基于大肠杆菌的CellSense生物传感器毒性分析性能研究

采用聚碳酸酯膜直接固定法制备并优化了大肠杆菌（E.coli Top10）CellSense生物传感器微生物电极,探讨了其在重金属和有机污染物生物急性毒性分析中的应用性能.结果表明,基于对数生长后期和稳定期E.coli微生物电极的CellSense生物传感器具有良好的毒性分析性能,基于衰减期E.coli菌株的CellSense生物传感器毒性分析的稳定性和灵敏性降低;CellSense生物传感器测试得Hg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、邻氯苯酚和对硝基苯酚对E.coli的EC50分别为0.6、3.1、5.8、180和94 μg/mL,制备的E.coli微生物电极在冰箱中4℃保存2个月,仍能很好地满足毒性分析的需要.     

厌氧-准好氧联合型生物反应器填埋场渗滤液水质水量变化规律的研究

为了减少生物反应器填埋场投资和运行费用,实现填埋场的快速稳定化,将厌氧型生物反应器填埋场(ANBL)和准好氧矿化垃圾生物反应床(SAARB)串联,组成新型的厌氧-准好氧联合型生物反应器填埋场(AN-SABL).通过研究AN-SABL渗滤液水质水量变化规律,以期为其渗滤液的管理和处理提供理论依据.实验表明,AN-SABL具有较好的渗滤液削减作用,最高削减量可达到771 g·kg-1;而且AN-SABL渗滤液水质变化具有明显的阶段性特征,渗滤液中硝酸盐(包括亚硝酸盐)浓度和氨氮浓度分别受Eh值和pH值影响明显.AN-SABL能够有效去除渗滤液中的有机物,实验结束时,AN-SABL2号和AN-SABL3号渗滤液COD的去除率分别达到了98.49%和97.98%,二者的COD浓度仅为ANBL1号COD浓度的14.5%、21.1%;同时,AN-SABL有较好的脱氮作用,AN-SABL2号和AN-SABL3号渗滤液中氨氮浓度分别从最高值1 452 mg·L-1、1 409 mg·L-1下降至525 mg·L-1、459 mg·L-1,只有ANBL1号氨氮浓度的36.5%和31.9%.SAARB单元的脱氮除碳效果受TOC/TC值的影响明显,当渗滤液中TOC/TC下降到0.2左右后,SAARB单元对COD和TN的去除率分别从95%和93%以上降到了35.25%～69.56%和64.53%～77.45%之间.     

不同填埋时间、不同季节的垃圾渗滤液生物毒性

以武汉市7个城市生活垃圾填埋场渗滤液作为研究对象,探讨不同填埋时间、不同季节渗滤液的生物毒性变化以及理化指标与生物毒性效应的相关性.毒性实验采用嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)作为试验生物,进行了渗滤液对受试生物的24 h半数致死浓度LC50和生长抑制测定.结果表明,不同填埋时间的渗滤液LC50在0.84%~12.15%之间;随着填埋时间延长,渗滤液LC50有增大的趋势,急性毒性逐渐减小,但渗滤液对嗜热四膜虫种群的生长抑制没有减少的趋势.不同季节渗滤液的LC50没有明显的规律性,夏季的渗滤液LC50较小,急性毒性较强;不同季节的渗滤液对嗜热四膜虫的生长抑制情况不同,春季渗滤液的生长抑制作用最小.渗滤液理化指标与LC50无显著相关性,而渗滤液对嗜热四膜虫种群的生长抑制作用随着COD、BOD5、NH4+-N和邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)的增加而增强.     

嗜冷杆菌(Psychrobacter sp.)微生物传感器毒性分析性能研究

采用嗜冷杆菌(Psychrobacter sp.)微生物传感器毒性分析系统,对Hg2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+、Cd2+、Pb2+、Co2+等重金属和邻氯苯酚(2-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、邻硝基酚(2-NP)、对硝基酚(4-NP)、四环素、十二烷基苯磺酸钠(LAS)等有机物的生物急性毒性进行分析.试验结果表明,基于对数生长后期和稳定期的Psychrobacter sp.微生物传感器具有良好的毒性分析性能,呼吸基质盐度低于10%和pH=5～10时,对Psychrobacter sp.微生物传感器的分析性能影响不明显.测试得到Cd2+、Zn2+、Cr6+、Cu2+、Hg2+和Pb2+对Psychrobacter sp.的半数有效浓度(EC50)分别为47.3、10.9、14.0、2.6、0.8和100.1mg·L-1,Co2+的30%有效浓度(EC30)为56.6mg·L-1;4-NP、2,4-DCP、四环素和LAS的EC50分别为424.4、163.8、103.5和754.6mg·L-1,2-NP和2-CP的EC30值分别为249.23和195.6mg·L-1.     

生物毒性测试微孔板MTOXPlate的分析性能研究

采用以11种微生物为指示生物的毒性测试微孔板MTOXPlate,以污染物对微生物细胞的脱氢酶活性抑制为测试终点,对重金属Hg2+、Cd2+、Cr6+、Pb2+,酚类化合物2,4-二氯酚(2,4-DCP)、邻氯苯酚(2-CP)、对氯苯酚(4-CP)、邻硝基酚(2-NP)、对硝基酚(4-NP)及地表水、生活污水、印染废水的生物毒性进行分析.结果表明,MTOXPlate生物毒性测试微孔板具有良好的毒性分析性能,Hg2+、Cd2+、Cr6+和Pb2+的EC50值分别为0.617、21.05、35.21和11.22 mg·L-1,2,4-DCP、2-CP、4-CP、2-NP和4-NP的EC50值分别为27.26、64.29、44.19、85.89和33.84 mg·L-1.MTOXPlate分析得到地表水原水的抑制率均小于20%,生活污水的EC50值为62.19%,印染废水的EC50值为16.42%,表明生物毒性测试微孔板MTOXPlate能真实地反映地表水、生活污水和印染废水的毒性情况.     

基于枯草芽孢杆菌微生物传感器的毒性分析

采用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为指示生物的微生物传感器毒性分析系统,对重金属(Hg2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+、Cd2+、Pb2+和Co2+)、有机污染物[邻氯苯酚(2-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、邻硝基酚(2-NP)、对硝基酚(4-NP)、四环素和十二烷基苯磺酸钠]及石油废水等的生物急性毒性进行分析.结果表明,对数生长后期和稳定期的Bacillussubtilis微生物传感器具有良好的毒性分析性能,Cd2+、Zn2+、Cr6+、Cu2+、Hg2+、Pb2+对Bacillus subtilis的EC50分别为47.3,10.9,14.0,2.6,0.8,100.1mg/L,Co2+的EC30为56.6mg/L,2-CP、2,4-DCP、2-NP、4-NP、四环素和十二烷基苯磺酸钠的EC50分别为559.6,450.8,588.5,487.0,121.3,558.9mg/L,该微生物传感器能真实反映石油废水的毒性情况.     

填埋垃圾初始含水率对渗滤液产量的影响及修正渗滤液产量计算公式

我国填埋场设计阶段,渗滤液产量计算结果往往偏小.参照山谷型填埋场,建立了一个长400 m,宽500 m的水量平衡计算模型,模型中垃圾体高50 m,分5个填埋阶段,每阶段填高10 m,用时2 a,共填埋10 a.利用该模型,分阶段计算填埋垃圾初始含水率对渗滤液来源组成和总产量的影响.渗滤液总产量由降雨入渗量和垃圾自身渗滤液产量组成,初始含水率越高,垃圾自身渗滤液产量和渗滤液总产量越大,垃圾自身渗滤液产量所占渗滤液总产量的比例也越高.当填埋垃圾初始含水率分别为27%、40%、50%和60%时,日平均渗滤液总产量分别为272、583、823和1 063 m3.d-1,垃圾自身渗滤液产量分别为-144、168、408和647 m3.d-1.垃圾初始含水率高于50%时,自身渗滤液产量占渗滤液总产量的比例超过50%,成为渗滤液总产量的主要部分.目前中国规范中采用的渗滤液产量计算方法,未考虑垃圾自身渗滤液产量,当填埋垃圾初始含水率较高时,计算结果偏小.基于上述水量平衡分析结果,进一步提出了包括垃圾自身渗滤液产量的修正计算公式,并通过2个大型中国南方填埋场的现场实测数据进行了验证.     

渗滤液回灌负荷对填埋场垃圾产气效能的影响

以4座有效垃圾量均为30t的模拟厌氧生物反应器填埋柱(R1～R4),每周分别回灌1.6,0.8,0.2m³的渗滤液和0.1m³清水,对比分析渗滤液回灌负荷对垃圾产气效能及稳定化进程的影响.结果表明,回灌比例最大(5.3%)的实验柱R1在回灌5周后开始大量产气,比R2～R4分别提前了7～13周;且垃圾产气速率与系统进水COD、VFA等污染负荷的变化存在正相关关系.回灌至第50周时,R1柱内垃圾更趋于稳定,TOC和COD的累积气相转化率分别为28.96%和14.57%,这表明部分有机质在回灌早期随液相流失,减少了垃圾产气潜能.因此,为提高生物反应器填埋场的垃圾产气效能,应根据垃圾稳定化的不同阶段适时地调整回灌方案.     

高级氧化技术在垃圾渗滤液处理中的应用

垃圾渗滤液是一种成分非常复杂的高浓度有机废水,生物法处理难以适应其水质的变化,文章介绍了光催化氧化、催化湿式氧化、Fenton氧化、电化学氧化及相应的催化氧化、化学氧化、等离子体技术、超声波技术等高级氧化技术的机理,总结了它们应用于垃圾渗滤液处理的影响因素和效果,高级氧化具有反应速度快、无二次污染、水质适用范围广、对垃圾渗滤液中有机污染物降解彻底等特点,但同时也受到水量和成本的限制,最后指出高级氧化技术之间的优化组合以及将其作为预处理单元与生化联合处理垃圾渗滤液应是今后的主要研究方向.     

渗滤液场内处理的有机物去除特征和植物毒性评价

摘要：以3种不同处理水平的渗滤液为研究对象,从有机物去除特征和植物毒性角度研究通过渗滤液循环回灌和终场覆盖层灌溉2个单元处理生活垃圾填埋场渗滤液的可行性.结果表明,循环回灌对老港渗滤液中的小分子量亲水性物质类(HyI)有机物去除效果较好,去除率为91.2%;终场覆盖层灌溉对循环回灌出水中的高分子量腐殖质类(HS)有机物去除效果较佳,去除率为85.7%;两者串联组合的场内循环处理工艺对老港渗滤液中的溶解性有机物(DOM)去除 率高达96.9%,且对HS和HyI均具较高的去除效果,去除率分别为96.6%和97.0%;循环回灌和覆盖层灌溉这2个处理单元还具有梯级降低渗滤液植物毒性的作用.     

HepG2细胞对垃圾渗滤液经SND/UF/RO处理前后的毒性评估

垃圾渗滤液含有高浓度难降解毒性污染物及致癌、致诱变和致畸物质,其较为成熟的处理工艺主要有硝化反硝化（SND）、超滤（UF）和反渗透（RO）等.目前,关于SND/UF/RO技术对渗滤液处理前后的毒性降低情况尤其与细胞凋亡相关的研究较缺乏,故本文选用HepG2细胞为评价对象,研究经SND/UF/RO处理前后垃圾渗滤液的细胞毒性、遗传毒性.细胞毒性结果表明,经SND/UF/RO处理后,暴露在浓度为30%渗滤液中HepG2细胞活力从38.3%上升至88.4%;同时,凋亡试验和细胞周期分析表明,经SND/UF/RO处理后的出水清液无法诱导细胞发生凋亡,但可将细胞阻滞在G2期诱导细胞内染色体畸变.这是由于出水清液对HepG2细胞有明显的氧化损伤,但渗滤液原液可诱导细胞凋亡且阻滞细胞停留在S期而影响其增殖.微核试验数据显示,出水清液的遗传毒性是阴性对照组的2倍,彗星实验佐证了出水清液对细胞内DNA有微弱损伤.实验表明,SND/UF/RO工艺可将垃圾渗滤液原液的毒性减少约95%,出水清液仍具有微弱的细胞毒性和遗传毒性.因此,需对经SND/UF/RO处理后的排放液毒性高度重视.     

一种垃圾渗滤液的处理技术

本文采用厌氧反应器UASB+膜生物反应器MBR+纳滤工艺处理垃圾填埋场废水,设计处理能力为100m3/d,在进水CODs:和BODs分别为10 000 mg/L和5 000 mg/L时,经处理后,出水CODc:和BODs分别为60mg/L和20mg/L,其去除率分别为99.4%和99.6%,且出水稳定,达到了<北京市水...     

Study on the effect of landfill leachate on nutrient removal from municipal wastewater

In this study, landfill leachate with and without pre-treatment was co-treated with municipal wastewater at different mixing ratios. The leachate pre-treatment was achieved by air stripping to removal ammonia. The objective of this study was to investigate the effect of landfill leachate on nutrient removal of the wastewater treatment process. It was demonstrated that when landfill leachate was co-treated with municipal wastewater, the high ammonia concentration in the leachate did not have a negative impact on the nitrification. The system was able to adapt to the environment and was able to improve nitrification capacity. The readily biodegradable portion of chemical oxygen demand (COD) in the leachate was utilized by the system to improve phosphorus and nitrate removal. However, this portion was small and majority of the COD ended up in the effluent thereby decreased the quality of the effluent. The study showed that the 2.5% mixing ratio of leachate with wastewater improved the overall biological nutrient removal process of the system without compromising the COD removal efficiency.     

垃圾填埋场渗滤液与城镇污水合并处理生化试验研究

以上海老港垃圾填埋场四期填埋基地渗滤液原液及其整个填埋场垃圾渗滤波经氧化塘预处理后的出水为研究对象,分别以2．5％、5％、7．5％的比例与南汇区灶东泵站处城镇污水进行混合,采用好氧活性污泥法合并处理,对进出水的COD和NH3-N进行了测定分析。结果表明：当渗滤液混合比例≤5％时,出水的COD、NH3-N值能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）二级排放标准且不影响生物处理系统正常运行,为渗滤波与城镇污水合并处理的控制提供了一定的依据。     

活性焦对垃圾渗滤液中难降解有机物的吸附及影响因素研究

垃圾渗滤液经预处理后与城市污水混合进行生物处理是较为有效的方法,但垃圾渗滤液中含大量难降解有机物,严重影响了城镇污水处理厂出水COD.因此,需强化垃圾渗滤液预处理过程,使其适用于生物处理.本研究采用活性焦吸附某垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液,发现活性焦对垃圾渗滤液中COD、色度、恶臭、TOC、TN等均具有良好的处理效果.通过对吸附性能的影响因素研究发现,活性焦种类、投加量、p H和吸附时间均会影响吸附效果,最佳活性焦投加量为20 g·L~(-1),酸性条件更有利于吸附,渗滤液中COD的去除主要发生在吸附过程的前1 h.活性焦吸附可提高垃圾渗滤液的可生化性,主要吸附垃圾渗滤液中难降解芳香族大分子有机物,其中,对溶解性有机物中疏水性有机酸组分的吸附效果最佳,使其出水适用于生物处理,从而保证污水处理厂COD可以稳定达标排放.     

响应面法优化硫酸根自由基高级氧化深度处理渗滤液生化尾水

针对垃圾渗滤液生化尾水中仍含有较高浓度的难生物降解COD、NH4+-N和NO2--N,无法满足现行排放标准的问题,采用基于硫酸根自由基的高级氧化技术(SR-AOP)对生化尾水进行深度处理.考察了pH值、温度、FeSO4和过硫酸钠浓度对TOC和TN去除效果的单独作用及交互作用.结果表明,影响因子对于处理效果的贡献排序为:pH值>温度>过硫酸钠浓度,各因素对TOC的去除有显著性影响,而对TN的去除没有显著性影响.各因素的复合效应为:TN去除效果影响:温度+过硫酸钠浓度>pH+过硫酸钠浓度>温度+pH, TOC去除效果影响:温度+pH>pH+过硫酸钠浓度>温度+过硫酸钠浓度.实验最终确定SR-AOP的最佳条件为:pH=5,温度为30℃,过硫酸钠浓度为0.5g/L,催化剂FeSO4剂量为3.8g/L,该条件下TOC去除率为35.5%,TN去除率为16.9%,同时可以显著提高出水BOD5/COD.因此,通过SR-AOP深度处理可以去除生化处理尾水大部分COD和TN,并大幅提高B/C比,为后续与适当的生化处理工艺组合进行达标处理奠定了良好的基础.     

O_3/木屑强化SBR法处理垃圾渗滤液的研究

木屑作为强化剂加入SBR反应器中,采用O3+SBR强化生化处理法组合工艺对垃圾渗滤液进行处理,结果表明:臭氧前处理垃圾渗滤液时,60 min内,空气流量为400 mL/min,臭氧浓度为10.4 mg/L时,垃圾渗滤液COD降低42%。加入木屑作为SBR强化剂,可在进水垃圾渗滤液COD为4 200 mg/L,有机负荷达到1.7 kg/(kg.d)时,COD的去除率稳定在80%,二级强化法串联使用,出水水质达到国家污水综合排放一级排放标准。     

渗滤液与城市污水合并处理过程的有机物去除特征

以上海老港垃圾填埋场调蓄池的渗滤液,及其经厌氧甲烷化垃圾填埋柱循环回灌处理后的出水和其再经过混凝处理后的出水等3种不同处理水平的渗滤液为研究对象,分别以不同的比例与城市污水混合,采用好氧活性污泥法合并进行处理,对进出水的COD、UV254吸光度和溶解性有机物的分子量分布及污泥的脱氢酶活性进行了测定分析．结果表明：当渗滤液混合比例小于10％时,出水的COD和UV254吸光度随混合比例线性升高,污泥的活性相应线性降低;而当混合比例大于20％时．污泥活性阶跃降低,出水COD和UV254吸光度的升高超出线性范围．渗滤液混合比例为20％与比例为5％的混合污水相比．分子量1k～4k的溶解性有机物去除率显降低．渗滤液与城市污水合并处理的混合比例大于10％时,微生物的有机物降解能力会受到严重损害,且常规的渗滤液生物和物化预处理不能减轻此种损害．     

渗滤液中有机化合物在电化学氧化和厌氧生物组合系统中的降解

根据GC-MS分析,垃圾渗滤液中有机组分大多是难生物降解的有机化合物,如酚类、杂环类、杂环芳烃、多环芳烃类化合物,约占渗滤液中有机组分的70%以上. 本文对渗滤液中典型有机化合物在电化学氧化和厌氧生物组合工艺系统中的降解特性进行了系统研究. 结果表明,在电化学处理系统中,杂酚类、酰胺类、苯并噻唑、苯醌、喹啉、萘等有机化合物降解速率高于外-2-羟基桉树脑和异喹啉等化合物,但前者在厌氧生物处理系统中去除率低;渗滤液原水经过电化学氧化处理后,挥发性脂肪酸(VFA)含量从原水中的0.68%增加到电化学出水中的16.18%;此组合工艺能够显著降低因渗滤液复杂组分间的增效协同作用和拮抗作用而引起的毒性,系统出水可生化性增强,为进一步研究垃圾渗滤液的处理技术和进行该组合处理系统的大规模开发提供参考.     

生活垃圾持续回灌纳滤浓缩液的产气与水质变化

膜处理技术已成为大多数填埋场处理渗滤液的常用方法,过滤后产生的浓缩液通常采用回灌法进行处置。虽然回灌法投资少、操作方便、运行费用低,但浓缩液高盐低生化性的特点可能导致在回灌后对垃圾的产气和渗滤液水质产生负面影响。通过模拟生化反应器,将纳滤浓缩液周期性回灌至由实际填埋场采集的高、低有机质垃圾样本中,监测甲烷产量、臭气浓度以及渗滤液水质。结果表明：相比清水对照组,回灌浓缩液对产甲烷过程具有抑制效果,且对低有机质含量垃圾的抑制比高有机质垃圾更强;回灌浓缩液后NH₃和H₂S的释放量变大,主要在快速产甲烷阶段和产甲烷衰减阶段释放;随着浓缩液回灌次数的增加,COD、BOD₅、NH₃-N、TN、动植物油呈现较好的去除效果,但出水盐浓度将持续上升并超过浓缩液本身。