Biotransformation of nonylphenol ethoxylates during sewage treatment under anaerobic and aerobic conditions

Biotransformation of nonylphenol ethoxylates (NPEOs) during continuous anaerobic sewage treatment was compared with the aerobic treatment of sewage spiked with 23 μmol/L technical NPEOs over a period of 90 d. Immediate degradation of NPEOs was observed under both anaerobic and aerobic conditions, indicating that the enzymes and bacteria required for NPEO degradation existed abundantly in both aerobic and anaerobic sludge. Both treatments achieved high removal (＞92%) of the spiked NPEO9 mixture.Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analysis showed that short-chain NPEOs (NPEO1-NPEO3) accumulated in anaerobic (2.01-2.56 μmol/L) and aerobic (1.62-2.03 μmol/L) effluents, with nonylphenol (NP) (0.24-0.31 μmol/L) as another group of metabolites in the anaerobic effluent, and nonylphenoxy carboxylates (NPECs) (2.79-3.30 μmol/L) in the aerobic effluent. Significant accumulation of NP in the anaerobic sludge and NPEO1-3 in the sludge of two reactors was observed. These results indicated that it was difficult to control these harmful metabolites in the conventional treatment processes. Denaturing gradient gel electrophoresis profiles of sludge samples support the speculation that the NPEO degradation bacteria might be the dominant indigenous species.     

壬基酚和短链壬基酚聚氧乙烯醚在土壤中的降解研究

研究了壬基酚(NP)类内分泌干扰物在土壤体系和添加污水处理厂剩余污泥的土壤体系中的降解行为.结果表明,NP、壬基酚单氧乙烯醚(NPEO1)、壬基酚二氧乙烯醚(NPEO2)在土壤中的降解遵循一级动力学方程,其降解速率随温度升高而升高.30℃时,初始浓度分别为100、50和100 mg·kg-1的NP、NPEO1和NPEO2可在45 d内完全降解.相同条件下,土壤中NP的降解速率大于NPEO1和NPEO2.体系中添加污泥促进了NPEO1和NPEO2的降解,同时抑制了NP的降解.     

Seasonal variations in the concentration and removal of nonylphenol ethoxylates from the wastewater of a sewage treatment plant

In this study, we investigated the occurrence and fate of nonylphenol (NP), nonylphenol monoethoxylate (NP1EO) and nonylphenol diethoxylate (NP2EO) in a full scale sewage treatment plant, which applied an Anaerobic/Oxic process. Concentrations of NP, NP1EO and NP2EO in the wastewater were measured during the period spanning a whole year. The results showed remarkable seasonal variation in the concentrations of the compounds. The NPnEO compounds were most abundant in winter, with the total concentrations of influent NP, NP1EO and NP2EO ranging from 3900 to 7000 ng/L, 4000 to 4800 ng/L and 5200 to 7200 ng/L, respectively. Regarding the total removal efficiencies of the three types of short-chain NPnEO compounds, different trends were exhibited according to different seasons. The average removal efficiency of NP for the different seasons ranked as follows: winter > summer > autumn > spring; NP2EO concentrations decreased as follows: summer > autumn > winter > spring, while NP1EO concentrations reduced according to: spring > summer > autumn > winter. We also investigated the contribution ratio of individual treatment units in the A/O process, with the findings suggesting that the anaerobic treatment unit plays an important role in the elimination of short-chain NPnEOs from the wastewater.     

直链烷基苯磺酸钠在厌氧-缺氧-好氧污水处理系统中的迁移转化规律

研究了城市污水处理系统对直链烷基苯磺酸钠（LAS）的去除特性.在厌氧-缺氧-好氧条件下,进行了相应的序批式试验,确定了水相和泥相中LAS降解的动力学参数,建立了LAS在厌氧-缺氧-好氧状态下的去除动力学模型（考虑吸附作用）,并对模型预测的结果与实际测量值进行了比较.结果表明,在不同的泥龄下,LAS 在AAO系统中去除率达到99%,出水中只含微量的LAS（0～20　μg·L^-1）.厌氧池、缺氧池及好氧池LAS污泥吸附量分别为490～710、280～390、69～109　μg·g^-1.序批式动力学降解试验还表明,厌氧去除速率系数K_厌、缺氧的去除速率系数K_缺与好氧的去除速率常数的比值分别为0.67和0.71,说明在同一污泥系统的厌氧和缺氧条件下,LAS也能被较好的降解.模型得到的各池混合液出水中LAS的浓度模拟结果与实测结果符合较好(误差<8%).     

好氧颗粒污泥同时脱氮除磷实时控制的研究

为实现以厌氧/好氧方式处理生活污水常低温同时脱氮除磷好氧颗粒污泥(AGS)工艺的实时控制,研究了冬季低温条件下磷负荷变化对系统同时脱氮除磷的影响及DO、pH值和ORP的变化规律;并通过静态实验研究了同时脱氮除磷AGS中聚磷菌(PAO)的组成.结果表明,DO、pH值和ORP的特征点对应反硝化结束、厌氧放磷结束、吸磷结束以及硝化结束等阶段,可以作为AGS同时脱氮除磷的实时控制参数.同时脱氮除磷AGS中,以氧作为电子受体的PAO能够去除总磷酸盐的14.19%;以氧和NO3--N作为电子受体的PAO能够去除总磷酸盐的74.32%;以氧、NO3--N和NO2--N作为电子受体的PAO能够去除总磷酸盐的11.47%.在好氧条件下AGS可以实现同时硝化、反硝化、好氧吸磷和反硝化吸磷.     

间歇式生物反应器中PHACs的吸附降解性及动力学特性

利用间歇反应器考察了非那西丁(PNT)、吉非罗齐(GFZ)、咖啡因(CAF)、双氯芬酸(DCF)和胆固醇(CH)5种医药类污染物分别在厌氧、缺氧及好氧条件下的吸附与降解特性,并通过动力学拟合深入考察目标物的降解速率及所符合的反应级数.研究表明,PNT在4 h内就能得到100%的降解,GFZ与CH能通过吸附与降解得到部分或全部去除.好氧条件下目标物的泥水分配系数kp值与降解速率均高于缺氧与厌氧条件,好氧条件下CAF的去除率达到99%以上.5种目标物除PNT外都有不同程度的吸附,目标物的污泥吸附能力为CHDCFGFZCAF;动力学拟合结果表明,生物降解动力学一级反应速率PNTCAF,二级反应速率CHGFZ;DCF几乎不能被生物降解,但符合二级吸附动力学模型,其平衡吸附量最高可达总投加量的71%.     

A2/O污水处理工艺中基质转化机理研究

以实际污水培养驯化污泥的小试规模A²/O工艺为研究对象,对系统中基质的转化机理及硝态氮对基质转化的影响进行了批式试验研究.结果表明,在无硝态氮存在于厌氧环境的系统中,厌氧段消耗的COD有51%可被聚磷菌吸收并合成为聚羟基链烷酸(PHAs);缺氧和好氧条件下的比吸磷速率为3.87和6.54 mg/(g·h),利用单位PHAs的吸磷量(r_P/PHA)分别为0.38和0.78.而在有硝态氮存在于厌氧环境的系统中,厌氧段消耗的COD仅有30.8%可被聚磷菌吸收并合成PHAs,61.5%用于还原硝态氮;缺氧和好氧条件下的比吸磷速率为2.24和4.58 mg/(g·h),r_P/PHA值分别为0.35和0.77.同时,在这2个系统中厌氧阶段释放的磷和消耗的COD成良好的线性关系.硝态氮存在于厌氧环境会降低聚磷菌的厌氧释磷速率和效率,使PHAs的合成量减少,从而降低聚磷菌的缺氧和好氧吸磷速率,但并不会影响其吸磷能力.     

含氮杂环化合物吲哚的缺氧降解性能研究

以好氧、厌氧作为对比，研究了含氮杂环化合物——吲哚的缺氧生物降解性能。主要研究在缺氧状态下吲哚的生物降解性能、适宜N／C比、氮源的变化情况以及吲哚的缺氧降解途径。结果表明，缺氧反硝化状态下吲哚具有较好的生物降解性能。     

(AO)3SBR脱氮除磷试验研究

分别以人工配水和实际生活污水为研究对象,采用厌氧、缺氧、好氧多级交替序批式反应器,通过曝气时间、交替次数的调整对该系统的脱氮除磷效果进行了研究,最终将工艺确定为厌氧1.5 h→好氧1 h→缺氧1 h→好氧20 min→缺氧1 h一好氧20 min,即(AO)3SBR.结果表明,该系统无论对于人工配水还是实际生活污水的脱氮除磷效果都很理想,对COD、总氮、总磷的去除率可分别达88%、89%、99%和85%、75%、99.5%.同时发现以人工配水、实际生活污水为进水的系统利用单位质量COD合成PHAs量、释磷量有较大差别,但2个系统缺氧产能效率与其好氧产能效率的比例则很接近,分别为49%和50%.     

缺氧反硝化去除难降解杂环化合物吡啶研究

在实验室中，采用好氧、厌氧和缺氧间歇试验，研究焦化废水中一种难降解有机物--吡啶的生物降解性能。试验主要研究了在缺氧状态下吡啶的生物降解性能、适宜的N/C比、N源的变化情况等。研究结果表明，缺氧反硝化状态下吡啶的生物降解性能有显著的提高。     

Sorption of biodegradation end products of nonylphenol polyethoxylates onto activated sludge

IntroductionRecently ,nonylphenolpolyethoxylates (NPnEO (n :numberofethoxyunits(EOs) )havebecomeaproblematicissueforthereasonthatthesecompounds,animportantgroupofnonionicsurfactants ,havebeenusedwidelyinvariousindustriesasflocculants,dispersants,emulsifie…     

利用羟胺实现城市污水短程硝化最优投加点选择

模拟缺氧/好氧（A/O）模式运行的序批式活性污泥法（SBR）处理系统,探究利用羟胺实现城市污水短程硝化的投加点优化.批次实验发现,溶解氧存在会降低羟胺对亚硝酸盐氧化菌（NOB）抑制效果的（20±0.5）%.此外,相较于未经缺氧处理和延长缺氧时间（>15min）处理,缺氧时间为1~5min可提高NOB活性抑制率13%~25%.长期试验表明,在缺氧段末投加羟胺的短程硝化系统维持NO₂^--N积累率92%以上,而在好氧阶段投加羟胺的系统NO₂^--N积累率逐渐降低.qPCR分析证明,羟胺投加点为缺氧段末可在充分抑制NOB基础上,降低对氨氧化菌（AOB）的抑制作用,从而有利于AOB成为优势菌群结构.本研究为优化羟胺投加点和稳定维持短程硝化提供理论基础.     

好氧颗粒污泥处理高含盐废水研究

试验采用序批式摇床反应器(SSBR)在高含盐废水中利用不同类型接种污泥培养出了好氧颗粒.结果表明,好氧颗粒污泥能够有效处理高含盐废水并且具有很好的抗盐度冲击能力.当废水盐度小于10 g/L NaCl并且进水基质为葡萄糖时,利用好氧颗粒污泥处理该废水可以取得70.3%～97.6%的TOC去除率.当进水盐度达到35 g/L NaCl并且进水基质为难降解Vc废水时,利用好氧颗粒污泥处理该含盐废水能够取得与相同基质相同运行条件下淡水废水中相似的70%的TOC去除率.试验在含盐废水中得到了粒径为0.5～3 mm的好氧颗粒污泥,其沉降速度大大高于淡水对照组中得到的好氧颗粒污泥沉降速度.相对淡水对照组中好氧颗粒污泥,含盐废水中好氧颗粒具有污泥产率更低、污泥活性(OUR)更高、颗粒稳定性更好的优势.从不同接种污泥类型来看,好氧絮状污泥和厌氧颗粒污泥接种都能快速实现污泥好氧颗粒化,但絮状污泥接种实现好氧颗粒化所需的时间更短.另外,在相同运行条件下,接种好氧絮状污泥反应器取得的TOC去除效果优于接种厌氧颗粒污泥反应器,但厌氧颗粒污泥接种具有更强的抗盐度冲击能力.     

硝基苯好氧降解菌筛选及其降解特性

针对化学试剂厂和制药厂废水中的硝基苯,经菌源筛选与长期好氧驯化,分离到1株能有效降解硝基苯的菌株Bacillus subilis(枯草芽孢杆菌)。系统研究了其生长条件及降解硝基苯的特性,适宜生长条件: pH为5.0～8.0,温度为30～40℃,NH4Cl浓度为100～200 mg/L,在降解硝基苯的过程中有苯胺生成,这为含低浓度硝基苯废水的生物处理提供了新的途径,即不需要厌氧工艺而直接用好氧技术就可将废水完全无害化。      

控制BNR工艺好氧、反硝化除磷效果因素实验研究

以实验室动态生物营养物去除(BNR)工艺(BCFS)运行实验为基础,采用静态实验,研究了厌氧初始COD、碳源种类和反应时间对好氧吸磷和反硝化除磷效果的影响,同时将二者进行对比.实验结果表明,好氧吸磷效果随厌氧初始COD升高而增加.厌氧初始COD相同时,以葡萄糖为碳源的实验吸磷速率最快,4 h好氧反应后残余PO34-浓度最低;但以乙酸和丙酸为碳源的实验表现出更强的超量吸磷能力.缺氧条件下,常规反硝化细菌(OHO)引起的常规反硝化限制了本来就速率较低的反硝化除磷过程.当厌氧初始COD为400 mg·L-1时,以葡萄糖、乙酸和丙酸为碳源的实验中反硝化除磷占总除磷量的比例分别为46.12%、32.03%和21.96%.     

A2O-BAF工艺反硝化聚磷效果的影响因素

为了提高系统的反硝化除磷脱氮效率,采用静态试验考察了厌氧反应时间和厌氧段COD对A2O-BAF工艺反硝化聚磷效果的影响,同时对缺氧阶段反硝化聚磷量与脱氮量之间的关系进行了探讨.试验结果发现,在试验范围内,随着厌氧反应时间和厌氧段COD的增加,厌氧释磷量均增加,反硝化聚磷量,净聚磷量和硝氮去除量亦都随之增加,但是反硝化聚磷量与释磷量的比值基本维持不变.在2组8个不同的试验条件下,缺氧段反硝化聚磷量和脱氮量之间均呈现出良好的线性关系,系数为1.007~1.053,R2为0.992~0.997,反映了A2O-BAF系统中污泥的固有特性.     

序批式动态膜生物反应器工艺参数优化

采用序批式动态膜生物反应器处理模拟生活污水,讨论不同反应周期、处理水量及不同的好氧、厌氧时间比对污水的处理效果。结果表明：序批式动态膜生物反应器（SDMBR）在反应周期为6h,处理水量为18L时,COD,NH4^＋-N和TN平均去除率最高,分别达到92．0％,88．4％和70．9％,相同反应周期与处理水量条件下,好氧、厌氧时间比为4：2时,处理效果最佳,COD,NH4^＋-N和TN平均去除率分别达到90．0％和85．0％和69．0％;滤饼层对浊度有很好的去除效果,稳定运行时出水浊度可降至2NTU以下。     

Simultaneous denitrifying phosphorus accumulation in a sequencing batch reactor

In order to achieve simultaneous nitrogen and phosphorus removal in the biological treatment process, denitrifying phosphorus accumulation (DNPA) and its affecting factors were studied in a sequencing batch reactor (SBR) with synthetic wastewater. The results showed that when acetate was used as the sole carbon resource in the influent, the sludge acclimatized under anaerobic/aerobic operation had good phosphorus removal ability. Denitrifying phosphorus accumulation was observed soon when fed with nitrate instead of aeration following the anaerobic stage, which is a vital premise to DNPA. If DNPA sludge is fed with nitrate prior to the anaerobic stage, the DNPA would weaken or even disappear. At the high concentration of nitrate fed in the anoxic stage, the longer anoxic time needed, the better the DNPA was. Induced DNPA did not disappear even though an aerobic stage followed the anoxic stage, but the shorter the aerobic stage lasted, the higher the proportions of phosphorus removal via DNPA to total removal. Translated from Environmental Science, 2004, 25(6): 92–96 [译自: 环境科学]     

不同电子受体对无分子氧环境中苯微生物降解的影响

为了考察提供氧分子以外的其它电子受体时微生物对石油污染的修复效果,在缺氧和厌氧条件下,采用批式试验方法研究了活性污泥在供给硝酸盐、亚硝酸盐、EDTA铁盐或硝酸盐+EDTA铁盐条件下对苯的降解效果,探讨了这些电子受体对缺氧和厌氧微生物降解苯的影响以及这些电子受体之间的相互作用.结果表明:①在供给硝酸盐时,苯的生物降解作用、硝酸盐还原和亚硝酸盐暂时累积现象同时出现;②当供给亚硝酸盐时,苯的生物降解作用不明显;③在供给EDTA铁盐为电子受体时,苯的生物降解作用明显,亚铁盐浓度逐渐升高;④当同时供给硝酸盐和EDTA铁盐时,苯的生物降解作用明显.并且没有出现明显的亚硝酸盐和亚铁盐累积现象.这表明,同时供给硝酸盐和EDTA铁盐时,伴随苯的降解首先硝酸盐和铁盐还原产生亚硝酸盐和亚铁盐,随后亚硝酸盐将亚铁盐氧化为铁盐.氧化产生的铁盐又继续作为苯降解的电子受体来降解苯;铁离子和亚铁离子之间构成的氧化还原循环,从而促进了苯的缺氧降解和硝酸盐还原.     

模拟城市污水在厌氧、缺氧以及好氧反应器中的毒性削减研究

采用发光细菌法测定城市污水毒性,并研究了模拟城市污水分别在厌氧、缺氧、好氧条件下的毒性削减情况.试验采用人工配水,其中添加了甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、吲哚、吡啶、环己酮、苯丙酸7种有毒有机物.并用GC-MS检测上述有机物在不同生物处理过程中的降解情况及出水有机物的变化情况.结果表明,模拟城市污水经厌氧生物处理后毒性增大(HRT≤10h);缺氧生物处理对模拟城市污水的毒性略有削减;而好氧生物处理对模拟城市污水的毒性削减能力较强,效果明显.