主流条件下两级式PN-ANAMMOX工艺的高效能脱氮过程

中低温条件下采用两级式PN-ANAMMOX工艺对低浓度NH_4~+-N(50 mg·L~(-1))污水进行高效脱氮过程研究.结果表明,20~14℃范围内PN-ANAMMOX工艺的脱氮负荷和TN去除率可分别维持在0.6 kg·(m~3·d)~(-1)和80%以上;两级式PN-ANAMMOX工艺在限NO_2~--N和限NH_4~+-N两种模式下均可保持稳定运行,其中限NH_4~+-N运行模式为污水极限脱氮需求奠定了良好基础.当温度降至12℃时,PN-ANAMMOX工艺的脱氮负荷下降至0.5 kg·(m~3·d)~(-1)左右,低温使得ANAMMOX反应成为工艺脱氮的限速步骤而对PN无明显影响.ANAMMOX污泥比PN颗粒污泥具有更高的温度敏感性,二者活性的温度系数分别为1.056和1.172.综上可知,对于低温条件下运行的两级式PN-ANAMMOX工艺,ANAMMOX菌体数量及活性是决定工艺脱氮负荷的步骤,而PN出水中基质组成(即NO_2~--N/NH_4~+-N之比和NO_3~--N浓度)是控制工艺脱氮效果的环节.基于上述结果,提出两级式PN-ANAMMOX工艺主流条件下实现高效能脱氮的分级分离式调控策略.     

基于MBR不同种泥短程硝化启动的微生物群落结构分析

为明确膜生物反应器(MBR)接种不同污泥启动短程硝化前后微生物群落结构变化特征,采用MBR反应器分别接种硝化污泥(R1)、厌氧亚硝化污泥(R2)和1∶1混合接种厌氧亚硝化污泥和反硝化污泥(R3),获取有利于实现快速短程硝化的污泥源.结果表明,结合间歇曝气和缩短水力停留时间(HRT),R1、R2与R3反应器分别耗时46 d、8 d和30 d成功启动短程硝化,R2反应器启动周期最短.稳定运行期内,R1、R2和R3反应器亚硝累积率平均为92%、93%和94%,R3反应器表现出更稳定的短程硝化性能.ACE、Chao、Shannon和Simpson指数结果表明,稳定运行后,R1和R2反应器微生物丰度和多样性水平均大幅低于接种污泥,R3反应器物种丰度略有减少而多样性水平变化不大.短程硝化成功启动后,3个反应器内的主要菌群为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),且主要脱氮功能菌变形菌门丰度相较于接种污泥均有提高.β-变形菌纲为3个反应器短程硝化系统的优势菌群,分别占比59.6%、63.6%和69.3%.R1、R2和R3反应器内的优势菌属均为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas),所占比例分别达12.8%、20.2%和19.7%.相比R1反应器,R2和R3反应器接种污泥内存在一定比例的亚硝化细菌,更有利于系统短程硝化的实现.     

微生物絮凝剂提取方法的优化及其对废水中木质纤维类污染物的絮凝机理

利用芽孢杆菌生产的微生物絮凝剂配合助凝剂三价铁,在实际废水的处理中具有良好的应用潜力.为了更好地在实际废水处理中应用微生物絮凝剂,需要优化微生物絮凝剂的提取方法.实验结果表明,通过响应曲面优化法,最终可将微生物絮凝剂的产量由原先的0.5g·L-1提升至1.64 g·L-1.最佳提取条件为:将培养好的培养液在50℃下超声6 min,处理结束后,调节溶液pH在9～11内,然后进行离心、醇沉等操作.微生物絮凝剂对烟草废水COD、氨氮去除率可分别达到50％和28％;对畜禽废水COD、氨氮去除率可分别到达85％和45％.此外,由于微生物絮凝剂的无害性,通过微生物絮凝剂干湿分离后的固体和液体部分可以分别作为有机肥和液体叶面肥再利用,从而可产生一定的经济效益.本研究可为环保絮凝剂的开发与应用提供参考.     

高VFA浓度果渣废液厌氧反应启动特性研究

研究了高VFA浓度果渣废液厌氧启动反应的操作运行工况,提出了厌氧启动反应完成时应同时满足的4项判别条件。研究成果显示:高VFA浓度果渣废液厌氧反应的启动过程可根据启动运行工况特征分4个阶段完成。在试验研究中通过跟踪计算消化液的有机碳量平衡,提出了判别厌氧反应达到完全混合状态和早于p H等常规状态指标显著变化前,发生有机酸累积的方法。试验采用尿素调控消化液中的酸碱平衡,得到厌氧启动反应达到稳定时的有机负荷为2.83 kg/(m3·d),平均产气量为658.8 L/(m3·d)。     

ABR耦合间歇曝气MBR工艺处理生活污水研究

为降低膜生物反应器(MBR)运行能耗和延缓膜污染,以厌氧折流板反应器(ABR)-MBR工艺处理生活污水为例,采用间歇曝气和添加颗粒填料两种方式对工艺脱氮除磷运行条件和膜污染问题进行研究.结果表明,增大间歇曝气时间有利于提高氮磷的去除效果,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为91%、95%、84%和92%(工况4),而添加颗粒填料对氮磷的去除没有显著影响.双重好氧-缺氧交替环境强化了工艺对磷的去除.添加颗粒填料比间歇曝气更能有效延缓膜污染,同时改变了膜污染的形成过程,膜内部污染物含量显著增多,与泥饼层相比,多糖成为了膜污染的主要因素,不会对膜组件本身构成危害,增强了MBR反应器的实际应用性能.     

贵州西部4种林型土壤有机碳及其剖面分布特征

在气候变化背景下,森林土壤碳库已成为全球碳循环研究重点之一。以贵州西部桦木（Betula luminifera H.Wilk.）、柳杉（Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr.）、华山松（Pinus armandii Franch.）和杉木（Cunninghamia lanceilata（Lamb.）Hook.）4种主要森林类型为对象,对其土壤有机碳、碳密度及其垂直分配特征等进行了研究。结果表明：4种林型土壤有机碳含量和碳密度均表现为华山松林（51.09 g.kg-1,30.56 kg.m-2）〉杉木林（39.47 g.kg-1,22.97 kg.m-2）〉柳杉林（37.49g.kg-1,21.00 kg.m-2）〉桦木林（36.31 g.kg-1,20.13 kg.m-2）,华山松林土壤有机碳含量和碳密度显著大于其它三种林型,而另外三种林型间差异不明显;4种林型土壤有机碳含量和碳密度均随土层深度增加而逐渐降低,土壤有机碳含量均为0-10 cm最大,分别是剖面均值的1.45-1.61倍,而0-20 cm层土壤碳密度占整个土壤剖面的32.69%-38.08%,显著高于其他各层,大于20 cm的土层中,各层间的变化较小,土壤碳密度具有一定程度的表聚性;4种林型土壤有机碳含量与土壤pH均表现极强的负相关,与土壤全N和碱解N均表现极强的正相关,与全P、速效P、全K、速效K和阳离子交换量的相关性不尽一致,建立的方程具有较高的回归精度,土壤N和P状况对4种林型土壤有机碳含量有重要影响。     

适宜处理分散性生活污水的人工湿地除磷填料的筛选及改性

为提高人工湿地除磷效能,从沸石、陶粒、萤石、膨胀蛭石、石灰石、麦饭石、火山岩、牡蛎壳、钢渣和废砖块这10种具有较高磷素饱和吸附量的填料中,筛选出钢渣、沸石和石灰石3种适宜处理分散性生活污水的人工湿地填料,并分别使用不同浓度梯度的酸(碱)、盐对3种填料进行改性,以增强其除磷能力。研究结果表明,钢渣、沸石和石灰石分别经2 mol/L AlCl3、2 mol/L NaOH及2 mol/L AlCl3、0.5 mol/L AlCl3溶液改性后,磷素吸附量达到最高值(0.272、0.0801和0.351 mg/g),而双常数方程能更好地描述优选填料对生活污水中磷的吸附动力学过程,综合考虑填料的吸附效果、成本及来源,改性石灰石是人工湿地处理分散性生活污水时较为理想的除磷填料;此外,填料经铝改后,氮磷吸附效果普遍优于其他改性条件,且Al-P有利于植物直接吸收利用,含铝废水来源广泛,故利用铝改液处理人工湿地填料具有较高的应用推广价值。     

印染废水接触氧化池中悬浮污泥和生物膜的微生物群落比较分析

为了揭示接触氧化池中悬浮污泥和生物膜菌群群落结构的异同,提取基因组DNA,采用PCR扩增与454高通量测序技术对两者菌群测序并进行了操作单元(OTU)聚类分析、多样性分析和分类学分析。结果表明,悬浮污泥和生物膜菌群的高通量测序分析分别得到优化序列8 256条和10 592条,测序覆盖深度都在80%左右,经过97%相似度归并后分别得到570个OTUs和694个OTUs,菌群多样性分析显示悬浮污泥内菌群的丰度和多样性都低于生物膜,悬浮污泥有356个属的细菌构成,而生物膜内则有387个,都归属于21个门。悬浮污泥和生物膜内不仅存在共有菌种,也含有各自的特定菌种,说明不同的微环境使其有了相对应的优势群落。通过这种差异的比较分析,更能准确地了解接触氧化池中微生物的群落组成情况,有利于分析其与系统功能的关系。     

环境空气中苯系物测定方法的优化

探讨了《环境空气苯系物的测定活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法》(HJ 584-2010)中存在的问题,并对此方法进行了改进。重新确定了方法检出限,使方法检出限更为合理;通过实验室计算出方法检测的浓度范围;改变了样品保存条件,使样品的保存周期更长,便于分析。     

小体积液液萃取气相色谱法测定地表水中硝基苯类

建立了一种小体积液液萃取气相色谱法快速测定地表水中硝基苯类化合物的分析方法。方法具有适用性广、溶剂用量少和操作简便等特点。当萃取剂甲苯用量为1.5 ml时,萃取富集效率可达191~332倍,回收率为90.7%~102%,相对标准偏差为2.9%~5.1%,检出限为0.000 3~0.005 mg/L。