针铁矿强化剩余污泥与烟草废弃物厌氧发酵的研究

以剩余污泥和烟草废弃物为研究对象,探究了针铁矿对有机物厌氧消化产甲烷的影响.针铁矿投加能提高消化产气率至359.4mL/g,显著高于空白对照组.针铁矿有助于混合气体中甲烷含量的升高并减少CO₂的体积分数.针铁矿利于剩余污泥和烟草废弃物共消化过程有机物溶出,纤维素减量,从而为产甲烷古菌提供充足的消化底物.针铁矿利于酸化代谢过程,在针铁矿投加组中挥发性脂肪酸的最大产量仅为56.2mg/g,显著低于空白组,此外针铁矿促进丙酸的合成.针铁矿促进乙酸降解,在消化第1d,针铁矿投加实验组中乙酸降解率高达65.5%,较高于空白组中的56.6%.酶活性分析表明针铁矿促进水解,酸化及产甲烷过程关键酶.Methanothrix和Methanobacterium是产甲烷阶段重要微生物,454高通量测序表明针铁矿提高Methanothrix和Methanobacterium的相对丰度至59.6%和23.5%,显著高于空白对照组.     

乙酸钠作为碳源不同污泥源短程反硝化过程亚硝酸盐积累特性

为探究乙酸钠作为碳源时,不同污泥源外源短程反硝化过程中亚硝酸盐积累特性,采用1号和2号SBR分别接种某污水处理厂二沉池和同步硝化反硝化除磷系统剩余污泥,通过合理控制初始硝酸盐浓度和缺氧时间,实现了短程反硝化的启动,并考察了其在不同初始COD和NO_3~--N浓度条件下的碳、氮去除特性.试验结果表明:以乙酸钠为碳源,1号和2号SBR可分别在21 d和20 d实现短程反硝化的成功启动,且其NO_2~--N积累量和亚硝酸盐积累率(NAR)均维持在较高水平,分别为12. 61 mg·L-1、79. 76%和13. 85 mg·L-1、87. 60%.当2号SBR初始NO_3~--N浓度为20 mg·L-1,且初始COD浓度由60mg·L-1升高至140 mg·L-1时,系统实现最高NO_2~--N积累时间可由160 min逐渐缩短至6 min,同时NO_3~--N比反硝化速率(以VSS计)由3. 84 mg·(g·h)-1增加至7. 35 mg·(g·h)-1,初始COD浓度的提高有利于实现短程反硝化过程NO_2~--N积累. 2号SBR初始COD浓度为100 mg·L-1,当初始NO_3~--N浓度由20 mg·L-1增加至30 mg·L-1时,系统NAR均维持在90%以上,最高可达100%(NO_3~--N初始浓度为25 mg·L-1);当初始NO_3~--N浓度≥35 mg·L-1时,系统COD不足导致NO_3~--N不能被完全还原为NO_2~--N.此外,在不同初始COD浓度(80、100、120 mg·L-1)和NO_3~--N浓度(20、25、30、40 mg·L-1)条件下,2号SBR的脱氮除碳和短程反硝化性能均优于1号SBR.     

COD组分分析的实验条件及结果可靠性分析

本研究尝试用SF(OURmax/OURen)代替S(0)/X(0)来作为呼吸法确定COD组分最优实验条件的参数,从而简化测量过程且可实现自动化操作.另外由生长消耗COD与生物量的比值来判断测量结果的可靠性.结果表明,获得可靠的RBCOD组分分析结果的实验条件为:1对于易生物降解含量较高的水质(如由乙酸钠配制的污水),SF在2.8~5.3范围内,生长消耗COD与生物量比值在30%以内;2对于易生物降解和难生物降解物质适中的水质(如典型生活污水),SF应在5.8~6.4左右,生长消耗COD与生物量比值在30%以内;3而对于含有大量难生物降解物质的工业废水(垃圾渗滤液),SF在15以下,且生长消耗COD与生物量的比值在40%以内.由此可见,采用呼吸法确定COD组分,其最优条件SF范围随碳源的复杂程度的上升而上升.     

SBBR工艺外加碳源乙酸钠脱氮效果的实验研究

试验选取乙酸钠为外加碳源,采用SBBR工艺处理低C/N比城市生活污水。当外加碳源后的C/N比值增加至7.0左右时,对原水NH_4~+-N去除率最高为89.31%,外加碳源后的C/N为7.12时,TN的去除率最好,去除率为71.27%。结果表明,外加乙酸钠碳源后的SBBR工艺对于低C/N生活污水脱氮性能良好。出水水质指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的"一级标准A标准",出水可作为回用水。     

乙酸钠修复铬污染土壤的机制研究

选择乙酸钠作为农家肥中羧酸类物质的代表,在确定其对铬污染土壤修复效果的基础上,通过化学分析和红外图谱研究,探索乙酸钠与土壤中Cr(Ⅵ)之间可能存在的5种作用方式,并对其有效作用方式的机制进行研究。结果表明:乙酸钠能显著降低铬污染土壤中的Cr(Ⅵ)含量,其有效作用方式是乙酸钠和土壤中有机组分的共同作用;乙酸钠的加入使土壤有机组分中的一些不溶于水的羧酸类物质进入液相,从而促进铬污染土壤的修复。     

废水同步生物处理与生物燃料电池发电研究

利用厌氧活性污泥作为接种体成功地启动了空气阴极生物燃料电池(ACMFC),110h的接种产生了0.24V的电压;以乙酸钠和葡萄糖作底物分别产生了0.38V和0.41V电压(外电阻1 000Ω),最大功率密度分别达到146.56 mW/m²和192.04mW/m²,表明有机废水可以用来发电;同时,乙酸钠和葡萄糖的去除率分别为99%和87%,表明燃料电池可以处理废水.二者的电子回收率均在10%左右,主要是由于阴极对氧气分子的透过作用引起的微生物好氧呼吸导致电子损失.     

双室微生物燃料电池利用乙酸钠和淀粉产电研究

研究了厌氧活性污泥接种的双室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs) 分别供给以乙酸钠和淀粉为底物的人工配水的产电情况和有机物去除效果. 结果表明,MFCs中能量的输出与底物的种类有关,使用乙酸钠和淀粉达到的最大输出电压分别为0.43和0.39 V,最大功率密度分别为36.03和 6.32 mW/m2,简单底物的输出电压和功率密度高于复杂底物. MFCs在产电同时还可有效去除水中的有机物,288 h时以乙酸钠和淀粉为底物的MFCs中TOC的去除率分别为91.15%和83.20%,NH₃-N的去除率分别为90.31%和86.20%. 扫描电镜发现,2种底物下MFCs阳极表面的微生物形态差异显著,以乙酸钠为底物的MFCs阳极表面生物相主要为杆菌和弧菌;以淀粉为底物的阳极表面主要是球菌,表明不同底物条件下MFCs中所形成的微生物优势种群也不同.      

不同碳源加强A~2/O工艺脱氮除磷效果的研究

以人工配制的模拟城市污水为试验用水,采用76L的A~2/O反应器,以甲醇、乙酸钠和剩余污泥水解酸化液分别作为唯一碳源,研究了进水碳源类型对脱氮除磷和代谢过程的影响。结果表明:以甲醇为碳源时COD的去除率最高为97.04%;以乙酸钠为碳源时NH+4-N的去除率最高为99.5%,TP的去除率最高为95.91%;以酸化液为碳源时TN的去除率最高为70.18%。剩余污泥水解酸化液对脱氮除磷的影响效果不及甲醇和乙酸钠,但是以酸化液作为碳源不仅成本较低,还可实现废物资源化。综合考虑酸化液作为碳源最佳。     

硫化钠-锌铵溶液的稳定性

硫化钠溶液极不稳定,每次使用前必须标定,操作繁琐、费时。用乙酸钠做酸化吹气吸收液,回收率低,有时空白值高,这些都是影响测定硫化物准确的问题,用锌铵溶液做稀释剂和吸收液。可以取得满意的效果。     

污泥发酵液强化低碳源污水氮磷去除研究

以实际污水厂进水为研究对象,开展了以乙酸钠和污泥发酵液分别作为外加碳源,用于强化微曝氧化沟脱氮除磷性能研究。数据显示,2种碳源的添加均可以稳定进水COD,同时对工艺的COD、氨氮去除没有不利影响。添加乙酸钠或污泥发酵液,可以使工艺TN去除率从28.44%分别上升至48.66%、45.71%,与此同时,TP去除率从59.39%分别提高至93.2%、96.53%,稳定后的工艺出水COD、NH_4~+-N、TN、TP均可以达到我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)所规定的一级A标准。结果表明,污泥发酵液作为脱氮除磷碳源能达到和乙酸钠同样的效果,可作为商业性碳源的替代选择。