错流式动态膜-生物反应器中污泥活性的研究

应用错流式动态膜-生物反应器(CDMBR)对己内酰胺废水进行了180 d的实验,实验过程中测定反应器的膜出水和上清液的水质,并对污泥进行了耗氧呼吸速率测定.结果表明,上清液COD一直保持在100mg/L以下,而膜出水的则保持在50 mg/L以下,膜对上清液的COD去除率达50%,而对氮的去除没有贡献.可溶性细胞产物(SMP)在反应器内容易积累,停留足够的时间后能被生物降解.通过投加抑制剂测定耗氧呼吸速率,发现异养菌、硝化细菌和亚硝化细菌的活性由于F/M的降低和SMP积累受到一定的抑制,但不影响系统的处理效率.跨膜压力、膜面流速越大,通量衰减得也就越快.     

A/O双污泥工艺脱氮性能

针对传统A/O(anaerobic/oxic)工艺中反硝化细菌对有机物的利用效率低、A2N(anaerobic/anoxic-nitrification)工艺工序繁琐和出水氨氮浓度较高的问题,提出了一种泥水分离反应器,将双污泥体系与A/O工艺结合构建A/O双污泥工艺。对工艺运行过程的脱氮性能、微生物群落变化及氮素转化规律进行了研究,根据研究结果评估泥水分离反应器和A/O双污泥工艺在实际应用中的开发潜力,并总结工艺和反应器需要优化的问题,提出解决问题的思路。结果表明：在进水氮负荷为0.11 kg·(m³·d)^-1条件下,工艺的氮去除负荷可以达到0.089 kg·(m³·d)^-1,NH_⁴+-N去除率超过95%、COD去除率超过90%,TN去除率达到80%以上,该工艺能够实现长期稳定运行。反硝化过程反应速率是提升A/O双污泥工艺脱氮效率的限速步骤,强化有机物在缺氧池中的接触停留是有机物利用率提高的关键。因此,需要对现有碳源的投加方式、污水的进水方式或工艺的反应器数量进行优化,进一步...     

纳米铁系双金属-微生物体系去除地下水NO-3-N研究

采用不同液相还原法制备纳米Fe0、Fe/Ni和Fe/Cu粒子,将其与反硝化细菌混合应用于地下水NO3--N去除研究。考察3种体系对NO3--N去除速率的影响,并对其脱氮产物及RNA水平上纳米铁系双金属对反硝化细菌的毒性效应进行了分析和讨论。结果表明,9 d内纳米Fe0体系可完全将NO3--N去除,过程中伴随NO2--N先升高后降低的生成趋势,NH 4+-N生成52%;纳米Fe/Ni体系脱氮速率最快,6 d内可将NO 3--N完全去除,几乎未检测到NO 2--N的生成,而NH 4+-N的转化率高达69%;纳米Fe/Cu体系7 d内可将NO3--N去除完全,NH4+-N的生成率降低,仅39%,但是出现33%NO2--N积累。从反应前后反硝化细菌总RNA浓度变化看,3种纳米粒子对反硝化细菌的毒性大小为纳米Fe/Ni﹥纳米Fe/Cu﹥纳米Fe0。     

Cu2+与草甘膦单一及复合污染对蚯蚓的急性毒性研究

含铜杀菌剂与除草剂草甘膦是农业生产中常见的农药.它们在土壤中共存可能造成复合污染.以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为例,通过滤纸接触法研究了Cu2+与草甘膦对赤子爱胜蚓的单一与复合急性毒性效应.单一急性毒性试验结果表明,两者对赤子爱胜蚓均有毒性,Cu2+的毒性大于草甘膦,Cu2+和草甘膦48 h半数有效浓度(EC50)分别为25.1、657.3 mg/L.同时通过观察可知,Cu2+以皮肤渗入赤子爱胜蚓体内的毒性效应高于草甘膦.复合急性毒性试验结果表明.草甘膦与Cu2+存在拮抗作用,草甘膦的存在能够在一定程度上降低Cu2+对土壤生态系统的潜在危害.     

Cu2+和Cr6+对活性污泥处理系统的冲击影响研究

以完全混合活性污泥反应器为试验系统,在作为处理对象的实际餐饮废水中添加Cu2+和Cr6+,分批试验发现添加单一Cu2+的I#系统中,随着Cu2+浓度的增加,污泥浓度及生物相无明显的变化,Cu2+的去除率比较稳定,在90%左右波动;在同时添加Cu2+和Cr6+的Ⅱ#系统中,污泥量明显减少,生物相发生变化,Cr6+浓度达到4.8mg/L,污泥对Cr6+和Cu2+的去除率分别降至27.50%和37.89%.可见,Cr6+对活性污泥系统的毒性远大于Cu2+.     

不同基质条件下厌氧氨氧化反应器中硝化细菌的分离及选育异养AOB菌株的特性

对长期分别以模拟配水和生活污水为基质运行的ASBR厌氧氨氧化反应器中的硝化细菌进行解析,对比了2种基质条件下厌氧氨氧化反应器中硝化细菌的群落结构,并分别选育的异养AOB菌株a-2-2和YA-2-4L的生长和脱氮特性进行研究。实验结果表明,以生活污水为基质的反应器比模拟配水为基质的反应器中硝化细菌的生态多样性更丰富。在生活污水为基质的反应系统中挑选的a-2-2菌株为假单胞菌属,其48 h内NH+4从39 mg/L下降到5.83 mg/L,NH+4去除率为85.06%,其最适生长pH为7.5,而在pH为8时具有最佳的硝化能力,在盐度为0%~4%范围内活性较好,其最适生长温度36℃,但在32℃具有最佳的硝化能力;在以模拟配水为基质的反应系统中挑选的YA-2-4L菌株为不动杆菌属,其48h内NH+4从39.1 mg/L下降到6.95 mg/L,NH+4去除率为82.22%,最适生长pH为7.5,而在pH为8时具有最佳的硝化能力,在盐度为0%~4%范围内活性较好,其最适生长温度为36℃,但在32℃具有最佳的硝化能力。     

耐受重金属的芘降解真菌的筛选及芘降解动力学研究

为了提高复合污染土壤修复的微生物资源的丰富度,为混合菌群修复污染土壤积累资料,利用多环芳烃-重金属双抗培养基在污染土壤中筛选得到一株对Cu和Cd有高耐受性的芘降解真菌,经分子生物学鉴定为米曲霉。探究了米曲霉对芘污染水体的降解效果及对重金属Cu和Cd的耐受程度,利用缺乏生长基质的毒性抑制动力学模型对芘单基质降解过程进行了拟合,以期为后续共代谢、固定化的研究及实际工程应用提供一定的理论支撑。结果表明:(1)米曲霉以芘为单基质代谢时,降解率为33%;(2)米曲霉对重金属Cu和Cd的耐受浓度分别为500 mg/L和50 mg/L,分别高出国家土壤重金属二级标准5倍和83倍;(3)米曲霉对单基质芘的降解符合Crridle提出的毒性抑制动力学简化模型Sc=Sc0·Tb*cX0(1-e-bt)(R2=0.9237)。芘初始浓度Sc0=80 mg/L,米曲霉投加量X0=85 mg/L时,数值拟合得到内源呼吸常数b=0.027,生物转化量Tb*c=0.2875。该米曲霉对单基质芘及重金属Cu和Cd表现出一定的降解性能及耐受性能,故可经过适当强化后作为多环芳烃-重金属污染土壤的微生物修复菌种。     

Cu~(2+)助芬顿法处理高浓度邻苯二甲酸二甲酯废水

Cu2+可以与H2O2发生类Fenton反应,用Fenton法处理同时含有难降解有机物和Cu2+的工业废水时,Cu2+对于Fenton氧化难降解有机物的反应具有促进作用。本实验在高浓度邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和Cu2+组成的模拟工业废水中投加Fenton试剂(Fe2++H2O2),利用Cu2+辅助Fe2+催化Fenton反应氧化难降解有机物。通过正交实验,优选反应条件,并进行单因素实验,分析不同Cu2+浓度、初始H2O2浓度、H2O2∶Fe2+(摩尔比)、pH及温度对DMP去除率的影响,以确定最佳的反应条件,并对反应机理进行了初步探讨。当Cu2+浓度为10 mg/L、DMP浓度为250 mg/L、初始H2O2的浓度为499.5 mg/L、H2O2∶Fe2+的摩尔比为4∶1、温度为20℃时,DMP的去除率最高可达到98.67%。本研究为类芬顿法处理难降解有机物和重金属离子共存的复杂工业废水奠定了基础。     

A/O和A2/O工艺对膜生物反应器处理焦化废水影响的研究

为提高膜生物反应器对焦化废水的处理效果,采用A/O和A2/O两种工艺的膜生物反应器处理焦化废水,通过对比处理效果、分析膜污染情况,寻求膜生物反应处理焦化废水的最优工艺。实验结果表明：A2/O工艺系统对酚、NH3-N、COD的去除率分别为99%、90%和95%;A/O工艺系统对酚、NH3-N和COD的去除率分别为97%、75%和93%。A2/O膜生物反应器系统对焦化废水中NH3-N的去除效果明显优于A/O膜生物反应器系统,其反硝化率为50%-70%。对膜污染分析表明不同工艺对膜污染的影响不显著,A2/O工艺膜通量衰减59%,A/O工艺膜通量衰减56%。研究表明在膜生物反应器中,A2/O工艺对焦化废水的去除效果要优于A/O工艺。     

2种再生水深度处理工艺对有毒有机污染物去除效果的评价研究

采用固相萃取(SPE)技术和气相色谱/质谱联用(GC/MS)的方法对2个再生水厂的进水和不同深度处理工艺出水中的有毒有机污染物进行了定性和定量分析,讨论了这2种不同再生水深度处理工艺对有毒有机污染物的去除效果.结果表明,厌氧/缺氧/好氧(A2/O)+连续微滤技术(CMF)+加氯消毒处理工艺和水解酸化+膜生物反应器(MB...     

4A沸石对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除

采用静态吸附法以4A沸石为吸附剂研究其对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的竞争吸附特性,并探讨了影响吸附的环境因素。实验表明,在室温条件下,溶液pH5～6,4A沸石15 mg对10 mL复合污染溶液(Pb2+、Cu2+和Cd2+浓度分别为100 mg/L)吸附20 min时,对溶液中3种重金属的吸附去除率均可达99.8%以上。反应过程中4A沸石对3种重金属的吸附速率大小为Pb2+>Cu2+>Cd2+。复合污染水体中4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附符合Langmuir和Fre-undlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9981、0.9901、0.9916和0.9638、0.9194、0.9689。经计算,4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的饱和吸附量分别为129.9 mg/g、107.5 mg/g和99.0 mg/g。4A沸石吸附重金属离子达到吸附平衡的时间较短,对溶液pH值的适应性较好。吸附后的4A沸石可以再生利用,对铅离子洗脱重复利用性较铜离子和镉离子强。     

一体化A/O生物膜反应器脱氮特性研究

采用新型的一体化A/O生物膜反应器,对生活污水进行脱氮处理实验.研究了溶解氧(DO)质量浓度对硝化和反硝化作用的影响,并对反应器的脱氮特性和降解机理进行了探讨.结果表明:DO对一体化A/O反应器脱氮影响较大,随着好氧区DO的增加,NH3-N和TN的去除率相应增加.当DO为2～4 mg/L时,发生同步硝化反硝化作用,NH...     

生物膜与A/O工艺耦合快速降解氨氮

应用由城市污水处理厂序批式间歇反应器(SBR)中筛选得到的4株特殊氨氧化菌,分别在SBR和有回流的生物膜与A/O工艺耦合体系培养中,考察其降解低碳高氨氮废水的功能.结果表明,自养硝化与异养氨氧化菌的混合菌群较单一自养硝化菌株降解氨氮速率快;在生物膜与A/O工艺耦合系统中,自养硝化与异养氨氧化菌协同代谢加速氨氮氧化脱除,氨氮脱除速率远比SBR系统快.对生物膜与A/O工艺耦合系统中氨氮脱除动力学进行了研究,模拟了NH4 、NO2-质量浓度与氨氮脱除比速率之间的关系,模型得到了较好的验证.     

A/O-膜生物反应器和A~2O系统中有机物分子量分布的对比研究

采用凝胶过滤色谱(GPC)对A/O-膜生物反应器(A/O-MBR)和A2O系统中有机物分子量分布进行了对比研究.结果表明,A/O-MBR系统中由进水到好氧滤液的有机物分子量分布依次变宽,其趋势恰好与A2O系统相反;A/O-MBR好氧滤液的有机物分子量分布远宽于A2O好氧滤液.A/O-MBR好氧滤液中重均分子量(Mw)＞107 u的有机物占总有机物质量的3.4%,表明正是由于膜的截留作用导致这类大分子有机物在MBR中的累积,而无法像A2O系统一样随出水流走;A/O-MBR系统各段污泥混合液的胞外聚合物(EPS)的分子量分布较分散,说明A/O-MBR系统中微生物新陈代谢产物多,并在膜的截留作用下最终造成了这些产物在膜表面大量的沉积.     

不同密度絮体的实际耗氧需求分析

通过选取不同污水处理厂及实验室改进A2/O反应器曝气池内的活性污泥进行实验,研究了不同密度污泥的耗氧需求以及其节能特性。研究发现,实验所用污泥密度分别为1.004 1、1.003 3、1.001 7、1.001 3和1.000 6 g·m L-1时,其实际耗氧量与理论需氧量比值(Cresp/Craw)分别为0.42、0.61、1.38、1.44和1.69,即当污泥密度越大,则污泥在去除污染物质的过程耗氧量越小,节能性能越好,且其节能程度与微生物用于自身基础代谢的内源呼吸速率比例有关,内源呼吸速率比例越小,污泥越节能。另外通过对不同密度活性污泥进行短期冲击实验,研究发现在非稳态环境中,密度小的污泥用于基础代谢的能量多,而用于生长代谢的少,其稳定性能较好。     

木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂对二元重金属离子溶液中Pb2+的吸附

采用自制木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂R1、R2、R3对二元金属离子Cu2 +/pb2和Zn2+/pb2+溶液中的吸附性能进行了较系统考察.pb2+离子溶液中存在竞争离子Cu2+、Zn2+时,随竞争离子浓度增加,3种吸附树脂R1、R2、R3对pb2+的吸附量明显下降,而竞争离子吸附量显著增加.二元溶液中各金属离子浓度相同时,3种树脂对竞争离子Cu2+、Zn2+的吸附量大于对pb2+的吸附量;各溶液中分别加入NaCl及NaNO3、尿素后,对pb2+离子的吸附量下降迅速.随吸附树脂用量增加,竞争离子Cu2+、Zn2+的吸附量逐渐减小,pb2+的吸附量在吸附树脂用量0.10 g/L(Zn2 +/pb2+溶液)或0.15 g/L(Cu2+/pb2+溶液)时出现最大值.溶液pH值对树脂吸附性能有显著影响.3.0＜pH＜5.O时,3种树脂对竞争离子和pb2+的吸附量快速增大;5＜ pH ＜9时,树脂对竞争离子和pb2+的吸附量基本不变;9＜pH＜ll时,树脂对pb2+的吸附量减小,而对竞争离子的吸附量或增大或减小.     

铜、镉对水螅的急性和联合毒性作用

试验研究重金属铜(Cu2 )、镉(Cd2 )对水螅的急性毒性和联合毒性作用,探索水螅(Hydra sp.)对Cu2 、Cd2 以及两者混合的毒性效应,为水产动物病害的防治中合理使用消毒、杀虫剂以及水体污染评价提供一些参考信息.结果表明,Cu2 对水螅的24 h半致死浓度(LC50)、48 hLC50、72 hLC50、96 hLC50分别为0.072、0.054、0.042、0.037 mg/L;Cd2 对水螅的24 hLC50、48hLC50、72 hLC50、96 hLC50分别为0.001 70、0.000 63、0.000 36、0.000 36 mg/L;Cu2 、Cd2 对水螅的安全浓度分别为3.7×10-4、3.6×10-6mg/L.水螅对两种重金属的毒性反应既快速又敏感,其中Cu2 对水螅的毒性较Cd2 快,但Cd2 的毒性比Cu2 的强.等毒性配比的两种重金属混合液对水螅的毒性大于单一毒性,为协同作用.两种重金属对水螅的LC50随试验时间的延长而减小,它们对水螅的安全浓度远低于渔业水质标准.     

有机负荷及水力条件对EGSB运行效果影响的研究

在以葡萄糖为基质长期运行的EGSB反应器中 ,研究了以循环为特征EGSB基质降解特性。结果表明 ,在厌氧膨胀颗粒污泥床反应器 (EGSB)启动初期 ,由上流式厌氧污泥床反应器 (UASB)接种的颗粒污泥存在一个转型过渡期 ,此时污泥对基质代谢有较大的恢复潜力。有机负荷为 4～ 2 9kgCOD /m3 ·d时 ,处理效果较为稳定 ,2 9～ 4 0kgCOD /m3 ·d时 ,处理效率有所下降。当负荷 >4 0kgCOD /m3 ·d后 ,反应器处理效果急剧下降。上升流速和回流比对EGSB反应器运行效果影响较大 ,高上升流速和回流比运行条件下有利于发挥反应器的运行潜能     

厌氧氨氧化反应器启动阶段氨氮对N_2O产生量的影响

为了调查厌氧氨氧化反应器启动阶段强温室气体N_2O产生量,对进水口氨氮浓度与N_2O产生量之间的关系进行了研究。实验数据表明,在反应器启动前期,随着反应器进口氨氮浓度由25 mg·L~(-1)逐渐升高至120 mg·L~(-1),N_2O产生量由0.4%急剧增长至1.4%,进水口氨氮浓度与N_2O产生量呈现明显正相关性。微生物分析结果表明,反应器启动前期,N_2O释放主要与部分亚硝化细菌的反硝化作用有关。     

A/O_1/H/O_2工艺处理焦化废水硝化过程的实现及其抑制

针对焦化废水中的有毒污染物会对敏感易受干扰的硝化细菌产生不利影响从而破坏硝化过程稳定性的现象,采用A/O1/H/O2工艺处理焦化废水的实际工程为研究对象,根据工程运行的水质监测数据分析,发现几种主要污染物的浓度变化会对二级好氧段的硝化过程产生抑制影响。序批式毒性抑制实验结果表明,苯酚、硫氰化物和喹啉对硝化过程具有毒性抑制作用,半抑制浓度EC50分别为34.26、278.5和73.24 mg/L。当二级好氧工艺段运行正常时(C/N约4.3/1,pH8～8.5,DO 4～4.5 mg/L),出水氨氮浓度可低于5 mg/L,是由于焦化废水经厌氧/好氧/水解工艺后毒物浓度大幅下降,毒性得到削减,表明焦化废水生物处理A/O1/H/O2组合流化床工艺具有较强抵抗毒物抑制并实现高效的硝化作用。