山地城市排水管网特细颗粒物特性及变化规律

对山地城市排水管网中特细颗粒物的粒径分布特征及变化规律、Zeta电位分布特征及变化规律和ρ(SS)的变化规律进行研究,同时对相关水化学参数(如电导率、pH)的变化规律进行了分析.结果表明:特细颗粒物的平均粒径、Zeta电位、ρ(SS)和电导率分别为21.04～73.53μm、-20.83～-11.15 mV、106～492 mg/L和973～2 445μS/cm,其统计平均值分别为(43.74±14.12)μm、(-17.95±1.88)mV、(233±90)mg/L和(1 343±331)μS/cm;pH为7.25～7.63.工业废水的排入对排水管网特细颗粒物的粒径分布特征、Zeta电位分布特征以及电导率有显著的影响并呈现出一定的规律性;传统沉砂池对进水中特细颗粒物的去除能力相当有限,特细颗粒物会直接进入生物处理系统.     

污泥淤砂分离器再分离底流污泥

研究了污泥淤砂分离器对分离原污泥所得的底流污泥进行再分离时,分离分流污泥的性质。实验结果表明,原污泥MLVSS/MLSS为0.372,1次分离后得到的底流污泥MLVSS/MLSS为0.222,2次分离后得到的底流污泥MLVSS/MLSS为0.126,表明通过底流污泥再分离,能够进一步降低底流污泥中生物有机质的含量,提高底流污泥中无机淤砂的含量。同时,原污泥CST为2.85(s·L)/g SS,1次分离后得到的底流污泥CST为0.98(s·L)/g SS,2次分离后得到的底流污泥CST为0.12(s·L)/g SS,表明底流污泥再分离进一步提高了底流污泥的脱水性能,最终得到的底流污泥脱水性能良好。     

多孔水化硅酸钙的制备及其磷回收特性

为实现磷资源的可持续利用,以环境废弃物电石渣为钙质材料,以白碳黑为硅质材料合成CSH(水化硅酸钙),以该材料为晶种,以结晶形成羟基磷灰石的形式从含磷废水中回收磷,重点研究了不同钙硅比〔c(CaO)c(SiO2)〕条件下制备的CSH对含磷废水中磷的回收特性.结果表明,钙硅比为1.8∶1时所得的CSH结构更疏松、表面分布有较多的孔隙,较大的比表面积使其具有较好的溶钙能力.钙硅比为1.8∶1的CSH最佳磷回收工艺条件:反应时间为60 min,CSH投加量为4 gL,搅拌强度为40 rmin.在该条件下重复除磷15次以后,回收产物中w(P)达到17.56%,说明CSH具有良好的磷回收性能.对回收磷前后的CSH进行了XRD图谱分析和FTIR分析发现,溶液中的磷主要生成了羟基磷灰石并嵌入到CSH中.基于回收磷的目的,CSH可以用于处理ρ(P)较高的工业废水,或者是生物除磷系统中的污泥厌氧释磷液中,回收磷后的产品可作为含磷矿石或者磷肥加以利用.     

排口比对污泥淤砂分离器分离效能的影响

污泥淤砂分离器是一种能够使活性污泥中污泥有机质与淤砂分离的设备。为了实现污泥淤砂分离器的结构优化,重点探讨了污泥淤砂分离器最重要的结构参数-排口比K(底流口直径Du与溢流口直径Do之比)对污泥淤砂分离器分离效能的影响。实验结果表明,在排口比从0.32增加到1.0的过程中,分离器处理能力Qi基本保持不变,分流比S、分离效率η和底流污泥ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)分别从0.084、24.7%和0.21增加到0.338、41.1%和0.33.4;污泥有机质富集率FMLVSS和淤砂富集率FMLISS分别从1.95和1.35减小到1.22和1.12。富集除砂所需要的K和分离器获得较高的除砂效率η时所需K不一致。污泥淤砂分离器排口比K设计为0.4~0.6时,能够获得较高的分离效率,并实现淤砂的富集排放。     

污泥淤砂分离器对分离分流污泥性质的影响

为解决我国很多城镇污水厂活性污泥的MLVSS/MLSS普遍偏低,污泥中泥沙淤积严重的问题,根据水力旋流器的分离原理,开发了污泥淤砂分离器,实现污泥中生物基质和淤砂的分离分流,研究污泥淤砂分离器主要结构参数排口比(底流口直径/溢流管直径)对分离分流污泥性质的影响。实验结果表明,排口比为0.4时,污泥经过污泥淤砂分离器后,得到的底流污泥MLVSS/MLSS比原污泥减小了34%,溢流污泥MLVSS/MLSS增大了16.8%,污泥中的生物基质富集在溢流污泥中,淤砂富集在底流污泥中;底流污泥浓度MLSS比原污泥增加了2.6倍,底流污泥SVI和CST分别减小了68%和70%,底流污泥浓缩效果明显,沉降性能和脱水性能大幅提高,有利于底流污泥的处理处置;进一步减小排口比,底流污泥浓缩效果、沉降性能和脱水性能均进一步提高。     

污泥淤砂分离器再分离溢流污泥

研究了污泥淤砂分离器对分离原污泥所得的溢流污泥进行再分离时,分离器的分离效果和分离分流污泥的性质。实验结果表明,污泥淤砂分离器对溢流污泥进行再分离时,分离器的除砂效率为34.5%,分离度为1.60,与分离原污泥时相比,分离器的分离性能降低;分离得到的溢流污泥MLVSS/MLSS比值为0.406,仅比进料污泥增加了2.2%,未能进一步提高溢流污泥MLVSS/MLSS比值;分离得到的底流污泥浓度MLSS为16.81 g/L,仅为原污泥浓度的1.4倍,底流污泥SVI、CST分别为45.7 mL/g和1.37 s·L/g SS,与原污泥相比仅分别减小了9.3%和2.7%,溢流污泥再分离,会降低底流污泥的浓缩效果,降低底流污泥沉降性能、脱水性能的提高幅度,不利于底流污泥的处理处置。     

羟胺对厌氧氨氧化污泥群落的影响

目前,由于厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)过程具有高效率、低能耗和污泥量少的优点,在污水除氮方面具有广阔的应用前景.羟胺既是厌氧氨氧化代谢的中间产物,同时也是一种抑制剂,但是目前关于厌氧氨氧化细菌颗粒如何应对羟胺的压力还没有很好的解释.通过羟胺批次添加实验,发现在投加不同浓度的羟胺情况下(40～80mg·L~(-1)),厌氧氨氧化的反应活性受到了抑制作用,但是无法判断厌氧氨氧化细菌对羟胺的耐受阈值.然后基于实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)技术检测了不同反应器内肼氧化酶(HZO)的mRNA的表达量,发现HZO酶的表达量随着羟胺浓度的增加出现先升高后降低的趋势,由此本研究推测相对于3.12g·L~(-1)的厌氧氨氧化颗粒污泥,其承受的羟胺浓度(以N计)阈值介于60～70mg·L~(-1).同时利用16S rRNA高通量测序的方法对反应器内的颗粒污泥微生物结构与功能进行分析,发现投加适量的羟胺(50mg·L~(-1))有助于增强颗粒污泥中细菌的细胞运动性,促进厌氧氨氧化细菌的组成,提供一个更佳的生态平衡.     

基于文献计量的光合藻类燃料电池研究趋势分析

近年来,光合藻类微生物燃料电池相关研究受到各界广泛关注.为了解光合藻类微生物燃料电池领域的研究进展,以Web of Science的SCI-EXPANDED数据库为数据源,利用文献计量软件对2000-01-01—2021-12-22范围内该领域内文献进行计量分析.结果表明：①近10年来该领域研究的影响正迅速扩大;②研究主要涉及材料科学、环境工程学等学科,学科交叉现象和环境友好性突出;③学者主要以合作的方式进行研究;④中国目前发文量最高,但学术影响力仍需扩大;⑤前期该领域的研究热点主要与光电转化原理相关,后期该领域的研究热点主要与生物识别、电池其他应用相关;⑥该领域还有待进一步提升的方面,包括：机理的进一步研究、电池应用效能的提升以及藻类选择的优化.对研究现状与成果进行梳理,有助于为该领域研究瓶颈找到突破口,推动新能源技术的进步和碳中和理念的落实.     

出水回流对Anammox颗粒特性及其微生物群落的影响

基于有无回流的EGSB反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥的内外部结构和微生物群落差异,从传质、活性和稳定性等角度分析了出水回流对颗粒污泥结构和功能的影响.研究表明,增加回流提供更好的水流条件使得底物能更好的与颗粒污泥接触,反应器在氮负荷率为(3.48±0.32)kg N/(m³·d)的条件下亚硝氮和氨氮的去除率从60%和65%左右分别提高到95%以上,比厌氧氨氧化活性增加31.54%.随着回流带来的产气量和颗粒活性的增加,颗粒中气泡的内压因孔隙体积的限制而增大,部分颗粒微观结构发生改变,颗粒的孔隙率也从41.3%提高至59.4%.此外出水回流产生的较高剪切力和较好的传质效应也大大增加了颗粒的稳定性.回流使得接种颗粒污泥中Candidatus-Jettenia属得到了富集,其他能维持颗粒稳定性的功能细菌也能够得到更好的生存,使颗粒在保持内部多孔结构以及高效脱氮的条件下(如Simplicispira),有着更好的稳定性(如Rheinheimera),有利于颗粒污泥在实际工程应用中稳定运行.     

盐度条件下ANAMMOX-EGSB反应器颗粒污泥微生物群落

采用高通量测序技术探究了0、15和30 g·L^-1盐度条件下稳定运行ANAMMOX-EGSB反应器中颗粒污泥的微生物群落变化.结果发现,进水盐度提升至15 g·L^-1及30 g·L^-1后,反应器脱氮性能呈现小幅下降,随运行时间延长脱氮性能均可恢复.反应器性能稳定后,3种盐度条件下厌氧氨氧化菌的丰度依次为10.33%、20.90%和35.87%,其中Candidatus Kuenenia属为优势属.浮霉状菌门、变形菌门、绿弯菌门丰度占总体比例较高且累计丰度超过了80%,为反应器的优势菌门.盐度条件下,浮霉状菌门丰度增加,变形菌门丰度降低,绿弯菌门丰度相对稳定.电镜扫描显示盐度条件下颗粒污泥表面有大量丝状菌和胞外聚合物.盐度条件下反硝化菌丰度提高,增强了反硝化协同脱氮,绿弯菌门和拟杆菌门微生物丰度的提高有利于维持颗粒污泥结构稳定,好氧微生物及反硝化菌的存在也有利于维持反应器内部厌氧水平.这些结果表明,厌氧氨氧化菌经驯化可适应盐度,盐度条件下伴生菌对厌氧氨氧化菌功能的发挥提供了支撑.