Sulfide elimination by intermittent nitrate dosing in sewer sediments

The formation of hydrogen sulfide in biofilms and sediments in sewer systems can cause severe pipe corrosions and health hazards, and requires expensive programs for its prevention. The aim of this study is to propose a new control strategy and the optimal condition for sulfide elimination by intermittent nitrate dosing in sewer sediments. The study was carried out based on lab-scale experiments and batch tests using real sewer sediments. The intermittent nitrate dosing mode and the optimal control conditionwere investigated. The results indicated that the sulfide-intermittent-elimination strategy by nitrate dosing is advantageous for controlling sulfide accumulation in sewer sediment. The oxidation-reduction potential is a sensitive indicator parameter that can reflect the control effect and the minimum N/S (nitrate/sulfide) ratiowith slight excess nitrate is necessary for optimal conditions of efficient sulfide controlwith lower carbon source loss. The optimal control condition is feasible for the sulfide elimination in sewer systems.     

填料优化反硝化脱硫工艺系统的生物强化效果研究

在反硝化脱硫工艺体系内投加填料,进一步促进了菌剂的生物强化效果,实现了核心功能菌群的优化调控,提升了反硝化脱硫工艺体系的效能。研究发现:填料系统将单质硫的生成效能提升到对照组的1.5倍左右。无生物强化时填料表面生物膜中优势菌属为Pseudomonas和Azoarcus;填料和菌剂共同作用,可以将单质硫生成效能提升到对照组的2倍,此时生物膜优势菌属为Pseudomonas和Arcobacter,生物强化促进了硫氧化功能基因的表达。投加Pseudomonas sp.gs1进行生物强化,提升了填料表面生物膜的抗冲击负荷能力,系统经过冲击后单质硫生成率可以迅速恢复。     

Town-scale microbial sewer community and H2S emissions response to common chemical and biological dosing treatments

Controlling hydrogen sulfide (H₂S) odors and emissions using a single, effective treatment across a town-scale sewer network is a challenge faced by many water utilities. Implementation of a sewer diversion provided the opportunity to compare the effectiveness of magnesium hydroxide (Mg(OH)₂) and two biological dosing compounds (Bioproducts A and B), with different modes of action (MOA), in a field-test across a large sewer network. Mg(OH)₂ increases sewer pH allowing suppression of H₂S release into the sewer environment while Bioproduct A acts to disrupt microbial communication through quorum sensing (QS), reducing biofilm integrity. Bioproduct B reduces H₂S odors by scouring the sewer of fats, oils and grease (FOGs), which provide adhesion points for the microbial biofilm. Results revealed that only Mg(OH)₂ altered the microbial community structure and reduced H₂S emissions in a live sewer system, whilst Bioproducts A and B did not reduce H₂S emissions or have an observable effect on the composition of the microbial community at the dosed site. Study results recommend in situ testing of dosing treatments before implementation across an operational system.     

自养反硝化脱氮耦合沼气同步脱硫效能研究

污水深度脱氮问题日益突出,在实现污水深度脱氮的过程中尽可能降低运行成本更是符合目前我国的发展目标,因此,开发经济绿色的污水脱氮技术对可持续发展具有重大意义.本试验提出自养反硝化脱氮耦合沼气同步脱硫工艺,具有成本低,资源利用率高等优势.以沼气中的硫化氢作为电子供体,实现了污水中同步脱氮及沼气脱硫净化的耦合,并探究了上升流速、硫氮比对该工艺运行效能的影响.实验结果显示,以硫化氢代替硫化物作为电子供体参与反硝化,对工艺脱氮效能无明显影响,在低硝酸盐负荷条件下运行时,污水脱氮效能不受气体上升流速及硫氮比的影响,均能达到100%.而本工艺的脱硫效能受上升流速影响较小,受硫氮比影响较大.在不同上升流速下,硫化氢去除率均为100%.在硫氮比为5∶8时,硫化氢100%转化为硫酸盐;硫氮比为5∶5时,硫化氢去除率为99.1%,单质硫产率约为30%;硫氮比为5∶2,回流比为1∶1时,硫化氢去除率最高可达91%,单质硫产率为77%.本试验可为后续自养反硝脱氮同步沼气脱硫工艺参数优化及应用的拓展提供理论依据和参考.     

城市排水管道中硫化氢产气原因及影响因素分析

管道内的硫化氢气体可以引起管道腐蚀、恶臭、危害人体及动植物健康。硫化氢生成是一个物理、化学、生物作用的综合过程,其中有多种复杂反应交替进行。本文论述了城市污水管道中硫化氢的产生原因,包括参与反应的细菌及主要的反应过程。分析了影响管道内污水硫化氢产生的影响因素,对于工业、管道系统中生成的硫化氢产量的控制,可以通过控制这些反应的反应条件及反应物质来实现。     

污水管道中硫循环三阶段模型研究综述

污水在管道输送的过程中很容易出现厌氧环境,产生的硫化氢常引起恶臭、中毒和腐蚀等一系列问题。这些问题可归结为因硫元素在管道中不同相态间的迁移转化所致,该过程主要包括三个阶段：污水中硫化物的产生和扩散、硫化氢由液相到气相的逸散以及管壁上硫化氢的氧化进而引起混凝土等管道腐蚀。对这三阶段机理模型进行了归纳总结,最后在三阶段模型的基础上阐述了控制和预防硫化氢问题的方法,从而为污水输送系统的运行、管理和设计提供参考。     

硫自养反硝化颗粒表面与间隙微生物群落特征和基因分布

研究了单质硫颗粒自养反硝化柱中表面和间隙生物膜的微生物群落结构、功能基因和代谢途径等生物信息学特征.结果表明,硫颗粒表面生物膜的微生物菌群多样性低于间隙生物膜.氮代谢功能基因丰度差异较为显著,间隙生物膜中硝酸盐和亚硝酸盐的胞外转运蛋白基因丰度远高于表面生物膜,分别为0.0792%、0.109%与0.0157%、0.0314%.对于还原性反硝化代谢,表面生物膜的总基因丰度却明显低于间隙生物膜,分别为0.367%、0.406%.此外,参与反硝化过程的基因丰度明显不同,特别是将NO₃^-还原成NO₂^-以及将N₂O还原成N₂过程中的基因.对于硫代谢,没有观察到明显的差异.APS (硫酸腺苷)氧化是将SO₃^2-氧化为SO₄^2-的主要途径,其基因丰度远远高于直接氧化途径,分别为0.137%与0.0005%(表面)、0.138%与0.0007%(间隙).结果表明,在单质硫自养反硝化过程中,间隙生物膜与表面生物膜中的微生物存在合作关系,协同促进硫自养反硝化脱氮过程.     

固体纤维素类废物作为反硝化碳源滤料的比选

以棉花、稻草、稻壳、玉米芯这4种农业废弃物作为反硝化碳源和微生物载体,通过对静态释碳数量和质量、长期脱氮效果以及生物附着性能等方面的比较,旨在优选出适于再生水反硝化深度脱氮生物滤池的固体纤维素碳源滤料.结果表明,玉米芯初期可溶性有机物较多,易于微生物的附着和繁殖生长;且比其它3种碳源表现出更好的长期反硝化效果,2.5 g玉米芯在46 d累计去除了284.544 g的硝氮;棉花、稻草前期处理效果较好,但长期反硝化能力不如玉米芯;稻壳的处理效果最差,几乎不能被微生物有效利用.因此,玉米芯更适用于再生水反硝化深度脱氮滤池的碳源滤料.     

城市排水管道内污染物迁移转化规律研究进展

城市排水管道内污染物随水流沿程降解转化,是造成管道腐蚀、有毒有害气体产生的重要原因,掌握污染物的迁移转化规律,对于优化排水系统运行、改善管网周边环境具有重要意义.在阐述污水和沉积物两相污染特性的基础上,着重综述了管道内污染物的迁移转化规律:①常量污染物（如氮、磷、硫）在管道内好氧-厌氧交替的条件下沿程降解释放,微量污染物难以完全降解,多发生形态结构变化或由水相向沉积相中迁移.②管道生物膜对污染物的降解转化起主导作用,管道内高基质浓度环境和水流冲刷作用为生物膜稳定状态的维持创造了有利条件.③污染物迁移过程中,气体的产生受有机物浓度、温度、水力停留时间及流速的影响,应结合管道内实际污染物的组成情况采用相应的有害气体控制措施.在污染物迁移转化规律研究中,模型模拟是重要的研究方法,现有模型多从生化反应过程和水力学的角度切入,随着人工智能等新兴技术逐渐应用于管道建模,模型的精确度不断提高.建议今后加强污染物在管道内污水、沉积物、空气三相间迁移转化规律的研究,尤其是针对微量污染物的研究应广泛开展;在实际应用中,应在全面分析管道内污染特性的基础上,实施针对性的污染物抑制策略,建立符合本地特征的污染物迁移转化模型.      

生物脱硫机理及其研究进展

生物脱硫是８０年代发展起来的常规脱硫替代新工艺，通过微生物菌群的作用，可将硫化物转化成单质硫并回收，在生物脱硫过程中，氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或Ｈ２Ｓ。然后再经生物氧化过程生成单质硫，才能去除。该文着重介绍了光合细菌和无色硫细菌的脱硫机理及其影响因素，光合细菌脱硫，由于条件苛刻，研究进展不大，仍处于分批试验或实验室小试阶段；无色硫细菌脱硫，近年来很活跃，并取得一些进展，已进