Biostyr曝气生物滤池的沿程微生物多样性

采用高通量测序Illumina MiSeq方法对Biostyr曝气生物滤池（BAF）沿程微生物多样性进行研究,分析了滤池内不同高度样品中菌群类别、群落组成及不同样品间物种差异及进化关系等;同时测定各高度样品的COD、NH4+-N和磷变化规律,与微生物特性进行了对应性分析。结果表明,Biostyr曝气生物滤池优势菌群主要为拟杆菌、疣微菌门、厚壁菌门和变形菌门,滤池沿程微生物的变化主要表现在数量上的变化,而群落结构的变化不明显,这是沿程理化条件变化引发微生物在空间上发生变化的结果。     

Biostyr曝气生物滤池处理城市污水的沿程生化特性

青岛市麦岛污水处理厂采用曝气生物滤池(BAF)处理城市污水,以稳定运行的Biostyr为研究载体,考察滤池COD、NH3-N、SS和细菌数量等生化特性的沿程变化.结果表明,在气水比为4∶1～5∶1、进水COD负荷为2.5 ～3.7 kg/(m3·d)、进水NH3-N负荷为0.18～0.57 kg/(m3·d)时,滤池对COD的降解主要在150 cm填料以下处,COD的去除率可达58.9％;NH3-N去除率沿滤柱高度的变化与COD有所不同,在100 cm以下填料处,NH3-N的去除率仅为3.6％,在100 ～350 cm填料之间,NH3-N的去除率增加迅速,可达56.1％;对SS的去除主要发生在100 cm填料以下,去除率达51.7％.     

蚯蚓生态滤池对农村生活污水的深度净化效果

本实验利用多级蚯蚓生态滤池对农村生活污水进行处理研究,分别考察了不同季节蚯蚓生态滤池对COD、TN、NH4+-N和TP的去除效果,同时利用PCR-DGGE技术对不同季节的微生物群落进行初步分析。结果表明,夏季COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别达到86.05%、89.02%、98.48%和99.1%;出水浓度17.86、4.96、0.605和0.047 mg/L。冬季COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别达到83.29%、93.26%、96.96%和92.7%;出水浓度22.68、2.63、1.02和0.37 mg/L。不同季节出水水质均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A类标准。蚯蚓生态滤池内的微生物多样性冬季的要比夏季的丰富,且冬季滤池内微生物种类从上至下逐渐增加,符合污染物去除效率的变化。     

蠡河底泥中氨氧化细菌复合菌群的富集和过程中群落结构的变化

从蠡河底泥中富集氨氧化细菌(AOB)复合菌群,研究富集AOB复合菌群不同培养阶段氨氮(NH+4-N)去除率及氨氧化速率,通过单因素法和响应面法(RSM)分析AOB复合菌群最大活性的富集条件,采用PCR-DGGE研究富集阶段Ⅱ和最大活性阶段AOB复合菌群的群落结构变化。实验结果表明,AOB复合菌群在富集阶段Ⅲ时,1.5 d内NH+4-N去除率达到95.9%,氨氧化速率达到4.16 mg/(L·h),AOB复合菌群的活性达到最大;富集培养最佳条件是,NH+4-N初始浓度(I-NH+4-N)为403.26 mg/L,p H为7.96,C/N为1.47∶1,温度为29.79℃,碳源为柠檬酸钠,AOB复合菌群氨氧化速率达最大,为10.63 mg/(L·h);2个实验阶段AOB复合菌群群落结构发生很大变化,共富集6株AOB菌株,属于Comamonas sp.,Acidovorax sp.,Rhizobium sp.和Diaphorobacter,编号LHA4是绝对优势菌株,属于Comamonas sp.,相似性为98%。     

不同温度对SBR腐殖活性污泥系统运行效能的影响

在10～22℃范围内,通过实验考察了温度对腐殖土间歇式活性污泥处理(SBR)系统的运行特性的影响.实验结果表明,降低温度对SBR腐殖活性污泥系统去除COD影响不大,当温度降至10℃时,COD去除率仍可达到80%以上;在22～14℃范围内,SBR腐殖活性污泥系统对NH+4-N和TN的去除影响不大,温度降至10℃时,NH+...     

阿科蔓氧化塘净化城市微污染河水中试研究

采用添加阿科蔓生态基的曝气氧化塘对长春市新凯河污染河水进行了中试实验。研究结果表明,氧化塘中COD、NH+4-N和TP的去除率随季节变化较大,高温溶解氧不足时,曝气能明显提高污染物去除率。低温时,低强度曝气有利于温度的传递,延长氧化塘的运行时间。溶解氧大于2 mg/L时,夏季时COD去除率最高达到40.89%,NH+4-N去除率最高达到57.11%,秋季时TP去除率最高达到34.65%。COD、NH+4-N和TP的平均出水浓度分别达到37.92、4.02和0.56mg/L,基本满足地表水Ⅴ类水质要求。     

运行条件及温度对陈垃圾反应器效能的影响及菌群结构分析

以上海老港填埋场填埋垃圾为填料构建陈垃圾反应器,通过调节反应器的水力负荷、回流比以及所处的环境温度,考察了反应器对成熟垃圾渗滤液中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、BOD5和COD处理效果的影响,同时采用PCR-DGGE方法分析了不同条件下微生物群落结构的变化。结果表明,在15℃温度下,水力负荷由8.5 L/(m3·d)升高至17 L/(m3·d)时,反应器对污染物BOD5和NH3-N的去除效率没有改变,而对COD和TN的去除效率有明显提升;当增加回流时,反应器对污染物的去除效果没有显著差异,未能提高脱氮效率;当环境温度从15℃提高到30℃时,NH3-N和BOD5接近完全去除,COD的去除率从73.1%提高到82.4%,TN的去除率从27.3%提高到43.7%,明显提高了反应器效能。群落结构分析表明,在本研究条件下增加回流比对反应器中细菌群落结构影响不大;提高水力负荷使得上部群落结构多样性提高;而温度提高时,反应器上、下部细菌的种类数量都明显增加,多样性提高。表明在陈垃圾反应器运行时,环境温度对其效能和群落结构的影响较大。     

低温条件下摇动床生物膜反应器处理生活污水的中试研究

采用摇动床生物膜反应器,在中国北方冬春季5～10℃的低温条件下,以城市生活污水处理厂的二级处理出水为水源进行了工作体积4.8 m3的反应器深度处理的中试研究。中试过程以COD、NH4+-N和浊度的去除率为考察指标。实验结果表明:反应器对生活污水深度处理的合适的工艺参数为进水温度10℃,停留时间(HRT)4.8 h,气水比4∶1,曝气量4 m3/h,水流量1.0 m3/h,采用每间隔4 h曝气4 h的间歇式曝气方式;在低温条件下,对污水的COD和NH4+-N的去除率分别为30%和50%,而对浊度的去除率较低。中试表明,摇动床生物膜反应器可应用于中国北方冬春季低温条件下对水中COD和NH4+-N的去除。     

竹炭及其改性产品作为生物载体的应用研究

为了研究竹炭及其改性产品在污水处理中作为微生物载体的可行性,在曝气生物滤池工艺中研究了竹炭及其改性产品(硝酸改性、双氧水改性和超声改性竹炭)对污染物(COD及NH4+-N)的处理效果。结果表明,超声改性竹炭的处理效果最好,对COD及NH4+-N去除率分别达93.34%和50.94%,而其他改性竹炭的处理效果无显著提高。基于PLFA技术分析各载体上的微生物群落结构,结果表明,所有载体上的微生物均以真核和好氧原核生物为主,超声改性竹炭上的生物量高于其他填料且厌氧细菌数量最多。此外,基于碘吸附值和SEM技术分别对改性竹炭的吸附性能和形貌进行分析发现,超声改性竹炭上的微孔数量增加,孔壁更为粗糙。因此,超声改性竹炭这种生物质新材料有望成为优良的水处理微生物载体。     

沸石曝气生物滤池去除氨氮性能及生物学特征分析

天然沸石具有较大的孔隙率和比表面积,对氨氮有较强的选择性离子交换能力.运用天然沸石曝气生物滤池处理城市污水厂二级生化出水,结果表明,曝气生物滤池有良好的去除效果.在气水比为3∶1,水力负荷为1 m/h,温度＞20℃情况下,沸石曝气生物滤池对城市污水厂二级生化出水COD去除率为12.7%,NH3-N去除率为96.6%;试验系统沿程微生物活性和微生物量呈现逐渐下降趋势,而单位生物量的生物活性沿程分布则与此相反;曝气生物滤池对水中污染物的去除主要集中在底部进水端部分,当水流达到距进水端上方105 cm时,曝气生物滤池对水中NH3-N的去除率已达86.8%(占氨氮总去除率的90%),COD的去除率为13.3%(占COD总去除率的67%).     

拉西环/陶粒双层填料BAF运行效果及反冲洗研究

针对曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)反冲洗周期较短的问题,研究开发了拉西环/陶粒双层组合填料BAF工艺,并考察了其运行与反冲洗效果。结果表明,拉西环层对COD和SS具有明显的去除效果,去除率分别达到48%和52%;上部陶粒层0.6 m处可使NH4+-N浓度由23.8 mg/L下降至5.7 mg/L,硝化速率达到40.2 g NH4+-N/(h·m3);硝化菌比例随沿程逐渐增加,在0.4 m处已达95%左右。拉西环/陶粒双层填料BAF工艺运行良好,且可将系统反冲洗周期延长至16 d,反冲洗后可在较短时间恢复处理效果。     

up-BAF同步硝化反硝化工艺去除污染物的机理研究

阐述了同步硝化反硝化的原理,研究了上向流曝气生物滤池(up—BAF)同步硝化反硝化工艺对城市生活污水的处理效果及规律。研究结果表明,同步硝化反硝化工艺对COD、NH3-N的去除率随填料高度的增加而增加,最下层50cm厚滤料去除污染物的效果最好,该工艺脱氮效果不理想,TN去除率只有30％左右。当水力负荷在2．39m／h以下时,水力负荷对COD、NH3-N去除的影响较小。     

CEPT-曝气生物滤池低温下处理模拟灰水的应用研究

实验研究了在冬季低温条件（2～10℃）下,化学温凝预处理曝气生物滤池(CEPT/BAF)工艺处理模拟灰水的效果。考查了混凝预处理效果、BAF的出水水质与滤料高度的关系、水力负荷对出水COD的影响、直链烷烃苯磺酸钠(LAS)对出水NH₃-N等的影响。研究表明：经过预处理(PAC为40 mg/L)后的模拟灰水,BAF的有机负荷去除率达到40%～55%;COD、LAS的去除主要发生在滤料前端1.2 m处,去除率达到70%,去除率与滤料高度近似呈指数关系下降;在COD负荷、水力负荷不变的情况下,当进水LAS从23 mg/L降到9 mg/L时,BAF的NH₃-N的去除率则从41%上升到72%,说明较高浓度的LAS对亚硝化及硝化细菌有一定影响。模拟灰水经过化学混凝/曝气生物滤池处理之后,出水水质NH₃-N、COD和LAS分别在10、40和4 mg/L以下。     

生物滤池高径比对其去除恶臭物质和微生物气溶胶特性的影响

为研究生物滤池不同高径比对恶臭物质(H2S、NH3)和微生物气溶胶(细菌和真菌)的去除率影响,设计了不同高径比(1∶1、2∶1、4∶1、6∶1和8∶1)的生物滤池,研究其处理效果。结果表明:(1)H2S和NH3的去除率均随生物滤池高径比的增大而升高,高径比为8∶1时不同气体停留时间下的H2S和NH3去除率均最高。(2)细菌和真菌的去除率也均随高径比的增大而升高,也是高径比为8∶1时不同气体停留时间下的细菌和真菌去除率均最高。(3)生物滤池高径比较小时,细菌和真菌的粒径相对较小;而生物滤池高径比较大时,细菌和真菌的粒径相对较大。由此可见,增大生物滤池高径比可以有效提高恶臭物质和微生物气溶胶的去除率,减少小粒径的微生物气溶胶排放,最佳高径比为8∶1。     

水温和C/N对土地生物过滤处理系统氮去除的影响

在流量为40 L/d、回流比为200％的条件下,以碎石为填料,结合小试实验研究了温度和COD/NH4+-N(C/N)对AO型污水土地生物过滤处理系统,处理人工生活污水中氮的影响.实验结果表明,随水温和C/N的升高,首先系统对NH4+-N的去除率先增大后减小,当水温为7.3℃、C/N为5时,系统对NiH4+-N的去除率最高,达到了91.1％;其次系统反硝化率逐渐升高,当水温为8.2℃、C/N为6时,反硝化率达到了95.4％;此外,系统中硝化反硝化作用受到影响,导致对TN的去除率先增大后减小,当水温为8.2℃、C/N为6时,系统对TN的去除率达到49.91％.在厌氧阶段,系统TN的去除主要靠反硝化作用将硝酸盐氮脱除,并且存在中间产物积累;进入好氧阶段,系统通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮,只是氮素形态的转化,并未从系统中脱氮.     

低温条件下生态槽深度处理农村生活污水的日变化特性

针对农村生活污水处理设施出水水质偏高污染环境的现状,构建了以水生植物为主体的生态槽深度处理农村生活污水,研究了低温条件下生态槽深度处理生活污水过程中DO、pH、COD、NH4+-N、TP等指标的日变化特性。结果表明,生活污水COD为37.67～60.23 mg/L、NH4+-N为13.66～16.76 mg/L、TP为1.32～1.78 mg/L、水温为9～11℃,HRT为5 d时,生态槽出水COD、NH4+-N和TP平均为21.07 mg/L、0.99 mg/L和0.19 mg/L,均可达《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)之Ⅳ类水标准。各级生态槽内DO浓度夜间低于昼间。夜间植物对NH4+-N和TP具有较强的吸收作用,平均去除率分别达94.83%和89.87%;而TN去除效果稍差,平均去除率为59.9%。     

2种曝气生物滤池的启动比较分析

分别采用陶粒和沸石作为曝气生物滤池的填料,在相同运行参数下进行曝气生物滤池启动对比研究,分析挂膜过程中COD、NH4+-N和浊度的去除效果。试验结果表明,在平均气温为30℃的条件下,2种曝气生物滤池都能很快完成启动挂膜,陶粒曝气生物滤池所需时间为12d,沸石曝气生物滤池所需时间为15d;陶粒曝气生物滤池具有更好的COD去除效果,沸石曝气生物滤池具有更好的NH4+-N去除效果;2个滤池对浊度都能够达到95%左右的去除率。     

生物沸石滤池处理富营养化水体的挂膜实验

采用上向流生物沸石滤池处理富营养化水体,考察了挂膜阶段(前30 d)滤池对浊度、COD和TP等的去除效果,重点研究了系统中各形态氮素(NH4+-N、NO2--N、NO3--N和TN)的变化情况。结果表明,对于富营养化水体,生物沸石滤池对浊度、COD和TP的去除率分别约为80%、30%和24%;出水NH4+-N始终保持在0.5 mg/L以下,去除率在90%以上;NO2--N出现峰值(4.98 mg/L,第9 d),第13 d后即一直低于进水值;实验后期出水NO3--N与进水NH4+-N变化趋势基本一致,表明硝化生物膜已成熟,原位再生可行;生物沸石床内可能存在同步硝化反硝化现象。出水NO2-N浓度低于进水可作为生物沸石挂膜成功的一个标志。     

鱼类循环水养殖系统DO变动及污染物去除

为优化工厂化循环水石斑鱼养殖系统的运行管理,利用DO在线监测系统,跟踪监测了石斑鱼两次喂料期间（48 h内）养殖池DO的波动情况,考察了DO随养殖池内NH4+-N、NO2--N、溶解性COD的变化规律,并研究了该养殖条件下生物滤池对污染物的去除性能。结果表明：在该养殖条件下,NH4+-N、NO2--N和COD分别在28、36和44 h恢复至喂料前的水平,48 h内养殖池NH4+-N、NO2--N和COD维持在0.32、1.27和2.40 mg·L-1以下;养殖池DO波动明显,随着污染物浓度的增加而降低,喂料2 h后DO低于安全浓度6 mg·L-1,养殖石斑鱼容易缺氧死亡;在该养殖系统中,弹性填料滤池对COD的去除能力较强,单个循环时间内最大去除率为61.84%;珊瑚砂滤池对NH4+-N、NO2--N去除能力较强,单个循环时间内最大去除率分别为38.17%、56.43%。可知,系统水处理效果良好,基本满足循环水养殖石斑鱼的相关水质要求;运用DO在线监控系统,跟踪监测DO变化情况,结合DO随污染物浓度变化的相关规律,可及时察觉养殖池水质变化,以便采取有效调控措施。     

海南火山岩滤料曝气生物滤池工艺优化研究

本研究基于上向流曝气生物滤池污水处理系统,研究了该工艺不同气水比、不同水力停留时间、不同滤料高度层、反冲洗强度对污染物的处理效能的影响。结果表明,气水比为4∶1、水力停留时间2 h时,BAF出水中COD、NH+4-N和SS指标达到最佳;沿程污染物去除率随着滤料层高度的增加逐渐增大,当滤料高度大于1.6 m时趋于稳定,COD、NH+4-N和SS平均去除率分别达到80%、99%和80.3%。建议曝气生物滤池的反冲洗推荐程序为:先气冲(18 L/(m2·s)),单独气洗2~3 min;再气冲(18 L/(m2·s))加水冲(5 L/(m2·s)),联合反冲洗3~5 min;最后水冲(5 L/(m2·s)),漂洗5~8 min。