两相分配生物反应器处理高浓度有机废水研究进展

随着化学化工及其相关产业的高速发展,高浓度难降解有机废水日益增多,其新型适用的处理工艺技术研发具有迫切性和必要性。就现有废水处理工艺技术而言,生物处理工艺具有彻底矿化降解污染物、处理费用低、二次污染风险低等优点,但对浓度高、毒性大及疏水性强的有机污染物的处理受到限制。近期发展的两相分配生物反应器(two-phase partitioning bioreactor,即TPPB)法则在高浓度难降解有机污水处理中显现出显著的应用效果。综述了TPPB的工作原理、研究现状以及存在的问题,并展望了TPPB技术的应用前景。     

挥发性有机污染物及恶臭生物处理技术综述

工业生产、污水及垃圾处理等过程产生的挥发性有机污染物(VOCs)和恶臭物质逸散到空气中会对环境和人体健康产生危害。利用生物技术处理大流量、低浓度VOCs和恶臭物质具有处理效果好、投资及运行费用低、无二次污染的优点。阐述了生物滤池、生物洗涤塔和生物滴滤池等常规生物处理技术,以及真菌生物反应器、膜生物反应器、生物转鼓过滤器、生物物化组合反应器等新型生物处理技术的特性、适用范围、应用现状及研究进展,并对废气生物处理技术的前景进行了展望。     

用于场地土壤修复的电阻加热技术研究进展

我国目前存在大量地质条件复杂,常规抽提技术难以快速有效地修复污染场地。电阻加热(electrical resistance heating,ERH)技术受土壤异质性影响小,处理深度大,加热速度快,能快速有效地去除地质条件复杂的土壤渗流区和饱和区中的挥发性有机物。但该技术在国内应用较晚,相关研究较少。简述了ERH技术的修复机制,包括促进污染物的迁移和提高污染物的降解速率;土壤电导率、电场强度、地下水流动和土壤异质性等因素如何影响ERH的修复效率。介绍了ERH技术与原位化学氧化、原位生物修复及其他原位热处理技术的耦合,ERH场地实施的建井方法、设备布署和部分国外的场地实施案例等。最后,针对ERH技术在实际应用中存在的问题,指出了ERH技术研究的发展方向。     

生物整治技术进展

综述了对于污染位点的难降解污染物和生物外源性污染物进行降解的原理与技术进展,生物整治的基本原理是对于具体的污染位点,应根据有利于污染物毒性降低和生物可利用性增加以微生物活性增加３个原则选择适当的治理措施,文中述及的原位和非原位生物整治技术包括：添加营养,接种外源降解菌,生物通气,土地处理,堆肥式处理,生物堆层和泥浆技术,还讨论了收集场地信息和评价治理效果的方法。     

土壤石油污染的生物修复技术研究进展

中国的土壤污染现状不容乐观,石油污染造成的环境问题正逐渐引起人们的重视。近年来由于具备修复成本低、无二次污染等特点,生物修复技术越来越多的应用于土壤石油污染的修复。文章就石油污染物的主要污染途径、污染机理和主要的修复技术进行综述,着重对生物通风、投菌法、生物喷射、土地耕作、生物堆、生物反应器等生物修复技术进行综合阐述,重点介绍了不同生物修复技术的修复原理、适用条件、研究进展。结合目前的研究现状和工程应用对今后土壤石油污染的生物修复技术发展进行了展望。     

节杆菌属细菌处理有机物和重金属污染物的研究进展

有机污染物和重金属造成的环境问题日益严峻。节杆菌属细菌具有很强的环境适应性和抗逆性,广泛分布于各种环境特别是土壤和水体中。研究发现该属菌株具有高效降解环境中的有机污染物和吸附重金属的能力,被用于污染水体和土壤等的生物修复研究与应用。该文从节杆菌属降解污染物菌株、降解污染物的种类、降解机理和影响因素的研究等方面,介绍了节杆菌处理污染物的研究进展。     

受氯代烃类污染的地下水环境修复研究进展

越来越多的地下水源正遭受氯代烃类有机物的污染,氯代烃类的地下环境行为及其污染环境的修复技术是当前环境学界的一个热点。目前修复这类污染环境的技术主要有抽出处理、渗透性反应墙和生物修复等。其中研究最多、应用最广的是利用表面活性剂强化抽出处理技术、零价铁降解氯代烃类的渗透性反应墙技术以及原位强化生物修复技术。零价铁反应墙如何长期稳定运行是目前的研究难题,也是该技术的发展目标。强化生物修复是具有巨大发展潜力的一项新兴技术,构建一个能同时降解多组分污染物的微生物生态群落并成功引入污染场地发挥最大功效,是地下水环境生物修复技术研究中的难点,也将是热点。     

泥浆体系中受喹啉污染土壤的生物修复

将受喹啉污染的土壤 (污染量为 1mg/g土)与一定量的水混合形成泥浆 ,通过引入专性喹啉降解菌皮氏伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pickettii)进行土壤的生物修复 .结果表明 ,采用引入喹啉降解菌的生物强化技术进行受喹啉污染的土壤的生物修复是可行的 .喹啉降解菌的引入大大加快了喹啉的生物降解过程 .最快只需 6h就可将喹啉完全去除 .考察比较了投菌量 ,泥浆中的含水量及营养元素(N,P)的存在对生物修复效果的影响 .土壤对难降解有机物喹啉的吸附等温线符合弗兰德里希方程 .     

生物技术在持久性污染物生物修复中的研究进展

生物技术是21世纪的主导技术,其在环境工程中的应用日趋重要。生物修复是解决持久性污染物(POPs)最具潜力的手段。文章概述了近几年研究者通过生物技术构建POPs降解工程菌及固定化降解酶在持久性污染物生物修复的应用研究;总结了经生物技术改造的工程菌和固定化酶未能进入实际应用的障碍所在;针对持久性污染物生物修复,提出了一些进一步完善工程菌和固定化酶的见解。     

MBfR处理水中氧化性污染物的研究进展

水中的无机阴离子、重金属离子和有机化合物等氧化性污染物在环境中稳定存在且难降解，不仅污染环境，同时也会对人体造成危害.作为一种新型的膜处理技术，氢基质膜生物膜反应器（MBfR）由于其独创性、经济性和对氧化性污染物较好的处理效果而引起了人们的极大关注.本文以MBfR为研究对象，系统介绍了反应器构型和工作原理，详细讨论了MBfR处理水中典型氧化性污染物的实验研究和中试应用现状，针对现有研究的不足，展望了MBfR的发展趋势.     

Control of petroleum-hydrocarbon contaminated groundwater by intrinsic and enhanced bioremediation

In the first phase of this study, the e ectiveness of intrinsic bioremediation on the containment of petroleum hydrocarbons was evaluated at a gasoline spill site. Evidences of the occurrence of intrinsic bioremediation within the BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes) plume included (1) decreased BTEX concentrations; (2) depletion of dissolved oxygen (DO), nitrate, and sulfate; (3) production of dissolved ferrous iron, methane, and CO2; (4) deceased pH and redox potential; and (5) increased methanogens, total heterotrophs, and total anaerobes, especially within the highly contaminated areas. In the second phase of this study, enhanced aerobic bioremediation process was applied at site to enhance the BTEX decay rates. Air was injected into the subsurface near the mid-plume area to biostimulate the naturally occurring microorganisms for BTEX biodegradation. Field results showed that enhanced bioremediation process caused the change of BTEX removal mechanisms from anaerobic biodegradation inside the plume to aerobic biodegradation. This variation could be confirmed by the following field observations inside the plume due to the enhanced aerobic bioremediation process: (1) increased in DO, CO2, redox potential, nitrate, and sulfate, (2) decreased in dissolved ferrous iron, sulfide, and methane, (3) increased total heterotrophs and decreased total anaerobes. Field results also showed that the percentage of total BTEX removal increased from 92% to 99%, and the calculated total BTEX first-order natural attenuation rates increased from 0.0092% to 0.0188% per day, respectively, after the application of enhanced bioremediation system from the spill area to the downgradient area (located approximately 300 m from the source area).     

石油污染土壤生物修复的中试系统构建与运行效果

构建了石油污染土壤生物修复中试系统,考察了中试规模下石油烃生物降解效率、矿化过程在生物降解中的作用.揭示生物修复过程中的系统微生物特性及其降解活性的关系,为现场污染土层生物修复工程评价和关键技术参数选择提供技术依据.结果表明,经过93d的运行,石油烃去除率达25.8%,其中典型轻质组分烷烃生物降解率最高,可达43.12%.中试系统运行稳定后,与现场调研的土壤微生物相比,其数量提高了1个数量级,活性提高了1.5倍.     

酵母菌-细菌联合修复石油污染土壤研究

采用室内模拟方法研究热带假丝酵母菌(Candida tropicalis)和粪链球菌(Streptococcus faecalis)对石油污染土壤的联合修复,并监测修复过程中土壤脱氢酶活性、石油污染组分的变化. 结果表明:酵母菌-细菌混合菌剂在对石油烃的去除中表现出协同作用,连续培养32 d后混合菌处理组对总石油烃(TPH)的去除率达到29.9%,较单菌处理组高约50%;混合菌处理组脱氢酶活性高于单菌,并与石油烃去除率呈很好的相关性;前期低分子量烷烃降解效果明显,对于C15～C21的高分子量烷烃的降解效果主要在第32天时显现.      

温和预氧化提高后续生物修复石油污染土壤

为得到一种能促进后期生物阶段高效降解石油烃(TPH)的温和Fenton预氧化方式,本文考察了不同Fenton预氧化过程中羟基自由基(·OH)特征、后续生物修复过程中营养消耗、土著菌活性(CO_2)以及TPH去除量的差异,结果表明,温和Fenton预氧化组(·OH存在时间:73 h;双氧水浓度:225 mmol·L~(-1))中·OH存在时间短H_2O_2用量少,残余细菌活性高,后续对石油的生物降解率高,不加菌就能够达到与加菌相同的修复效果(TPH去除率38%左右).且在不加菌的条件下,后期生物阶段TPH去除率,温和预氧化组(38%)要高于普通预氧化组(15. 32%～33. 15%).进一步分析各链烃的去除效果,发现在后续生物修复阶段,温和预氧化组能减少对链烃组分(C17～C21)的抑制;而对比各组的土著菌活性,发现温和预氧化可以适当刺激土著微生物生长并提高其活性,这些因素均有利于TPH的去除.温和预氧化在后期生物修复阶段对TPH的去除不加菌就能够达到与加菌相同的处理效果,是一种低成本可行的修复方式.     

Investigation on removal pathways of Di 2-ethyl hexyl phthalate from synthetic municipal wastewater using a submerged membrane bioreactor

Highly hydrophobic Di 2-ethyl hexyl phthalate (DEHP) is one of the most prevalent plasticizers in wastewaters. Since its half-life in biological treatment is around 25 days, it can be used as an efficiency indicator of wastewater treatment plant for the removal of hydrophobic emerging contaminants. In this study, the performance of submerged membrane bioreactor was monitored to understand the effect of DEHP on the growth of aerobic microorganisms. The data showed that the chemical oxygen demand (COD) and ammonia concentration were detected below 10 and 1.0 mg/L, respectively for operating conditions of hydraulic retention time (HRT) = 4 and 6 hr, sludge retention time (SRT) = 140 day and sludge concentration between 11.5 and 15.8 g volatile solid (VS)/L. The removal efficiency of DEHP under these conditions was higher and ranged between 91% and 98%. Results also showed that the removal efficiency of DEHP in biological treatment depended on the concentration of sludge, as adsorption is the main mechanism of its removal. For the submerged membrane bioreactor, the pore size is the pivotal factor for DEHP removal, since it determines the amount of soluble microbial products coming out of the process. Highly assimilated microorganisms increase the biodegradation rate, as 74% of inlet DEHP was biodegraded; however, the concentration of DEHP inside sludge was beyond the discharge limit. Understanding the fate of DEHP in membrane bioreactor, which is one of the most promising and futuristic treatment process could provide replacement for conventional processes to satisfy the future stricter regulations on emerging contaminants.     

典型污染物包覆层中氯仿的沿程生物转化机制

为明晰氯仿（CF）在包覆层中的降解过程,构建了模拟覆盖层系统（SLCS）,并结合高通量测序技术首次系统分析了CF在SLCS中的沿程生物转化机制,结果表明,覆盖层可根据氧气含量分为有氧区（0~20cm）、缺氧区（20~40cm）和无氧区（>40cm）.高通量测序分析表明,有氧区的优势菌为甲烷氧化菌,其中I型菌Methylobacter（甲基杆菌属）及Ⅱ型菌Methylosinus（甲基弯菌属）居多,缺氧区甲烷氧化菌的相对丰度为13%左右,缺氧和无氧区中Anaeromyxobacter（厌氧粘细菌属）成为了优势CF厌氧降解菌.CF在有氧、缺氧和无氧条件下均有效降解.在缺氧和无氧区,CF经厌氧还原脱氯转化为二氯甲烷,部分二氯甲烷在Dehalobacter（脱卤素杆菌属）作用下产生乙酸盐、H₂和CO₂.在有氧区,其余二氯甲烷通过甲烷氧化菌共代谢降解.改变进气口通量发现,SLCS对甲烷的去除率与通量呈负相关关系（R²=0.80）,但甲烷氧化速率与通量呈正相关关系（R²=0.90）.与甲烷类似,SLCS对CF的去除率与进气口通量呈负相关关系（R²=0.86）,但降解速率与进气口通量呈正相关关系（R²=0.89）.此外,进气口通量的增加对CF好氧共代谢降解的促进作用大于厌氧还原脱氯降解.该研究对氯代烃类污染物的降解提供了新的基础,对该类污染物的原位生物修复提供了理论依据.     

辽河油田石油污染土壤的2阶段生物修复

建立了污染土壤预制床处理工程,对不同类型原油污染土壤分别进行堆腐处理,历时2个阶段,共运行210d.当稀油、稠油、特稠油和高凝油污染土壤中石油烃总量(TPH)为25.8～77.2g·kg^-1时,经过53d(为第1阶段)的运行,TPH去除率38.37%～56.74%.第2年(为第2阶段)继续处理156d,TPH降解率达到66.59%～80.96%.连续运行结果表明,污染土壤中易分解的石油烃污染物大部分在第1阶段得到降解,第二阶段降解率明显降低.     

污水生物处理中抗生素的去除机制及影响因素

环境中的抗生素污染日益严重,其诱导产生的抗生素抗性成为人类健康的重大威胁.通过对世界多地污水处理厂进、出水中抗生素浓度水平的文献调研汇总,发现当前的污水处理工艺不能实现抗生素的有效去除.吸附和生物降解是污水中抗生素的主要去除途径,因此本文深入地分析了吸附的作用机制和不同种类抗生素吸附程度的差异;从生物降解性能、降解菌和降解产物等方面分析抗生素在污水生物处理过程中的生物降解作用;分析讨论了水力停留时间、污泥停留时间、温度和工艺选型(传统活性污泥法、膜生物反应器和生物脱氮工艺)等污水生物处理工艺的运行条件对吸附和生物降解途径的影响,进而解析对抗生素去除效果的影响.菌群组成、生长基质供应情况和微污染物共存情况等因素对污水生物处理中抗生素迁移转化的影响需要更深入地研究.     

多环芳烃及其衍生物在SBR/MBBR工艺中的分布与去除

多环芳烃(PAHs)是一类重要的持久性有毒有机污染物,而其衍生物SPAHs的毒性更高.通过对青岛市城阳污水处理厂采样,分析在其SBR/MBBR工艺中16种PAHs及硝基PAHs(NPAHs),甲基PAHs(MPAHs)以及氧基PAHs(OPAHs)的分布与去除.结果表明,16种PAHs及13种SPAHs均有检出,进水中,PAHs与SPAHs的总质量浓度分别为3 835. 14 ng·L~(-1)与6 889. 46 ng·L~(-1),其浓度远远高于其他地区的污水处理厂.在出水中,PAHs与SPAHs的总质量浓度为1 148. 18 ng·L~(-1)与1 724. 57 ng·L~(-1),去除率分别为70. 06%与74. 97%,可见SBR/MBBR工艺能有效去除PAHs与SPAHs.水相中PAHs的去除主要是针对低环多环芳烃(LMW-PAHs)的生物降解;而颗粒相中PAHs的去除主要依靠初沉池对LMW-PAHs的吸附沉淀以及生物单元对高环多环芳烃(HMW-PAHs)的生物吸附.对于SPAHs,MPAHs去除效果最好,去除率达89. 15%,颗粒吸附以及生物降解是其主要的去除机制;其次是OPAHs,去除率为63. 36%,在水相中主要依靠一级处理的颗粒吸附去除,在颗粒相中则主要在二级处理的生物吸附去除; NPAHs的去除率为48. 85%,主要在生物池中去除. SPAHs在SBR/MBBR工艺中的去除机制不尽相同,污水处理厂应根据不同处理工段PAHs与SPAHs的分布特征采取相应控制措施,而污泥中富集的PAHs与SPAHs远高于出水的排放量,因此,还应加强污泥中PAHs与SPAHs的管理.     

Biodegradation of beet molasses vinasse by a mixed culture of micro organisms: Effect of aeration conditions and pH control

Upon aeration, the mixed microbial SCD ProBio OriginalTM culture may be used as the first stage in a two- or multi-stage system for the biodegradation of beet molasses vinasse.