SBBR法处理浮选药剂苯胺黑药的影响因素

为考察浮选药剂苯胺黑药的生物降解性能,采用序批式生物膜反应器(SBBR)研究其降解苯胺黑药废水的能力,探讨曝气量、pH和填料填充率对苯胺黑药去除效果的影响。结果表明:经过70 d的培养驯化,反应器成功启动;SBBR在曝气量9 L·min~(-1),pH在7,填料填充率30%时,降解效果达到93.09%;除此以外,葡萄糖和乙酸钠作为外加碳源且投加比例不同,对降解效果产生了显著的促进或抑制作用。     

序批式气升环流反应器处理硝基苯废水

采用序批式气升环流反应器(SAR)处理硝基苯废水,研究了硝基苯浓度和COD/N对处理过程的影响,分析了缺氧段COD和硝基苯降解动力学。结果表明,硝基苯在缺氧段被还原为苯胺,而苯胺在好氧段得到快速降解。硝基苯与基质(葡萄糖-COD)最佳质量比为1∶35~1∶25,该条件下反应器对硝基苯和COD去除率分别可达99%~100%和92%~94%。由于受传质限制,进水需要维持106 mg/L的氨氮(葡萄糖-COD/N比值为100∶10)以满足缺氧段微生物对氨氮的营养需要。缺氧段COD的降解符合二级动力学,反应速率常数k2为2.7×10-4L·mg/h;硝基苯的降解符合一级动力学,反应速率常数k1为0.14 h-1。研究表明,序批式气升环流反应器可作为一种简单而有效的反应器用于处理硝基苯废水。     

HRT对UASB厌氧反硝化脱氮的影响

在反硝化脱氮的影响因素方面,研究多集中在碳源种类和碳氮比(C/N)2个方面,而对水力停留时间(HRT)的影响很少有报道。采用UASB作为厌氧反硝化反应器,进水NO_3~--N为50 mg·L~(-1),C/N比固定为1.5,分别以葡萄糖和乙酸钠作碳源,研究HRT对反硝化效果的影响。结果表明:当外加碳源为葡萄糖时,最佳HRT为6 h,此时NO_3~--N和TN的去除效果最好,去除率分别为79.5%和63.8%,出水NO_2~--N和NH_4~+-N浓度分别为4.69 mg·L~(-1)和2.22 mg·L~(-1);当外加碳源为乙酸钠时,最佳HRT为4 h,对应的NO_3~--N和TN去除率分别为99.0%和91.4%,出水NO_2~--N和NH_4~+-N浓度分别为3.08 mg·L~(-1)和0.47 mg·L~(-1)。HRT对反硝化效果有显著影响,且跟碳源种类有关。HRT会影响反硝化菌、反硝化异化还原成铵(DNRA)细菌和其他异养菌之间的平衡。     

低温UASB处理青霉素综合废水及动力学分析

采用逐步降温法启动上流式污泥床反应器(UASB)并对其过程做动力学分析。UASB反应器采用逐渐提高进水COD负荷的方式在25℃进行启动,当COD去除率达到70%完成启动。启动完成后,降低温度运行反应器,在20℃时COD的去除率达到65%左右。在25℃条件下,出水氨氮浓度增加,总氮浓度有增加趋势,随后出水总氮浓度降低;在20℃负荷提高和稳定时期,出水的氨氮浓度逐渐降低,总氮浓度逐渐升高。建立低温条件下厌氧处理高浓度有机废水的动力学模型,分析结果看出20℃运行阶段的基质比降解速度高于25℃阶段基质比降解速度,在20℃条件下厌氧污泥活性最大,污泥性能最佳。推测原因,可能是由于25℃时进水浓度较高,且废水中含有大量抑制性物质(1.1 mg·L~(-1)),较大影响了微生物的降解速率、而在20℃时进水浓度降低,废水中的抑制性物质也有所降低,为0.75 mg·L~(-1)。     

不同基质共代谢降解2,4,6-三硝基苯酚的研究

以葡萄糖、可溶性淀粉、乙酸钠和苯酚作为共基质，通过35℃恒温生化培养箱缺氧驯化污泥，间歇恒温振荡试验研究了在不同共代谢基质条件下，2,4,6-三硝基苯酚（TNP）的缺氧降解性能。结果表明，经过驯化的微生物加入葡萄糖和苯酚作为碳源，在TNP∶苯酚∶葡萄糖为10∶3∶100的比例下，TNP生物降解率可以从不加碳源时的31.2%提高到86.6%；不同共基质条件下TNP的降解均符合一级反应动力学方程，反应速率常数大小依次是K_苯酚＜K_葡萄糖＜K_{葡萄糖+苯酚}，其中葡萄糖和苯酚同时作为共基质时TNP降解速率常数最大为0.019 h^-1。     

碳源种类对农村污水反硝化过程脱氮效果的影响

针对农村污水普遍存在碳源不足的问题,研究了不同碳源种类对反硝化脱氮过程的影响。选用SBR,以乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖为碳源,分别控制COD∶N值为4.5、5、6.5、6.5,对反应器脱氮速率以及氮素指标变化规律进行了研究。结果表明:投加乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖时,其平均反硝化速率分别为0.050、0.031、0.034、0.026 g·(g·h)~(-1);有机物结构越复杂,意味着代谢过程越复杂,反硝化所需时间亦相对延长;投加乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖时,当硝酸盐基本被完全消耗时,分别于第50、70、70、70 min时反应器中亚硝酸盐积累量达到了最大值;以葡萄糖为碳源时,最大亚硝酸盐积累率为42.5%;而以乙酸钠和乙醇为碳源时,最大亚硝酸盐积累率次之,分别为23.2%和19.5%;以蔗糖为碳源时,最大亚硝酸盐积累率最小,仅为7.0%。以上研究结果可为低浓度农村污水处理过程中针对外加碳源种类的选择提供参考。     

脉冲进水对两级厌氧接触氧化法处理小型火车站污水的影响

根据小型火车站的特点,利用厌氧接触氧化工艺处理火车站公建污水。重点研究了进水方式对厌氧工艺处理小型火车站污水的影响,并进行了动力学模型分析。实验结果表明,在室温条件下,控制反应器HRT为24 h,脉冲强度为1.380 L·(m~2·min)~(-1),脉冲频次为24次·d~(-1),选取填料为块状海绵填料,保持进水及其他运行条件均相同的情况下,脉冲进水反应器的厌氧生物膜生物量较连续进水反应器高1.36 g·L~(-1),脉冲进水反应器的COD和总氮去除率分别比连续进水反应器的去除率高4%和3.7%。通过对厌氧生物膜反应器底物降解动力学的初步探究,得出了该反应器的相关降解动力学方程和常数。经验证,Monod模型能够较好地描述该厌氧生物反应器内基质降解的动力学行为,为小型火车站公建污水的处理提供了相对高效、科学的方法。     

两级自养反硝化实现垃圾渗滤液的深度脱氮

针对目前生物工艺难以解决垃圾渗滤液深度脱氮的问题,探究了短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化(两级自养)工艺处理高氨氮、低C/N比垃圾渗滤液的脱氮效果。结果表明,当进水垃圾渗滤液中氨氮平均浓度为2 560 mg·L~(-1),COD值为4 000～5 000 mg·L~(-1)时,经过短程硝化反硝化-厌氧氨氧化处理后,总氮去除负荷可达1.19 kg·(m~3·d)~(-1)、总氮去除率可达93.1%(出水TN=176.3 mg·L~(-1))、COD去除率可达52.2%。但是,厌氧氨氧化反应器出水中NO_x~--N浓度为154.5 mg·L~(-1),仍未达到我国生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理排放标准(TN≤40 mg·L~(-1))。在厌氧氨氧化反应器之后串联硫自养反硝化,整体工艺最终出水NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N平均浓度分别为1.9、0.6、9.7 mg·L~(-1),TN≤15 mg·L~(-1),进水总氮去除率为99.5%。在短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化两级自养深度脱氮反应系统中实现了垃圾渗滤液深度脱氮。     

碳源类型及进水量分配对CMICAO工艺脱氮除磷的影响

研究了分别以葡萄糖和乙酸钠为碳源时多点交替进水阶式A2/O(CMICAO)工艺氮磷的去除效果,以及在不同进水C/N比时各进水量分配对脱氮除磷效果的影响.结果表明,在相同的进水COD浓度下,乙酸钠比葡萄糖更适合作为碳源,更能提高脱氮除磷效率.以葡萄糖为碳源时,COD为200 mg/L、C/N比为5、缺氧池与厌氧池进水配比为1∶2时,出水COD、TN、氨氮和TP浓度分别为28.5、10.8、2.1和0.5 mg/L,均达到国家一级A排放标准.若采用葡萄糖作为碳源,投加量以使进水C/N比为5～7.5为宜,外加碳源时缺氧池与厌氧池进水分配比可统一采用1∶1.     

不同乙酸钠浓度对UASB中颗粒污泥形成的影响

以污水处理厂厌氧消化池厌氧污泥作为接种物,采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB),分别以不同配比的葡萄糖和乙酸钠为进水,考察厌氧颗粒污泥形成的特性。葡萄糖与乙酸钠进水COD浓度始终保持1∶1所形成的颗粒污泥其沉降性、产甲烷活性等均明显优于乙酸钠进水浓度始终为500 mg COD/L的颗粒污泥。结果表明,不同碳源配比的进水条件下形成的颗粒污泥性能及对废水处理能力存在显著差异。     

不同共代谢基质下四氯乙烯厌氧生物降解研究

分别用葡萄糖、乳酸盐和醋酸盐作为驯化好的厌氧污泥的共代谢基质 ,对四氯乙烯 ( PCE)的降解进行研究。结果表明 ,PCE是通过还原脱氯发生生物降解的。实验的回归结果表明 ,反应均符合一级动力学方程 ;反应速率常数的大小依次为 k乳酸盐 >k葡萄糖 >k醋酸盐 ;以乳酸盐作为共代谢基质时 ,PCE的降解速率较快 ,在实验条件下乳酸盐是最合适的共代谢基质     

共代谢基质强化微生物修复四氯乙烯污染地下水

针对微生物修复地下水中四氯乙烯(tetrachloroethylene,PCE)周期长的问题,通过添加共代谢基质强化微生物修复技术以提高修复速率。以某污水处理厂的厌氧活性污泥为菌种来源,采用振荡培养法进行PCE高效降解菌群的驯化和筛选,对微生物降解PCE的温度、初始pH和PCE初始浓度3种影响因素进行了条件优化;使用甲醇、乙醇、葡萄糖、酵母浸膏以及乳酸钠作为共代谢基质,研究了不同共代谢基质条件下微生物群落对PCE的降解规律,并建立了反应动力学模型。结果表明:在种水平上,梭状芽孢杆菌Clostridium sp. FCB45是优势菌种;PCE初始浓度为1 mg·L-1,pH在中性,温度为30℃,共代谢基质为酵母浸膏时,微生物群落的降解效果最好,PCE降解率可高达96.75%,降解速率常数最高可达0.327 d-1;添加共代谢基质强化的微生物降解过程全部符合一级反应动力学模型。添加共代谢基质的微生物实验结果表明,添加共代谢基质可以有效缩短微生物修复周期,对污染地下水的原位生物修复具有一定的参考价值。     

低碳氮比对生物膜-电极反应器反硝化的影响

以乙酸钠作为碳源,给阴阳极外加2V的直流电压,考察了不同低C/N对连续运行的生物膜-电极反应器反硝化的影响。结果表明,当C/N从1.5∶1减少到0.8∶1时,生物膜-电极反应器NO-3-N去除率从99.5%下降至64.1%,出水NO-3-N的浓度从0.27mg/L增加到17.96mg/L,出水NO-2-N的浓度从0.24mg/L增加到2.6mg/L,出水NH+4-N浓度从4.93mg/L下降至3.35mg/L。当C/N为1.5∶1时,生物膜-电极反应器的自养反硝化率仅为8.0%,当C/N降至1∶1时,自养反硝化率增加至30.4%,然而,当C/N从1∶1进一步降低至0.8∶1时,自养反硝化率却从30.4%下降至21.8%。各C/N条件下,生物膜-电极反应器出水的SCOD浓度均高于对照生物膜反应器。生物膜-电极反应器的自养反硝化率与其出水pH呈正相关。     

以不同底物和苯胺为燃料的微生物燃料电池的产电特性

通过构建空气阴极型双室微生物燃料电池,研究了以500 mg/L苯胺作为唯一燃料以及苯胺和不同底物共基质时MFC对苯胺的降解特性及MFC的产电性能。结果表明,在外电阻1 000Ω,以500 mg/L苯胺为唯一燃料以及500 mg/L苯胺分别和500 mg/L乙酸钠,葡萄糖和可溶性淀粉作为共同基时的MFC运行周期分别为3、3.4、4.6和5 d;最大输出电压分别为273、450、428和380 m V;输出功率分别为142、225、201和160 m W/m2。苯胺去除率分别为68%、85.8%、71%和65%。内阻分别为931、524、564和751Ω,COD去除率分别为68%、85%、72%和65%。库伦效率分别为1.8%、7.9%、6.6%和4.5%。MFC可以使用苯胺作为唯一燃料,且当添加的基质不同时,MFC产电性能以及苯胺降解状况有所不同。利用MFC可以使苯胺高效快速降解的同时实现稳定的电压输出。     

废水中苯胺的好氧共代谢降解实验研究

微生物共代谢是废水中难降解性有机物生物降解的重要方式.比较了在以苯胺溶液作为惟一碳源与能源和有共代谢底物存在下苯胺的降解过程.结果表明,共代谢显著地提高了苯胺的降解率,在32℃恒温条件下、利用葡萄糖作生长基质、且与苯胺的质量比为1:6、72 h后,苯胺的降解率最高可达75.6%.再加人蛋白胨做氮源后,苯胺的降解率可提高到82.9%,COD的去除率达55.4%.     

强化循环厌氧反应器(SCAR)处理碱减量废水的启动特性

强化循环厌氧反应器(SCAR)接种厌氧颗粒污泥后启动,在固定外回流比R=0.5、HRT=24 h条件下,研究SCAR处理碱减量废水的运行特性。经过6阶段60 d的启动运行,反应器对COD的去除率稳定在42%左右,反应器出水VFA浓度基本维持在约300 mg·L~(-1),反应器沿高度方向对污染物降解出现了较明显的功能区划。反应器2号取样口污泥脱氢酶活性最高、3号取样口浓度最低,脱氢酶活性最高为5.16 mg·(g·h)-1(以VSS计),系统污泥辅酶F420浓度基本为逐渐增加趋势,启动完成时辅酶F420浓度最高稳定在0.016 7μmol·g-1(以VSS计)。SCAR对碱减量废水中不同分子量有机物贡献的COD和UV254表现出不同的去除规律,实验条件下SCAR无法实现对苯系物的彻底降解。     

AnMBR/A/OMBR处理焦化废水的运行条件优化与运行效果

采用厌氧膜生物反应器/缺氧/好氧膜生物反应器(An MBR/A/OMBR)处理某焦化厂实际焦化废水,通过优化运行参数使该工艺达到最佳运行工况,并考察最佳运行条件下系统长期稳定运行的处理效果。结果表明,向进水添加磷源能满足微生物的生长需求并促进脱氮过程,同时控制OMBR内的pH能较好地保证系统出水NH_3-N的去除率和稳定性。AnMBR/A/OMBR系统的最佳运行条件为:总HRT为61.3 h,进水TP浓度为(2.3±0.3)mg·L~(-1),OMBR内pH为(7.5±0.2)、DO为4~6 mg·L~(-1),回流比为2∶1。当系统进水COD、TOC、NH_3-N和TN的平均浓度分别为(1790±17)mg·L~(-1)、(447.3±9.1)mg·L~(-1)、(107.3±5.2)mg·L~(-1)和(221.9±5.6)mg·L~(-1)时,在最优条件下系统出水的平均浓度分别为(254±76)mg·L~(-1)、(53.8±3.2)mg·L~(-1)、(3.9±1.1)mg·L~(-1)和(70.0±8.8)mg·L~(-1),去除率分别为(85.7±0.9)%、(88.0±0.7)%、(96.4±1.1)%和(68.5±3.7)%。进水中Ⅰ、Ⅱ区芳香族蛋白质类似物和Ⅳ区溶解性微生物副产物的总和所占比例达88.5%,系统出水中Ⅱ区芳香族蛋白质类似物占40%,含量最高。     

进水碳氮磷比对反硝化除磷效果及碳源转化利用影响

厌氧/缺氧序批式活性污泥反应器中,以乙酸钠为单一碳源培养反硝化聚磷菌,考察了碳氮磷比对反硝化除磷效果及碳源转化利用的影响。结果表明:(1)进水有机碳源的浓度直接影响厌氧段磷的释放。进水碳氮磷质量比为20∶6∶1时,系统反硝化除磷效果最佳,去除氮磷所需的耗氧有机物最少,磷酸盐和总氮去除率分别达到98.1%和98.8%。(2)胞内聚β-羟基丁酸(PHB)的积累和消耗与COD的降解、糖原质的合成有良好的相关性。进水COD越高,厌氧段PHB的储存量越大,合成1.0mg/g的PHB约需要降解5mg/L的COD。缺氧段PHB为反硝化除磷提供能量并再合成糖原质,生成0.63mol的糖原约需要消耗1mol的PHB。     

共基质型微生物燃料电池降解偶氮染料与产电

通过构建一个双室微生物燃料电池,以葡萄糖-偶氮染料(甲基橙)混合物为基质,探讨甲基橙初始浓度以及pH对甲基橙在阳极室中同步脱色和产电性能的影响。结果表明,当葡萄糖浓度为1 000 mg·L~(-1),甲基橙初始浓度为300 mg·L~(-1),pH=7.00时,甲基橙脱色率在6 h已经超过了90.00%,且在1 000Ω外阻下最大输出电压能达到0.587 V。而厌氧对照下,脱色率仅为32.06%,MFC能显著提高脱色效果。从甲基橙降解前后紫外可见光谱扫描图上看出,甲基橙的脱色主要依赖于降解脱色而不是微生物的吸附,且脱色过程有中间产物生成。     

聚丙烯酰胺作为唯一碳源的好氧和厌氧生物降解

油田为提高原油采收率而采用聚合物驱油作业,产生的采出水中残留着阴离子型高分子质量聚丙烯酰胺(PAM)。废水中PAM和淀粉共存时PAM可发生碳链断裂和生物降解,然而以PAM作为唯一碳源的生物降解性还不清楚。利用好氧悬浮污泥和厌氧升流式反应器,分别处理PAM为唯一碳源的模拟废水(水力停留时间(HRT)为2 d,PAM浓度为200 mg·L~(-1)),结果表明,好氧反应器出水的PAM浓度和黏度均没有降低,同时运行84 d后污泥流失,造成系统崩溃。而厌氧反应器出水PAM浓度和黏度分别降为169.81 mg·L~(-1)和1.50 mPa·s,流场流分离耦合多维角度激光光散射分析发现PAM的分子质量从2.17×10~7Da降低到3.35×10~6Da,表明厌氧条件下可以利用PAM作为唯一碳源进行生物降解,并发生碳链断裂。延长HRT从2～8 d可以提高利用PAM作为唯一碳源的厌氧处理效果,出水分子质量进一步降低到1.60×10~6Da,同时黏度也从1.50 mPa·s降低到1.21 mPa·s。串联生物膜反应器也可以提高利用PAM作为唯一碳源的厌氧生物处理效果,在HRT为4 d条件下PAM的分子质量和黏度降低到1.87×10~6Da和1.26 mPa·s。