无排泥条件下的膜-生物反应器系统处理焦化废水可行性研究

小试规模浸没式厌氧/缺氧/好氧-膜-生物反应器(A1/A2/O-MBR)系统用于处理实际焦化废水,在无排泥条件下连续运行160 d.考察了长期运行条件下系统对不同污染物的去除性能,并通过亲疏水组分分离和三维荧光光谱法,对进出水焦化废水中溶解性有机物(DOMs)特征进行分析.结果表明,A1/A2/O-MBR系统能稳定去除88.0%±1.6%的COD,99.9%的挥发酚,99.4%±0.2%的浊度和98.3%±1.9%的NH4+-N,相应的平均出水浓度分别为249 mg/L±44 mg/L、0.18 mg/L±0.05 mg/L、1.0NTU±0.2 NTU和4.1 mg/L±4.3 mg/L;最大TN去除率可达到74.9%.在系统160 d运行过程中,MLVSS/MLSS维持在90.2%±1.0%,没有出现无机物的积累;污泥的表观产率(MLVSS/COD)逐渐降低并最终稳定在0.035 kg/kg.在焦化废水DOMs的疏水酸性、疏水中性、疏水碱性和亲水物4种组分中,疏水酸性物是进出水中最主要的溶解性有机碳(DOC)和色度组分,分别占进出水总DOC的70%和67%,总色度的75%和76%.三维荧光光谱分析表明腐殖质类物质是系统出水中残留的主要难降解有机物和致色物质.     

环境因素对接种Shewanella baltica的微生物燃料电池产电能力的影响

通过筛选获得1株Shewanella baltica,分别改变阳极基质种类、浓度、pH和温度,考察不同条件下接种该菌后MFC产电特性.乳酸钠作为基质时接种该菌的MFC产电功率密度最大,MFC产电功率密度和基质浓度满足Monod模型.阳极溶液pH和温度对接种该菌的MFC产电功率密度影响最大.阳极溶液pH为8时接种该菌的MFC产电功率密度最大可达1 236 mW/m²,最大功率密度上升主要是阳极内阻和阳极电势影响所致.接种该菌的MFC最大产电功率密度在50℃达到1 197 mW/m²,最大功率密度随温度变化的主要原因是温度对阳极内阻的影响,20～50℃时MFC电流密度与温度满足Arrhenius方程.     

沸石床多级生物膜焦化废水处理系统的NH+4-N去除稳定性研究

焦化废水处理中预处理蒸氨工艺不稳定容易引起生物处理出水NH⁺₄-N的波动,为了在有机物去除的同时提高生物系统对NH⁺₄-N的去除效果和稳定性,采用对NH⁺₄-N有良好吸附性能的天然斜发沸石为生物填料构建沸石床多级生物膜系统,考察了进水负荷对系统运行稳定性的影响、抗冲击负荷能力以及系统的功能分区和污染物迁移转化规律.结果表明,当系统进水NH⁺₄-N负荷≤0.21 kg/(m³·d)、COD负荷≤1.35　kg/(m³·d)时,出水NH⁺₄-N和COD的平均浓度分别为(2.2±1.2)mg/L和(228±60)mg/L,平均去除率分别达(99.1±0.5)%和(86.0±2.6)%.在低、高两次NH⁺₄-N冲击负荷［0.03　kg/(m³·d)和0.06　kg/(m³·d)］条件下,系统对NH⁺₄-N的平均去除率仍然分别高达99.0%和92.9%,高于对比系统的96.8%和89.3%,表现出良好的抗NH⁺₄-N冲击负荷性能与处理稳定性.系统好氧单元反应器沿程出现脱碳/硝化功能区(C/N区)和硝化功能区(N区),其中N区的NH⁺₄-N 降解速率为C/N区的2～8倍.系统进水中相对分子质量＜1×10³、 1×10³～1×10⁴、 ＞1×10⁴的TOC浓度分别为227.6、104.8和35.0 mg/L,处理出水中的TOC浓度分别为31.2、 22.9和31.5 mg/L,其中相对分子质量＜1×10³和1×10³～1×10⁴这2个范围的有机物降解良好,出水残余物质主要为相对分子质量＞1×10³的有机物.     

二级出水水质对中试臭氧-微滤工艺运行的影响

在以膜微滤为主的组合工艺对二级出水的处理过程中,二级出水水质可能对于微滤过程中膜污染的发展有较强影响.为此考察了2座污水处理厂及1个中试处理设施的二级出水水质,包括常规水质指标、水中颗粒物粒径分布及树脂吸附分离后不同有机物部分的荧光光谱所表征的有机物组分等对于死端微滤中TMP发展变化的影响.研究结果表明:①颗粒物浓度和颗粒物粒径分布对于微滤过程中的可逆污染有较大贡献;②二级出水中的有机物,尤其是其中的腐殖质部分,对于微滤过程中的不可逆污染有较大贡献.     

微生物燃料电池表观内阻的构成和测量

将微生物燃料电池内部各种阻力用表观内阻统一表征,在建立其等效电路的基础上将表观内阻分为欧姆内阻和非欧姆内阻2部分.通过稳态放电法测量微生物燃料电池表观内阻,在改变外电阻后稳定时间需要60 s以上方能保证测定准确性,通过稳态放电法测定一室型微生物燃料电池的表观内阻为289 Ω,当外电阻等于表观内阻时微生物燃料电池对外输出功率达到最大,为241 mW/m²;通过电流中断法测量一室型微生物燃料电池的欧姆内阻为99 Ω,测定结果与断电前电流强度无关;当一室型微生物燃料电池对外供电分别处于活化极化区、欧姆极化区和浓差极化区时,非欧姆电阻占总内阻的比例分别为93％、66％和75％,在电池对外供电达到最大时非欧姆占总内阻比例最低.提高微生物燃料电池产电能力需要同时降低电池的欧姆内阻和非欧姆内阻.     

不同深度人工复合生态床处理农村生活污水的比较

采用了2种填充深度(60cm和40cm)的人工复合生态床对滇池地区低浓度农村生活污水进行了处理试验研究结果表明,在30cm/d高水力负荷的条件下,对COD、总氮、氨氮和总磷的去除率,深度为60cm的床体分别为66.4%、57.7%、78.7%和63.2%,40cm深的床体分别为63.8%、59.1%、82.1%和61.3%.深度为60cm床体对COD和总磷的去除率高于深度为40cm的床体,但后者对氮的去除效果略优于前者.对氮、磷去除途径的分析表明:微生物的硝化/反硝化作用以及填料对磷的吸附沉淀作用是人工复合生态床去除氮、磷的主要途径;水生植物对氮、磷的吸收量分别占投加总量的10%和9%以上,也是一个重要途径.     

潜流式人工湿地污水处理系统硝化能力研究

研究了潜流式人工湿地内部不同填料层和沿水流方向硝化能力的变化.结果表明:潜流式人工湿地中,硝化能力沿水流方向逐渐减小.底部填料层,即炉渣层的氨氧化速率常数和亚硝酸氧化速率常数分别为1.99～6.89mg·(h·kg)^-1和1.44～5.22mg(h·kg)^-1,而床体上部土壤层的氨氧化速率常数和亚硝酸氧化速率常数分别为0.53～0.89mg·(h·kg)^-1和0.96～1.39mg·(h·kg)^-1.因此炉渣层的硝化能力要明显高于土壤层,底部炉渣层在硝化过程中起主要作用.     

混凝-微滤膜组合净水工艺中膜过滤特性及其影响因素

采用混凝-微滤膜组合工艺处理微污染原水,间歇抽吸的运行方式连续运行,考察了膜组件的抽吸时间,抽/停时间比和曝气量对膜过滤性能的影响.采用膜通透性J/p作为膜过滤性能的评价指标.结果表明,在各操作条件下,膜通透性J/p由于膜污染的发生均先快速降低,随后随时间缓慢下降.但J/p的初期下降速度和缓慢下降阶段的相对稳定值因操作条件的不同而不同.抽吸时间对膜通透性影响较大,其次为抽/停时间比.在一定的条件下,抽吸时间缩短1/2,产水率可提高2倍;抽/停时间比缩短,产水率可提高50%.当抽吸时间和抽/停时间比分别为15min和3.8时,J/p值较高.曝气量在一定范围内的增加有利于提高膜通透性.本试验中,曝气量由2m³/h增加至4m³/h时,膜通透性可提高约15%,但当曝气量增加到6m3/h时,膜通透性并无显著改善.膜面污染物分析表明,在本研究使用的原水条件下,Si和Ca是主要的无机污染元素.     

海藻酸钠和聚乙烯醇作为固定化微生物包埋剂的研究

分别以海藻酸钠和聚乙烯醇为包埋剂,包埋固定微生物,采用正交试验法,以固定化微生物对TOC的去除率为主要指标,强度为辅助指标,确定包埋条件,并对其性能进行比较。研究结果表明,用聚乙烯醇为包埋剂的固定化小球强度及稳定性比用海藻酸钠的高,较适用于废水处理,但其传质性能有待进一步改善。     

苯及其一取代化合物对底泥氨氧化活性联合抑制作用

为研究复合苯系污染物对氮循环中硝化过程的影响,采用摇瓶实验研究了苯及其3种一取代化合物(苯酚、苯胺和硝基苯)对底泥氨氧化活性的联合抑制作用. 结果表明,苯、苯胺、苯酚以及硝基苯进行两者及多者之间等毒性混合的11组混合物,对底泥氨氧化活性的联合抑制作用中,有7组表现为加和作用,3组表现为协同作用,只有苯和苯酚的混合物表现为拮抗作用. 含有硝基苯的混合物对底泥氨氧化活性的抑制作用一般表现为加和作用.苯及其一取代化合物的混合物对底泥氨氧化活性半数抑制浓度(IC₅₀,μmol·L^-1)与这种混合物中取代基的电负性ME有相关关系:lg IC₅₀=2.197-0.236ME,随取代基电负性的增加,混合物对底泥氨氧化活性的联合抑制作用逐渐增强.