超声灭活饮用水中隐孢子虫研究

为研究超声对饮用水中隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)的灭活情况,考察了超声频率、功率、pH值和温度对灭活率的影响,通过形态学观察初步探讨了超声灭活隐孢子虫的机制,并进行了灭活动力学分析.结果表明,低频有利于隐孢子虫灭活,19.8kHz,pH7.2,温度(20±1)℃条件下超声15min灭活率可达92.5%,频率升高灭活率反而下降.在本实验条件下,超声功率103W对隐孢子虫的灭活效果与151W的相近,pH值对超声灭活隐孢子虫的影响不大,36℃超声灭活15min灭活率为95.6%,而在9℃下超声15min灭活率为88.3%,水温升高有利于灭活.灭活前后的形态学变化表明超声空化作用导致细胞膜破坏,细胞质流出从而起到灭活孢囊的效果.超声灭活隐孢子虫遵循假一级反应动力学,灭活隐孢子虫以低频率高功率的效果最好,可认为隐孢子虫的灭活以超声空化的强度为主.     

城市污水处理厂的污泥农用对土壤的重金属影响

污泥农用是城市污水处理厂污泥资源化利用的有效途径，但污泥中的重金属元素含量高，可能成为环境中的一种安全隐患。重金属对环境的危害不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定。实验研究了污泥农用所引入的重金属对土壤重金属总量及其形态的影响，研究结果表明，污泥农用虽然明显增加了土壤中的重金属总量，但重金属在土壤中的活性却受到了抑制，从而降低了重金属通过食物链危害人类健康的风险。     

SBR法处理城市污水脱氮除磷试验

采用SBR工艺对广州地区城市污水进行了生物脱氮除磷实验研究。结果表明:在碳、氮、磷比例不合理的情况下,达到了既去除有机物又能脱氮除磷的效果。总停留时间控制在4.5～5.5h,污泥负荷为0.14～0.26kg BOD5/(kgMLSS·d)时,出水BOD5浓度在5.12～13.62mg/L,去除率达85%～93%;出水COD浓度在10.7～32.2mg/L,去除率达82%～88%;出水NH4—N浓度在2.83～9.83mg/L,去除率达53%～87%;出水TP浓度在0.1～0.45mg/L,去除率达85%～'99%。     

碳氮磷比例失调城市污水的同步脱氮除磷

为解决现行同步脱氮除磷工艺处理南方地区碳、氮、磷比例失调城市污水中，因C／N、C／P偏低，碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题，试验以碳源偏低的广州市城市污水为研究对象，采用厌氧／好氧交替运行的SBR系统，通过对厌氧、好氧时段的合理调控，在无需额外添加碳源的条件下，有机物、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别可达90％、72％、41％和99％，不仅能使有机物和氮的出水指标达到国家排放标准，而且总磷出水浓度能达0．5mg／L以下。通过进一步分析同步高效脱氮除磷的影响因素和控制条件，得出合理污泥龄的控制是实现同步脱氮除磷的关键，厌氧／好氧交替运行的方式不仅强化了磷的释放和吸收，而且降低了碳源偏低和硝酸盐对同步脱氮除磷影响的结论。     

高浓度有机废水处理过程中单宁、木质素的降解机理

采用UASB-接触氧化工艺对亚麻沤制废水进行了试验研究，结果表明：COD去除率可达95％-97％，BOD5去除率为96％-99％。生物难降解的单宁、木素类物质去除率为75％-86％。对单宁、木素类物质的生物化学特性和降解机理进行了系统的分析和阐述。     

超声灭活水中隐孢子虫影响因素及机制

采用超声灭活隐孢子虫卵囊,超声频率为19.8kHz,功率为151W,温度控制在(20±1)℃, 探讨了浊度、ρ(腐殖酸)及无机离子质量浓度对超声灭活隐孢子虫的影响,并通过扫描电镜观察及动力学分析探究了超声灭活隐孢子虫的机制. 结果表明:在浊度为0~21.46NTU范围内,隐孢子虫的灭活率先升后降,浊度为1.13NTU时灭活率最高,为94.7%;隐孢子虫灭活率随ρ(腐殖酸)的增加而降低,当ρ(腐殖酸)为50.0mg/L时灭活率降至78.4%. Cu2+、Mn2+和SO₄2-对灭活率影响较小,当ρ(Cu2+)为0.5mg/L时,隐孢子虫灭活率(93.2%)比未添加Cu2+时增加了0.7%;ρ(CO₃2-)增加,隐孢子虫灭活率下降,当ρ(CO₃2-)为150mg/L时灭活率降至82.5%. 扫描电镜形态学观察表明,超声可破坏隐孢子虫细胞结构;动力学分析表明,自由基氧化作用对灭活率的贡献为15.6%,说明超声灭活隐孢子虫的主要机制为空化作用产生的机械剪切作用.      

生物-化学强化处理城市污水除磷试验

以PFS(聚合硫酸铁)和PAS(聚合硫酸铝)为混凝剂,分别在化学反应器和SBR(序批式活性污泥反应器)内,研究模拟城市污水的化学除磷和生物-化学强化除磷的效果. 结果表明:在化学反应器内,投加PFS和PAS均可提高TP的去除率,当投加量分别为0.20和1.00 mL/L时,出水ρ(TP)均在0.50 mg/L以下,TP去除率均超过90.0%. 在生物反应器内,投加PFS和PAS均可强化生物除磷效果,与化学除磷相比,PFS投加量需增至0.25 mL/L,TP去除率才可达到90.0%,单独投加PFS的除磷效果好于PFS强化生物除磷效果;而PAS投加量降至0.50 mL/L,出水ρ(TP)即低于0.50 mg/L,TP去除率可达到90.0%以上,PAS强化生物除磷效果好于单独投加PAS的除磷效果. 在生物反应器内投加PAS,TN去除率可提高12.5%;而投加PFS后TN去除率则下降3.3%. 在生物反应器内投加PFS和PAS,能将COD_Cr去除率从82.6%提至90.0%以上. 采用PCR-DGGE技术分析微生物群落特征发现,投加混凝剂的反应器内生物群落数量有所减少,但同时产生一些新生物种群,强化了功能种群的处理效果.      

生物脱氮系统对重金属的耐受性研究

工业废水和生活污水合并集中处理是未来城市污水处理厂的趋向。根据工业废水中常见的Cu2+和Zn2+两种重金属离子,研究了生物脱氮系统对Cu2+和Zn2+的耐受性。试验发现ρ(Cu2+)>0.5 mg/L对生物脱氮系统中COD和TN的去除产生明显的破坏作用,ρ(Cu2+)>5 mg/L对NH 4+-N的去除影响较大,对硝化过程产生抑制作用。ρ(Zn2+)>30 mg/L时对生物脱氮系统的有机物、NH 4+-N和TN的去除产生明显的影响。通过逐渐提高Cu2+、Zn2+浓度对生物脱氮系统进行驯化,可显著提高微生物对重金属的适应性和耐受性,保证污水处理效率。     

不同电极材料对阴极硝化耦合阳极反硝化微生物燃料电池性能的影响

为解决传统MFC反硝化菌在好氧阴极难以富集且脱氮效果差的问题,通过构建石墨MFC和碳刷MFC以阴极硝化耦合阳极反硝化的方式脱氮除碳,并对比分析2种不同电极MFC的性能。结果表明:在相同条件下石墨MFC的最大功率密度为6.71 W·m~(-3)NC,开路电压为902.13 mV;碳刷MFC的最大功率密度为5.11 W·m~(-3)NC,开路电压819.04 m V。启动阶段前15 d碳刷MFC的总氮去除率更高,之后石墨MFC的总氮去除率接近100%,碳刷MFC的总氮去除率在95%左右。石墨MFC的COD去除率高达93%,碳刷MFC的COD去除率在83%左右。相比于传统MFC,阴极硝化耦合阳极反硝化MFC不需要调节pH。相比于碳刷电极,石墨电极MFC可以启动和挂膜同时进行,缩短挂膜时间,且产电性能和脱氮除碳效果更好。