氨基苯酚和四氯水杨酰苯胺对活性污泥产率的影响

对邻氨基苯酚(AP)和3,3′, 4′,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)对活性污泥产率以及工艺运行效能的影响进行了研究,分析了这2种化学物质污泥减量化效果及对COD和氨氮去除率影响程度的差异及原因.结果表明,AP和TCS都能有效地降低污泥产率,均可以作为解偶联剂.与对照组相比,当AP和TCS的质量浓度分别为15和1.2 mg/L时,污泥减量效果最好,分别达到21%和52%,而COD去除率仅有轻微下降.TCS造成氨氮去除率降低约32%左右,而AP则对其影响很小.同时研究了2种解偶联剂对污泥脱水性能、沉降性能的影响.结果显示,污泥的脱水性能受2种解偶联剂影响不大, SVI值受TCS影响而略有升高.镜检发现,和对照组相比,投加解偶联剂的污泥微生物结构发生了变化,且原生动物和后生动物的种类和数量减少.     

我国24个典型饮用水源地中14种酚类化合物浓度分布特征

研究了14种酚类化合物在我国五大流域(黄河、海河、辽河、长江、淮河)24个典型饮用水源地水源水中的浓度水平.结果显示:14种酚类化合物在我国饮用水源地中的浓度在nd～213 ng·L-1范围内,浓度均值在2.44～31.2 ng·L-1范围内,浓度中位数在nd～40.0 ng·L-1范围内.14种酚类化合物中,硝基苯酚类化合物浓度最高,浓度中位数为37.9 ng·L-1,浓度平均值为27.4 ng·L-1.其次为苯酚、五氯酚、二氯苯酚(2,4-二氯苯酚和2,6-二氯苯酚)和三氯苯酚(2,4,6-三氯苯酚和2,4,5-三氯苯酚);四氯苯酚(2,3,5,6-四氯苯酚、2,3,4,6-四氯苯酚、2,3,4,5-四氯苯酚)和烷基苯酚(邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)浓度较低.通过商值法对14种酚类化合物进行生态风险评价后发现,14种酚类化合物的风险商均远小于1,表明其对我国饮用水源地的生态风险较低.对8种已报道健康参考剂量或致癌斜率因子的酚类化合物进行健康风险评价,结果显示,7种酚类化合物的最大非致癌风险在10-6到10-4范围内,2,4,6-三氯酚和五氯酚的致癌风险在10-6量级以下,表明其健康危害较弱.     

某炼油厂退役场地土壤与浅层地下水酚类污染特征研究

通过对某炼油厂退役场地21个土壤监测点和8个地下水监测点的样品分析,研究了该场地酚类化合物的污染分布.结果表明：该场地上层滞水酚污染严重,挥发酚含量远超过地下水质标准的要求.场地承压水水质良好,有轻微的酚污染.该场地近1/2面积的土地,酚类化合物污染严重;依据原厂区工艺布局图,场区浅层地下水和土壤的酚污染具有区域相似性,酚含量高的区域集中在原工厂生产车间以及储油罐和产品仓库;土壤中污染物水平扩散不强,垂直扩散深度不一,部分超过地表10 m以下的深度.通过GC/MS对典型土壤中2-氯苯酚、2-硝基苯酚、2,4-二甲酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、2,4-二硝基酚以及4,6-二硝基-2-甲酚7种酚类化合物进行定性与定量分析,结果表明7种酚类化合物含量范围为0.01～232.96 mg.kg-1,其中2,4-二硝基酚和4,6-二硝基-2-甲酚含量比较高.     

钱塘江水系中酚类化合物的浓度水平及污染特征

用SPE法富集、HPLC测定了钱塘江水系中苯酚、3-甲基苯酚、4-硝基苯酚、2,4-二氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚5种溶解态酚类化合物的浓度.结果表明,5种酚类化合物总浓度为0.54～19.90μg/L,平均浓度为4.05μg/L;苯酚的平均浓度为2.06μg/L,占5种酚类化合物总平均浓度的50.7%;各河段酚类化合物的平均浓度从上游至下游呈下降趋势,支流金华江中5种酚类化合物平均浓度为10.2μg/L,是干流中的近4倍.苯酚可作为钱塘江水系中酚类化合物污染的代表物,苯酚浓度(x)与5种酚总浓度(y)间显著正相关(y=0.980+1.491x),R²为0.88.     

纳米四氧化三铁对2,4-D的脱氯降解

采用纳米四氧化三铁(Fe3O4)降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4投加量、溶液pH和温度等因素对2,4-D降解率的影响.结果表明,纳米Fe3O4对2,4-D有显著的降解效果,初始浓度为10 mg/L的2,4-D, 48 h内降解率可达48%.纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程,反应体系中氯离子浓度随2,4-D浓度降低而升高.LC/MS分析表明,2,4-D降解的主要产物是苯酚,其他中间产物是2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-CP)和2-氯苯酚(2-CP).溶液中2,4-D的降解符合准一级反应动力学,产物4-CP、2,4-DCP和苯酚的反应速率常数K分别为0.0043、0.0026和0.0032 h -1.环境条件对降解效率有显著影响,2,4-D初始浓度在0～10 mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300 mg/L的范围内,2,4-D降解率随初始浓度和纳米Fe3O4投加量的增加而增大;pH对2,4-D的脱氯降解有显著影响,在pH为3.0时,纳米Fe3O4对2,4-D的还原脱氯效果最好;温度升高,可以提高脱氯反应速率.     

苯酚及其衍生物对氨氮生物硝化的抑制研究

利用富集培养的硝化污泥研究了苯酚及其衍生物2,4-二氯苯酚、对氨基酚、邻甲基酚和对硝基酚对氨氮生物硝化过程的抑制特性。结果表明,上述5种酚类化合物对硝化细菌的抑制类型均为非竞争性抑制,抑制常数KI和EC50值相等,分别为2.61、1.92、8.50、1.18和6.65 mg/L。上述5种酚类化合物对硝化细菌的抑制程度由大到小的顺序为：邻甲基酚〉2,4-二氯苯酚〉苯酚〉对硝基酚〉对氨基酚。酚类化合物对硝化细菌的抑制是可逆的,通过简单的抑制剂稀释或洗涤可以使硝化细菌恢复活性。在保证出水水质的前提下,抑制剂存在时硝化工艺的泥龄被迫延长,且抑制程度越大,泥龄延长的程度越大。当系统受到有毒物质冲击时,和调控泥龄相比,调节工艺的进水流量或改变容积负荷是缓冲冲击的更简捷、快速和有效的途径。     

纳米磁粉协同解偶联剂作用下活性污泥性能的研究

为了促进解偶联剂作用下活性污泥减量化效果及污泥沉降性能,本研究在序批式活性污泥工艺的设施中同时添加解偶联剂和纳米磁粉,分析其协同作用下对活性污泥性能产生的影响.研究发现2,4,5-三氯苯酚(TCP)单独作用下污泥减量达41%,但活性污泥基质降解性能及沉降性能降低,而纳米磁粉与TCP联合作用下污泥减量仍达34%,且对C、N、P去除效能和污泥沉降性能均无明显影响.运行31 d后,脱氢酶活性提高10%～18%,且具有一定的时间累积效应;在光学显微镜下观察可发现污泥絮体结构紧实,原生动物和后生动物种类和数量增多.结果还表明,在活性污泥工艺中运用纳米磁粉与TCP协同作用可抑制剩余污泥的产生,并能提高活性污泥系统的运行效能.     

驯化污泥厌氧还原脱氯促进2,4,6-三氯酚矿化及胞外呼吸脱氯途径

厌氧条件下,以乳酸钠为电子供体,2,4,6-三氯酚为电子受体对活性污泥进行驯化,考察了驯化污泥厌氧脱氯的代谢特性.结果发现,污泥可对2,4,6-三氯酚进行高效脱氯,乳酸钠、2,4,6-三氯酚初始浓度为20 mmol·L-1、40~80μmol·L-1时,9~24 h内可实现2,4,6-三氯酚100%初始性降解.中间产物有2,4-二氯酚,但检出浓度较低(4.22μmol·L-1),4-氯酚和苯酚为主要产物.驯化污泥以脱邻位氯(2,4,6-三氯酚,2,4-二氯酚)降解菌为优势种群,对4-氯酚和苯酚的进一步转化有限.厌氧代谢残留物经好氧污泥处理后,4-氯酚(初始浓度33μmol·L-1)2 h实现100%去除.驯化污泥可快速将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),并具有较强的腐殖质(AQDS)还原能力,说明驯化污泥中富集了异化铁还原菌.电子介体[Fe(Ⅲ)和AQDS]明显地加速了脱氯速率,在电子介体的介导作用下,污泥可同步进行胞外呼吸脱氯.     

五氯苯酚与邻氯苯酚和2,4-二氯苯酚对斑马鱼的联合毒性

在五氯苯酚(PCP)与邻氯苯酚(2-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)3种物质单一毒性试验结果的基础上,按照等毒性单位设计,采用相加指数法,对五氯苯酚(PCP)与邻氯苯酚(2-CP)或2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)以及这3种物质共存对斑马鱼(Brachydanio rerio)的联合毒性进行了试验研究.结果表明,邻氯苯酚(2-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)与五氯苯酚的联合毒性效应均表现为协同作用,使五氯苯酚的毒性剧增.由于邻氯苯酚或2,4-二氯苯酚的存在以及3种物质共存,使五氯苯酚对斑马鱼的48 h LC50由原来的0.102 mg/L,分别下降到0.031,0.029及0.022 mg/L.因此可见,水体污染评价目前只考虑单一毒物的影响还远远不够,由此制定的控制标准对水体的保护不利,必须从联合毒性的角度对水质污染进行综合评价.      

酚类化合物在矿化垃圾中的吸附性能与结构相关性研究

采用静态吸附方法,对8种酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为进行了研究,并用Langmuir和Fieundlish等温吸附方程对其进行了拟合.研究结果表明,8种代酚的吸附能力大小顺序为3-甲基酚＞4-甲氧基酚＞4-氯酚＞2,4-二氯酚＞3-硝基酚＞4-硝基酚＞2-氯酚＞苯酚.对8种酚类化合物Langmuir和Frendlich等温吸附方程常数和18个量子化学参数采用PLS进行逐步回归分析,得到了以Frendlich方程参数lnκ为因变量的数学模型.该模型表明,有机酚在矿化垃圾中的吸附性能主要与有机酚分子的疏水性和极性有关.而且该模型得到的预测值与实测值接近,说明利用PLS进行回归处理得到的模型较为合理、能有效地预测有机酚类化合物在矿化垃圾中的吸附行为.     

化学解耦联剂对活性污泥产率的控制作用

采用3,3',4',5-四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解耦联剂添加到活性污泥工艺中,进行连续曝气分批培养实验.结果表明:在TCS总投加量相同的情况下,采用一次性大剂量投加的污泥减量化效果好于分次小剂量投加.每d投加 12 mg TCS,污泥产量比对照下降了33%,而每2 d一次性投加24 mg TCS,污泥产量比对照下降了55%.污泥的CODCr去除能力有所下降,当一次性投加12 mg时,CODCr去除率比对照下降了12%,但出水氨氮及总氮质量浓度均未受影响.污泥的SVI有所上升,但沉降性能未见有明显变化.      

铜离子与解偶联剂协同下的污泥减量作用

采用间歇式活性污泥培养装置,以2,6-二氯苯酚（DCP）作为解偶联剂,浓度为20 mg/L,Cu^2＋浓度为1 mg/L,加入到间歇式活性污泥反应器中.通过30　d的连续运行发现,COD去除效率相比对照实验下降7％,污泥减量达75％,且出水中DCP的平均浓度为0.28 mg/L,Cu^２＋的去除率达到90％以上,但污泥沉降性和污泥对N、P的去除率下降,污泥活性也降低.镜检发现,污泥中丝状菌增多,原生动物和后生动物数量和种类减少.结果表明,Cu^２＋和DCP对污泥减量有明显的协同作用,在活性污泥工艺中运用铜离子和解偶联剂联合来限制污泥产率是可行的.     

能量解偶联代谢对剩余污泥的减量化研究

采用3,3′,4′,5四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解偶联剂添加到活性污泥工艺中,连续曝气分批培养实验结果表明,TCS以固体方式投加的效果好于液态投加,每天投加12mg,相当于液态浓度1mg/L,可使污泥产量49%。在30d的运行期间,每天分别在4个反应器中添加TCS5.0、8、10和12mg,出水氨氮及总氮浓度均未受影响,但污泥的COD去除能力有所下降,当投加12mg时,COD去除率比对照下降了8.9%。污泥的SVI值有所上升,但沉降性能未见有明显影响。污泥微生物的种群结构发生了改变。     

三氯苯酚对A^2／O工艺污泥产率的影响

应用2,4,5-三氯苯酚（TCP）作为化学解偶联剂投加到A2／O工艺中进行试验,在A^2／O连续流工艺中研究TCP不同投加方式对试验的影响,结果表明：在保持TCP总投加量相同的情况下,采用大剂量一次性投加的污泥减量效果比小剂量分次投加的效果好。即每两天投加240mg TCP,污泥产量比对照下降了67．10％,而每天投加120mg TCP,污泥产量比对照仅下降了35．90％。A^2／O工艺中COD的去除能力有所下降,当一次性投加240mgTCP时,COD的去除率比对照下降了26．80％,但出水氨氮和总氮的浓度未受多大影响,磷的去除率有些下降,SVI有所上升,但是没有严重影响污泥的沉降性能。     

化学解耦联剂对活性污泥工艺中污泥产率的影响

采用3,3′,4′,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解耦联剂添加到活性污泥工艺中,连续曝气分批培养实验结果表明,TCS在浓度高于1.0mg/L时是一种有效的化学解耦联剂,能显著地降低污泥产率.当TCS浓度为6.0mg/L时,污泥产率可降低约50%.在40d的运行期间,隔天分别在3个反应器中添加TCS 2.0、2.8和3.6mg/L,基质的去除能力和出水氨氮及总氮浓度均未受影响,污泥的SOUR值和脱氢酶活性相应增加,污泥的沉降性能也未见有明显影响.镜检发现,对照反应器中的污泥经40d运行后仍有丝状菌存在,而添加解耦联剂反应器中的污泥几乎无丝状菌的存在.以上结果表明,可以应用TCS来降低活性污泥工艺中的剩余污泥产量.     

TCP的污泥减量效果及其对出水水质的长期影响

向倒置A2/O中试系统中投加2,4,5-三氯苯酚(TCP),研究TCP对污泥的减量效果及进入处理系统后对系统出水水质长期影响。研究结果表明:与参照组相比,加药组投加TCP 2 mg/L时,污泥减量达62.5%,出水TN比参照组平均高0.8 mg/L,137 d后出水TP超过0.5 mg/L。TCP对污泥的减量效果好,需要加除磷药剂进行辅助除磷。     

Comparison between inhibitor and uncoupler for minimizing excess sludge production of an activated sludge process

In order to study the minimization of excess sludge production, the reduction in the excess sludge production in the presence of an inhibitor and uncoupler was studied in this work. The experimental results show that such an addition could effectively reduce the production of excess sludge. With the energy uncoupling model established in this work, energy uncoupling coefficient (E _u) was used to evaluate the reduction in excess sludge production. The energy uncoupling coefficients in the presence of dinitrophenol (dNP), Zn²⁺, and Cu²⁺ was 0.75, 0.46, and 0.18, respectively. The analysis demonstrated that energy spilling occurred in the presence of dNP, and that dNP was an effective uncoupler for reducing the production of excess activated sludge without affecting the microbial respiration activity.     

好氧-沉淀-缺氧(OSA)工艺的剩余污泥减量化研究

在活性污泥工艺的污泥回流途径中引入一个污泥缺氧池,形成好氧-沉淀-缺氧(OSA)工艺。比较研究了污泥在缺氧池中不同的停留时间(5·5、7·6、11·5h)的3种OSA工艺对剩余污泥的减量化效果。结果表明,3种工艺的剩余污泥量分别比传统活性污泥工艺降低33·24%、22·99%和13·80%。经综合考虑认为OSA工艺中污泥在缺氧池中停留6~7h较为理想。