O_2、NO_3~-、NO_2~-为电子受体的生物除磷比较

通过平行运行3个分别以O2、NO-3、NO-2为电子受体的SBR除磷系统,探讨了反硝化除磷区别于好氧除磷的工艺特征及其内在微生物竞争机制.NO-2不会对经驯化后反硝化聚磷菌(DPAO)的缺氧吸磷产生直接抑制作用,但其作为反硝化除磷电子受体的效能远低于NO-3;具备利用NO-3而缺乏NO-2反硝化酶系的DPAO(DPAO5)流失及聚糖菌(GAO)增殖是根本原因.而NO-3是一种高效电子受体,其反硝化除磷效能与以O2为受体的好氧除磷系统相当,两者在除磷计量学和功能菌群构成上十分接近.作为聚磷菌(PAO)的竞争者,GAO在3个研究系统中均大量存在.基于对不同电子受体的利用能力,PAO包含PO、PN、Pn、PNn、PON、PONn等6个种类.PON和PONn等兼性PAO是生物除磷的主体,其在污泥中比例越高,系统的除磷负荷也越大,即SBRo＞SBRn5＞SBRn3.     

O2、NO-3、NO-2为电子受体的生物除磷比较

通过平行运行3个分别以O₂、NO^-₃、NO^-₂为电子受体的SBR除磷系统,探讨了反硝化除磷区别于好氧除磷的工艺特征及其内在微生物竞争机制.NO^-₂不会对经驯化后反硝化聚磷菌（DPAO）的缺氧吸磷产生直接抑制作用,但其作为反硝化除磷电子受体的效能远低于NO^-₃;具备利用NO^-₃而缺乏NO^-₂反硝化酶系的DPAO（DPAO₅）流失及聚糖菌（GAO）增殖是根本原因.而NO^-₃是一种高效电子受体,其反硝化除磷效能与以O₂为受体的好氧除磷系统相当,两者在除磷计量学和功能菌群构成上十分接近.作为聚磷菌（PAO）的竞争者,GAO在3个研究系统中均大量存在.基于对不同电子受体的利用能力,PAO包含P_O、P_N、P_n、P_Nn、P_ON、P_ONn等6个种类.P_ON和P_ONn等兼性PAO是生物除磷的主体,其在污泥中比例越高,系统的除磷负荷也越大,即SBR_o＞SBR_n5＞SBR_n3.     

活性污泥中臭氧传质效率的理论分析与实验研究

在理论分析的基础上,首先建立了臭氧传质效率与系统参数间的数学模型,给出了臭氧传质效率U的影响因素,即污泥浓度、进气浓度、混合液的高度h、表观气速u_obs和气泡直径d.通过试验设计,进而考察了这些影响因素对臭氧传质效率的贡献.结果表明,混合液的高度h和气泡直径d对臭氧传质效率的影响最为显著,而污泥浓度和进气浓度、表观气速u_obs的影响很小.当混合液高度h为0.2　m时,臭氧的利用率仅为0.45;h为0.8 m时臭氧的利用率为0.883;h为1.4 m时臭氧的利用率几乎为1,臭氧的利用率和高度呈现较好的指数关系.在h为0.8 m的混合液中,d由0.007　5 m减小到0.005 m时,U值从0.89增大到0.96;h为0.6 m的混合液中也出现类似情况,d由0.007 5　m减小到0.005 m时,U值从0.80增大到0.93.最后得到臭氧传质效率U、混合液高度h和平均气泡直径d间的定量关系表达式,其相关系数R²为0.861 6,可为工程设计提供一定的参考依据.     

紫外光降解气态氯苯的影响因素及其动力学研究

紫外光降解挥发性有机物(VOCs)是一种新型的废气处理技术.采用主波长为365 nm的500 W高压汞灯为光源,重点考察了空塔停留时间、氯苯初始浓度、反应介质等对氯苯光降解效果的影响.结果表明,在氯苯初始浓度较低时.氯苯去除率随着空塔停留时间的延长而呈线性升高.最大去除率达87%;而氯苯初始浓度过高时会使单位分子接受的光子和活性基团数量下降,引起氯苯去除率降低,空气介质中的O2和H2O在光照下可转化为活性基团.进而增强了光降解效果;而在氮气介质下光降解氯苯的效率大大降低,最大去除率仅为61%.在氯苯为0.36～8.64 mg/L时,紫外光降解氯苯遵循二级反应动力学方程.     

活化沸石曝气生物滤池预处理微污染源水的研究

采用上流式活化沸石滤料曝气生物滤池(AZBAF)对杭州市某微污染地表源水进行生物预处理.结果表明,活化沸石的高效吸附作用可使AZBAF通过自然挂膜实现快速启动.在水力负荷1.2m/h,气水比为(3~1):1条件下,AZBAF对TOC和CODMn的去除率分别为40%~60%和10%~27%,尤其对小分子量(MW<1kDa)有机物具有良好的降解作用.同时系统对NH3-N的去除率保持在90%以上.污染物的去除主要发生在滤池30cm以下部分,这与其中微生物的数量和活性分布规律一致.暂时停运(5~10d和35d)对生物过滤影响较小,系统重启后可在6~8h和24h内基本恢复至原有处理水平.     

亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷工艺特征

采用序批式污泥培养方式,探讨了NO2-为电子受体的反硝化除磷工艺特征.结果表明,通过逐步增加进水中NO2-浓度并取代NO3-,可有效驯化反硝化聚磷菌(DPAO)对较高浓度NO2-(以N计,30mg/L)的有效利用.DPAO可根据电子受体的变化作出动态响应,进而影响系统的除磷效能.在NO3-条件下,系统中存在2 类DPAO:DPAO35(以NO2-或NO3-为电子受体)和DPAO5(以NO3-为电子受体);作为系统的优势功菌,DPAO 占总VSS 的40%~61%.随着进水中NO3-的减少和NO2-的增加,DPAO5 被缓慢淘洗出系统,DPAO 比例减少为28%~41%,同时引起聚糖菌(GAO)比例从31%~52%升至54%~67%,而除磷效率从84%降至66%.化学计量学显示厌氧&#8710;Gly/&#8710;HAc 和好氧&#8710;Gly/&#8710;PHA 比值(C/C)分别由0.53 和0.43 升至0.78 和0.51.     

间歇曝气对硝化菌生长动力学影响及NO-2积累机制

采用间歇曝气方法处理低氨氮浓度生活污水,在SRT 10、 5、 2.5和1.25 d条件下,SBR反应器出水中NO^-₂含量（以N计,下同）为18、 19、 14和5　mg/Ｌ,积累率达到73%、 85%、 91%和78%,而连续曝气SBR仅为14%、 21%、 31%和34%;同时氨氮去除率维持在97%、 95%、 76%和39%,与连续曝气SBR的92%、 97%、 71%和47%相当.对硝化菌的生长动力学分析表明,在间歇曝气硝化系统中,氨氧化菌（AOB）可以通过产率系数（Y_AOB）的增加来提高自身在反应器中的绝对生物量,并补偿因间歇曝气引起的比底物利用速率下降,从而使比增殖速率（μ_m）和NH⁺₄的氧化速率不变.与此相反,亚硝酸盐氧化菌（NOB）却不具备这种补偿特性,导致其μ_m和对NO^-₂氧化速率降低,引起了NO^-₂在出水中积累.     

沸石滤料曝气生物滤池处理水产养殖废水的工艺特性

采用上流式沸石滤料曝气生物滤池(ZBAF)对水产养殖废水进行处理.结果表明,沸石的高效吸附作用可使系统获得快速启动,异养菌和硝化菌生物膜的成熟分别只需7d和25d;系统在水力负荷0.25m/h及气水比20∶1工艺条件下运行效能最佳,COD和NH+4-N去除率分别稳定在85%和70%左右.通过对ZBAF滤柱沿程水质、微生物等指标分析,异养菌和硝化菌主要聚居区分别在滤料层下端和上端,DO值的低谷位置可作为其聚居区分界线;生物量(磷脂-P)和生物活性(好氧速率)沿高程的分布大体一致,其最大值均出现在滤柱底部,分别为114.12 nmol/g和0.67 mg/(g.h).     

生物过滤塔和生物滴滤塔净化α-蒎烯性能比较

分别采用以木屑/泥炭为填料的生物过滤塔(BF)和以聚氨酯小球为填料的生物滴滤塔(BTF)净化α-蒎烯废气,比较两者的挂膜时间及对α-蒎烯的降解性能.结果表明,采用气液相联合方法,过滤塔和滴滤塔分别在21d和27d内完成挂膜;扫描电镜观察表明,填料上生物膜菌群生长良好,优势菌为杆菌和球菌.在α-蒎烯进口浓度80～2200mg.m-3、空床停留时间(EBRT)29～102s条件下,两者对α-蒎烯均有较好的去除效果,过滤塔与滴滤塔的最大去除负荷分别为50g.m-.3h-1和43g.m-.3h-1;滤塔中CO2生成量与α-蒎烯降解量之间呈线性关系,通过线性拟合得出过滤塔与滴滤塔的α-蒎烯矿化率分别为74%与68%,滤塔中减少的α-蒎烯主要被微生物利用而去除.菌落数(CFU)分析表明,在挂膜阶段滤塔微生物数量增长明显,稳定运行阶段菌落数随着EBRT的延长而增加,在EBRT102s条件下单位反应器空间内过滤塔和滴滤塔菌落数分别为5.52×1014cfu.m-3和1.84×1014cfu.m-3.     

间歇曝气对硝化菌生长动力学影响及NO_2~-积累机制

采用间歇曝气方法处理低氨氮浓度生活污水,在SRT 10、 5、 2.5和1.25 d条件下,SBR反应器出水中NO-2含量(以N计,下同)为18、 19、 14和5 mg/L,积累率达到73%、 85%、 91%和78%,而连续曝气SBR仅为14%、 21%、 31%和34%;同时氨氮去除率维持在97%、 95%、 76%和39%,与连续曝气SBR的92%、 97%、 71%和47%相当.对硝化菌的生长动力学分析表明,在间歇曝气硝化系统中,氨氧化菌(AOB)可以通过产率系数(YAOB)的增加来提高自身在反应器中的绝对生物量,并补偿因间歇曝气引起的比底物利用速率下降,从而使比增殖速率(μm)和NH+4的氧化速率不变.与此相反,亚硝酸盐氧化菌(NOB)却不具备这种补偿特性,导致其μm和对NO-2氧化速率降低,引起了NO-2在出水中积累.