复合生物反应器中两相微生物硝化特性比较

采用间歇式复合生物反应器处理人工配制的氨氮废水,进水ＮＨ３－Ｎ浓度约为１６０ｍｇ／Ｌ,ＨＲＴ为１２ｈ,ＳＲＴ 为０ｄ,Ｎｖ可达０．１５ｇ（Ｌ．ｄ）。重点比较了反应器中附着相和悬浮相微生物的硝化特性。     

生物滤塔处理含氨气体的长期运行研究

针对含氨恶臭气体的处理,选用堆肥和污泥颗粒作为填料,研究了生物滤塔长期运行(210d)处理氨的效果.结果表明,运行初期在低负荷(NH3浓度＜110 mg·m-3)条件下,生物滤塔对氨的去除能力均保持在较高水平,氨去除效率达到99%以上;随着负荷的不断增加,到实验后期,当进气浓度大于190 mg·m-3时,氨去除效率下降...     

环状扩散采样管的研制及其在大气氨测定中的应用

为解决采样过程中气体与颗粒物之间的相互干扰的问题。在国内首次研制出新型大气痕量气体采样装置－环状扩散管,并应用于采集大气中的氨。在大气条件下对氨的收集效率可达９７％,检测限为０．１５μｇ／ｍ＾３,与滤膜法和湿式环状扩散管进行了对比实验。结果表明三者基本一致,从１９８５年到１９９２年,在４－５月份测定了北京中关村地区大氨浓度,其变化范围４．６－４０μｇ／ｍ＾３,平均浓度１７μｇ／ｍ＾３。     

复合生物法净化SVE尾气研究

鉴于目前土壤修复过程中广泛采用的气相抽提系统技术(SVE)相应尾气净化技术的缺失,为有效提高气相抽提系统技术后端尾气净化效率,提出采用复合生物法净化SVE尾气。以甲苯为目标污染物,以活性炭为主要填料,利用焦化污水处理厂的活性污泥接种挂膜研究了生物过滤反应器对模拟气体的净化性能及其影响因素(包括进气流量、停留时间、入口浓度、入口体积负荷),并将复合生物法与活性炭吸附法进行了性能比较。实验结果表明:生物过滤反应器的去除效率随进气流量的增大而降低,随气体停留时间的延长而提高,随入口浓度的增大而降低,反应器的体积去除负荷随入口体积负荷的增大而增大,这说明生物过滤反应器能有效去除甲苯废气,且去除效果优于活性炭吸附法。     

生物滤池去除城市污水处理厂微生物气溶胶的影响因素研究

以城市污水厂处理过程中逸散的异养细菌和真菌微生物气溶胶为研究对象,通过试验研究了生物滤池对微生物气溶胶的去除效果,并考察了进气微生物浓度、进气气体流量和填料湿含量对其去除效果的影响。结果表明:生物滤池能在一定程度上去除异养细菌和真菌气溶胶;在试验浓度范围内,异养细菌在生物滤池中的去除率随着进气微生物浓度的增加先增加后减少,真菌的去除率随着进气微生物浓度的增加而增加;高的进气气体流量有利于微生物气溶胶的去除,异养细菌和真菌的去除率均随着生物滤池进气气体流量的增加而增加;适合微生物气溶胶去除的最佳填料湿含量范围为40.5%~61.8%,过高和过低填料湿含量均不利于微生物气溶胶在生物滤池中的去除。因此,在实际生物除臭工程的设计和运行管理中,应控制合适的进气微生物浓度、进气气体流量和填料湿含量,以保证恶臭物质和微生物气溶胶的同时高效去除。     

制药废水厌氧氨氧化脱氮性能与毒性机理的研究

采用上流式厌氧氨氧化污泥床反应器考察了制药废水的生物脱氮性能,并采用发光细菌急性毒性试验研究了制药废水、厌氧氨氧化处理进出水的生物毒性,以及制药废水对厌氧氨氧化污泥的蓄积毒性.结果表明,当制药废水稀释30倍以上时,毒性物质浓度低于毒性抑制浓度阈值,厌氧氨氧化反应器运行性能良好,平均氨氮和亚硝氮去除率分别达87.8%和95.6%,平均总氮容积负荷可达10.38 kg/(m3×d);但当进水稀释小于20倍时,毒性物质浓度高于毒性抑制浓度阈值,反应器运行性能恶化,平均氨氮和亚硝氮去除率降至24.6%和26.0%,直到完全消失.制药废水、厌氧氨氧化反应器进出水均具有较强的生物毒性,在相对发光度为50%时,所对应的制药废水、反应器进水、出水的稀释倍数分别为70.5,5.19,7.77倍.经厌氧氨氧化处理后,出水毒性增强,说明制药废水毒性物质可在厌氧氨氧化污泥中蓄积,具有蓄积毒性.     

分置式膜-生物反应器处理生活污水及其体积负荷的确定

分置式膜－生物反应器处理生活污水的运行结果表明,在不同的污泥龄和水力停留时间下,处理效果稳定,污泥上清液中ＣＯＤ浓度平均为１９．５ｍ ｇ／Ｌ,膜出水ＣＯＤ浓度平均为５．３ｍ ｇ／Ｌ． 对分置式－生物反应器的体积负荷进行推导表明,浓缩区的存在是该工艺处理能力较大的原因． 体积负荷由膜出水有机物浓度与污泥混合液有机物浓度之比α,浓缩区与反应器体积之比β和膜出水量与污泥混合液循环流量之比λ决定,即可以通过增加浓缩区体积和调整循环流量来控制分置式－生物反应器的处理能力．     

真菌生物滤池净化苯乙烯废气的研究

采用接种Aspergillus candidus和Penicillium frequentans的真菌生物滤池处理苯乙烯废气,考察苯乙烯在生物滤池中的净化效果和物质转化特性。苯乙烯的进气质量浓度为200～800 mg/m3,气体流量分别为0.28,0.38和0.48 m3/h,对应的气体停留时间分别为60,45和35 s。试验结果表明:苯乙烯在真菌生物滤池中有较好的处理效果,最大去除能力达66.78 g/(m3.h),真菌生物滤池中二氧化碳的产生量和苯乙烯去除量呈线性关系。微生物分析结果表明,接种的Aspergillus candidus和Penicillium frequentans在反应器内能够长期保持优势地位。     

细菌与真菌复合作用处理臭味气体的试验研究

针对臭味气体中发臭物质的特性, 开发了一种新型的复合式生物除臭反应器.该生物反应器由2个生物反应区构成, 并分别接种不同的微生物,细菌和真菌.利用该复合式生物反应器对臭味气体的处理进行了连续运行的试验研究.试验废气中主要污染物乙酸、氨、苯乙烯、硫化氢、乙硫醇、乙硫醚的去除率分别达到97.1%, 96.7%, 96.6%, 92.1%, 78%和83%.研究结果表明, 反应器中的细菌与真菌微生物具有协同作用, 因此该生物反应器能够有效地去除废气中亲水性和疏水性污染物质.并且,不同性质的发臭物质在2个反应区内的去除效果是不相同的.     

膜生物反应器处理一氧化氮废气研究

采用中空纤维膜生物反应器处理一氧化氮(NO)废气,考察系统长时间运行稳定性、闲置后恢复生物降解情况,研究了进气浓度、停留时间、液体喷淋量及pH对氮氧化物净化效率与传质系数的影响.膜生物反应器实现了100 d长时间高效稳定运行,闲置38 d后能在l周内迅速恢复;膜生物反应器对NO的净化效率最高可达93.8％,适宜运行条件:液体pH值为7.4,气体停留时间为32 s,液体喷淋量为3 mL· min-,其对应的膜传质系数为7.39×10-5 mol·m-2·s-l.膜生物反应器提高系统的NO传质效率,增强了降解效果,具有较好的抗负荷冲击能力,能适应非连续性生产的要求.     

膜法氨水吸收脱除烟气中CO2的研究

以氨水为吸收剂,对聚丙烯中空纤维膜分离烟气中CO2进行了实验研究.结果表明:随着气体流量和入口CO2浓度的增加,CO2去除率下降而传质速率增加;随着氨水浓度和氨水流量的增加,CO2去除率和传质速率均显著增加,但当氨水浓度大于2.5 mol·L-1,吸收液流量大于80m L·min-1后,膜接触器对CO2去除率和传质速率基本保持不变;膜接触器连续运行15 d后其吸收性能显著下降,CO2去除率、传质速率、总传质系数均下降约40%~50%.接触角测量、SEM及XPS表征结果表明:随着操作的进行,聚丙烯膜在吸收液环境中接触角逐渐降低,疏水性减弱,造成膜孔润湿;同时碳酸盐在膜孔形成结晶,堵塞膜孔,使得传质阻力进一步增加,从而造成膜接触器吸收性能的下降.     

超低排放下燃煤电厂氨排放特征

燃煤电厂采用SCR(选择性催化还原)脱硝过程消耗大量的氨,同时存在氨逃逸和氨排放问题.为了掌握超低排放燃煤机组的氨排放程度、脱硝氨逃逸情况以及各环保设施对氨的协同脱除能力,为燃煤电厂氨减排政策制定和氨减排技术研发提供支持.在京津冀大气污染传输通道城市中选取11个城市中的14台机组,采用例如DL/T 260—2012《燃煤电厂烟含脱硝装置性能验收试验规范》的标准方法用稀硫酸吸收烟气中的氨再结合分光光度测试方法,对环保设施多个位置的烟气中氨进行浓度测试.结果表明:①氨排放浓度介于0.05~3.27 mg/m3之间,平均约0.95 mg/m3,通过烟气排入大气中氨的浓度不高;②测试的14台机组中有7台机组(约50%)脱硝氨逃逸值高于设计值(2.28 mg/m3),说明脱硝氨逃逸超过设计值呈普遍现象,个别电厂脱硝氨逃逸严重,氨逃逸亟待解决;③环保设施对逃逸氨具有较好的协同脱除能力,平均脱除率约为64.86%.建议对于SCR脱硝氨逃逸严重的机组,对SCR出口烟道截面氮氧化物(NO_x)实施网格式测试,在此基础上实施精细化精准喷氨、优化流场、提高SCR脱硝运行水平(或采用专业化运维),从源头上减少氨耗量,降低系统能耗和氨排放.      

Transformation and removal of ammonium sulfate aerosols and ammonia slip from selective catalytic reduction in wet flue gas desulfurization system

Selective catalytic reduction (SCR) denitration may increase the emission of NH₄⁺ and NH₃. The removal and transformation characteristics of ammonium sulfate aerosols and ammonia slip during the wet flue gas desulfurization (WFGD) process, as well as the effect of desulfurization parameters, were investigated in an experimental system equipped with a simulated SCR flue gas generation system and a limestone-based WFGD system. The results indicate that the ammonium sulfate aerosols and ammonia slip in the flue gas from SCR can be partly removed by slurry scrubbing, while the entrainment and evaporation of desulfurization slurry with accumulated NH₄⁺ will generate new ammonium-containing particles and gaseous ammonia. The ammonium-containing particles formed by desulfurization are not only derived from the entrainment of slurry droplets, but also from the re-condensation of gaseous ammonia generated by slurry evaporation. Therefore, even if the concentration of NH₄⁺ in the desulfurization slurry is quite low, a high level of NH₄⁺ was still contained in the fine particles at the outlet of the scrubber. When the accumulated NH₄⁺ in the desulfurization slurry was high enough, the WFGD system promoted the conversion of NH₃ to NH₄⁺ and increased the additional emission of primary NH₄⁺ aerosols. With the decline of the liquid/gas ratio and flue gas temperature, the removal efficiency of ammonia sulfate aerosols increased, and the NH₄⁺ emitted from entrainment and evaporation of the desulfurization slurry decreased. In addition, the volatile ammonia concentration after the WFGD system was reduced with the decrease of the NH₄⁺ concentration and pH values of the slurry.     

NanoChem分子筛对高氨氮废水去除效果的研究

采用新型的离子吸附交换材料NanoChem分子筛,研究对高浓度氨氮的模拟废水和实际垃圾渗滤液的去除效果.结果显示,氨氮吸附符合Langmuir吸附等温线,其中单位NanoChem分子筛吸附氨氮饱和浓度以N计算为364 mg.g-1,对高浓度氨氮的吸附能力比天然沸石或者微孔分子筛强3～30倍.在间歇实验中考察了操作参数对氨氮去除的影响,NanoChem分子筛20 h后基本达到离子交换平衡;氨氮去除量随着初始浓度的增加而增加,而去除率则随着初始浓度的增加而减少;同时溶液初始pH值不但影响氨氮去除率还影响离子交换特性;再生前后氨氮去除效果变化不大,重复性强.动态连续流研究发现NanoChem分子筛能用于实际高浓度氨氮废水的去除,去除率可达到100%.     

生物滴滤塔净化含低浓度苯乙烯废气的研究

利用菌丝体热解炭作为填料,采用两座相同实验室规模的生物滴滤塔,分别填装热解炭-木屑混合填料和木屑单一填料,并联操作,进行微生物净化含苯乙烯废气的实验,研究并对比了两座生物滴滤塔的净化性能.结果表明,由于热解炭具有比表面积大、孔隙率高等特点,热解炭-木屑混合作为生物滴滤塔填料,比单一的木屑填料挂膜速度快,净化效果好,停运恢复能力强.适宜操作条件为:入口气体浓度50～ 450mg·m-3,停留时间21.6～43.2 s,气液比110.7 ～55.3,净化效率92％ ～ 100％,最大去除负荷可达153.1 g·m-3· h-1.整个实验过程中,系统的压降始终维持在0～255 Pa,动力消耗小.研究发现,循环液中氨氮(NH4+-N)浓度只需能够保证微生物正常的生命活动即可,不宜过量或不足.生物滴滤塔循环液的紫外吸光度(UV254)与苯乙烯去除率具有一定的相关性,可通过测定循环液UV254,了解生物滴滤塔的运行状况.     

Removal of nitric oxide from simulated flue gas via denitrification in a hollow-fiber membrane bioreactor

A hollow-fiber membrane bioreactor(HMBR) was studied for its ability to treat nitric oxide(NO) from simulated flue gas. The HMBR was operated for 9 months and showed a maximum elimination capacity of 702 mg NO/(m2·day) with a removal efciency of 86%(gas residence time of 30 sec, inlet NO concentration of 2680 mg/m3, pH 8). Varying operation parameters were tested to determine the stability and response of the HMBR. Both the inlet NO concentration and gas residence time influenced the removal of NO in the HMBR. NO elimination capacity increased with an increase in inlet NO concentration or a shortening of gas residence time. Higher removal efciency of NO was obtained at a longer gas residence time or a lower inlet NO concentration. Microbial communities of the HMBR were sensitive to the variation in pH value and alkalescence corresponding to an optimum pH value of 8. In addition, NO elimination capacity and removal efciency were inversely proportional to the inlet oxygen concentration. Sulfur dioxide had no great influence on elimination capacity and removal efciency of NO. Product analysis was performed to study N2O and N2 production and confirmed that the majority of the microorganisms were denitrifying bacteria in the HMBR. Compared to other bioreactors treating NO, this study showed that the denitrifying HMBR was a good option for the removal of NO.     

基于pH值分区控制的湿法烟气脱硫增效研究

石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)系统在我国具有广泛的应用,如何提高传统WFGD系统的污染物脱除效率,对燃煤电站SO_2实现超低排放具有重要的意义.本文基于pH分区控制,设计搭建了新型双循环湿法烟气脱硫试验系统,重点研究了烟气量、SO_2浓度、喷淋密度等对pH分区特性及系统脱硫性能的影响.研究发现,随着烟气量、入口SO_2浓度的增加,喷淋密度的降低,主副浆液池pH值差值增大;脱硫效率随着烟气量、入口SO——2浓度的降低,喷淋密度的增加而升高.基于pH分区控制的新型双循环湿法烟气脱硫系统相比传统脱硫系统内部结构简单、同时具有较高的污染物脱除效率,可为现有脱硫系统增效改造提供一条有利途径.     

Pseudomonas flava WD-3对人工湿地污染物的去除及Monod模型模拟

为确保寒冷地区冬季人工湿地的污水处理效果,采用从南四湖人工湿地中分离筛选出的耐低温菌Pseudomonas flava WD-3为研究对象,研究其在冬季不同梯度接种量(菌悬液的浓度为4.575×108个·m L-1)和水力停留时间时在复合垂直流人工湿地中连续3个月内的污水处理效果,采用简化的Monod动力学模型对该菌在人工湿地中对污染物的去除进行模拟并验证,并讨论了该菌的投加量和水力停留时间与污染物去除的关系.结果表明,Pseudomonas flava WD-3对污水中的有机污染物以及氮磷等营养物具有明显的去除效果.菌株的最佳投加量为6.0%,且其对污水中COD、NH3-N、TP的去除率分别介于:85.82%~87.00%、73.91%~84.18%和82.04%~85.38%,平均去除效率分别为未投加该菌的1.49、1.46、1.76倍,最佳水力停留时间为7d.简化的Monod模型对Pseudomonas flava WD-3在冬季对人工湿地中污染物去除的预测较为准确,同时,该菌的投加量和水力停留时间均与去除率呈正相关的一级反应关系.     

水力停留时间对潜流湿地净化效果影响及脱氮途径解析

利用连续进水的垂直潜流人工湿地和水平潜流人工湿地,比较分析了4种水力停留时间对常规污染物去除效果的影响,在最佳水力停留时间下探究了两种湿地内部各基质层硝化、反硝化和氨氧化功能基因丰度以及硝化与反硝化作用强度;通过对两种湿地脱氮影响因素的冗余分析和方差分解分析,得出影响湿地氮去除的主要因素.结果表明,当水力停留时间为24 h时,两种湿地系统对常规污染物（COD、TP、TN和NH₄⁺-N）去除效果最佳,去除率均大于70%,此时湿地内部对NH₄⁺-N和TN的去除率以及硝化和反硝化强度皆表现出沿水流方向逐级递减的趋势;3种功能基因中,反硝化功能基因（nirS）丰度远高于硝化功能基因（nxrA）和氨氧化功能基因（AOB-amoA）.在本研究中,两种潜流人工湿地氮去除能力均受环境因素和微生物因素共同影响,其中,微生物因素对脱氮贡献率最高（55%和48%）.除此之外,TN和NH₄⁺-N的去除率均与DO、基质比表面积、COD浓度和硝化功能基因及反硝化功能基因丰度呈正比,与pH值成反比.因此,为提高两种系统氮去除效果,均可通过提高基质层溶解氧和碳源含量以及适当地降低pH值来实现,水平潜流人工湿地还可通过更换比表面积较大的基质层来显著提高系统脱氮效果.本研究为人工湿地的设计以及最佳水力停留时间的选择提供了理论基础,脱氮途径的定量化解析对深入理解人工湿地氮去除机制以及提高氮素去除率具有重要的指导意义.     

人工湿地构型对水产养殖废水含氮污染物和抗生素去除影响

利用水平潜流人工湿地和下行-上行复合垂直流人工湿地净化水产养殖废水,研究水流方式、水力停留时间对水产养殖废水中含氮污染物、抗生素等典型污染物净化效果的影响.结果表明,复合垂直流人工湿地对含氮污染物具有较好的去除效果,对TN、NH_4~+-N的去除率在水力停留时间为3 d时可分别达到58%、80%.采用BIOLOG微平板技术和高通量测序对两个人工湿地入流端基质微生物群落的分析发现,复合垂直流人工湿地因其内部结构有利于水流流向及溶解氧条件使得微生物活性和多样性均较高,Nitrospira属分布较多是氨氮去除效果较好的主要原因.水力停留时间对NO_3~--N、NO_2~--N的去除有较大影响,维持在3~4 d对各类含氮污染物可获得较好的去除效果.采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱法对抗生素去除效果进行研究发现,人工湿地构型对抗生素的去除效果差异不大,两种人工湿地对恩诺沙星的去除效果优于磺胺甲唑和氟甲砜霉素,当水力停留时间从1 d延长至3 d可提高磺胺甲唑的去除率至50%以上.