厌氧硫酸盐还原-氨氧化的研究

采用厌氧序批式反应器,在无机营养条件下培养历时354 d,成功实现了SO2-4和NH+4的同步生物去除。结果表明,提高进水的TN负荷有利于促进硫酸盐还原-氨氧化的发生,当进水TN负荷提高到120 mg/(L·d)时,对TN的平均去除速率和硫酸盐硫的平均去除速率达到了最大,分别为64.43 mg/(L·d)和44.82 mg/(L·d);在同步生物脱氮除硫前期生成了大量的NO-3-N,平均浓度为53.88 mg/L,远大于由Anammox反应生成的量,推测部分NO-3是直接由NH+4和SO2-4发生氧化还原反应生成。该体系中存在单质硫的自养反硝化,可以解释反应后期硫酸盐重生成的现象。     

悬浮填料生物膜反应器处理黑水的启动挂膜

采用自然挂膜法在低碳氮比的黑水中启动悬浮填料生物膜反应器,探讨了进水有机物和氨氮负荷率对挂膜启动的影响,分析了挂膜过程中溶解性化学需氧量(SCOD)、氨氮(NH+4-N)和总氮(TN)的去除转化规律及填料上附着生物量和填料生物相的变化规律。研究结果表明,在DO为1.5~2.5 mg/L、温度为(21±2)℃等条件下可快速(43 d)启动生物硝化挂膜,SCOD、NH+4-N和TN去除率分别可达到84%、62%和46%,单个填料上的生物膜量达到0.49 g/个。进水SCOD、NH+4-N负荷率明显影响硝化细菌在填料上的成膜和生物硝化效率。研究认为,进水SCOD、NH+4-N负荷率分别保持5.34g/(m2·d)、1.44 g/(m2·d)左右,能够促快速挂膜并获得良好的短程硝化和同步硝化反硝化效果。     

玉米芯为碳源铁屑协同生物麦饭石活化颗粒的硫酸盐还原动力学及其锰离子响应实验

利用聚乙烯醇和饱和硼酸,添加30%SRB污泥、5%玉米芯、2%铁屑和3%麦饭石包埋制备内聚营养源的SRB固定颗粒,将完全活化的SRB颗粒作为研究对象,探究活化颗粒对SO2-4反应动力学过程及其对高浓度Mn2+离子响应机制。结果表明:活化颗粒还原SO2-4的过程符合一级动力学模型,最大还原速率为94.88 mg/(L·h);高浓度Mn2+可抑制活化颗粒的p H提升能力,延缓碳源的水解速率及SO2-4的还原速率,而不会抑制水解过程并延长缓滞期,更不能降低最终去除效果。可见,以玉米芯为碳源的铁屑协同生物麦饭石颗粒处理煤矿酸性废水是有效并可行性的。     

蠡河底泥中氨氧化细菌复合菌群的富集和过程中群落结构的变化

从蠡河底泥中富集氨氧化细菌(AOB)复合菌群,研究富集AOB复合菌群不同培养阶段氨氮(NH+4-N)去除率及氨氧化速率,通过单因素法和响应面法(RSM)分析AOB复合菌群最大活性的富集条件,采用PCR-DGGE研究富集阶段Ⅱ和最大活性阶段AOB复合菌群的群落结构变化。实验结果表明,AOB复合菌群在富集阶段Ⅲ时,1.5 d内NH+4-N去除率达到95.9%,氨氧化速率达到4.16 mg/(L·h),AOB复合菌群的活性达到最大;富集培养最佳条件是,NH+4-N初始浓度(I-NH+4-N)为403.26 mg/L,p H为7.96,C/N为1.47∶1,温度为29.79℃,碳源为柠檬酸钠,AOB复合菌群氨氧化速率达最大,为10.63 mg/(L·h);2个实验阶段AOB复合菌群群落结构发生很大变化,共富集6株AOB菌株,属于Comamonas sp.,Acidovorax sp.,Rhizobium sp.和Diaphorobacter,编号LHA4是绝对优势菌株,属于Comamonas sp.,相似性为98%。     

腐殖填料生物滤池氨氮降解特征

根据腐殖填料生物滤池及石英砂普通生物滤池的氨氮去除效率、表面水力负荷及微生物量差异,比较两者氨氮降解速率及比降解速率,对腐殖填料生物滤池的氨氮降解特征进行分析。结果表明,在相同运行方式及外界环境下,腐殖填料滤池表面水力负荷数倍于石英砂普通生物滤池;腐殖填料生物滤池单位体积平均氨氮降解速率高达31.5 g NH4+-N/(m3.d),是石英砂普通生物滤池的5.4倍;腐殖填料生物滤池氨氮比降解速率为4.1×10-2μg NH4+-N/(g微生物碳.d),约为石英砂普通生物滤池的4倍。腐殖填料生物滤池能负载较高的生物量,抗堵塞性能较强,系统内特异微生物对氨氮降解能力较高,是一种优良的降解氨氮的生物滤池。     

溅水充氧生物滤池处理农村污水的研究

开发了一种处理农村污水的低能耗地埋式一体化溅水充氧生物滤池装置,通过拔风和溅水复合充氧技术实现了大幅度节能条件下的好氧生物处理.考察了在不同水力负荷及COD、NH4 -N容积负荷条件下本装置的处理效果,结果表明,在水力负荷小于10 m3/(m2·d)、COD及NH4 -N容积负荷分别小于0.3 kg COD/(m3·d)和0.08 kg NH4 -N/(m3·d)的条件下,可以取得较高的去除效果和良好的出水水质,COD、NH4 -N和TN的平均出水浓度分别为58.94 mg/L、2.78 mg/L和8.23 mg/L,平均去除率分别为51.7%、86.4%和70.6%.     

碳源种类对原位生物解偶联污泥减量系统效能影响

研究以SBBR为对象,考察碳源种类对原位生物解偶联污泥减量系统污泥产率和污水处理效能的影响。研究结果表明,在水温为25℃,挂膜密度为45%,负荷为4.0 kg COD/(m3填料·d),供气量为150 L/h,采用间歇曝气30 min/停曝30 min的方波供氧条件下,碳源种类对原位生物解偶联污泥减量系统效能影响显著。当进水有机质为葡萄糖时,系统污泥产率最小,为0.0292 kg MLSS/kg COD,分别比进水碳源为粪水、乙酸钠、淀粉时减少19.4%、64.8%和99.9%。碳源为葡萄糖时,系统出水COD、NH+4-N、TN分别为41、6.4和17.3 mg/L,可达标排放。     

拉西环/陶粒双层填料BAF运行效果及反冲洗研究

针对曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)反冲洗周期较短的问题,研究开发了拉西环/陶粒双层组合填料BAF工艺,并考察了其运行与反冲洗效果。结果表明,拉西环层对COD和SS具有明显的去除效果,去除率分别达到48%和52%;上部陶粒层0.6 m处可使NH+4-N浓度由23.8 mg/L下降至5.7 mg/L,硝化速率达到40.2 g NH+4-N/(h·m3);硝化菌比例随沿程逐渐增加,在0.4 m处已达95%左右。拉西环/陶粒双层填料BAF工艺运行良好,且可将系统反冲洗周期延长至16 d,反冲洗后可在较短时间恢复处理效果。     

人工湿地植物泌氧与污染物降解耗氧关系研究

实验采用静态水培方法研究了香蒲(Typha orientalis)、芦苇(Phragmites australis)和水葱(Scirpus validus)3种常见湿地水生植物潜在泌氧能力、去污效果,并对水生植物泌氧量与污染物降解耗氧量进行了计算分析,从而阐明湿地植物泌氧与污染物降解耗氧之间的关系。结果表明,3种植物泌氧能力由大到小依次为:芦苇香蒲水葱,其中,芦苇比放氧速率、面积泌氧率均最高,分别为3.36 mg O2/(g.d)和4.35 g O2/(m2.d)。植物对湿地系统中污染物的去除有重要影响,各植物系统COD去除速率在3.46~3.77 g/(m2.d)之间;NH4+-N去除速率在0.07~0.13 g/(m2.d);TN去除速率在0.25~0.27 g/(m2.d);TP去除速率均为0.09 g/(m2.d);均好于无植物空白系统。计算表明,各植物体系泌氧量在0.48~0.55 g O2/d之间;各植物体系COD、NH4+-N耗氧量在0.41~0.46 g O2/d之间;植物净泌氧量在0.02~0.12 g O2/d之间。植物泌氧量与COD、NH4+-N耗氧量呈显著正相关关系。若应用人工湿地处理城镇生活污水,各植物体系COD最大去除负荷在3.81~4.35 g/(m2.d)之间,NH4+-N最大去除负荷在0.83~0.95 g/(m2.d)之间,最大水力负荷在1.65~1.89 cm/d之间。     

冲厕污水生物处理技术研究

主要研究了复合生物技术对冲厕污水有机污染物和NH4+-N的去除效果。结果表明,在进水COD和NH4+-N负荷分别为1.2~1.4 kg COD/(m3.d)和0.10~0.11 kg NH4+-N/(m3.d)时,出水COD和NH4+-N稳定维持在15 mg/L和5 mg/L,达到国家中水回用相关标准,满足了循环冲洗水水质要求,根本上实现了冲厕污水源头治理和资源化。     

粉煤灰加气混凝土颗粒曝气生物滤池处理污水试验研究

在不同气水比、水力负荷条件下,应用粉煤灰加气混凝土颗粒曝气生物滤柱进行生活污水试验,结果表明,粉煤灰加气混凝土颗粒填料表面更易于形成硝化菌生物膜;兼顾处理效率与运行经济的最佳组合的气水比为2,水力负荷为30.72 m3/(m2·d).有机负荷保持在8.04～10.08 kg COD/(m3·d)之间,COD和NH3-N平均去除率分别达到74.2%和92%,出水COD、NH3-N平均浓度分别在60 mg/L和1 mg/L,达到GB18918-2002一级A标准,粉煤灰加气混凝土颗粒可以应用于曝气生物滤池处理污水工艺.     

海水生物滤器除氮性能及硝化动力学研究

生物滤器是封闭循环水养殖系统的关键水处理单元,主要用于去除水体中的氮化物。采用人工模拟海水养殖废水,在系统运行的水力停留时间为30 min,水温为14~25℃,pH为8.05~8.53条件下,对4种填料生物滤器的挂膜过程及其氨氮去除性能差异进行了实验研究,结果表明:在0.5 mg/L的进水氨氮浓度条件下,竹环、麦饭石、陶粒和塑料生物滤球4种填料生物滤器的最大氨氮去除速率分别为331.38、425.73、310.38和128.24 mg/(m3.h),竹环填料滤器的出水亚氮较低,小于0.07 mg/L,麦饭石和陶粒填料滤器的出水亚氮较高,峰值分别达0.28 mg/L和0.13 mg/L;从除氮性能、造价、能耗等方面综合考虑,竹环填料的性能优于其他3种填料。研究了竹环填料生物滤器处理海水养殖废水的硝化动力学特性,实验结果表明:用Monod方程能够很好地表达养殖废水处理的硝化动力学,并用积分法求得反应动力学常数:最大氨氮去除速率Vmax=1 828.70 mg/(m3.h),半饱和常数Ks=0.3916 mg/L,且R2=0.9752。经过模型验证,建立的动力学方程能预测实际状况。     

漂浮植物塘处理农村分散生活污水的强化措施研究

利用漂浮植物与园沟宅河构建漂浮植物塘,配合化粪池处理农村分散生活污水,对改善水乡地区农村水环境质量具有重要意义。针对自然条件下的漂浮植物塘对NH4+-N等污染物的去除速率较低的局限,考察了曝气和搅拌等人工强化措施对提高漂浮植物塘净化效果的作用。结果表明:(1)曝气和搅拌可显著提高模拟漂浮植物塘中NH4+-N的去除率,但是不能改善TN的去除效果。(2)只要保证一定的DO,曝气方式对NH4+-N的去除效果影响不大。(3)模拟化粪池出水以接近连续流方式进入模拟漂浮植物塘,在平均DO大于2mg/L、水温20℃左右的条件下,停留时间为7d,NH4+-N能达到良好的硝化效果,持续运行没有发生NH4+-N积累。进水NH4+-N平均负荷为1.6g/(m2.d)下,曝气模拟漂浮植物塘出水NH4+-N平均值均可达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅴ类标准(2.0mg/L)。     

青萍生长特征及其对受污染河水的修复效果

以浮萍优势品种青萍（Lemna minor）为研究对象,开展受污染河水修复。分析了青萍在不同营养盐浓度条件下的生长特征,探讨了青萍对受污染河水的修复效果。在表面积为0.0095 m2的限制空间条件下,青萍在1、2和5 mg总氮（TN）/L营养液中的生长特征都能较好地服从Logistic生长模型,受制约的临界鲜重（FW）分别为1.20、1.36和1.36 g;青萍对受污染河水中氮磷污染物具有较好的去除效果,氨氮（NH＋4-N）的平均去除率、平均去除量和平均去除速率分别为56.87%、1.22 mg/d和0.0466 mg/（g FW·h）,正磷酸盐（PO3-4-P）的平均去除率、平均去除量和平均去除速率分别为66.95%、0.25 mg/d和0.0088 mg/（g FW·h）。根据相关性分析,进水NH＋4-N和PO3-4-P浓度与其对应去除量之间极显著相关;青萍FW与NH＋4-N去除速率之间显著负相关,但与PO3-4-P去除速率之间不存在显著相关性;NH＋4-N进水浓度与去除速率相关性不显著,但PO3-4-P进水浓度与去除速率显著正相关。     

铁屑耦合生物麦饭石的PRB系统修复含铬酸根与硝酸根地下水

针对污染地下水中铬酸根和硝酸根迁移速度快,可渗透反应墙(PRB)常规活性材料修复效果差等问题,以铁屑、麦饭石和硫酸盐还原菌(SRB)为活性材料,构建4组耦合PRB动态柱修复地下水中Cr(Ⅵ)和NO-3-N。结果表明,4#(铁屑、麦饭石和SRB)柱修复效果较1#(麦饭石)、2#(铁屑、麦饭石)和3#(麦饭石和SRB)柱好,且稳定,对Cr(Ⅵ)和NO-3-N平均去除率分别是97.7%和97.34%,可见,以铁屑、麦饭石和硫酸盐还原菌为活性材料的耦合PRB系统修复地下水中Cr(Ⅵ)和NO-3-N具有有效性与可行性。     

地下水中二价锰对成熟石英砂滤层去除氨氮的影响

在中试条件下,考察了地下水中二价锰离子(Mn~(2+))对成熟石英砂表面滤膜去除氨氮(NH+4-N)的影响。结果表明,当进水Mn~(2+)浓度不大于3.5 mg·L~(-1)时,NH+4-N去除率随进水Mn~(2+)浓度增大而增大。相应地,Mn~(2+)的存在使得进水NH+4-N的浓度上限由2.51 mg·L~(-1)提高到2.83 mg·L~(-1),且NH+4-N和Mn~(2+)可实现同步去除。此外,进水Mn~(2+)的存在((2.1±0.1)mg·L~(-1))使得去除NH+4-N所需要的温度下降,这说明Mn~(2+)对石英砂表面复合氧化膜催化NH+4-N氧化具有一定的促进作用,从而提高了NH+4-N在滤柱中的去除速率。     

Fe^0钝化膜的生物还原及其脱氮除磷

微生物的异化Fe（Ⅲ）还原是一种能够利用Fe（III）作为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程。结合这一特性，考察了在兼性厌氧／严格厌氧条件下Fe^0钝化膜作为Fe（111）源时的生物还原能力以及对N、P等营养元素的去除效果。结果表明，严格厌氧条件下微生物异化Fe（Ⅲ）还原能力较好，富集培养至7d，累计Fe（II）浓度达到最大，最大产生速率为98．69mg／（L·d），同时TP去除率高达97．1％以上。而体系对NH4-N、TN的去除相对滞后，培养至13d，去除率开始增大，最终分别达到86．6％和76．1％。这为装填有海绵铁＋聚氨酯泡沫载体的SBBR中填料的原位再生问题提供了解决思路。     

Biostyr曝气生物滤池处理城市污水的沿程生化特性

青岛市麦岛污水处理厂采用曝气生物滤池(BAF)处理城市污水,以稳定运行的Biostyr为研究载体,考察滤池COD、NH3-N、SS和细菌数量等生化特性的沿程变化.结果表明,在气水比为4∶1～5∶1、进水COD负荷为2.5 ～3.7 kg/(m3·d)、进水NH3-N负荷为0.18～0.57 kg/(m3·d)时,滤池对COD的降解主要在150 cm填料以下处,COD的去除率可达58.9％;NH3-N去除率沿滤柱高度的变化与COD有所不同,在100 cm以下填料处,NH3-N的去除率仅为3.6％,在100 ～350 cm填料之间,NH3-N的去除率增加迅速,可达56.1％;对SS的去除主要发生在100 cm填料以下,去除率达51.7％.     

生物沸石滤池处理富营养化水体的挂膜实验

采用上向流生物沸石滤池处理富营养化水体,考察了挂膜阶段(前30 d)滤池对浊度、COD和TP等的去除效果,重点研究了系统中各形态氮素(NH4+-N、NO2--N、NO3--N和TN)的变化情况。结果表明,对于富营养化水体,生物沸石滤池对浊度、COD和TP的去除率分别约为80%、30%和24%;出水NH4+-N始终保持在0.5 mg/L以下,去除率在90%以上;NO2--N出现峰值(4.98 mg/L,第9 d),第13 d后即一直低于进水值;实验后期出水NO3--N与进水NH4+-N变化趋势基本一致,表明硝化生物膜已成熟,原位再生可行;生物沸石床内可能存在同步硝化反硝化现象。出水NO2-N浓度低于进水可作为生物沸石挂膜成功的一个标志。     

臭氧/高锰酸盐预氧化对生物过滤净水效能的影响

比较了臭氧(O3)和高锰酸盐复合药剂(PPC)对水源水预氧化的助凝效果及其对后续陶粒生物过滤净水效能的影响.结果表明,两种预氧化剂投加量均为2 mg/L时,PPC的助凝效果较为明显,浊度和溶解性有机碳(DOC)的去除率分别由未投加氧化剂时的85.7%和24.2%提高到88.3Z和35.2%;O3能够增加沉淀后水的可生化性,使特征紫外吸光度(SUVA)由0.97L/(m·mg)降至0.89 L/(m·mg).PPC预氧化有助于生物过滤对浊度的稳定去除,而O3预氧化则有助于生物过滤对DOC的去除.与O3预氧化相比,PPC预氧化有利于后续生物过滤运行初期对NH4 -N的去除,二者后续生物过滤在前3个月对NH4 -N的平均去除率分别为26.6%和73.1%,运行后期二者NH4 -N去除率接近.当进水NH4 -N大于2.0 mg/L时,DO是其去除的主要限制因素.