纳米氧化锌粒径效应对人工湿地运行性能的影响

为考察ZnO NPs粒径效应对人工湿地运行性能的影响,在进水COD约为216.00 mg·L-1、总氮约为11.10 mg·L-1和总磷约为3.84 mg·L-1的条件下连续运行126 d,对暴露于不同粒径ZnO NPs(10.00mg·L-1)的人工湿地脱氮除磷性能、填料渗透系数、胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产量和特性以及微生物群落结构和多样性的变化进行了研究.结果表明:与对照组(未投加ZnONPs)相比,进水中投加15、50和90nm ZnO NPs后,人工湿地对COD的去除率分别下降了8.73％、7.55％和6.97％;氨氮和总氮的去除率分别下降了21.96％和10.95％、17.75％和10.00％以及15.34％和3.78％.高通量测序结果表明,ZnO NPs粒径越小,对硝化菌属Thauera的抑制作用越明显.投加Zn ONPs后,其释放的Zn2+会与水中磷酸盐结合生成磷酸锌等不溶物,同时会增加异养硝化菌Acinetobacter的相对丰度,从而导致总磷的去除率比对照组提高了42.49％～56.38％.此外,与对照组(97.18 mg·g-1)相比,投加15、50和90 nm的ZnO NPs后EPS的产量分别增加到212.97、156.30和128.53 mg·g-1.EPS分泌量的增大,导致填料渗透系数快速降低,在运行83 d后分别下降了71.17％、67.83％和37.50％.     

人工湿地型微生物燃料电池处理啤酒生产废水

采用人工湿地型微生物燃料电池处理啤酒生产废水,考察了啤酒生产废水中不同COD浓度条件下(475、1 968、5 640 mg·L~(-1))人工湿地型微生物燃料电池对COD和氨氮的去除效果,评估了在此过程中微生物燃料电池的产电性能。研究表明,当COD浓度为1 968 mg·L~(-1)时,人工湿地型微生物燃料电池对COD的去除率最高,达到93.5%;氨氮去除率随COD起始的增加而增加,当进水浓度为5 640 mg·L~(-1)时,氨氮去除率达到70.8%。对产电性能而言,当进水COD浓度为1 968 mg·L~(-1)时,人工湿地型微生物燃料电池产电量最高,其最大电压、功率密度和电流密度分别达到280 mV、24.2 mW·m~(-2)和220 mA·m~(-2)。利用人工湿地型微生物燃料电池处理啤酒生产废水具有一定的可行性,在处理污染物的同时产电,弥补了处理过程中的能源消耗,对废物资源化具有很好的应用前景。     

低温UASB处理青霉素综合废水及动力学分析

采用逐步降温法启动上流式污泥床反应器(UASB)并对其过程做动力学分析。UASB反应器采用逐渐提高进水COD负荷的方式在25℃进行启动,当COD去除率达到70%完成启动。启动完成后,降低温度运行反应器,在20℃时COD的去除率达到65%左右。在25℃条件下,出水氨氮浓度增加,总氮浓度有增加趋势,随后出水总氮浓度降低;在20℃负荷提高和稳定时期,出水的氨氮浓度逐渐降低,总氮浓度逐渐升高。建立低温条件下厌氧处理高浓度有机废水的动力学模型,分析结果看出20℃运行阶段的基质比降解速度高于25℃阶段基质比降解速度,在20℃条件下厌氧污泥活性最大,污泥性能最佳。推测原因,可能是由于25℃时进水浓度较高,且废水中含有大量抑制性物质(1.1 mg·L~(-1)),较大影响了微生物的降解速率、而在20℃时进水浓度降低,废水中的抑制性物质也有所降低,为0.75 mg·L~(-1)。     

接触氧化过滤去除地表水中的氨氮

接触氧化过滤工艺普遍用于去除地下水中的氨氮,在去除地表水中氨氮的应用较少。为了对此工艺去除地表水中的氨氮进行研究,以附有铁锰氧化物的石英砂为滤料填充滤柱,测试了滤柱对地表水中的铁、锰和氨氮的去除效果,并重点分析了影响氨氮去除的主要因素。结果表明:当滤速为8 m·h-1,进水铁、锰、氨氮浓度分别为0.6、1.1和1.8 mg·L~(-1)时,滤柱对3种污染物的去除率分别为83.3%,95.3%和80.6%,3种污染物的出水浓度均达标。此外,升高进水温度、提高进水碱度可增大氨氮的去除率。当温度由8℃增大到14℃时,氨氮去除率提高了近一倍。进水投加NaOH(浓度为4mg·L~(-1))时,氨氮的平均去除率比不投加NaOH时高23.1%。     

进水氨氮浓度对好氧/缺氧/延长闲置SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,考察了不同进水氨氮浓度(20,40和60 mg/L)条件下好氧/缺氧/延长闲置SBR的脱氮除磷效果,并通过分析典型周期内氮磷元素及微生物体内各储能物质的变化,探究了进水氨氮浓度对好氧/缺氧/延长闲置SBR脱氮除磷性能的影响机理。结果表明,进水氨氮浓度为20,40和60 mg/L时,系统总磷(TP)去除率分别为96.6%、90.1%和81.8%,总氮去除率分别为93.1%、74.9%和60.0%。研究表明,进水氨氮浓度可影响好氧释磷与吸磷、聚羟基脂肪酸酯(PHAs)合成、缺氧反硝化以及闲置段释磷。进水氨氮浓度越高,用于微生物生长的碳源越多,PHAs的合成量越少,则好氧段吸磷减少;较高的进水氨氮浓度使缺氧段反硝化不彻底,较多的硝态氮将抑制下一周期好氧段释磷,系统脱氮除磷性能减弱。     

不同调控策略对CANON工艺快速适应氨氮浓度提升的影响

针对进水氨氮浓度变化会影响CANON颗粒污泥功能微生物间的协同导致系统不稳定的问题,通过接种常温下贮存2个月的自养颗粒污泥,并采用3种调控策略(维持HRT不变,快速提升氨氮浓度(R1);维持HRT不变,逐级提升氨氮浓度(R2);逐级提升进水氨氮浓度同时调整HRT,以125 mg·L~(-1)为进水氨氮增幅(R3)),分别考察各种调控策略对系统适应275 mg·L~(-1)和400 mg·L~(-1)氨氮浓度的效能影响,探讨调控策略与污泥性能的关系及游离氨(FA)、溶解氧(DO)的影响。结果表明,污泥性能提升期,负荷变化最为平稳的策略R3率先适应进水氨氮浓度的提升,仅44 d内总氮去除负荷可达到3.5 kg·(m~3·d)~(-1);污泥性能成熟期,快速提升负荷的策略R1可缩短适应时间至25 d,总氮去除率稳定在80%以上,去除负荷达到5.3 kg·(m~3·d)~(-1)。FA会影响功能微生物活性,策略R1在污泥性能提升期,FA浓度高达16.6～26.7 mg·L~(-1),一定程度上抑制了好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AMX)的活性,导致系统适应期延长。在污泥适应高氨氮负荷过程中,比氨氧化速率(SAOR)和比总氮去除速率(SNRR)逐渐提高,污泥浓度和颗粒粒径逐渐增大。f值(ΔN O3--N/ΔTN)可作为DO调节的重要依据,DO与氨氮去除负荷呈良好的正相关性。     

高氨氮对厌氧生物法处理城市垃圾渗沥液的影响

研究了高浓度氨氮对厌氧膜生物法处理城市垃圾渗沥液的影响。结果表明,COD去除率、沼气产量、沼气产率、辅酶F420和最大比产甲烷活性均随氨氮浓度的增加而减小;当氨氮浓度<3600mg/L时,不会对厌氧膜生物反应器的运行产生明显的影响;氨氮对厌氧污泥产甲烷活性的50%抑制浓度为4350mg/L;高浓度氨氮会造成系统VFA浓度增加;当氨氮浓度由4800mg/L降低到2000mg/L后,受重度抑制的厌氧微生物的活性可以在20d里恢复到未受抑制时的活性水平。     

好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水的研究

在不同接种源污泥颗粒化过程中污泥理化性状对比研究的基础上,采用成熟好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水,对其脱氮行为以及不同C/N条件下好氧颗粒污泥微生物的比耗氧速率、好氧颗粒污泥对氨氮的比降解速率随时间的变化等进行了研究.实验结果表明,在进水氨氮质量浓度较高(480 mg/L)、温度30℃左右的条件下,稳定运行15 d,氨氮的去除率维持在85%左右;进水氨氮的浓度越高,随着微生物对环境的逐渐适应,硝化菌的活性也逐步增加;随着进水氨氮浓度的提高,好氧颗粒污泥对氨氮的比降解速率也逐渐上升.     

两级UASB与好氧组合工艺处理城市生活垃圾渗滤液的启动研究

采用两级UASB与好氧组合工艺处理早期城市生活垃圾渗滤液.系统出水按不同比例回流到一级UASB中进行反硝化,同时进行产甲烷反应,有机物在二级UASB中被进一步降解,好氧池完成剩余有机物的去除和氨氮的硝化.启动阶段通过对原渗滤液不同比例的稀释,分5次逐步提高进水浓度,启动结束时完成了对原渗滤液的高效处理.在进水COD浓度从3000 mg/L提高到15000 mg/L,氨氮浓度从250 mg/L提高到1400 mg/L时,最终COD去除率稳定在92%左右,氨氮去除率可达99%以上,一级UASB中反硝化率接近100%,回流比为300%时系统总氮去除率为70%～80%.     

“中老龄”垃圾渗滤液重金属和氨氮的厌氧毒性

通过厌氧毒性试验（ATA）研究了“中老龄”垃圾渗滤液的重金属和氨氮对厌氧微生物的毒性抑制作用。试验结果表明,“中老龄”垃圾渗滤液中的重金属和氨氮使厌氧污泥产甲烷活性分别下降14.4%和36.7%,4倍受试渗滤液重金属浓度或4 000 mg/L的氨氮浓度均可使污泥活性受到重度抑制。通过对不同浓度重金属和氨氮的厌氧毒性的关系进行回归分析,得出氨氮和重金属对厌氧微生物的IC50分别为2 265 mg/L和2.9倍试验用渗滤液的重金属浓度;“中老龄”垃圾渗滤液中氨氮对厌氧污泥的毒性影响较大,高浓度重金属对厌氧污泥活性的抑制较难恢复;实际渗滤液处理工艺中,在采用厌氧工艺前,应对氨氮进行预处理以减少其对厌氧微生物的毒性作用,同时避免水质剧烈波动对厌氧处理系统的冲击。     

污染物负荷对曝气生物滤池处理效果的影响研究

考察了进水有机负荷和氨氮负荷对曝气生物滤池出水水质的影响.结果表明,系统COD、氨氮和TN的去除率随进水有机负荷的增加而下降,在氨氮为28.3～33.6 mg/L、TN为39.0～45.8 mg/L条件下,有机负荷小于3.53 kg/(ms3·d)时,出水COD、氨氮和TN分别小于50、5、15 mg/L,去除率分别在85%、85%和65%以上;氨氮和TN的去除率随氨氮负荷的增加而下降,在COD为287.6～313.4 mg/L、氨氮负荷小于0.56 kg/(m3·d)时,出水氨氮小于8 mg/L,去除率在85%以上,出水TN小于15mg/L,去除率在65%以上.     

高氨氮对厌氧生物法处理城市垃圾渗沥液的影响

研究了高浓度氨氮对厌氧膜生物法处理城市垃圾渗沥液的影响。结果表明，COD去除率、沼气产量、沼气产率、辅酶F420和最大比产甲烷活性均随氨氮浓度的增加而减小；当氨氮浓度〈3600mg/L时，不会对厌氧膜生物反应器的运行产生明显的影响；氨氮对厌氧污泥产甲烷活性的50％抑制浓度为4350mg／L；高浓度氨氮会造成系统VFA浓度增加；当氨氮浓度由4800mg／L降低到2000mg/L后，受重度抑制的厌氧微生物的活性可以在20d里恢复到未受抑制时的活性水平。     

进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N_2O释放的影响

进水氨氮负荷是污水生物脱氮过程中N2O释放的重要影响因素。在稳定运行的序列间歇式活性污泥反应器(SBR)内,考察了进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N2O释放速率、累积释放量和转化率的影响。结果显示,相比于缺氧段,进水氨氮负荷的增加对好氧段N2O的释放有较大影响,且N2O的释放速率、累积释放量和转化率均随进水氨氮负荷的增加而增大。当进水氨氮负荷从45.6g/(m3·d)增加到78.6g/(m3·d)时,系统的总N2O累积释放量和总N2O转化率增加并不明显,仅增加3.95mg、0.99百分点;而当进水氨氮负荷从78.6g/(m3·d)增加到117.6g/(m3·d)时,系统的总N2O累积释放量和总N2O转化率分别增加了25.24mg、4.49百分点。因此,在实际污水处理过程中,当进水氨氮负荷偏高(117.6g/(m3·d))时,系统的N2O释放量可能大幅增加,需要采取减少进水氨氮负荷的方法来避免N2O释放。     

两级自养反硝化实现垃圾渗滤液的深度脱氮

针对目前生物工艺难以解决垃圾渗滤液深度脱氮的问题,探究了短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化(两级自养)工艺处理高氨氮、低C/N比垃圾渗滤液的脱氮效果。结果表明,当进水垃圾渗滤液中氨氮平均浓度为2 560 mg·L~(-1),COD值为4 000～5 000 mg·L~(-1)时,经过短程硝化反硝化-厌氧氨氧化处理后,总氮去除负荷可达1.19 kg·(m~3·d)~(-1)、总氮去除率可达93.1%(出水TN=176.3 mg·L~(-1))、COD去除率可达52.2%。但是,厌氧氨氧化反应器出水中NO_x~--N浓度为154.5 mg·L~(-1),仍未达到我国生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理排放标准(TN≤40 mg·L~(-1))。在厌氧氨氧化反应器之后串联硫自养反硝化,整体工艺最终出水NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N平均浓度分别为1.9、0.6、9.7 mg·L~(-1),TN≤15 mg·L~(-1),进水总氮去除率为99.5%。在短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化两级自养深度脱氮反应系统中实现了垃圾渗滤液深度脱氮。     

碱度对膜生物反应器硝化过程和膜污染的影响

采用一体化浸没式膜生物反应器处理生活污水,研究进水碱度对硝化过程和膜污染过程的影响。结果表明,碱度对膜生物反应器工艺的硝化过程影响较大;当碱度充足(224~510 mg/L)时,氨氮去除率达到98.6%,出水的p H基本稳定,当进水碱度不足时,氨氮去除率下降,出水的p H低于6,p H变化滞后于碱度的变化;进水碱度变化对COD去除影响不大,去除率稳定在91%以上;随着进水碱度下降,膜生物反应器内的胞外聚合物EPS由10 mg/g MLSS上升至26 mg/g MLSS,碱度充足时MBR运行周期最长可达10 d,当碱度不足引起反应器中的EPS浓度上升,导致膜污染加剧,膜生物反应器的运行周期下降到2 d。     

Miseq测序分析活性污泥系统中细菌群落的动态变化

采用基于16S rRNA基因的Miseq测序方法,分析了某小试序批式反应器(SBR)中,细菌群落结构在1年中的动态变化。在研究中,系统运行稳定,COD出水浓度均在40 mg/L以下,总氮(TN)和总磷(TP)出水浓度分别在20 mg/L和0.3 mg/L之下。细菌的群落组成变化明显,在检测到的2 094个OTU中,有176个OTU只存在于3个以下的样品中。在385个属的细菌中,有54个属的微生物只存在于3个以下的样品中。移动窗口分析表明,系统中细菌群落的平均变化率Δt(30 d)为21.3%±6.2%,稳定的系统功能并未耦合稳定的细菌群落结构。Mantel test分析表明,溶解氧(DO),进水COD浓度和温度对细菌群落结构有显著影响。方差分解分析(VPA)结果表明,水质参数及运行参数可分别解释23.6%和21.5%的群落结构变化。     

短程硝化-厌氧氨氧化耦合反硝化系统处理集便器污水

集便器污水具有高有机物、高悬浮物、高氨氮、高磷及低碳氮比的特点。采用一体式短程硝化-厌氧氨氧化耦合反硝化系统进行集便器污水的污染物去除效能研究。结果表明,将氨氮为400～500 mg·L^-1、COD约400 mg·L^-1的集便器污水作为实验进水,按照分阶段分比例的进水方式,经过约75 d运行,最终出水氨氮及总氮仅为40.20 mg·L^-1和67.40 mg·L^-1,去除率分别为90.84%和86.90%,总氮去除负荷为0.141 kg·(m³·d)^-1。微生物分析结果表明,Candidatus＿Brocadia始终是系统内的厌氧氨氧化优势菌属,且运行稳定后其相对丰度达到约30.70%。本研究可为集便器污水脱氮工艺应用技术提供参考。     

生物膜水解-好氧循环系统处理活性艳蓝RB-19的微生物群落动态变化

为了研究生物膜水解-好氧循环系统处理蒽醌类染料活性艳蓝RB-19效果及其中微生物群落动态变化,利用基于16S rDNA的PCR-DGGE技术获得了微生物群落的DNA特征指纹图谱。结果表明,该系统能有效地降解活性艳蓝RB-19模拟废水,在RB-19浓度≤400 mg/L时,RB-19去除率维持在82%～96%之间,COD去除率维持在95%左右,但当RB-19浓度提高到500 mg/L时,RB-19去除率降低到58%,COD去除率降低到85%。DGGE分析表明,生物膜上的微生物群落结构随着RB-19浓度递增有显著变化,好氧、水解反应器内的细菌Shannon指数分别从1.32和1.20降低到1.11和1.19。UPGMA聚类分析和NMDS散点分析表明,水解、好氧反应器内的微生物并没有因为同处一个系统内而使得其菌群落结构产生明显的趋同倾向。系统内的多种优势菌群为兼性细菌,克隆测序的结果发现,在水解反应器存在一类具有很强还原能力的古细菌——Methanobacterium sp.MB4。     

沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中氨氮的研究

利用沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中的氨氮,研究了沸石的静态吸附性能以及不同运行参数对处理效果的影响.结果表明:(1)沸石具有快速吸附,缓慢平衡的特点.采用氨氮质量浓度为5.00 mg/L的使用溶液进行静态吸附实验,当吸附时间为30 min时,氨氮质量浓度为0.66 mg/L,去除率为86.8%,之后氨氮浓度和去除率基本保持不变.(2)水力负荷对氨氮的去除率影响不大,随着水力负荷的升高,氨氮去除率总体呈小幅度下降趋势.当水力负荷由0.4 m~3/(m~2·h)提高到1.3m~3/(m~2·h)时,氨氮平均去除率降低了13.2%.(3)在实验范围内,随着气水比的增大,氨氮平均去除率略有上升.当气水比为0.5(体积比,下同)、1.0、1.5时,氨氮平均去除率分别为81.8%、85.3%、86.7%.(4)氨氮去除主要发生在填料层200～600 mm处,600mm处的氨氮去除率已经达到89.7%,占总去除率的96.9%,而600 mm处后的氨氮浓度趋于平缓,去除率变化很小.     

甲苯在两相厌氧系统中降解及其抑制作用

运用两相厌氧工艺处理含甲苯废水,甲苯浓度的提升对两相厌氧系统的高效性和稳定性影响较小。在提升进水中甲苯浓度的初期,即甲苯浓度≤20 mg/L时,产酸相COD去除率及酸化度下降,驯化一段时间后可恢复正常。当浓度高于150 mg/L时,甲苯将对产甲烷相微生物产生抑制作用,系统COD去除率开始下降。但进水甲苯浓度提高至200mg/L,两相厌氧系统对甲苯的去除率仍可达99%以上。在高浓度甲苯影响下,出水中高分子量物质增多,推测高浓度甲苯刺激微生物代谢分泌大分子物质。