腐殖酸和产甲烷抑制剂对厌氧污泥发酵产氢效能的影响

为提高厌氧污泥的发酵产氢能力,采用间歇培养方式考察了不同产甲烷抑制剂与腐殖酸联合作用对厌氧污泥发酵葡萄糖产氢效能的影响,并通过Illumina MiSeq测序揭示了微生物群落结构的变化规律.结果表明,在葡萄糖初始浓度为500 mg·L^-1条件下,经过120 h的连续培养后,对照的累计产氢量为1.2 mL,存在明显的耗氢现象.当加入0.02%氯仿（V/V）、0.04%氯仿（V/V）或2-溴乙酸磺酸钠（10 mmol·L^-1）后,耗氢现象得到有效控制,它们的累计产氢量分别为15.7、13.2和9.4 mL.当向发酵系统同时加入产甲烷抑制剂和腐殖酸后,可以显著提高厌氧污泥的产氢效能.其中,0.02%氯仿和腐殖酸联合作用的促进效果最佳,其累计产氢量和最大产氢速率（R_max）分别达到了17.4 mL和0.24 mL·L^-1.相反,当替硝唑作为产甲烷抑制剂时,仍然存在耗氢现象.Illumina MiSeq测序结果表明,发酵系统中优势菌群的相对丰度存在显著差异.在对照系统中,Ottowia、Ignavibacterium、Nitrospira、Saccharibacteria_genera_incertae_sedis和Terrimona为优势菌群,其相对丰度为2.2%~4.2%.当0.02%氯仿和腐殖酸加入发酵系统后,Ottowia和Saccharibacteria_genera_incertae_sedis的相对丰度较对照分别增加了11.9%和31.8%,而Nitrospira的含量显著减少.     

基于净初级生产力的生态足迹模型及其与传统模型的对比分析

生态足迹模型因其可以定量度量生态可持续发展、计算简单、结论易懂、全球可比等特点,提出之后得到了大量的关注和应用,同时也面临着一些质疑和争论。文章介绍了一种基于净初级生产力的生态足迹理论和计算方法,并以该方法和传统生态足迹模型分别计算了中国1961—2007年的生态足迹,对计算结果进行了对比分析。结果表明,两种生态足迹模型的计算结果具有较高的相关性,表明基于净初级生产力的生态足迹模型结果可信。该种方法能够克服传统生态足迹模型的部分缺陷,在均衡因子选取、土地生态功能假设、CO2吸收等方面有了较大改进,能够较好地反映不同生态系统在生产力上的差异;在时间序列分析方面也更加合理。但该方法本身同时存在着计算方法不完善、对生态系统变化不敏感等问题,如何更紧密地结合生态足迹和净初级生产力是需要进一步研究的内容。     

Short-term effect of temperature variation on the competition between PAOs and GAOs during acclimation period of an EBPR system

Sequencing batch reactor (SBR) for enhanced biological phosphorus removal (EBPR) processes was used to investigate the impact of the temperature shock on the competition between phosphorus-accumulating organisms (PAOs) and glycogen accumulating organisms (GAOs) in start-up stage. During the 34 days operation, SBR was set with temperature variation(0–5 d, 22±1°C; 6–13 d, 29±1°C; 14–34 d, 14±1°C). PAOs and GAOs were analyzed by fluorescent in situ hybridization (FISH), and intracellular polyphosphate granules were stained by Neisser-stain. The results showed that the influence of temperature shock on PAOs’ abundance was more serious than that on GAOs in the enriching process. Under sudden and substantially temperature variation, from 22±1°C to 29±1°C and then to 14±1°C, the domination of PAOs was deteriorated. After temperature shock, PAOs’ competitive advantages at low temperature that concluded in other study did not appear in our study. As mesophilic, GAOs (indicated by Alphaproteobacteria and Gammaproteobacteria) were more temperature adaptive and better grew and took the domination at 14±1°C in the end. In the competition process, organisms of tetrad forming organisms (TFOs)-like shape which were considered as typical GAOs, were observed. With the evidence of poly-P granules containing by Neisser-straining and result of FISH, these organisms of TFOs-like shape were better to be assumed as adaption state or a special self-protecting shape of PAOs.     

A/O交替运行钢渣基复合滤料生物滤池处理模拟生活污水脱氮除磷特性

利用两级钢渣基复合滤料生物滤池(SSMBF)构建厌氧/好氧(A/O)交替运行工艺系统.在单池HRT=2h,A/O交替周期48h,厌氧DO=0.2~0.5mg/L,好氧DO=3~5mg/L,T=23~27℃的运行条件下,考察了SSMBF系统对模拟生活污水(pH=6.8~7.5,COD=260~330mg/L,NH4+-N=35~40mg/L,PO43--P=9~11mg/L)的处理效果,分析了其氨氮和磷去除特性.结果表明,两级A/O交替SSMBF系统具有良好的生活污水处理能力,对氨氮、磷和COD的去除率分别为95%、40%~60%和83.3%,出水氨氮、磷和COD浓度分别为0.5mg/L?3~6mg/L和50mg/L.在厌氧/好氧交替周期为48h的工况下,SSMBF系统的氨氧化菌和聚磷菌分别可在10h和8h恢复最佳活性.SEM?EDS表征和污染物去除特性分析结果显示,A/O交替运行SSMBF系统充分发挥了钢渣基复合滤料的离子和碱度释放特性,通过聚磷菌的厌氧释磷效应,在厌氧SSMBF中诱导促进了生物-结晶协同除磷,结晶产物为以羟基磷灰石为主的磷酸盐化合物.     

不同类型生物结皮对坡面产流特征的影响

生物结皮是黄土高原地区坡面水土流失不可忽略的影响因素,目前生物结皮对坡面产流特征的影响仍不明确.在陕北神木县六道沟小流域通过径流小区放水试验,以裸地为对照,研究了浅色藻结皮、深色藻结皮、混合结皮(藻+藓)以及藓结皮4 种类型生物结皮对坡面产流特征的影响.结果表明:① 浅色藻结皮、深色藻结皮和混合结皮较裸地显著降低了初始产流时间,三者的初始产流时间较裸地分别减少89.0%、96.2%和96.0%;而藓结皮则较裸地显著增加了初始产流时间.② 浅色藻结皮和混合结皮较裸地显著延长了退水持续时间,其退水持续时间分别是裸地小区的2.28和2.13倍;而深色藻结皮的退水持续时间与裸地差异不显著.③ 深色藻结皮和藓结皮的径流流速较裸地分别降低了29.1%和67.3%;藓结皮的径流流速显著低于其他生物结皮小区;各生物结皮小区的径流深与裸地均无显著差异;浅色藻结皮的径流深显著高于深色藻结皮.④ 不同类型的生物结皮较裸地明显改变了坡面产流过程和径流量;浅色藻结皮小区的径流系数显著高于裸地,深色藻结皮和混合结皮小区的径流系数较裸地差异不显著;浅色藻结皮小区的径流系数是深色藻结皮小区的2.44 倍,差异显著;放水时段内,藓结皮小区没有径流流出.以上结果表明,生物结皮是坡面产流特征的重要影响因素,影响程度与生物结皮的发育阶段和生物组成有关.     

新诺明废水生化处理中的泡沫控制

为了有效的减少新诺明废水在生化处理中产生的泡沫,研究了生物泡沫及化学泡沫控制措施.实验结果表明:将进水方式由多点喷淋进水改成单点中部进水,按m(C):m(P)=100:1投加磷肥、控制MLSS为2500～3000 mg/L、连续投加NaClO溶液5d,使泡沫体积由原来的95 mL减少到39 mL,生物泡沫得到了有效控制;采用厌氧工艺,当厌氧污泥MLSS为30000 mg/L、厌氧停留时间为6d时,泡沫体积从110mL减少到43 mL,化学泡沫得到有效控制.     

厌氧氨氧化膨胀污泥床反应器的化学计量学特性

采用厌氧氨氧化膨胀污泥床(ESB)反应器,研究了模拟废水中基质氨和亚硝酸盐对厌氧氨氧化工艺化学计量学的影响.结果表明,当分别只提高1种反应物的浓度时,反应器均表现出对富余基质具有额外吸纳的能力,致使其对富余基质的绝对去除量和相对去除量均增多.从厌氧氨氧化的反应模型和化学平衡的原理出发,可解释厌氧氨氧化工艺化学计量学的特性.根据化学计量学特性,可按需选取相应的进水基质比例,以实现不同的目的.     

BAF处理焦化尾水和钢厂杂排水的研究

结合4万m3/d污水处理及回用工程的调试实践,对采用曝气生物滤池技术处理焦化尾水和钢厂杂排水的处理效果进行研究。结果表明:曝气生物滤池有一定的抗有机负荷冲击能力;对SS的去除效果好;进水有机负荷的大小是影响氨氮去除效果的一个重要因素;B/C是曝气生物滤池降解有机物效果好坏的重要因素。根据调试中实际操作情况确定:水反冲洗强度为5.83 L/(m2.s);气反冲洗强度为16 L/(m2.s);反冲洗周期为5 d,各反冲阶段时间分配:气洗时间为5 min,气水联合洗时间为3 min,水漂洗时间为5 min,反洗后,大约6 h出水恢复到反洗前的处理效果。     

工业废水污染治理途径与技术研究发展需求

根据工业废水的特点,构建科学合理的废水处理模式,不断完善和发展废水处理技术及水质安全评价与管理技术是水环境污染防治领域的重要课题. 在分析工业废水特点和阐述废水污染治理基本策略与途径的基础上,重点介绍了工业废水处理特性评价、工艺优选方法、水质安全管理等方面的研究进展,并探讨了废水污染治理思路和技术的发展方向. 指出工业废水污染治理应实现以下5个方面的转变和发展,即处理模式从不同种类废水混合收集集中处理向分类收集分别处理优先转变;研究开发从重视废水处理单一技术研发向同时重视废水处理技术集成与处理工艺优化方法研究转变;水质有机污染评价从重视综合浓度指标向同时关注和重视“有机物特征指标”转变;废水排放控制指标从重视常规指标向同时关注和重视水质安全和综合生物毒性指标转变;工艺设计理念从“处理工艺”向“生产工艺”转变.      

处理含酚废水曝气生物流化床中丝状菌种群结构的解析

应用曝气生物流化床反应器(ABFT)处理含酚废水,随着进水ρ(苯酚)由100 mg/L提高到400 mg/L,苯酚的去除率稳定在100%左右,且苯酚的去除主要发生在4个反应池中的第一池. 利用扫描电镜(SEM)、荧光原位杂交(FISH)和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对反应器内微生物种群进行分析. 扫描电镜结果表明,随着反应器进水ρ(苯酚)的提高,填料生物膜微生物逐渐演变为以丝状菌为主. 针对SSU rRNA的荧光原位杂交结果表明,反应器内丝状微生物主要为真菌. 分别对细菌和真菌的16S rDNA和18S rDNA 进行PCR-DGGE分析,结果表明,反应器内主要的苯酚降解菌为克氏地霉(Geotrichum klebahnii),同时存在发硫菌等丝状细菌. 聚类及多样性分析表明,苯酚对微生物种群表现出很强的选择性.