反应沉淀一体式矩形环流反应器处理城市污水的影响因素研究

通过中试研究了不同溶解氧浓度、有机负荷、HRT条件下,反应沉淀一体式矩形环流反应器(RPIR)对深圳市南山污水处理厂低C/N城市污水的处理效果。结果表明,在控制溶解氧浓度为1 mg/L、COD容积负荷小于2.5 kg/m3.d、NH4+-N容积负荷不超过0.2 kg/(m3.d)、HRT为4 h时,COD平均去除率可达90%,NH4+-N平均去除率超过80%。RPIR在处理该城市污水过程中具有良好的抗冲击负荷能力,污染物去除效率高,运行稳定。     

膜污染状态下的胞外聚合物、细菌数量及微生物群落结构研究

研究了膜污染状态下膜生物反应器(MBR)中混合液污泥和膜丝表面污泥的胞外聚合物(EPS)含量、细菌数量以及微生物种群结构的情况。结果表明:EPS主要由蛋白质组成,膜丝表面污泥中的EPS含量较高,高达68.3mg/g;MBR污泥中细菌的数量级基本达109个/g,其中膜丝表面污泥细菌数量较高;MBR混合液污泥和膜丝表面污泥微生物群落的Shannon-Weaver指数分别为2.639和2.303,两者微生物群落结构的相似性系数达到0.833,两者的优势菌均为黄色单胞菌,变形杆菌门和拟杆菌门是膜丝表面种类较多的菌群,可能与膜污染有密切的联系。深入分析膜污染形成原因和过程,对膜污染的防治具有重要的意义。     

人工快速渗滤系统微生物数量与相关酶活性变化分析

全面研究和监测人工快速渗滤(CRI)系统运行周期内微生物数量和微生物基质酶活性的变化情况。结果表明:(1)CRI系统的微生物数量和基质酶活性基本保持稳定,各深度的微生物数量、脲酶活性和脱氢酶活性基本为1.0×108～4.3×108个/g、5～45μg/g、10～130μL/g。(2)CRI系统的间歇布水方式和低有机负荷是CRI系统不产生剩余污泥的主要原因,而运行周期内微生物的总增殖量与内源呼吸衰减量的平衡是CRI系统无剩余污泥产生的根本原因。(3)建议根据实际情况采用浅翻晒或深翻晒相结合的方法进行维护,防止CRI系统产生剩余污泥。     

CRI系统反硝化细菌的筛选及脱氮性能研究

从深圳市白芒污水处理厂的人工快渗(CRI)系统筛选出6株反硝化细菌,通过细菌16S rDNA序列的测序和比对,并结合细菌的形态和生理学特征,基本确定F11菌株为布鲁菌属(Brucella sp.),F12、F53菌株为苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.),F21菌株为灿烂类芽孢杆菌(Paenibacillus lautus),F31菌株为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),F51菌株为纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans);同时,在初始浓度为106单位/mL的条件下,经过12 d的脱氮性能检测,其对硝态氮的平均去除率为71%左右。对未来制备反硝化菌剂和加强CRI系统的脱氮能力奠定了基础。     

人工快速渗滤系统微生物生长与分布情况调查研究

以深圳白芒的人工快速渗滤(CRI)系统为研究对象,分析了不同温度下CRI系统中各微生物类群以及脱氮功能菌的生长和分布情况.结果表明,CRI系统对污水处理效果较好,出水SS、BOD5和氨氮的去除率在90％以上,COD的去除率在60％以上.CRI系统以硝化作用为主,有机氮基本转换成硝态氮；而反硝化作用去除总氮的效果不明显.CRI系统的微生物发育良好,有着比较高的生物活性.CRI系统中细菌占有绝对优势,各深度填料中的细菌数量均超过108个/mL,比放线菌、真菌高2～4个数量级；脱氮功能菌中,氨化功能菌的数量最多,其次是亚硝化功能菌、反硝化功能菌,硝化功能菌数量最少.在空间分布上,各微生物类群以及大部分脱氮功能菌(除反硝化功能菌外)都呈现出从填料上层到下层数量逐渐减少的规律.     

不同固体碳源类型对反硝化实验的效果研究

以不同碳源(PBS、PHB和陈米)条件下的反应器为研究对象,投加PBS和PHB后,系统对NH3-N的去除效果明显,去除率分别为PBS-14.29%~96.55%和PHB-57.89%~96.55%,而投加陈米后,出水NH3-N浓度比原水有所增加,均小于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准。投加PBS和PHB的TN去除效果不佳,去除率分别为-35.49%~69.42%和-26.12%~64.64%,而投加陈米后对TN的去除效果显著,TN去除率为33.43%~93.37%。结果表明,采用陈米作为低C/N污水生物处理中反硝化的碳源是可行的。     

Fe-MCM-41催化臭氧氧化间甲酚废水

首次应用Fe-MCM-41催化臭氧氧化间甲酚废水.研究了铁的掺杂质量分数、催化剂质量浓度和底物质量浓度对间甲酚转化率和TOC去除率的影响,并采用XRD、H2-TPR、穆斯堡尔谱、BET对催化剂的结构性质进行表征.结果表明,铁的掺杂质量分数对Fe-MCM-41在催化臭氧氧化间甲酚中的活性具有较大影响,最佳掺杂质量分数为4.4%.随着铁掺杂质量分数的提高,介孔分子筛的结晶度减弱,介孔结构晶面间距减小,比表面积、孔容、平均孔径整体上呈下降趋势,Fe在介孔分子筛表面仅以γ-Fe2O3形式存在,且催化剂具有良好的铁磁性和稳定性.臭氧在反应中既有直接氧化作用也有间接氧化作用,且二者比近似为1∶1.在模型废水原始p H值条件下,使用Fe掺杂质量分数为4.4%的催化剂,当间甲酚初始质量浓度为500mg·L-1,催化剂质量浓度为0.1 g·L-1时,30 min内间甲酚转化率为100%,TOC去除率为26.8%.     

Fe-Mn/AC催化湿式过氧化氢氧化间甲酚

采用等体积浸渍法制备了一种新型Fe-Mn/AC催化剂,应用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)间甲酚废水.通过SEM和XRF表征了其表面形态结构和元素组成,通过穆斯堡尔谱分析了催化剂中铁离子的存在形态,结果表明,新型Fe-Mn/AC催化剂中的铁以二价铁、三价铁以及四氧化三铁的形式存在.通过正交实验考察了CWPO降解间甲酚的影响因素,结果表明,各因素对间甲酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始p H值反应温度反应时间催化剂投加量.通过正交实验得到CWPO降解间甲酚的最佳反应条件.当间甲酚浓度为100 mg·L-1、反应温度为40℃、反应时间为40 min、催化剂投加量为0.6 g·L-1及底物初始p H值为3时,间甲酚转化率为99.8%,TOC去除率为28.3%.气相色谱/质谱联用没有检测到中间产物,气相色谱检测到CWPO降解间甲酚中间产物主要为乙酸和丙酸.     

膜生物反应器好氧反硝化菌的筛选及鉴定

从某膜生物反应器(MBR)污泥中筛选出反硝化活性较高的好氧反硝化细菌,进行了反硝化活性检测、菌种鉴定和作用机制探索。结果表明,共分离出6株好氧反硝化细菌,在较低的菌浓度(1×105个/mL)、DO为4.2~5.5mg/L的条件下启动脱氮反应,菌株F2、F4、F5在24、48h的总氮去除率分别超过40.29%、67.19%,硝酸盐氮去除率分别在64.21%、83.31%以上;经16SrDNA序列测序和比对,菌株F2、F4、F5分别与苍白杆菌属(Ochrobactrumsp.)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、布鲁菌属(Brucellasp.)的同源性最高;PCR扩增结果表明,菌株F2、F4、F5中均具有周质硝酸盐还原酶,这几种细菌很可能通过这种酶来实现好氧反硝化。     

人工快速渗滤系统中人工快渗池对污染物的去除效果研究

为了阐明人工快速渗滤系统中人工快渗池对污染物的去除效果,对深圳市某污水处理厂的人工快渗池进、出水各项水质指标进行了全面研究。结果表明,该人工快渗池进水水质波动不大,出水水质稳定且良好,对COD和BOD5均有良好的去除效果;NH3-N去除率在97%以上,硝化作用很强,NH3-N在硝化菌的作用下几乎全部被氧化成硝态氮;SS去除率在90%以上,TP去除率在40%～70%。研究结果有助于系统地了解人工快渗池在整个人工快速渗滤系统中所发挥的作用,为提高人工快速渗滤系统的除污能力提供了理论依据。