好氧颗粒污泥共代谢降解MTBE及微生物群落研究

以MTBE为目标污染物、乙醇为共代谢基质,在SBR反应器中成功实现了好氧污泥的颗粒化.反应器内污泥完全颗粒化后,MTBE进水浓度提高至400mg·L-1左右,出水浓度可稳定在5rag·L-1以下,去除率高达98.5%以上(其中挥发量约占25%).颗粒污泥结构致密,外观呈椭球形,表面微生物群落主要以球菌和短杆菌为主.序批实验表明,MTBE生物降解速率符合Mirhaelis-Menten方程,其单位时间内颗粒污泥(以干污泥计)降解MTBE的最大降解速率值为20.9 mg·g-1·h-1.PCR-DGGE图谱表明,颗粒污泥内微生物种群丰富,且稳定运行阶段微生物种群和结构呆保持高度稳定.克隆测序结果表明,降解MTBE的好氧颗粒污泥反应器优势菌群主要为Flavobacteria,et-proteobacteria,γ-Porteobacteria、Actinobacteria.     

生物滴滤塔反硝化净化NO 废气的启动

采用低浓度NO 废气作为气相氮源、硝酸钠作为液相氮源,在序批式活性污泥法反应器(SBR)中的NO 反硝化菌驯化成熟的基础上,研究了生物滴滤塔的启动过程.结果表明,在室温、NO 进气浓度(160mg/m³)、停留时间(EBRT)113s 的条件下,接种驯化成熟种污泥的生物滴滤塔在9d 内完成挂膜.硝酸盐是影响驯化过程中NO 净化效果和N2O 产生量的重要因素,添加适量硝酸盐有助于NO 反硝化菌的正常生长,提高NO 净化效率;但硝酸盐过多时会导致中间产物N₂O 的累积.在滴滤塔挂膜启动期间,循环液吸光度、填料层压力损失与NO 净化效率呈正相关性,可作为衡量生物滴滤塔挂膜启动完成的重要指标.     

潘多拉菌LX-1菌株对二氯甲烷的降解特性研究

从某污水处理厂的活性污泥中分离筛选到一株能以二氯甲烷为唯一碳源和能源生长的好氧降解菌LX-1(Pandoraea pnomenusa LX-1).单因素试验表明,适宜菌株LX-1生长的pH和环境温度分别为7.0和35℃,培养基里添加1%的NaCl有助于LX-1的生长及对DCM的降解,二氯甲烷的最大耐受浓度达到了1500mg·L-1.菌株LX-1降解1mg二氯甲烷能产生0.8083mg Cl-和0.3838mg CO2,脱氯率和矿化率分别达到了96.8%和74.15%.培养液中可溶性有机碳含量随降解时间变化呈上升趋势,pH呈下降趋势,结合相关文献报道,推测菌株在代谢二氯甲烷的过程中产生了水溶性小分子酸类(如甲酸)等结构较为简单的有机物,它们最终将被矿化为CO2、H2O和细胞生物量.     

生物滴滤塔同步降解多组分挥发性有机物的实验研究

采用定向驯化活性污泥接种生物滴滤塔(BTF)同时处理甲苯、甲醇、丙烯酸乙酯挥发性有机化合物(VOCs)混合废气,考察BTF的长期稳定运行性能及微生物平均代谢活性.结果表明,混合气进口浓度低于910mg/m3时,BTF对VOCs混合废气总去除率可维持在80%以上,BTF可高效同步净化中低浓度VOCs混合废气;当进气负荷>120g/(m3·h)时,去除负荷趋于稳定,为100g/(m3·h)左右;CO2的生成量与混合废气的去除负荷的比值为1.731,表明BTF对此3种混合废气有较高程度的矿化;BTF对甲苯、甲醇、丙烯酸乙酯的降解行为符合Michaelis-Menten动力学模型,单位体积最大降解速率rmax分别是为90.9,50.5,58.5 g/(m3·h).平均吸光度(AWCD)值分析结果表明塔内微生物具有较高的代谢活性.     

三相流化床电分解水相2-氯酚的实验研究

采用以γ -Al2O₃/SnO₂+Sb₂O₄ 作为粒子电极的三相流化床处理水相2-氯酚(2-CP),考察了pH 值和粒子电极对去除效果的影响,并分析了中间产物.结果表明,碱性环境比酸性或中性环境有利于2-CP 的降解,处理90min 后,2-CP 和TOC 去除率分别达97.0%和58.9%.粒子电极有助于反应器电流效率提高,反应初期(15 min),与不含粒子电极的电氧化相比,瞬时电流效率提高了1.7 倍.LC-MS 及IC 分析显示,2-CP降解中间产物有氯代对(邻)苯二酚、氯代对(邻)苯醌、丁二酸、乙酸和甲酸,且开环先于脱氯.     

转轮吸附法处理有机废气的研究

吸附转轮是一项应用于低浓度、高风量有机废气净化的处理技术,为优化转轮吸附关键工艺参数转速和吸附效率,以模拟甲苯废气为处理对象,采用蜂窝状改性13X分子筛(M-13X)为吸附剂,对比分析固定床和转轮两种吸附实验.结果表明,固定床实验信息可用于转轮吸附系统;依据吸附过程的热质平衡理论,综合废气特性(流速、温度、密度、污染物种类和浓度等)、吸附剂特性(热熔、吸附热、饱和吸附量等)及吸附床结构(床层厚度和密度、吸附区比例等)参数,推导了吸附转轮最佳转速(n opt)及周期去除效率(ηcycle)的数值计算,经与M-13X吸附转轮净化甲苯废气实验数据作比较,验证了所推导数值计算的可靠性.研究结果可为转轮吸附处理有机废气工程的设计和运行控制提供依据.     

异养型生物过滤床硝化净化一氧化氮

采用生物滤床处理NO模拟废气,研究了停留时间(EBRT)、有机物浓度等在生物硝化去除NO技术中的作用过程.实验结果表明,EBRT和有机物含量是影响NO硝化去除效率的主要因素,NO去除效果随着有机物含量和EBRT的增大而提高;当进口浓度50 mg/m3,营养液中葡萄糖40 mg/L,EBRT＞3 min时,NO去除率达95%以上.比较自养菌和异养菌对NO硝化去除的效果,异养菌的去除效率提高20%～30%,具有广泛应用前景.     

介质阻挡放电对氯苯的降解特性及其产物分析

鉴于生物法对难生物降解性、低水溶性的VOCs去除效果不佳,因此开发高效的前处理技术来提高生物法的净化能力已成为新的热点.本实验以生物可降解性差的氯苯为目标污染物,以介质阻挡放电低温等离子体(DBD)为生物法的前处理技术,通过调节DBD反应器的工艺参数,研究其对氯苯的降解效果,考察了进气浓度、停留时间、湿度、峰值电压等因素对去除率的影响,并对尾气进行初步分析.结果表明,DBD能有效去除氯苯废气,氯苯去除率随峰值电压的升高而增大;当电压≥12k V时,停留时间对氯苯的降解影响较小;65%~75%为氯苯降解的最佳湿度范围.通过产物分析,发现产物的种类和浓度随着放电电压的升高而增多增大,主要是以有机酸类和氯代烃为主.产物的水溶性较好;可生化性随着电压升高而增强;随电压升高,小球藻受到的生长抑制作用越来越小,当电压达到20k V时,反而有促进作用.降解过程中产生的O3量随着电压的升高而增多,并且在同一电压下臭氧产生量随着湿度的增大而增多.     

荧光假单胞菌代谢α-蒎烯过程中表面活性物质的定向积累及其性状分析

从处理α-蒎烯的生物滴滤塔中分离到一株荧光假单胞菌PT,该菌株在代谢α-蒎烯的过程中能产生具有表面活性的物质.通过优化培养基,使得菌株在降解过程中能最大程度地积累表面活性的代谢产物,培养液的表面张力下降至30 mN·m-1.采用红外光谱、薄层色谱等分析方法对分离得到的油状产物进行鉴定,并结合α-蒎烯的微生物代谢途径,确定该表面活性物质为紫苏酸,分子式为C10H14O2.这类物质对柴油和正己烷有较明显地乳化作用,乳化指数达到40％～60％,对多环芳烃(菲、萘、芘)也有明显地增溶效果,在其临界胶束浓度时水中溶解度分别提高了2.65％、6.07％和10.0％.以上结果表明,该表面活性物质可替代化学表面活性剂广泛用于环境污染的修复治理中.     

DBD协同CuO/MnO2耦合生物滴滤塔降解氯苯的工艺性能分析

以氯苯为目标污染物,选择CuO/MnO_2作为耦合系统中的催化剂,采用介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)技术协同催化作为生物系统的预处理技术,开展废气净化的研究.实验结果发现,耦合生物滴滤塔(Biotrickling Filter,BTF)和单一生物滴滤塔系统分别在13 d和15 d内完成挂膜,氯苯的去除率分别达到100%和97%.稳定运行期,停留时间(EBRT)为90 s时,单一BTF在处理低进气浓度氯苯废气时,去除效果与耦合系统相当;进气浓度较大时,耦合系统的处理效果要明显优于单一BTF.EBRT缩短至45 s时,无论氯苯进气浓度高或低,耦合系统的处理效果均优于单一BTF.单一BTF的最大去除负荷(Eliminatory Capacity,ECmax)为41 g·m~(-3)·h~(-1),在同样实验条件下,耦合系统未达到最大去除负荷,而耦合系统和单一BTF对氯苯的矿化率分别为95%和86%.DBD协同催化能有效改善BTF对于高进气负荷氯苯废气的处理,预处理工艺能强化BTF对氯苯废气的彻底净化.通过对各功能单元对氯苯去除的贡献分析,发现DBD协同CuO/MnO_2工艺主要负责转化氯苯,BTF下段填料主要负责预处理工艺产生的中间产物的矿化,BTF上段填料主要负责剩余氯苯的去除及其矿化.