污水处理中精确曝气控制的研究进展

针对污水处理环节的曝气能耗问题,概述了污水处理的精确曝气控制现状,并结合我国目前我国实际情况与国内外现有研究结果,介绍了精确控制的重要组成部分之一的控制器的原理,控制器主要包括模糊控制器、神经网络控制器、支持向量机等,总结了各控制器的优缺点及适用情况,旨在加强对精确曝气控制的认识、为现有污水处理中存在的复杂、多变、时滞等特性提供利用精确控制器解决问题的的思路。     

北运河水体中荧光溶解性有机物空间分布特征及来源分析

利用激发发射矩阵荧光光谱(EEMs)并结合平行因子分析(PARAFAC),研究了北运河荧光溶解有机物(fluorescent dissolved organic matter,FDOM)的荧光组分及其空间分布特征,并对各河段FDOM的来源进行了分析.结果表明,北运河水体FDOM的组分中,代表类腐殖物质的组分含量较多,占总荧光强度平均比例的76.18%,而类蛋白质物质占23.82%.各组分荧光强度与氮、磷等污染物呈显著相关关系,说明FDOM与氮、磷等元素的迁移转化有关系;溶解性有机质呈现出明显的空间分布格局,从上游到下游为先降低后升高.上游区域的FDOM含量受工业废水和沿岸农业径流的影响,溶解性有机质含量较高;中游区域主要受少量生活废水排放的影响,溶解性有机质含量较低;下游区域FDOM来源于周边畜禽养殖废水、生活污水、乡镇工业废水和农田退水等,该区域类蛋白物质的相对丰度明显增加,溶解性有机质含量最高.污水处理厂出水中DOM的含量较高,表明污水处理效果有待进一步提高.     

污水处理厂化学除磷精确控制系统研究——以山东某污水处理厂为例

我国总磷排放标准日趋严格,污水处理厂为保证出水总磷达标,过量投加化学除磷剂,造成资源浪费。为在出水水质达标的基础上节省化学除磷剂添加量,以山东某污水处理厂为例设计了化学除磷精确控制系统。在充分考虑仪器故障潜在风险的前提下,根据进水磷酸盐负荷实时调整药剂投加量,采用“前馈+反馈”控制的模式,实现加药过程的自动化及智能化。此外,该系统还可以显著节省化学药剂用量,如在山东某污水处理厂试验表明,该系统可节省除磷药剂约12.9%。不仅解决了污水厂除磷剂粗投放的问题,而且还可以增加出水稳定性,减轻运营工作的压力,使污水厂管理向精细化方向迈进。     

人类活动对河流沉积物中反硝化厌氧甲烷氧化菌群落特征的影响

河流生态系统是陆地生态系统输出营养盐和有机质的主要接收器,是水-气界面CO2和CH4全球碳循环的重要环节.人类活动导致大量未经处理的硝酸盐和有机物质汇入河流,影响了N-DAMO(N-DAMO,Nitrate/nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,反硝化厌氧甲烷氧化菌)细菌的群落特征.本文选取北运河作为研究区域,通过对比分析北运河中游和下游沉积物理化参数和N-DAMO细菌群落特征的差异性,探究由于人类活动的影响,河流沉积物中N-DAMO细菌的群落组成结构特征,及其与沉积物中NH+4-N、NO-3-N的响应关系.结果表明,北运河沉积物中NH+4-N为中游和下游氮素的主要形态,且下游NH+4-N浓度显著高于中游;人类活动对N-DAMO细菌16S rRNA和pmo A功能基因群落分布有影响,16S rRNA和pmo A功能基因均分别聚为中游和下游两类;系统发育树分析显示,人类活动影响北运河N-DAMO细菌高同源性菌群的来源,其高同源性菌群来源与北运河主要污染物氨氮的来源一致;RDA分析显示,人类活动影响N-DAMO细菌相关环境因子,沉积物中高浓度的NH+4-N、NO-3-N与16S rRNA和pmo A功能基因有显著的响应关系.沉积物N-DAMO细菌16S rRNA和pmo A功能基因的共生关系分析显示,北运河下游沉积物中N-DAMO细菌彼此之间的共存关系更强,细菌群落形成的模块化程度较高,其对环境变化的敏感程度更高,受人类活动的影响更大.     

北运河沉积物中氨氧化微生物的群落特征

采用T-RFLP、RT-qPCR和克隆测序等分子生物学技术,以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记,研究了北运河表层沉积物中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落多样性、丰度、系统发育及其与环境因子的响应关系.结果表明,沉积物中AOB的群落多样性和丰度均高于AOA,是北运河沉积物中氨氧化过程的主要功能微生物.沉积物中氨氧化微生物群落结构沿干流和支流存在明显的空间分异,而AOA的种类组成空间差异较小;沉积物的氨氮(NH4+)和硝态氮(NO3﹣+NO2﹣)是影响氨氧化微生物群落特征的主要因子,AOB对环境变化的敏感性更高;AOA和AOB的amoA基因拷贝数分别为1.32×105~1.91×106copies/g、5.39×105~8.3×106copies/g.闸坝下游沉积物的氨氧化微生物丰度最高.系统发育分析表明,amoA基因序列多属于土壤/沉积物分支,较多AOB的克隆序列与土壤亚硝化螺菌属(Nitrosospira)的类群相似性可达98%.受污水处理厂退水的影响,部分amoA基因序列与污水处理厂废水和活性污泥中发现的类群同源性高.污染物质来源、支流汇入和闸坝拦截对河流沉积物氨氧化微生物的群落特征影响显著.     

印染废水的光催化氧化研究现状及其进展

在光催化氧化法降解染料废水的研究中,通常使用金属氧化物为催化剂,其中TiO2最为理想;催化负载方式很多,以溶胶-凝胶法更具应用前景;同时,催化氧化过程中的催化剂的用量、废水的pH值和初始浓度、温度、光照强度和光源类型等因素对氧化效果有着不同程度的影响;在各式反应器中,管式反应器被认为最具有发展前景.要使这项技术成功走向工业化,必须解决好催化剂的活性、负载技术和反应器设计等方面的问题.     

地面水中总大肠菌群MPN值快速检测方法

采用“酶—底物”荧光反应检测地面水中总大肠菌群的MPN值,是一种新方法。该方法主要由两部分组成:制备有利于总大肠杆菌群生长的LC培养基;选用能与总大肠菌群生成的β-半乳糖甙酶起反应的底物,4-甲基伞形酮-β-D-半乳糖甙。4-甲基伞形酮在3600A紫外线照射下具有强烈的蓝色荧光,根据荧光即可判别水样中是否含有总大肠杆菌群。此法与现行的标准“多管发酵法”进行平行实测比较,经t检验及相关性分析,结果基本一致,但在检测周期上,前者较后者可缩短2/3以上时间。     

北运河沉积物中主要脱氮功能微生物的群落特征

应用分子生物学技术研究北运河沉积物中主要脱氮功能微生物,反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌(Anammox)的群落特征,探讨了微生物群落的季节变化及其与环境因子的响应关系.结果表明,沉积物中反硝化细菌和Anammox的丰度和群落组成随季节变化差异显著.从夏季到冬季,反硝化细菌丰度逐渐增加,Anammox的丰度却逐渐降低;反硝化细菌的多样性均显著的高于Anammox的多样性,反硝化细菌是北运河沉积物中主要的脱氮微生物.从夏季到冬季,沉积物中氮和TOC含量均逐渐升高,温度是决定脱氮微生物群落特征季节变化的关键因子,TN与反硝化细菌的群落丰度显著正相关,C/N与Anammox的丰度显著正相关;反硝化细菌的群落结构主要受到硝氮和pH的影响,pH也是影响Anammox物种时空分布的主要因子.系统发育分析表明,两种脱氮微生物的主要类群均具有较高的耐污性和良好的脱氮效率,反硝化细菌主要从属于Pseudomonas和Halomonas, Anammox物种发育多样性较低,主要为浮霉菌门的Candidatus Brocadia.     

水库与河流沉积物中好氧甲烷氧化菌群落差异性研究

甲烷在自然生态系统碳循环过程中起着重要作用,氮素形态的差异影响了甲烷氧化菌的氧化作用.选取北京市密云水库和北运河两类不同污染类型的水体作为研究区域,采用克隆文库分子生物学的方法,探究氮素形态及其来源的差异对MOB细菌群落特征的影响.结果表明：密云水库与北运河沉积物中氮素形态有显著差异,水库中氮素以NO₃^--N为主,河流中氮素以NH₄⁺-N为主;氮素形态的差异影响了MOB细菌的系统发育,密云水库沉积物中MOB细菌的高同源性菌群主要来自湖泊生态系统,与NO₃^--N有较强的响应关系,北运河沉积物中MOB细菌高同源性菌群主要来自污水处理厂废水和活性淤泥,与NH₄⁺-N有较强的响应关系,不同环境中氮素对MOB细菌的影响主要依赖于氮素的主要存在形态及其主要来源.北运河等重污染河流中MOB细菌群落的联系更紧密更趋于模块化,对环境变化的敏感程度更高,微生物更脆弱,更容易受到水质变化以及人类活动的干扰.北运河沉积物中NH₄⁺-N对MOB细菌氧化速率的抑制性强于密云水库沉积物中NO₃^--N对甲烷氧化的抑制作用.重污染的城市河流中高浓度的NH₄⁺-N通过抑制甲烷氧化速率和促进产甲烷产生速率的双重作用影响了河流沉积物中甲烷的产生.     

水中大肠菌群检测方法研究进展

本文报道了近年来检测水质中总大肠菌群及埃希氏大肠杆菌的方法学研究进展。按其作用原理可概括为3类。第1类是通过对培养基成份及培养条件的改进达到检测目的;第2类是用酶底物0NP G和MUG与细菌产生的半乳糖苷酶及葡萄糖苷酸酶起反应,根据色泽及荧光的显示以证实总大肠菌群及埃希氏大肠杆菌的存在;第3类是采用“聚合酶链反应——基因探针”方法,根据DNA分子杂交试验以检测水样中的总大肠菌群及埃希氏大肠杆菌。其中,酶学方法较敏感,色泽及荧光显示明确,操作方便,能较快获得结果,比其他2类方法具有较多优点。