生物脱氮除磷机理及技术进展

生物脱氮除磷技术一直是污水处理领域所关注的重点。笔者介绍了传统生物脱氮除磷机理及其相关进展,并从反应器和机理两方面介绍了几种高效、经济、实用的生物脱氮除磷工艺。     

河道水深度除磷试验研究

对滇池入湖河道水深度除磷处理进行了试验研究,结果表明,使用化学的方法,可以使河道水中的总磷浓度控制在地表水类水标准(TP≤0.05mg/L)以下,从而可以通过对入湖河道水进行深度除磷处理,大幅度去除入湖总磷量而达到控制湖泊富营养化发生的目的。在深度除磷的同时还可去除20%～50%的有机物、氮等其他污染物,有利于河道水质的改善。     

有机磷酸酯阻燃剂降解方法的研究进展

有机磷阻燃剂(OPFRs)已取代溴代阻燃剂广泛应用于各行业,并很容易通过挥发、磨损等方式进入各环境介质中.目前,已在水体、土壤等环境介质中检测到了OPFRs的存在.本文总结了目前已有的OPFRs在环境中的降解方式,据其原理主要可分为化学法和生物法,化学法主要包含Fenton/类Fenton氧化法、紫外-双氧水法(UV/H2O2)、光催化法、过硫酸盐活化法和水解光解等,能够产生大量具有强氧化性的自由基(·OH、SO4·-等)破坏烃链使其降解.但该方法容易受到实际水体中的复杂成分影响,导致效果降低.生物法则是利用不同的细菌将OPFRs作为碳源或磷源在生长过程中将其消耗或和微生物体内的特异性酶发生酶促反应从而降解.通过总结归纳目前OPFRs的降解方法,了解现有方法存在的优点和缺点,为高效去除OPFRs提供理论基础.     

好氧颗粒污泥MBR工艺处理变电站生活污水性能分析

实验对比研究了好氧颗粒污泥膜生物反应器（AGMBR）和传统絮状污泥膜生物反应器（MBR）处理变电站生活污水过程中的膜污染行为及净水性能。以变电站生活污水作为进水,经60 d可以成功培养出好氧颗粒污泥。与传统絮状污泥相比,好氧颗粒污泥能够有效减缓膜污染,尤其是不可逆膜污染。AGMBR水力反洗频率仅为传统MBR的33.3%,30 d连续运行的膜孔阻力仅为传统MBR的69.3%。进一步分析发现,AGMBR反应器中EPS含量显著低于传统MBR,而且EPS中多糖组分含量也远低于传统MBR（仅为MBR的46%）。净水性能对比结果表明,AGMBR对TN和TP有着优异的去除性能,30 d运行平均去除率比传统MBR分别高出37.8%和40.5%。     

生物转笼耦合水生植物修复城市湖库黑臭水体

本文利用生物转笼耦合水生植物系统处理城市湖库重度黑臭和轻度黑臭水体,研究该系统对两种黑臭水体修复性能,以及强化系统脱氮除磷的方法。结果表明:重度黑臭水体系统修复可在4 d内快速消除黑臭,轻度黑臭水体修复时间可缩短至3 d。经处理,两种水体氨氮浓度降至8 mg/L以下,溶解氧浓度提升至5 mg/L以上,透明度提升至33 cm以上,氧化还原电位提升至100 m V左右。两种水体经系统修复5 d后,氨氮浓度达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类标准,水中氨氮基本转化为总氮(TN)。同时,系统兼具一定的TN、总磷(TP)去除能力。碳源促进微生物和植物耦合技术去除城市黑臭水体TN,TP。间断投加碳源,系统修复作用1周后可使水体TN,TP浓度由《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的劣Ⅴ类值改善至Ⅳ类以内。     

纳米氧化铜对颗粒污泥处理城镇低C/N污水的影响

为了探究纳米氧化铜(CuO NPs)对颗粒污泥处理低C/N废水过程中脱氮除磷性能的影响,文章建立4组序批式反应器,以实际废水为探究对象,探究不同浓度CuO NPs影响下颗粒污泥特征及脱氮除磷规律。结果表明,低浓度CuO NPs(2.0 mg/L)对颗粒污泥主要特征及脱氮除磷性能影响不显著,而高浓度CuO NPs(超过10.0 mg/L)则会降低颗粒污泥生物量,提高污泥SVI,降低颗粒污泥脱氮除磷效率。当CuO NPs浓度为20.0 mg/L时,颗粒污泥稳定运行期混合液悬浮固体(MLSS)的浓度下降至4 256～4 369 mg/L,总氮和总磷的去除效率分别下降至59.3%和70.2%,均显著低于0.01 mg/L CuO NPs组别。营养盐周期变化分析表明,CuO NPs对反硝过程、厌氧释磷及好氧吸磷过程均具有显著抑制作用。此外,CuO NPs能影响颗粒污泥的主要特征,CuO NPs提高了胞外聚合物的含量,并主要提高蛋白质的含量。酶活性分析表明高浓度CuO NPs抑制了生物脱氮除磷关键酶的活性。     

一株异养硝化-好氧反硝化-积累磷的细菌Klebsiella pneumoniae A15的筛出及其特性研究

利用以淀粉为唯一碳源的缺氧/好氧序批式系统从污水处理厂活性污泥中分离得到一株肺炎克雷伯氏杆菌A15(Klebsiella pneumoniae A15),该菌具有异养硝化-好氧反硝化和积聚磷能力.它的最佳生长条件:碳源为柠檬酸钠,C/N为30,P/N为0.2,pH为7.在最佳条件下,氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的最高去除率分别为96.27%、99.22%和100%;相应的去除速率分别为1.77、2.08和1.86mg/(L?h).该菌株对浓度为8mg/L的磷酸盐和1300mg/L的COD最高去除率分别为100%和95%.氮平衡分析发现该菌可以利用氨氮、硝氮以及亚硝氮产生气态氮,表现出优异的异养硝化和好氧反硝化活性.对菌株胞内磷和EPS中磷的分析结合DAPI染色发现有82%的磷储存在菌株细胞内并且以多聚磷酸盐形式储存,其余磷在EPS中.对该菌株的napA、nirS、nosZ和ppk基因的成功扩增也表明其好氧反硝化和积聚磷能力.本研究展示了一株在脱氮除磷系统中具有特定功能的细菌.     

同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥的储存与恢复

针对好氧颗粒污泥颗粒化时间慢等问题,进行了同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥常温储存及活性恢复实验研究.结果表明,好氧颗粒污泥经过60d的常温储存后,颗粒的结构基本能保持稳定,但是颗粒污泥的活性大幅度降低,污染物去除率仅有储存前的30%～40%.将常温储存的颗粒污泥接种到反应器中,经过一定的调控手段,可以在60d内恢复好氧颗粒污泥的功能及活性.此外,经过储存与恢复,好氧颗粒污泥的群落结构也发生了明显变化.大部分的微生物的相对丰度变化可逆,经过储存和恢复可以恢复至储存前的状态(包括Defluviicoccus (GAOs)和Flavobacterium (PAOs)),重构同步脱氮除磷的微生物群落结构.     

胞外聚合物在生物膜同步去除/富集磷酸盐系统中的作用

以基于同步去除/富集磷酸盐的厌氧/好氧交替生物膜序批式反应器内生物膜为研究对象,研究了胞外聚合物（EPS）内磷含量形态及生物膜内微生物种群变化,探究EPS在生物膜去除/富集磷酸盐中的作用及其与微生物种群之间的联系.结果表明,生物膜反应器在厌氧外加COD为200 mg·L^-1的条件下富集到了磷浓度为120.95 mg·L^-1的富集液.EPS在生物膜吸/释磷过程中发挥重要作用,EPS磷含量占生物膜磷含量的69.16%~79.00%,³¹P核磁共振实验表明ortho-P为EPS内主要磷形态,占比为85.47%~88.60%.高通量测序结果表明生物膜内微生物种群变化明显,Candidatus_Competibacter为优势菌属,其丰度由1.23%增至38.87%,有利于形成更具粘性的EPS进而黏附在生物膜上,可能促进EPS在吸/释磷中发挥作用;暖绳菌科为优势聚磷菌,随实验温度升高,其丰度由5.29%减至4.90%.