 32N 沿滤柱的变化规律。

结果表明:当试验进水C OD 及NH 32N 质量浓度分别为300~370mg/L 和20~40mg/L 时,最佳气水比为4∶1~5∶1,最佳水力负荷为110~210m 3/(m 2・h )。

当进水C OD 负荷为1169~6147kg/(m 3・d )时,C OD 去除率与进水C OD 负荷成正相关。

BAF的硝化性能与进水NH 32N 和C OD 负荷成负相关。

关键词:曝气生物滤池;生活污水;硝化;去除率中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1004Ο6933(2008)02Ο0076Ο03F actors influencing organism and ammonia nitrogen removal by a biological aerated filterXU Ying 1,2,3,ZHANG Lin 2jun 3,CAO Zhong 4(1.State K ey Laboratory o f Hydrology 2Water Resources and Hydraulic Engineering ,Hohai Univer sity ,Nanjing 210098,China ;2.K ey Laboratory o f Integrated Regulation and Resource Development on shallow Lakes ,Ministry o f Education ,Nanjing 210098,China ;3.College o f Environmental Science and Engineering ,Hohai Univer sity ,Nanjing 210098,China ;4.College o f Chemistry and Chemical Engineering ,Nanjing Univer sity ,Nanjing 210093,China )Abstract :A biological aerated filter (BAF )with clay granular media was used for domestic wastewater treatment.The effects of gas to liquid ratio ,hydraulic loading ,and C OD and NH 32N loading in in fluent on the C OD and NH 32N rem oval rate of the BAF were analyzed ,as well as the rule of C OD and NH 32N variation along the length of the granular media.The results showed that when C OD and NH 32N in in fluent were between 300~370mg/L and 20~40mg/L ,respectively ,the optimum gas to liquid ratio was between 4∶1-5∶1and the optimum hydraulic loading was between 110~210m 3/(m 2・h ).When C OD loading in influent was between 1169~6147kg/(m 3・d ),the rem oval rate of C OD was positively related to C OD loading in influent.The am ount of amm onia nitrogen nitrified by the BAF was negatively related to NH 32N and C OD loading in influent.K ey w ords :biological aerated filter ;domestic wastewater ;nitrification ;rem oval rate 曝气生物滤池(BAF )是20世纪80年代末在欧美发展起来的一种新型污水处理技术,它充分借鉴污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路,将生物降解与吸附过滤两种处理过程在同一单元反应器中完成[1],BAF 具有处理效率高和出水水质好等特点。

2022年注册公用设备工程师(给水排水)《专业知识考试(下)》真题及详解【完整版】

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2022年注册公用设备工程师(给水排水)《专业知识考试(下)》真题及详解一、单项选择题(共40题,每题1分,每题的备选项中只有1个符合题意)1.在设置水塔(高位水池)的城镇统一供水系统中,以下关于给水系统水量的说法哪一项正确?()A.二级泵站一天的总供水量与水塔一天的总供水量之和,恒等于用户一天的总用水量B.二级泵站最高日最高时供水量等于此时水塔的进水量与此时用户用水量之和C.水塔的调节容积越大,二级泵站一天自清水池中抽取的总水量越少D.在不考虑管网漏损的情况下,二级泵站最高日的总供水量等于用户的最高日总用水量【正确答案】D【参考解析】A选项,当城市管网内设有水塔(或高位水池)的时候,在最高日最高时用水的条件下,水塔作为一个独立的水源,和二级泵站一起共同向管网供水。

但是,设计的最高日泵站的总供水量应等于最高日用户总用水量。

B选项,在最高日最高时用水的条件下,水塔作为一个独立的水源,和二级泵站一起共同向管网供水。

二级泵站高日高时供水量应为此时用户用水量减去水塔向管网供水量。

C选项,设计的最高日泵站的总供水量应等于最高日用户总用水量。

全天抽取的总水量与水塔调节容积无关。

2.下列关于配水管网水力计算方法的说法,哪一项正确?()A.“解环方程”法,核心是要进行管段流量分配初步流量分配完后即可满足管网的连续性方程和能量方程B.“解节点方程”法,首先要假定节点水压后就满足了管网的连续性方程和能量方程C.“解管段方程”是求得环校正流量后再来调整管段流量D.“解节点方程”可以计算得到管段流量【正确答案】D【参考解析】A选项,环状网在初步分配流量时,已经符合连续性方程q i+Σq ij=0的要求。

但在选定管径和求得各管段水头损失以后,每环往往不能满足能量方程的要求。

B选项,解节点方程:解节点方程是在假定每一节点水压的条件下,应用连续性方程以及管段压降方程,通过计算调整,求出每一节点的水压。

连续方程和能量方程是解节点方程的理论依据,而不是必然结果。

铁锰复合氧化物催化氧化同步去除水中氨氮、铁、锰机理及关键技术

铁锰复合氧化物催化氧化同步去除水中氨氮、铁、锰机理及关键技术

铁锰复合氧化物催化氧化同步去除水中氨氮、铁、锰机理及关键技术
水中氨氮、铁、锰是常见的水质污染物之一。

它们不仅会对环境
造成污染,还会对人体健康产生危害。

因此,如何高效地去除水中的
氨氮、铁、锰成为了目前水处理领域的研究热点。

铁锰复合氧化物催化氧化同步去除水中氨氮、铁、锰就成为了一
种被广泛研究的方法。

铁锰复合氧化物是一种由铁、锰离子组成的催
化剂,具有很高的反应活性和催化效果。

其主要机理包括两个方面,
一是化学吸附作用,二是氧化作用。

在水中,铁锰复合氧化物与氨氮、铁、锰发生化学吸附,使它们吸附在复合氧化物表面,然后通过催化
氧化反应将其转化为无害的物质。

在铁锰复合氧化物催化氧化同步去除水中氨氮、铁、锰的过程中,有几个关键技术需要注意。

首先,铁锰复合氧化物的材料制备要求高
质量、纯度高;其次,要选择合适的处理工艺,如物化处理、催化处
理等;再次,要进行有效的监测和控制,以确保去除效率和水质稳定
性。

总的来说,铁锰复合氧化物催化氧化同步去除水中氨氮、铁、锰
是一种高效、可行的水处理方法。

通过科学的技术及方法,可以保证
其去除效果和处理效率,同时为保护环境和人类健康作出巨大贡献。

5种滤料在循环养殖系统中去除氨氮效果的比较

5种滤料在循环养殖系统中去除氨氮效果的比较

5种滤料在循环养殖系统中去除氨氮效果的比较崔云亮;顾志峰;郑兴;王爱民【摘要】采用自然挂膜法,研究了封闭循环水养殖系统中5种生物滤料挂膜成熟后氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮含量的变化趋势和相互关系,结果表明:在生物膜挂膜期间,5种不同生物滤料的氨氮质量浓度均随着系统运行时间的延长而逐渐下降,亚硝酸盐氮质量浓度先升后降,硝酸盐氮质量浓度则是逐渐上升.5种生物滤料中,珊瑚砂和红色呼吸环的效果最优,约23 d完成挂膜,氨氮去除率为98.5%.各生物滤料挂膜成熟后,可利用指数方程y=ae-bx对NH4+-N去除效果进行拟合,利用公y=1/(a+b/xlnx+c/x)对NO2--N及N03--N去除效果进行拟合.生物滤料挂膜成熟后,海水中的氨氮质量浓度与亚硝酸盐氮质量浓度或硝酸盐氮质量浓度之间也可用指数方程y =ae-bx拟合.【期刊名称】《热带生物学报》【年(卷),期】2015(006)003【总页数】7页(P235-241)【关键词】生物滤料;循环养殖系统;挂膜;氨氮;水处理;拟合模型【作者】崔云亮;顾志峰;郑兴;王爱民【作者单位】海南大学热带生物资源教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学海洋学院/海南省热带水生生物技术重点实验室,海南海口570228;海南大学热带生物资源教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学海洋学院/海南省热带水生生物技术重点实验室,海南海口570228;海南大学热带生物资源教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学海洋学院/海南省热带水生生物技术重点实验室,海南海口570228;海南大学热带生物资源教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学海洋学院/海南省热带水生生物技术重点实验室,海南海口570228【正文语种】中文【中图分类】S955.7近年来,随着渔业资源的衰退和海洋环境污染的不断加剧,循环水养殖模式已经逐渐成为我国海洋渔业可持续发展的重要养殖方式和研究热点。

地表水中氨氮与铁锰共存下的垂向转化规律研究

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石佛寺水库是辽河干流上唯一的滞洪型平原水 库"为消除库区蓄 水 带 来 的 土 壤 盐 渍 化 问 题" 库 区 内 布设了沈阳市黄家水源地和沈阳农业高新技术开发 区水源地生产井"取水量合计为 "’ 万 U1.& 由于采用 地表 !地下联合调蓄供水"导致地下水水质受辽 河 氨 氮以及铁锰 影 响 严 重" 对 净 水 厂 除 铁 除 锰 增 加 了 难 度 "如 何 控 制 抽 取 的 地 下 水 源 中 氨 氮 浓 度 成 为 提 高 净 水厂除铁除锰效率的关键& 本文利用库区采集的原 状土样进行室内土柱模拟试验"对联合调蓄系统中氨 氮与铁锰共存状态下的转化规律进行研究"为饮用水 源的供水安全提供一定参考和依据& DC试验部分 DED C 样 品 采 集 与 分 析
存在密切的水力联 系 导 致 氨 氮 在 地 表 !地 下 联 合 系 统中的转化成为地下水安全的研究热点"诸多学者对 氨氮与铁锰相互影响下的迁移转化规律非常关注"通 过室内试验’模型模拟’同位素分析等 (#G&) 方法开展了 相关研究"尤其在给水处理工艺方面对氨氮与铁锰共 存条件下的迁移转化规律’相互作用机理等研究成果
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孔隙比
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污水处理中去除氨氮技术的研究

污水处理中去除氨氮技术的研究
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科技 论坛
污水处理 中去 除氨 氮技术的研究
王天字 刘小建 李 建 云
( 大庆 石 化 公 司 水 气厂 , 龙 江 大 庆 1 3 1 ) 黑 6 7 4
摘 要: 大庆石化公司腈纶 污水处理场最终排水的氨氮含量达到 6 mg 0 / L以上 , 超过 国家排放标 准( 二级 ≤5 mg 一级 ≤1mg )介 0 几, 5 / 。 L 绍了硝化 一反硝化处理氨 氮工艺, 主要有短程硝化反硝化 、 好氧反硝化和厌氧氨氧化。腈纶污水场可采用新型生物脱 氮法工艺即将原有 的接触氧化池改成曝气生物滤池 , 强好氧效果 , 加 进一 步处理腈 纶污水, 并与原工艺组成 AOO生物脱 氮系统 , // 实现 良好 的硝 化——反硝
9 % , 氮 的 去 除率 > 0 5 总 9 %。
Si es 的研究表 明 A A lk r 等 e N MMO X和 C N N过程都 可 以在 AO 气提式反应器中运转 良好 , 且达到很 高的氮转化速率 。控制溶解 并 氧在 05 g .m / L左右 ,在气提 式反应器 中, N MMO AA X过程 的脱氮速 率达到 89 g /I ・ )而 C N N过程可 以达到 1 kN ( d 。 .kN ( d , A O n . g /i ) 5 n
化过程 . 出水氨 氮达到 国家一级排放标 准, 使 消除对环境水体的富营养化威胁 。 关键词 : 氨氮; 硝化反硝化 ; 厌氧氨氧化 ; 全程 自养脱氮 ; 好氧反硝化
前 言

4 好 氧 反硝 化
传统脱氮理论认为 , 反硝化菌为兼性厌 氧菌 , 其呼 吸链在 有氧 大庆石化公 司腈纶污水处理场在处理丙烯腈 、 腈纶等装置 的污 水时 , 丙烯腈 、 酸钠等物质 中的氮转化成氨氮 , 硫氰 致使该污水厂最 条件下 以氧气 为终末电子受体在缺氧条件下 以硝酸根 为终 末电子 所 必须在缺氧环境下。近年来 , 好氧反 终排水 的氨氮含量 达到 6 m / 0g L以上 ,超 过国家排放标 准 ( 二级 ≤ 受体 。 以若进行反硝化 反应 , 硝化现象不断被发现和报道 , 渐受 到人们 的关注 。一些好氧反硝 逐 5 mg , 0 / 一级 ≤1m ,) L 5 gL 。过量氨氮排入水体将导致水体富营养化 , 降低水体观赏价值 , 并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影 响 化菌 已经被分离 出来 ,有些可 以同时进 行好 氧反硝化 和异养硝化 如 oet n等分离 、 s 筛选出 的 T a t r h.MD 25 。这样就 可 pno o a t p L 8 .) 水生生物甚至人类的健康 。因此 , 废水脱氮处理受到人们的广泛关 ( R br o 以在 同一个反应器中实现真正意义上 的同步硝化反硝化 , 简化 了工 注。 目前 , 主要 的脱氮方法有生物硝化反硝化 、 折点加氯 、 气提吹脱 艺流程 , 节省了能量 。 和离子交换法等 。消化污泥脱水液 、 垃圾渗滤液 、 催化剂生 产厂废 贾剑 晖等用序批式反应 器处理氨氮废水 , 试验结果验证了好氧 水 、肉类加工废水 和合成氨化工废水等含 有极高浓度 的氨氮 (0 50 反硝化的存在 , 好氧反硝化脱氮能力随混合液溶解氧浓度的提高而 m/ gL以上 , 甚至达到几 千 m / )以上方法会 由于游离氨氮 的生物 gL , 当溶解氧浓度 为 05 / . L时, mg 总氮 去除率可达到 6 . 6O %。 抑制作用或者成本等原 因而使其应用受到 限制 。 近年来 国内外 出现 降低 , 了一些全新的脱氮工艺 ,为氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径 , 赵宗升等连续动态试验研究表明 ,对 于高浓度 氨氮渗滤液 , 普 0 硝化 其 中硝化一 反硝化 的方法采用最广 , 主要有短程硝化反硝化 、 好氧反 通活性污泥达 的好氧反硝化工艺 的总氮去除串可达 1%以上。 反应速率随着溶解氧浓度的降低而下降 ; 反硝化反应速率随着溶解 硝化和厌氧氨氧化法 。 1 短程 硝 化 反 硝 化 一 氧浓度的降低 而上升 。硝化及反硝化的动力学分析表明 , 在溶解氧 生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式 。 由于氨氮氧化 过程 为 01m / . gL左右时会 出现硝化速率 和反硝化 速率 相等的同步硝化 4 中需要大量的氧气 , 曝气费用成为这种脱氮方式 的主要开 支。短程 反硝化现象。其速率为 47 g(・)硝化反应 K = . m / ; .m / h, L 03 gL 反硝化 7 硝化反硝化( 将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进 行反硝化 )不仅 可以节 反 应 Ko 04 mgL。 , =. 8 / 省氨氧化需氧量而且可以节省反硝化所需 炭源 。 uz Ri a等[ l 用合成废 5腈纶污水场处理氨氮 法 水( 模拟含 高浓度氨氮 的工业废水 ) 试验确定实现 亚硝酸盐积 累的 腈纶污水场原有工艺为 : 来水一调 节池一浮选池一缺氧池一纯 最佳条件 。要想实现亚硝酸盐积累 ,H不是一个关键 的控制参数 , 氧 曝气池一初沉池一接触氧化池一二沉池一 出水 p 因为 p H在 64 — . . 8 5时 , 5 9 全部硝化生成硝 酸盐 , p 64 或 p 在 H< .5 H> 综上所述 , 腈纶污水场可采用新型生物脱氮法工艺 即将原有 的 8 5时发生硝化受抑 , . 9 氨氮积 累。当 D = . gL时 , 以实现 6 % 接 触氧化池改成曝气生物滤池 , 0 07 / m 可 5 加强好氧效果 , 进一 步处理腈纶污 的氨氮 以亚 硝酸盐 的形式 积累并且氨 氮转化率在 9 %以上 。D < 水 , 与原 工艺组成 AOO生物脱氮 系统 , 现 良好 的硝化——反 8 O 并 // 实 O m/ . gL时发生氨氮积 累, 0 I m / 5 D > . gL时全部硝化生成硝酸盐 。 7 刘俊 硝 化过程 , 使出水氨氮达到 国家一级排放标准 , 除对 环境水体 的 消 新等嘲 对低碳氮 比的高浓度氨氮废水采用亚硝玻型和硝酸型脱氮的 富营养化威胁 。 效果进行 了对 比分析 。试验结果 表明 , 亚硝酸型脱氮可明显提高总 改造后 的工艺为 : 来水一 调节池一 浮选 池一 缺氧池一 纯氧 曝气 氮去除效率 , 氨氮和硝态 氮负荷 可提 高近 1 。此外 ,H和氨氮浓 池一初沉池一新增曝气 生物滤池一二沉池一 出水 倍 p 度等因素对脱氮类型具有重要影 响。 参 考 文 献 2 厌氧氨氧化( N MMO 和全程 自养脱氮( A ON A A X) C N ) 【 刘俊 新 , 1 】 王秀蘅. 高浓度氨 氮废 水亚硝 酸型 与硝 酸型脱 氮的 比较 厌 氧氨氧化是指在厌 氧条 件下氨氮 以亚 硝酸盐为电子受 体直 研 究 『 . 业 用 水 与废 水 , 0 2, 3 3) 1 4 J工 ] 2 0 3 ( :- . 接被氧化成氮气 的过程 。A A MO N M X的生化反应式为 : 【 刘超翔 , 洪营 , 2 】 胡 彭党聪 , 短程 硝化反硝化 工艺处理 焦化 高氨 等. N 4 N 2_N 2 2 H ̄ O— 2 H 0 + T+ 废 水 『. 国给 水排 水 ,0 3 1 ( )1. J中 ] 2 0 ,9 8 :1 AA N MMO X菌是 专性 厌氧 自养菌 , 因而非常适合处理含 N 、 【 孟 了, O一 3 】 陈永 , 陈石.A O C N N工 艺处理 垃圾 渗滤液 的高浓度氨 氮f. J 1 低 CN的氨氮废 水。与传统工艺相 比, / 基于厌氧氨氧化 的脱氮方式 给水排 水,0 4 3 ( )2 . 20 ,0 8 :4 工艺流程简单 , 不需要外加有机炭源 , 防止 二次 污染 , 又很好的应用 【 贾剑晖. 氮废 水处理过 程 中的好 氧反硝化研 究『. 4 】 氨 J 南平师 专学 】 前景。 氧氨氧化 的应用主要有两种 :A O 厌 C N N工艺和与中温亚硝化 报 ,0 4 ( ) 1— 0 2 0 。2 :0 2 .

生物固锰除锰机理与生物除铁除锰技术

生物固锰除锰机理与生物除铁除锰技术

生物固锰除锰机理与生物除铁除锰技术生物固锰除锰机理与生物除铁除锰技术一、固锰细菌1、固锰细菌的概述固锰细菌(Manganese-oxidizing bacteria,MOB)是一类常见的水处理技术使用的生物,具有生物除铁、除锰、固定硅等功能,广泛存在于海洋及淡水等环境中,是目前比较先进的水处理技术。

固锰细菌可以通过富锰分解、生物除铁及生物除锰技术处理含矿水。

固锰细菌具有生物除铁及固锰功能,可以将有机物和水中的铁、锰转化为有效氧源,对提高水的COD、BOD等指标有很大的帮助。

另外,固锰细菌还可以有效的降低水中的有机氮指标,从而提高水的质量。

固锰细菌是一种有益的微生物,其在水系(如河流、湖泊等)中的存在可以改善水质,也可有效的抑制有害物质的排放,为自然环境的保护起到重要作用。

2、固锰细菌的机理固锰细菌利用氧化锰除去水中铁和有机物的过程称为固锰,即氧化锰可以将水中的铁、锰转化为溶解性氧化物。

氧化锰具有强大的氧化能力,可以有效地除去水中的铁、锰等污染物,并将其转化为溶性氧化物,从而提高水的质量。

在固锰反应中,氧化锰可以将锰和铁水解产生氧化物,同时还能够氧化有机物,从而提高水的COD、BOD等指标。

固锰细菌还具有固定硅的作用,可以将水中溶解的铁分子转变为不溶解的硅酸铁,进而使水的质量得到改善。

最后,固锰细菌还能够有效的降低水中的有机氮指标,从而提高水的质量。

二、生物除铁除锰技术1、生物除铁除锰技术的特点生物除铁除锰技术是一种基于固锰细菌的水处理技术,它使用固锰细菌除去水中的有害污染物,如铁、锰等,并将其转化为溶性氧化物,从而改善水的COD、BOD等指标。

此外,生物除铁除锰技术也可以通过降低水中的有机氮指标来提高水的质量。

生物除铁除锰技术具有以下几个特点:(1)运行简单,无需复杂的设备,可以进行室外或室内运行;(2)成本低,无需大量的能源投入,同时无需使用有毒有害的化学物质;(3)具有良好的环境友好性,不污染环境;(4)效果良好,可以有效的除去水中的铁、锰等有害污染物,改善水的质量;(5)稳定性强,可以长期运行,且不需要大量的新鲜原料。

铁锰复合氧化物催化氧化去除地下水中氨氮研究

铁锰复合氧化物催化氧化去除地下水中氨氮研究

铁锰复合氧化物催化氧化去除地下水中氨氮研究铁锰复合氧化物催化氧化去除地下水中氨氮研究过去几十年来,地下水污染问题日益引起全球关注。

其中,氨氮是一种常见的地下水污染物,其来源包括农田农药使用、养殖业废水排放等。

氨氮在地下水中的过量存在,不仅对水质造成了严重威胁,还会引发一系列健康和环境问题。

因此,研究高效、低成本的氨氮去除方法对于地下水的修复和保护具有重要意义。

近年来,铁锰复合氧化物作为一种有效的催化剂,被广泛应用于废水处理领域。

其具有高效催化氧化能力和良好的稳定性,对于氨氮的去除具有潜在的优势。

本研究旨在探索铁锰复合氧化物对地下水中氨氮的催化氧化去除效果,并评估其应用潜力。

首先,通过实验室制备了一种铁锰复合氧化物催化剂。

该催化剂利用铁和锰的复合效应,相互促进氨氮的氧化反应。

实验结果表明,该催化剂对氨氮的催化氧化效果明显优于纯铁氧化物和锰氧化物。

当pH为7时,氨氮的去除率可达到80%以上。

催化剂表面的活性中心提高了反应速率,并且对于氨氮的去除具有良好的选择性。

其次,本研究考察了不同操作条件对催化氧化去除氨氮的影响。

结果显示,催化剂的投加量、反应温度和反应时间对氨氮去除效果具有显著影响。

适当增加催化剂的投加量可以提高去除效率,但超过一定范围后将对水体造成过量的催化剂残留。

高温可以加速氧化反应,但过高的温度也可能导致催化剂的失活。

反应时间的适度延长可以增加氨氮去除率,但过长的反应时间则会降低经济效益。

基于上述研究结果,确定了最佳的操作条件,以提高氨氮去除效果和降低成本。

最后,本研究还考察了其他常见污染物对铁锰复合氧化物催化剂氨氮去除效果的影响。

结果显示,铁锰复合氧化物催化剂对硝酸盐和磷酸盐等其他污染物具有较好的去除效果,说明其在地下水修复中具有潜在的综合应用价值。

综上所述,铁锰复合氧化物催化氧化是一种高效去除地下水中氨氮的方法。

本研究通过实验室制备催化剂并考察了不同操作条件的影响,为进一步应用于工程实践提供了理论和技术支持。

污水处理工艺流程解析除氮处理

污水处理工艺流程解析除氮处理

污水处理工艺流程解析除氮处理污水处理是一种重要的环保措施,用于去除水中的有害物质和污染物,以保护水资源和人类健康。

除氮处理是其中一个关键步骤,它主要针对水中的氮化物进行去除。

本文将从污水处理工艺流程角度,解析除氮处理的方法和技术。

一、生物处理法生物处理法是最常用的除氮处理方法之一。

它基于微生物的代谢活动,将水中的氨氮转化为氮气,从而去除氮化物。

生物处理法可以分为好氧处理和厌氧处理两种方式。

1. 好氧处理:在好氧环境下,细菌将氨氮转化为亚硝酸盐,然后进一步氧化为硝酸盐。

这个过程通常在好氧生物滤池或活性污泥法中进行。

2. 厌氧处理:厌氧条件下,细菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐,进一步还原为氮气。

这个过程通常在厌氧生物滤池或厌氧颗粒污泥工艺中进行。

生物处理法具有处理效果稳定、成本较低等优势,但对操作要求较高,需要定期监测和管理微生物群落。

二、化学处理法除了生物处理法,化学处理法也可用于除氮。

一种常见的化学方法是硝化-反硝化法,原理是将氨氮转化为硝酸盐,然后通过还原作用将硝酸盐还原为氮气。

硝化-反硝化法一般分为两个阶段:硝化阶段和反硝化阶段。

1. 硝化阶段:通过加入硝化细菌,将氨氮转化为亚硝酸盐,然后进一步氧化为硝酸盐。

硝化反应通常在硝化池或固定膜反硝化池中进行。

2. 反硝化阶段:通过加入反硝化细菌,将硝酸盐还原为氮气。

反硝化反应通常在厌氧反硝化池或强化反硝化系统中进行。

化学处理法能够快速去除氮化物,但处理过程中产生的化学副产物需进行处理或回收,成本较高。

三、物理处理法除了生物处理法和化学处理法,物理处理法也可用于除氮。

其中一种常见的物理方法是膜分离技术,通过半透膜将氮化物与其他物质分离。

膜分离技术可以分为逆渗透法和超滤法。

1. 逆渗透法:通过半透膜,将水中的离子、溶解物质和氮化物分离,使氮化物浓度降低。

逆渗透法常用于高氮废水处理,如海水淡化和工业废水处理。

2. 超滤法:通过孔径较小的滤膜,将水中的微小颗粒、胶体和溶解物质分离,包括一部分氮化物。

地下水源高锰、高氨氮污染风险分析与应急处理技术

地下水源高锰、高氨氮污染风险分析与应急处理技术

地下水源高锰、高氨氮污染风险分析与应急处理技术<em>打开文本图片集摘要:基于M市的E厂、F厂水源地管井水质状况的介绍,展开了对高锰、高氨氮污染风险分析,以M城市地下水源水厂现有工艺为基础,提出建设以高锰酸钾氧化+砂滤为核心的高锰、高氨氮应急处理系统。

高锰酸钾氧化+砂滤;高锰、高氨氮应急处理;去除效果我国很多城市地下水源水厂采用单一的消毒处理工艺,该工艺对细菌类污染物具有较好的处理效果,对氨氮、有机物等也有一定的控制作用,但是对铁、锰等污染物的去除效率较低,不能满足高氨氮、高铁锰条件下净水的需要,存在较大的安全隐患。

很多城市尚未制定完善的地下水源地管井水质监测制度,缺乏完整的管井水质监测资料,对管井水质的污染特征、污染强度的调查研究较少,无法为地下水污染的控制、管理提供足够的依据。

1某市水质基本特征20__年、20__年分别对M市的E厂、F厂水源地管井水质状况进行了监测分析,取样数超过可利用管井总数的80%,检测指标包括铁、锰、浊度等21项主要水质指标,结果显示,两厂水源地管井水质状况具有较强的相似性。

两厂管井不同水质指标含量差别较大。

根据水质指标的超标率、超标倍数以及对水厂工艺的影响,可将主要水质指标分为超标因子、临界因子和微量因子三类。

其中,超标因子主要包括锰、铁、氨氮、亚硝氮,尤其以锰污染最为严重,超标率在60%以上;临界因子主要包括浊度、pH值、色度、溶解性固体和氟化物,超标倍数较小;微量因子包括氰化物、六价铬、锌、汞等,此类因子含量低,且多数处于未检出水平,常规状况下不存在安全隐患。

2高锰、高氨氮污染风险分析从对20__-20__年E,F厂进厂原水水质监测结果的统计来看,锰、亚硝酸盐是水厂原水主要超标因子,但超标率低(低于10%),超标倍数小(低于国家标准2倍),水厂现行工艺可基本满足出水安全的需要;但从E 厂和F厂地下水源地管井水质检测统计结果可以看出,地下水源地管井存在严重的锰、铁、氨氮超标的现象,水厂采用的管井优化取用方案使得水厂原水水质得到“改善”,从一定程度上掩盖了潜在的安全隐患。

生物除铁除锰滤池的曝气溶氧研究_secret

生物除铁除锰滤池的曝气溶氧研究_secret

生物除铁除锰滤池的曝气溶氧研究摘要:从理论计算和试验两方面探讨了生物除铁除锰滤池中的曝气溶氧问题。

结果表明,生物滤层除铁除锰不需要高溶解氧,也不需要通过散除CO2来提高原水的pH值,相反CO2可作为微生物繁殖代谢的碳源。

认为简单的曝气充氧方式与生物滤池的结合可大大简化传统的处理流程。

关键字:生物滤池除铁除锰需氧量曝气对于传统的除铁除锰工艺,曝气的主要目的是向水中充氧,并充分散除水中的CO2以提高pH值。

因此,对于接触氧化除铁除锰(特别是除锰),一般都要求较大的曝气强度。

生物除铁除锰机制指出,在pH值的中性范围内,Mn2+的氧化不是其氧化物的自催化作用,而是以Fe2+、Mn2+氧化细菌为主的生物氧化作用。

亚铁对维系生物滤层中微生物群系所组成的生态群落起着非常重要的作用,并实现了铁、锰在同一生物滤层中很好地被去除。

从单纯的物理化学氧化到生物化学作用机制的转变,必然会引起实际运行中许多因素的变化。

现仅就曝气充氧量对生物滤层除铁除锰效能的影响进行了研究。

1 理论需氧量计算从理论上讲,Fe2+、Mn2+在生物滤层当中的氧化过程是很复杂的,它们的生物氧化反应在细胞膜表面进行,并且在整个氧化反应过程中有复杂的电子传递过程。

但不论电子和能量是怎样传递的,下列关系总是成立的:4Fe2++O24Fe3++2O2-4Fe2+∶O2=(4×55.8)∶32[O2]=0.143[Fe2+]2Mn2++O22Mn4++2O2-2Mn2+∶O2=(2×54.9)∶32[O2]=0.29[Mn2+]理论上所需溶解氧量可用下式表示:[O2]=0.143[Fe2++0.29[Mn2+]在化学氧化理论指导下,实际工程中为了散除游离CO2,提高原水的pH值,同时也由于化学反应速率的需要,应有一定的过剩溶解氧,所以在理论需氧量的基础上乘以一个过剩系数a。

工程实际需氧量为:[O2]=a(0.143[Fe2+]+0.29[Mn2+])对于a的取值,以如下计算为例。

污水处理中的氨氮去除技术

污水处理中的氨氮去除技术

污水处理中的氨氮去除技术污水处理是一项重要而复杂的环境工程技术,其中氨氮去除技术是其中一个关键环节。

本文将详细介绍污水处理中的氨氮去除技术,并分点列出其相关内容。

一、氨氮的来源及危害1. 氨氮的来源:工业废水、农业面源废水、生活污水、农业非点源废水等。

2. 氨氮的危害:氨氮过量排放会导致水体富营养化,引发水华、水生生物死亡及水环境恶臭等问题,严重危害生态环境和人类健康。

二、常见的氨氮去除技术1. 生物法:包括厌氧法和好氧法。

- 厌氧法:利用厌氧菌群将氨氮转化为氮气,常见的反应器有厌氧反应槽和厌氧滤池等。

- 好氧法:利用好氧菌群将氨氮转化为硝酸盐,常见的处理单元有好氧池、好氧滤池和硝化反硝化池等。

2. 物理法:主要用于氨氮浓度较低的水体。

- 蒸发浓缩法:利用加热蒸发水体,浓缩氨氮浓度,常用于工业废水处理。

- 膜分离法:利用膜的选择性透过性,将氨氮分离出来,常见的膜法有超滤、反渗透和离子交换膜等。

3. 化学法:通过添加化学药剂达到去除氨氮的目的。

- 高锰酸钾法:利用高锰酸钾氧化氨氮生成氮气,广泛应用于农村生活污水处理。

- 硝化法:通过添加化学药剂加速氨氮转化为硝态氮,常见的药剂有硝酸铵和硫酸铵等。

三、氨氮去除技术的特点及应用情况1. 生物法:- 特点:技术成熟、操作简单、能耗低、无二次污染。

- 应用情况:广泛应用于城市生活污水处理、工业废水处理和农村污水处理等领域。

2. 物理法:- 特点:适用于氨氮浓度较低的水体、处理效果稳定。

- 应用情况:主要应用于工业废水处理和海水淡化等领域。

3. 化学法:- 特点:适用性广、处理效果较好。

- 应用情况:常见于农村生活污水处理和工业废水处理等领域。

四、氨氮去除技术的发展趋势1. 生物法:加强氮素转化功能菌的研究,提高转化效率。

2. 物理法:研发更高效、节能的膜分离技术,开发新型浓缩设备。

3. 化学法:研究更环保、高效的化学药剂,减少药剂使用量。

五、国内外氨氮去除技术研究进展1. 国内研究进展:随着环保意识的提高,氨氮去除技术研究受到重视,取得了不少成果。

生物绳填料净化河流的效果及微生物群落分析

生物绳填料净化河流的效果及微生物群落分析

填料框体*蠕动泵和曝气装置等’ 生物接触反应池采
用 有 机 玻 璃 的 矩 形 槽" 规 格 为 +(6 ? u+(7 ? u +(7 ?"有效容积 7+ Y"过滤 面 积 +(%6 ?’ ’ 生 物 载 体
是由日本 !"U株式 会 社 生 产 的 生 物 绳"为 ##nb>7, 型立 体 弹 性 填 料"外 径 7, ??"比 表 面 积 %(6 ?’ 0?"
水&污&染&防&治
8<HFI#CAAWH@C= EC=HICA
7\பைடு நூலகம்
本研究采用生物绳作为微生物载体"对其在河流
中的挂膜过程和特点进行分析"并对形成生物膜的微
生物群落进行分析"以期为河流水质改善提供创新性
的技术方法’
>=实验部分
>A> = 装 置 及 运 行 条 件
实验装置主要包括供水水箱*生物接触反应池*
-./%%+(%*’+, 01231452’+%6+7+%%
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氨氮浓度对MBBR工艺中微生物群落结构的影响

氨氮浓度对MBBR工艺中微生物群落结构的影响

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收稿日期:2019-
基金项目:深圳市科技创新委项目( JCYJ20180305163710363) 。
第一作者:王坤( 1993-) ,男,硕士,主要研究方向为微生物在污染处理中的应用。 476949087@ qq. com
∗通信作者:袁辉洲( 1972-) ,女,副教授,主要从事污水处理与回用技术和环境生物技术方面的研究工作。 653018949@ qq. com
性均会造 成 影 响 [ 7] 。 因 此, 通 过 分 析 MBBR 生 物 膜
中微生物的群落结构,了解微生物群落组成与污水处
理能力之间的内 在 关 系,对 节 约 能 源、优 化 脱 氮 效 果
图 1 试验装置示意
具有重要的意义。
Sanger 测序技术诞生于 20 世纪 70 年代,是 最 早
1. 2 水质分析方法
试验中 COD、NH 4 - N 均 采 用 《 水 和 废 水 监 测 分
+
析方法》 ( 第 4 版) 中规定的方法测定。 其中,COD 采
用重铬酸钾法测 定, NH 4 - N 采 用 纳 氏 试 剂 分 光 光 度
+
法 测 定。 pH 采 用 便 携 式 pH 计 ( pH 3210, 德 国
autotrophic nitrification bacteria was stable at about 0. 3% , which was not affected by ammonia nitrogen concentration. The
inhibiting effect of high concentration ammonia nitrogen on nitrifying bacteria might be due to the inhibition of their microbial
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2 率在 90% ,因而覆盖度较 高. 以划分成 10 个 OTUs,Chao1 指 数 和 Shannon 指 数 分 别 是 15 和 1. 05,说明锰砂填料上附着的细菌群落,发现滤池内细菌群落 的 Shannon 指数为 3. 77 ~ 2滤池系统,发现滤池内细菌群落的 Shannon 指数为 1. 0 ~ 2. 9[4]. 由于锰砂的比表面积和表面粗糙度要 比活性炭小,因而不利于微生物附着生长,这也可 能是锰砂滤池中细菌群落多样性较小的一个主要 原因. 同时,生物滤池内微生物群落的多样性还与 其它很多因素有关( 如基质种类和质量浓度、营养 物质量浓度、采样点部位、水力停留时间、滤池运行 周期等) [8].
将所得阳性克隆子送往北京诺赛基因组研究 中心有限公司测序,用美国密西根州立大学的在线 数据 库 Ribosomal Database Project II ( 下 文 简 称 RDP) 分析各序 列 的 微 生 物 学 种 类划分,把相似性为 97% 或以上的序列聚类 成一个 OTU,然后进行细菌群落多样性指数的计 算[4]. 选 取 每 个 OTU 中 的 一 个 代 表 性 序 列 用 BLAST 在 GenBank 中搜索相近序列记号为: KC414945 - KC415002) .
1 试验装置及方法
1. 1 试验装置及运行参数 郑州市东周水厂的锰砂滤池为双阀滤池,设计
能力为 20 万 m3 / d. 双阀滤池分为东、西两个滤池. 每个滤池各有 8 格池子组成,共计 16 格池子. 每格 滤池的滤层厚度为 1. 2 m,滤料粒径为 0. 6 ~ 1 mm 石英砂,经长期运行后熟化成为锰砂. 滤池过滤速 度为 10. 2 m / h,采用单独水冲的反冲洗方式. 长期 的监测资料表明,东周水厂原水中铁质量浓度约为 1. 1 ~ 1. 4 mg / L,锰约为 0. 05 ~ 0. 14 mg / L,经过锰 砂滤池去除后,出水能达到我国饮用水水质的标注 ( 即铁质量浓度不大于 0. 3 mg / L,锰质量浓度为不 大于 0. 1 mg / L) . 而原水中氨氮平均值约为 0. 27 mg / L,滤池出水中氨氮平均值为 0. 04 mg / L,亚硝 酸盐氮通常低于检测限,说明锰砂滤池已经成为硝 化生物滤池. 1. 况,可以看出,大多数序列可以分类 到属的水平,有 3 个细菌属被检出,即硝化螺旋菌 属( Nitrospira) 、Pseudolabrys 和生丝微菌属( Hyphomicrobium) . 硝化螺旋菌属可将亚硝酸盐氧化成硝 酸盐,而来自 3 个 OTUs 中的 49 个克隆子属于硝 化螺旋菌属,OTU1 中的代表性序列 ZC39 和 OTU5 中的代表性序列 ZC48 的最相似的分离菌也都来 自硝化反应器[11 - 12],因而也间接解释了锰砂滤池 能高效去除氨氮并且出水中亚硝酸氮低于检测限 的原因. de Vet 等也发现硝化螺旋菌属是一个生产 性地下水砂滤池中惟一的亚硝酸盐氧化菌[1]. 如 果需要进一步研究氨氧化细菌去除氨氮的机制,则 将来可以设计专门的引物进行检测[7]. 生丝微菌 属( Hyphomicrobium) 是常见的锰氧化细菌[13],而 它的存在说明滤池中锰氧化细菌都可能对锰的去 除起了重要作用. 生丝微菌属是异养细菌,与自养 性的硝化螺菌相比,生长相对较快,因而在硝化生 物滤池中仍能生长. 硝化螺旋菌属和生丝微菌属的 共存解释了硝化滤池内生物除锰的可行性. 然而, 本文并没有发现锰砂滤池中与铁氧化有关的细菌. 这说明该工艺中铁氧化主要由曝气作用完成,微生 物发挥的作用可以忽略.
LI Tao,SHA Jing,HAN Po
( Zhengzhou Water Supply Corporation,Zhengzhou 450013,China)
Abstract: Clone library analysis was used to characterize the bacterial community in a full - scale manganese sand filter in Dongzhou drinking water treatment plant,which treated the ground water extracted from the side of the Yellow River. The results showed low biodiversity in the biosand samples. Phylum Nitrospirae predominated in the filter,indicating the strong nitrification process. The coexistence of Nitrospira and Hyphomicrobium implies the feasibility of manganese removal in nitrifying biofilter. This paper provided some basic biological information for the design and maintenance of groundwater sand filter for the simultaneous removal of ammonia,iron and manganese. Key words: groundwater; biofilter; nitrification; microbial community; manga料上细菌属于变形杆菌门( Proteobacteria) 或硝化螺旋菌门( Nitrospirae) . 硝化螺 旋菌门成为优势菌( 相对丰度为 81% ) ,而 α 变形 杆菌纲( Alphaproteobacteria) 、β 变形杆菌纲( Betaproteobacteria) 、γ 变形杆菌纲( Gammaproteobacteria) 和 δ 变形杆菌纲 ( Deltaproteobacteria) 的相对丰度 分别只有 6. 9% 、1. 7% 、6. 9% 和 3. 4% . 以往的研
可行性. 为今后同步去除氨氮和锰的地下水滤池的设计和管理提供了一些微生物学基础信息.
关键词: 地下水; 生物滤池; 硝化作用; 微生物群落; 除锰
中图分类号: X523
文献标识码: A
文章编号: 1672 - 0946( 2015) 02 - 0206 - 04
Identification of bacterial communities in manganese sand filter with simultaneous removal of ammonia,ferrous and manganese
收稿日期: 2014 - 09 - 10. 基金项目: 水专项( 2009ZX07424 - 002 - 004) 作者简介: 李 涛( 1973 - ) ,男,高级工程师,研究方向: 水处理.
锰砂滤池的长期运行,硝化细菌也逐渐附着锰砂生 长,因而锰砂滤池也会成为硝化生物滤池[1]. 如果 进水溶解氧充足,则能在同一滤池同时实现铁、锰 和氨氮的去除[2 - 3].
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哈尔滨商业大学学报( 自然科学版)
第 31 卷
究资料表明,饮用水生物滤池中优势菌一般都为 α 变形杆菌纲[4,8],或 β 变形杆菌纲[5,9]. 然而,本研 究中 α 变形杆菌纲和 β 变形杆菌纲都没能成为优 势菌,这主要是可能是地下水中有机物含量很低, TOC 只有 0. 1 ~ 0. 2 mg / L,因而限制了异养细菌的 生长. 硝化螺旋菌门的细菌属于亚硝酸盐氧化菌, 而其在每个样品中占据绝对优势,说明各滤池中存 在强烈的硝化作用而已经成为硝化生物滤池,这主 要与原水中氨氮质量浓度较高有关. 而也有文献报 道,对于存在氨氮污染的地下水原水,硝化螺旋菌 门也在砂滤池中成为优势菌[1].
由于黄河中下游汾河、涑水河、渭河和伊洛河 等入黄支流污染物排放量大,氨氮已成为黄河干流 的主要污染物之一,不但直接影响着黄河中下游郑 州等大中城市的地表水水源水质,而且被污染的黄 河水在入渗补给地下水的过程中对沿岸地下水也 造成不同程度的影响,因此一些沿黄城市的地下水 中除了常见的铁、锰等污染物外,还存在着较严重 的氨氮污染. 利用锰砂作为填料的接触氧化法是目 前去除地下水中铁、锰的最常用的技术. 然而,随着
用于微生物分析的样 品 采 集 与 距 滤 层 表 面 0. 4 m处的锰砂. 采用美国 Mobio 公司的强力土壤 DNA 提取试剂盒提取样品总 DNA,具体 DNA 提取 方法参照பைடு நூலகம்剂盒产品说明书. 提取的 DNA 放于– 20 ℃ 保存以待后续的微生物学分析. 采用细菌通 用引物 27F ( 5' - AGAGTTTGATCMTGGCTCAG - 3') 和 1492R ( 5' - GGTTACCTTGTTACGACTT - 3') 进 行 扩 增. 采 用 50 μL 的 PCR 反 应 体 系: 25 μL2 × Taq PCR MasterMix; 2 μL 正反引物; 21 μL DNA 模板. 反应条件: 94 ℃ 预变性 5 min; 94 ℃ 变 性 30 s,55 ℃ 退火 30 s,72℃ 延伸 90 s,共 30 个循 环; 最终 72 ℃ 延伸 10 m
生物滤池内微生物群落的解析有助于了解污 染物的去除机制,从而能更有效地设计和运行管理 生物滤池[4]. 目前有别于传统培养法的分子生物 学技术对饮用水生物滤池中微生物群落结构分析 成为饮用水研究的一个热点,然而,这些研究主要
第2 期
李 涛,等: 同步去除氨氮和铁、锰的滤池中细菌群落解析
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集中于处理地表水的生物滤池[4 - 8],目前关于地下 水生物滤池中微生物群落结构分析的研究报道仍 极其有限[1,9],国 内 外 尚 未 见 关 于 铁、锰 和 氨 氮 同 步去除的锰砂滤池的微生物群落结构分析的研究 报道,因而本研究主要研究目的是: 针对黄河沿岸 地下水为水源的郑州市东周水厂的锰砂滤池,利用 分子生物学技术进行滤池内微生物群落结构的解 析,并探讨微生物与污染物去除的内在关系,为今 后同步去除氨氮和铁、锰的地下水砂滤池的设计和 运行管理提供微生物学基础信息.
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