SBR反应器内短程硝化系统快速启动及影响因素研究

探讨了采用序批式反应器(SBR)快速启动自养短程硝化系统的方法,研究了溶解氧(DO)、pH、温度、外加有机碳源对自养短程消化系统的影响。以硝化污泥接种反应器(SBR),在纯自养条件下利用高浓度溶解氧1.0～1.6mg/L和中温(35±1)℃达到亚硝酸氮的快速积累。结果表明,在进水氨氮浓度为280～300mg/L,HRT为12h,控制pH值为7.5～8.5、温度在(28±1)℃、溶解氧浓度为0.8～1.2mg/L条件下,氨氮去除率达到90%以上,亚硝酸氮积累率高达95%。试验证明投加有机碳源(COD)50mg/L左右时,不会对短程硝化系统产生影响,且能实现较高氨氮去除率和稳定的亚硝酸氮积累率。     

以DO、ORP、pH作为两段SBR工艺的实时控制参数

介绍了在传统SBR脱氮工艺的基础上 ,开发的用于处理COD和氮浓度较高的工业废水的两段SBR系统 (TSSBR) .根据传统SBR工艺在反应过程中 ,当COD不再被降解 ,而硝化反应又没有开始时 ,DO迅速大幅度升高以及pH曲线上出现的拐点 ,可以将COD降解与硝化反应分割开 ,先后在不同的反应器内进行 ,分别命名为SBR1和SBR2 ,避免高COD浓度对硝化反应的冲击 ,提高处理效率 .利用在线检测的DO、ORP和pH参数实时控制SBR1、SBR2各个生化过程的反应时间 ,解决了两段SBR系统的自动控制问题 ,可以使系统长期稳定运行 ,保证出水水质 ,节约能耗 .采用实时控制策略 ,并控制系统温度在 3 0℃左右 ,可将SBR2的硝化反应控制在亚硝酸型硝化结束 .采用该工艺处理石化废水 ,COD去除率达到 90 %～ 95 % ,3 0℃时的比硝化反应速率达到 0 3kg(NH4 N) (kg(MLSS)·d) ,出水已检测不出氨氮和硝态氮     

间歇曝气对化肥废水的短程硝化性能影响

为提高化肥废水的脱氮效率,试验采用间歇曝气SBR(IASBR)和连续曝气SBR(CASBR)控制模式,考察常温条件下(16~26℃)化肥废水的短程硝化脱氮特性.稳定运行阶段COD去除率均达90%以上,IASBR和CASBR平均氨氮去除率分别为93.8%和87.2%,亚硝酸盐累积率分别为72.6%和65.6%.短程硝化动力学分析显示,IASBR和CASBR的NH_4~+-N和NO_2·--N最大比硝化速率之比分别达到了830:1和16:1.通过研究间歇曝气不同厌氧时间条件下的短程硝化效果,试验发现厌/好氧时间为20/40min时,短程硝化能力最强.间歇曝气的厌氧阶段能够强化AOB的活性表达,从而提高化肥废水的氨氮去除率和短程硝化性能.另外,系统中游离氨浓度(1.3~7.5mg/L)也是快速实现短程硝化的关键参数.     

生物吸附强化一级处理中添加蛭石填料的试验

实验研究了蛭石填料在生物吸附强化一级处理中的作用，并对处理工艺的影响因素进行了分析。试验结果表明，投加蛭石填料后，不影响系统对有机物及悬浮颗粒物的去除。生物絮凝吸附在30min时达到最大，污泥再生曝气时间以2h较适合。应用了蛭石填料的处理系统的氨氮去除性能得到显著提高，氨氮的去除率比对照组高30％以上。     

羟胺抑制协同pH调控对人工快渗系统短程硝化的影响

针对人工快渗系统(CRI)总氮去除率低的问题,研究了羟胺抑制协同pH调控对人工快渗系统实现由全程硝化向短程硝化转化的可行性,探讨了其对系统内氮素污染物迁移转化和硝化功能菌空间分布及活性的影响.结果表明,0.5 mmol·L~(-1)羟胺连续添加13 d后可实现CRI系统短程硝化的快速启动,氨氮去除率、亚硝氮积累率分别为91.1%、77.9%,经16 d不添加羟胺运行后氨氮去除率、亚硝氮积累率分别降低3.9%、9.8%,此时调控进水pH至8.4,氨氮去除率和亚硝氮积累率均超过90%,CRI系统短程硝化效果显著且稳定性较高.羟胺对硝化菌具有选择性抑制,对AOB和NOB产生明显抑制的浓度分别为0.7、0.5 mmol·L~(-1),羟胺浓度为1.0 mmol·L~(-1)时AOB和NOB活性均被严重抑制且解抑较难;pH调控对短程硝化的影响主要与游离氨(FA)的抑制作用有关,对AOB和NOB产生明显抑制的FA浓度分别为26.5、5.6 mg·L~(-1),NOB比AOB对FA的敏感性更高.     

基于DO和ORP一阶导数的短程硝化SBR实时控制研究

以序批式生物反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)为基础,研究了短程硝化SBR启动过程中在线监测信号(溶解氧(DO)和氧化还原电位(ORP))的变化规律,考察了不同进水氨氮负荷下DO和ORP一阶导数的变化特征,并对SBR中不同阶段的微生物群落结构进行了对比分析.结果表明,在特定的运行条件下(29～30℃,初始pH8.2,SRT=14),避免硝化阶段的过度曝气,可在第6 d实现短程硝化-反硝化SBR的快速启动.SBR对氨氮去除率维持在97%以上,亚硝化率(NAR)可长期稳定在98%以上.对SBR运行过程中的DO和ORP进行了长期监测,并对它们的一阶导数进行实时计算,结果发现,在短程硝化终点和反硝化终点处,DO与ORP的一阶导数均出现了极值,并且在不同进水氨氮负荷下,极值基本维持稳定.微生物群落分析结果表明,全程硝化阶段的污泥中同时含有氨氧化菌(AOB)和亚硝酸氧化菌(NOB),短程硝化污泥中几乎不含NOB.研究表明,利用DO和ORP的一阶导数极值作为控制参数是稳定可行的,对实现短程硝化SBR工艺的实时控制具有潜在的研究和应用价值.     

啤酒废水同步脱氮除磷工艺启动研究

为了将短程硝化反硝化与A/O法除磷同时应用于SBR工艺处理啤酒废水,通过改变序批式反应器(SBR)工艺运行方式,使活性污泥依次经历厌氧、好氧、缺氧3个阶段,控制ρ(MLSS)=4 700 mg/L、pH=7.5～8.0、DO=0.3～0.5 mg/L(好氧阶段)。反应器内短程硝化反硝化同步除磷效果明显,氨氮去除率大于90%,亚硝酸盐积累率大于85%,磷去除率大于98%。试验结果表明短程硝化反硝化与A/O法除磷可同时应用于SBR工艺处理啤酒废水。     

外源全程硝化污泥对城市污水SPNA系统的影响

为强化城市污水短程硝化-厌氧氨氧化(SPNA)系统脱氮性能与稳定性,在间歇曝气条件下研究投加外源全程硝化污泥对城市污水SPNA系统的影响及机理.结果显示,空白组(SBR3)总氮去除率由35.5%升高至66.3%,短周期分批次投加外源全程硝化污泥(SBR2,投加周期为5d,投加比为2.5%)与长周期分批次投加(SBR1,投加周期为20d,投加比为10%)的SPNA系统总氮去除率分别由31.7%和36.5%升高至76.3%和67.2%,这表明,投加全程硝化污泥有利于提高SPNA系统的脱氮性能,且当投加总量相同时,短周期分批次投加的效果优于长周期分批次投加.功能菌活性结果与脱氮效果一致,SBR1～SBR3的厌氧氨氧化菌(AnAOB)最大活性分别由3.43mg-N/(L·h)升高至7.66,8.19和7.31mg-N/(L·h),氨氧化细菌(AOB)与亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性比分别为8.79,9.83和8.78.在间歇曝气条件下投加全程硝化污泥,可选择性抑制NOB、富集AOB,提高AOB与NOB的活性比,利于稳定短程硝化效果,为AnAOB提供稳定的基质,且短周期分批次投加可降低外源硝化污泥...     

SBR实现选择性硝化过程及动力学研究

采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟氨氮废水,考察了SBR体系中硝化过程中氮组分和溶解氧变化规律,并对硝化动力学进行了研究.结果表明,在低溶解氧下,体系出现亚硝态氮积累;在序批式反应体系中的硝化反应呈现三阶段,即零级反应段、混合反应段和一级反应段,其硝化特性符合Monod动力学方程;根据SBR实现选择性硝化过程控制方法,实现了SBR选择性亚硝化启动,该体系氨氮出水1 mg·L~(-1),氨氮负荷达0.45 kg·kg~(-1)·d~(-1)(以每kg MLSS中的NH_4~+-N量(kg)计),亚硝态氮累积率达95%左右.     

缺氧MBBR耦合部分厌氧氨氧化强化城市生活污水深度脱氮

缺氧MBBR是强化传统城市污水处理系统脱氮的一种方法,本研究通过向城市污水后置反硝化SBR中投加填料构建了缺氧双污泥系统,实现了城市生活污水部分厌氧氨氧化深度脱氮.在250d的运行中脱氮性能逐渐提高并实现稳定,出水总氮在5 mg·L~(-1)左右. 211～250 d的平均硝氮、氨氮和总氮去除率分别为(97. 7±2. 9)%、(93. 3±2. 9)%和(94. 3±2. 7)%.长期运行中观测到氨氮和硝氮的同步去除.针对氨氮去除途径进行分析,系统同化、硝化作用微弱.缺氧MBBR中存在厌氧氨氧化活性且对脱氮有不可忽视的作用.实时定量PCR结果进一步说明缺氧MBBR中厌氧氨氧化菌富集,特别是缺氧填料生物膜中厌氧氨氧化菌丰度由初始的4. 37×10~7copies·g~(-1)增长到了2. 28×10~(10)copies·g~(-1).本研究表明缺氧填料生物膜在厌氧氨氧化的富集强化城市污水深度脱氮中或许具有可应用的潜能.     

Biodegradation of benzo[a]pyrene in soil by Mucor sp. SF06 and Bacillus sp. SB02 co-immobilized on vermiculite

Two indigenous microorganisms, Bacillus sp. SB02 and Mucor sp. SF06, capable of degrading polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） were co-immobilized on vermiculite by physical adsorption and used to degrade benzo[a] pyrene （BaP）. The characteristics of BaP degradation by both free and co-immobilized microorganism were then investigated and compared. The removal rate using the immobilized bacterial-fungal mixed consortium was higher than that of the freely mobile mixed consortium. 95.3% of BaP was degraded using the co-immobilized system within 42 d, which was remarkably higher than the removal rate of that by the free strains. The optimal amount of inoculated co-immobilized system for BaP degradation was 2%. The immobilized bacterial-fungal mixed consortium also showed better water stability than the free strains. Kinetics of BaP biodegradation by co-immobilized SF06 and SB02 were also studied. The results demonstrated that BaP degradation could be well described by a zero-order reaction rate equation when the initial BaP concentration was in the range of 10--200 mg/kg. The scanning electronic microscope （SEM） analysis showed that the co-immobilized microstructure was suitable for the growth of SF06 and SB02. The mass transmission process of co-immobilized system in soil is discussed. The results demonstrate the potential for employing the bacterial-fungal mixed consortium, co-immobilized on vermiculite, for in situ bioremediation of BaP.     

蛭石吸附及解吸锌离子特性研究

用蛭石对锌离子的吸附解吸进行了实验研究,初步探讨了其对锌离子吸附解吸的机理。研究结果表明：蛭石对Zn^2＋具有较强的吸附能力,吸附在8h左右接近平衡。随着锌离子浓度的增加,蛭石的吸附量也在逐渐增加,当锌离子浓度达到400mg／L时,吸附量趋于平稳。在完成吸附实验的基础上,分别采用过滤和取上清液的方法解吸,实验证明静置平衡后,取出上清液50ml,再加入50ml解吸剂的方法解吸效果较好;解吸时间在0h到12h,蛭石的解吸量呈现递增的趋势,且达到1．070mg／g;在12h到48h内,解吸量基本没有增加,其中在24h时达到最大解吸量1．074mg／g。不同的解吸剂对蛭石解吸锌离子影响效果不同：蒸馏水不能使锌离子解吸;K^＋的影响作用相对于Na^＋更明显,随着两种阳离子浓度的增加,蛭石的解吸量逐渐增加。     

常见基质对暴雨径流中磷素去除效果的比较研究

选取沙子、土壤、沸石、白矾石、陶粒、钢渣、石灰石、蛭石和碎石9种常见的基质,通过吸附和解吸实验、静态吸附实验和动态模拟实验,较为系统地研究了这些基质的吸附特性以及去除暴雨径流中低浓度磷素污染物的特性,并分析了影响基质去除磷素的影响因子.结果表明,9种供试基质对磷酸盐的动态去除效率要比其他形态磷高,对磷素的平衡吸附量大小顺序为：沸石、土壤、蛭石 ＞陶粒、钢渣、石灰石 ＞碎石、沙子、白矾石,对磷素的动态吸附能力为：沸石、石灰石、白矾石、土壤＞钢渣、碎石、沙子＞陶粒、蛭石.另外,蛭石、陶粒和钢渣在对暴雨径流中磷素的静态和动态吸附过程中出现了磷释放现象,其它基质对磷酸盐的动态吸附能力较强,去除率介于30%～87%.综合分析以上多种因素,为了去除暴雨径流中的低浓度磷素,沸石、石灰石和土壤是比较理想的工程基质材料.     

蛭石对汞的吸附性能研究

研究了以蛭石作为吸附剂对汞的吸附作用，并探讨了蛭石的改性和添加絮凝剂的联合吸附情况。实验结果表明，蛭石对汞具有较强的吸附作用，吸附速度快；蛭石经CTMAB改性后对汞的吸附能力显著提高；蛭石与絮凝剂之间存在协同作用，联合处理溶液中痕量汞的效果好，用吸附絮凝法处理含汞废水有较高的应用价值。     

Effects of vermiculite on the growth process of submerged macrophyte Vallisneria spiralis and sediment microecological environment

Ecological restoration is one of the hot technologies for the reconstruction of eutrophic lake ecosystems in which the restoration and propagation of submerged plants is the key and difficult step. In this paper, the effect of vermiculite on the growth process of Vallisneria spiralis and sediment microenvironment were investigated, aiming to provide a theoretical basis for the application of vermiculite in aquatic ecological restoration. Results of growth indexes demonstrated that 5% and 10% vermiculite treatment groups statistically promote the growth of Vallisneria spiralis compared to the control. Meanwhile, the results of ecophysiological indexes showed that photosynthetic pigment, soluble sugar content, superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT) activity of 5% and 10% group were increased compared with the control while the malondialdehyde (MDA) content exhibited the opposite result (p < 0.05), which illustrated that vermiculite can improve the resistance of plants and delay the aging process of Vallisneria spiralis. In addition, result of PCA (Principal Component Analysis) demonstrated 5% and 10% group has improved the sediment physical conditions and create more ecological niche for microorganisms directly, and then promoted the growth of plants. The dissolution results showed that vermiculite can dissolve the constant and trace elements needed for plant growth. Furthermore, the addition of vermiculite increased the diversity of microorganisms in the sediments, and promoted the increase of plant growth-promoting bacteria and phosphorus-degrading bacteria. This study could provide a technique reference for the further application of vermiculite in the field of ecological restoration.     

蛭石类芬顿催化氧化降解紫丁香醇的研究

以蛭石为催化剂,通过激光粒度仪和电子扫描电镜对研磨蛭石进行粒径和形貌分析,研究蛭石类Fenton催化剂降解造纸废水中木质素模拟物紫丁香醇的特性,调查了催化剂研磨制备条件和相关反应条件,如蛭石投加量、初始p H值、H2O2用量、紫丁香醇溶液初始浓度等对紫丁香醇去除率的影响,同时还讨论了紫丁香醇降解过程中的动力学,结果表明:紫丁香醇降解效果随研磨时间的增加而增加,20 min后,蛭石平均粒径6.9μm,基本效果不变;蛭石投加量为1.6 g/L,p H=3,双氧水为1.0 Q_(th)(Q_(th)为理论为量),紫丁香醇的浓度为50 mg/L的条件下,反应60 min后,紫丁香醇去除率基本可达100%,TOC去除率也可达到83.3%;蛭石类芬顿催化氧化降解紫丁香醇过程符合准一级动力学模型。     

粘土基多孔陶瓷吸附处理Cu~(2+)废水

文章以粘土为骨料,蛭石为改性剂,通过添加造孔剂法制备了粘土基多孔陶瓷吸附剂,研究了溶液中Cu2+初始浓度、pH值以及蛭石添加量对多孔陶瓷吸附性能的影响。结果表明:多孔陶瓷吸附Cu2+的最佳条件为添加蛭石1%,溶液pH为5;当初始浓度为20~100 mg/L时,Cu2+吸附率达到82%~62%,吸附平衡时间为1.5~6 h;吸附动力学表明多孔陶瓷对Cu2+的吸附大致分为两个阶段;其吸附行为可用Langmuir方程和Freundlich方程来描述。     

垂直流人工湿地有机质含量分布特征

利用3种复合基质(沸石+泥炭+红壤、河砂+泥炭+红壤、蛭石+泥炭+红壤,体积比均为18∶1∶1)构建模拟垂直流人工湿地处理人工合成污水,分析基质灭菌与接种污水等情况下,不同基质层w(OM)(OM为有机质)的分布特征. 结果表明:3种复合基质初始w(OM)依次为1.011、6.654和15.896 g/kg,存在显著差异(P<0.01). 复合基质2经灭菌后w(OM)下降26.77%,说明河砂微生物活性最高. 基质灭菌和接种3%污水对湿地w(OM)分布的影响均比较显著(P<0.05),主要是改变了表层的w(OM). 湿地运行45 d后,w(OM)沿基质深度增加明显,并且分布差异显著(P<0.01),OM主要分布于表层;其中复合基质3不灭菌+不接种污水湿地表层的w(OM)高达42.008 g/kg,运行90 d后增至44.228 g/kg,说明蛭石的吸附作用最强. 吸附和微生物作用对复合基质3湿地表层OM积累的贡献大小表现为吸附作用>基质微生物作用>接种污水微生物作用.      

膨胀蛭石同步脱铵除磷的影响因素研究

为探讨膨胀蛭石同步脱铵除磷能力,采用静态吸附实验考察了氨氮和磷酸盐共存时接触时间、粒径、pH值以及温度对膨胀蛭石去除氮磷效果的影响。结果表明,膨胀蛭石具有较好的同步脱铵除磷性能,在pH值为7,温度为25℃条件下,用1.00g粒径为80~100目膨胀蛭石对100mL氨氮和磷酸盐浓度分别为50mg/L和10mg/L的模拟污水处理4h后,氨氮和磷酸盐去除率分别达79.4%和93.0%,两者吸附过程均明显表现为"快速吸附,减速平衡"二阶段特征。中性条件下氨氮去除效果最好,酸性或碱性条件有利于磷酸盐去除,温度升高,氨氮去除率下降,磷酸盐去除率上升。等温吸附实验研究表明,膨胀蛭石对氨氮与磷酸盐的等温吸附线均较好的符合Langmuir方程。     

改性蛭石吸附性能初探

用酸处理活化蛭石对某些重金属离子最佳吸附条件进行了实验研究，并从蛭石的结构初步探讨了其对某些重金属离子吸附的机理。研究结果表明活化蛭石对某些重金属离子具有较好的吸附性。