厨余发酵液作为反硝化碳源的规律研究

厨余发酵液中含有丰富的VFA、乳酸等快速降解有机物,以及碳水化合物、蛋白质等慢速降解的有机物,利用厨余发酵液作为外增碳源强化生物脱氮的可行性。首先利用SBR处理投加厨余发酵液后的低C/N污水,经过40 d的培养,最终TN去除率稳定在85%左右,出水COD低于40 mg/L,说明厨余发酵液具有强化生物脱氮的能力;然后利用批式实验研究其在不同C/N条件下的反硝化规律,发现当C/N≤5.1时,出水出现了NO-2-N积累现象,C/N升高到最佳的6.5时,NO-2-N积累现象消失,反硝化速率为3.77 mg NO-3-N/(g VSS·h)。     

密集生长条件下丝状菌结构分析

从丝状菌结构入手,控制条件使丝状菌致密生长是控制丝状菌污泥膨胀的一种新思路。提出了"节点密度"的概念,以表征菌丝体之间的缠绕特征。研究发现,丝状菌菌丝体的节点密度及其网眼的椭圆度与SVI分别呈正相关和负相关性。另外,实验过程中丝状菌密集生长形成质量较大的丝状菌絮体,该絮体具有良好的泥水分离效果和较低的SVI值。但丝状菌大絮体会造成反应器中局部溶氧不均,降低传质效率,进而导致大絮体解体,且氨氮去除率不高。关于丝状菌大絮体如何形成且长时间稳定存在的问题,还有待于进一步研究。     

人类特异性粪厌氧菌基因标记物实时荧光定量PCR检测方法的建立和应用

针对人类粪便污染,选择来源于拟杆菌和双歧杆菌16S rRNA的基因片段作为标记物,分别建立了相应的实时荧光定量PCR检测方法.选取不同来源的粪便样品进行检测,证实了引物的特异性.回收纯化从污水中扩增所得的目标PCR片段,经过连接转化,筛选阳性克隆提取其重组质粒作为实时荧光定量PCR的标准品.通过检测一系列梯度稀释的标准品,确定了拟杆菌基因标记物和双歧杆菌基因标记物定量PCR检测方法分别在1.98×102～1.98×107 copy/μL和2.12×101～2.12×107 copy/μL范围内具有良好的线性关系.     

改良填料生物滞留池对雨水径流中磷的去除效果

针对生物滞留池在一定淹没区高度条件下同时添加碳源对P的去除效果波动较大问题,开展了生物滞留池填料改良方法的研究。通过构建3根模拟实验柱,分别填充传统填料、普通生物炭改良填料和铁改性生物炭改良填料,分析了不同生物炭改良填料生物滞留池在不同淹没区高度和不同落干期条件下对PO_4~(3-)-P的去除效果;同时,探讨了生物炭对生物滞留池填料的改良作用。研究结果表明:在淹没区高度为300 mm的条件下,铁改性生物炭改良填料生物滞留池对于PO_4~(3-)-P去除效果最好,平均去除率接近90%,而普通生物炭改良填料生物滞留池对PO_4~(3-)-P去除效果最差,平均去除率低于60%;同时,在不同落干期条件下,所有实验柱均未发生PO_4~(3-)-P淋出现象。铁改性生物炭改良填料生物滞留池在设有一定高度淹没区条件下对雨水径流中磷具有很好的去除效果,并对不同落干期变化具有较强的适应性。     

基于物质剂量效应曲线形状的联合作用分析

为探明能否从剂量效应曲线形状研究物质的联合作用,选择5种不同类型的标准物质,分别为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、氟硅唑、三氯异氰尿酸、ZnSO_4·7H_2O、CdCl_2·2.5H_2O,借助青海弧菌Q67(Vibrio-qinghaiensis sp.-Q67)微孔板生物毒性检测法和非线性毒性单位法(TU'模型)进行了标准物质及二元混合物的急性毒性检测及联合作用评价分析。二元混合物按照经典的等毒性法配置,选择EC_5、EC_(10)、EC_(15)、EC_(20)、EC_(25)、EC_(30)、EC_(35)、EC_(40)、EC_(45)、EC_(50)等浓度水平。利用最小二乘法进行单一物质剂量效应拟合获得各物质的剂量效应方程。结果表明:5种不同作用机理的标准物质按照剂量效应曲线类型分为3类;SDBS的剂量效应曲线趋势与其和Q67的作用过程相吻合;曲线类型相同的3组二元组合均表现为加和作用;不同曲线类型的7组二元组合中有5组产生了不同程度的协同或拮抗作用,产生联合作用的百分比高达71.4%,强度最高达53%;从物质的剂量效应曲线形态特征研究物质的联合作用具有可能,且工作量较小。     

粪便中温好氧堆肥过程有机物的降解研究

为了生态厕所的推广使用、便于操作和节约能耗,多采用无加热的设施,即在自然条件下(对于小型生态厕所,接近中温条件)的好氧堆肥处理.了解中温好氧堆肥过程有机物的降解特性,对于生态厕所的推广使用和简化设计、操作等具有重要意义.采用密闭式好氧堆肥反应器,模拟中温(35℃)的堆肥温度,以新鲜锯末为空白载体,在含水率为60％以及连...     

氯消毒对城市污水中DOM的三维荧光特性影响

在城市污水二级出水氯消毒过程中,通过对溶解性有机物(DOM)的三维荧光光谱(3DEEM)分析及反应过程中三卤甲烷(THMs)生成量的连续测定,分析各类荧光物质随加氯反应时间的变化规律,探讨其与THMs生成量之间的关系,以此来推测THMs的主要前驱物质。结果表明,加氯后0～6 h内,各反应时间点三维荧光光谱图的等高线的密集程度较原二级出水明显降低,荧光峰的荧光强度减少40%～70%,说明DOM与氯发生反应,芳香构造化程度及不饱程度降低,从而失去荧光特性。其中,简单芳香族蛋白质(酪氨酸类)、腐殖酸类及富里酸类物质在加氯前后荧光强度变化较大,是生成THMs的主要前驱物质。THMs的生成量随反应时间的增加呈现明显的上升趋势,15 min内各类荧光特性有机物的荧光强度减少约50%左右,同时生成了50.17%的THMs。     

UV/TiO2光催化过程对二级处理出水多重生物效应的削减特性研究

为了考察复杂体系的二级处理出水在UV光解及UV/TiO_2光催化反应过程中生物效应的变化,本文探究了反应前后发光细菌的荧光抑制毒性、SOS/umu遗传毒性、小球藻光合抑制效应3种生物效应的变化,并分析了物化指标的变化与生物效应之间的关系.结果表明,UV光降解过程并不能高效削减二级处理出水的荧光抑制毒性,但可以高效削减遗传毒性和光合抑制效应,其削减率分别达到61%和81%;在低辐照强度下,UV/TiO_2光催化过程对3种生物效应的削减率分别为38%、84%和80%.增大辐照强度后,3种生物效应的削减率进一步提高,尤其是荧光抑制毒性,其削减率可提高至62%.在UV光降解条件下,二级处理出水的遗传毒性、光合抑制效应与荧光强度、UV_(254)之间存在很好的线性关系;在UV/TiO_2光催化条件下,二级处理出水的3种生物效应都与荧光强度、UV_(254)之间具有很好的线性关系.这为二级处理出水生物效应的控制及生态安全的保障提供了一定的依据.     

膜基材对连续流动态膜厌氧混合发酵系统的影响

采用动态膜生物反应器(DMBR)成功启动并稳定运行了玉米秸秆与餐厨垃圾中温厌氧混合发酵系统,重点探究了膜基材性质(膜面积、膜孔径和膜材质)对连续流动态膜混合发酵系统运行性能和动态膜性能的影响.结果表明,膜面积、膜孔径和膜材质对动态膜的形成、膜通量的改变和有机质的截留能力均有影响显著.其中,适当增大膜面积以降低膜通量能够显著降低膜反洗频率;与200目尼龙网膜基材相比,相同膜面积的300目不锈钢膜基材的有机质截留率更高(95%),稳定状态出料浊度低于50 NTU,相应的DMBR系统甲烷产率由(111.1±7.9) mL·g~(-1) COD增至(217.1±18.6) mL·g~(-1) COD.比对分析可知,300目不锈钢膜基材能够较好地实现混合发酵系统水力停留时间(HRT)和固体停留时间(SRT)的稳定分离,有利于最大限度地提升混合发酵系统的甲烷产率.此外,在选定动态膜组件较优膜面积、膜孔径(300目)和膜材质(不锈钢网)的基础上,设定有机负荷、HRT和SRT分别为(3.91±0.55) g·L~(-1)·d~(-1)、30 d和46 d,连续流动态膜混合发酵系统能够实现长时间高效稳定运行,反应器内辅酶F_(420)浓度(1.65μmol·g~(-1) VS)较高,且纤维素类生物质降解显著.     

初始pH值对连续投加铝盐混凝去除小分子有机物的影响机制

以污水厂二级出水中小分子有机物强化混凝去除为目的,提出了连续投加混凝工艺(CDC),并以水杨酸为模型小分子有机物,研究了初始pH值对CDC工艺去除效果的影响以及铝离子与水杨酸的络合特性.结果表明,初始pH值6时CDC工艺的去除率最高,比常规混凝工艺提升了13.8%.但是初始pH值5和7时CDC工艺的提升效果较小.三维荧光结果表明,不同pH值下水杨酸和铝离子的络合特性不同.X射线光电子能谱和电喷雾质谱结果表明,pH值5时CDC工艺前期主要生成1:1络合物Al(OH)(C₇H₄O₃)(H₂O)₂.其络合作用强烈,稳定性较高,难以从水中去除.pH值6时前期主要生成中等聚合铝(如原位Al₁₃),其与水杨酸形成的络合物可以参与到铝离子的生长过程,最终生成表面崎岖形态松散的珊瑚礁状絮体,强化了水杨酸的去除.pH值7时,主要生成不定形氢氧化铝,通过絮体表面吸附小分子有机物.