污泥负荷对生物处理系统耐药细菌的影响研究

为了研究污水生物处理工艺中抗药性细菌生长和分布特性及污泥负荷的影响,构建了不同处理负荷的活性污泥工艺,并以磺胺嘧啶抗性异养菌为例,阐述了污泥负荷对活性污泥系统中典型抗药细菌的生长及排放特性的影响.结果表明,污泥负荷增大有利于磺胺嘧啶抗性异养菌的生长繁殖,负荷提高后净比生长速率和细菌产量分别由0.32d-1和2.3×106CFU/d提高至0.33d-1和3.1×106CFU/d,活性污泥、出水和剩余污泥中抗药菌的浓度也均显著提高(P < 0.05),但对抗药细菌的相对丰度无显著改变.低污泥负荷下[0.24kg COD/(kg MLSS?d)]抗药细菌主要通过剩余污泥形式排放,排放量比(泥中排放量/水中排放量)为28.4;负荷提高至0.4kg COD/(kg MLSS?d)后,出水抗药细菌排放量显著提高,排放量比为1.1.处理相同水量,高污泥负荷下排放的抗药细菌总量明显降低,提高污泥负荷有利于活性污泥系统抗药性风险的控制.     

高浓度活性污泥法处理啤酒废水最佳污泥负荷的研究

通过试验研究高浓度活性污泥法处理啤酒废水最佳污泥负荷的取值范围 ,利用SAS软件系统进行试验数据的统计分析、建立相关的数学模型 ,并利用工程数据加以检验。     

活性污泥数学模型中异养菌产率系数的测定研究

利用活性污泥数学模型预测污水生物处理系统,首先必须确定其参数和水质组分。采用间歇活性污泥法和呼吸计量法对活性污泥数学模型中异养菌产率系数γ_H进行测定研究。结果表明,间歇活性污泥法测定结果重现性较差,试验控制条件比较严格;呼吸计量法测定结果准确性较高,重现性良好,因而,呼吸计量法是比较可行的γ_H测定方法。     

自养菌和异养菌胞外聚合物对活性污泥絮凝特性的影响

为探讨自养菌和异养菌胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)的差异及其对活性污泥表面及絮凝特性的影响,研究了有机负荷为0、0.30和0.74 kg·kg-1·d-1时,污泥松散附着胞外聚合物(loosely bound EPS,LB-EPS)和紧密粘附胞外聚合物(tightly bound EPS,TBEPS)的组分含量、形态、表面特性以及絮凝性能的差异,并就LB-EPS与TB-EPS对污泥絮凝特性影响的作用机理进行了探讨.结果表明,有机负荷越高,多糖含量越高,EPS总量及蛋白质含量越低.由三维荧光光谱测定结果可知,类富里酸物质为异养菌而非自养菌的代谢产物,且有机负荷越高,TB-EPS中的类富里酸荧光峰强度越大.自养和异养污泥的絮凝机理不同,自养活性污泥通过自养菌菌体自身生物絮凝作用形成密实的污泥絮体,LB-EPS与TB-EPS对其絮体形态、表面及絮凝特性影响较小;异养活性污泥絮体形态在TB-EPS提取后发生明显改变,TB-EPS在异养活性污泥絮体聚集时发挥着主要作用.包裹着LB-EPS的污泥表面负电荷多且疏水性差,不利于异养污泥生物絮凝.有机负荷越高,污泥表面Zeta电位负电性越强,相对疏水性(relative hydrophobity,RH)越小,污泥稳定性越差.     

磺胺嘧啶对鱼菜共生系统氮元素转化的影响

本文研究了典型抗生素磺胺嘧啶对实验室规模鲤鱼-小白菜共生系统生产性能和氮元素转化的影响.结果表明,磺胺嘧啶使系统鲤鱼体重增量提高17％,但小白菜生产性能大幅下降,使得系统氮素利用率由43.66％降至21.20％,N2O转化率由1.02％上升至1.98％.磺胺嘧啶在投加初期对系统的硝化过程表现出短期抑制效应,经过32d的...     

磺胺嘧啶对MBBR工艺的性能及微生物群落影响研究

抗生素在养殖业中被大量使用,仅有小部分能被牲畜吸收利用。而含有抗生素的废水进入水处理系统后,抗生素与生物膜系统中的菌群结构和抗性基因之间的响应关系尚不完全清楚。该研究采用移动床生物膜反应器处理含磺胺嘧啶的市政废水,探究在磺胺嘧啶压力下,反应器中抗生素与微生物群落和抗性基因的变化规律。结果表明,500μg/L磺胺嘧啶对COD去除率几乎无影响,对NH4+-N去除率先降低后升高并趋于稳定;磺胺嘧啶去除率逐渐升高并稳定在95%,且主要在缺氧池中完成;磺胺嘧啶促进了微生物胞外聚合物的分泌;磺胺嘧啶会促进磺胺类抗性基因sul1的富集,在缺氧池sul1绝对丰度从1.17×109copies/g VSS增加至6.34×109copies/g VSS,且在缺氧池富集明显高于好氧池,基因sul1丰度明显高于sul2;高通量测序发现Trichococcus和norank＿f＿＿Bacteroidetes＿vadinHA17有较好的耐药性,成为优势菌属。综上所述,反应器内的生物膜能够适应磺胺嘧啶压力,并促进水中抗性基因的富集,部分耐药细菌的数量显著增加。     

SBR法处理工业废水中有机负荷对污泥膨胀的影响

活性污泥中丝状菌与絮状菌的竞争生长污泥的性状发生变化，有机负荷对污泥膨胀的影响的一直有两种完成相反应的说法。我们对此作了专门研究，试验结果表明：当反应器中溶解氧充足时，低有机负荷易引起污泥膨胀，提高有机负荷能有效的控制膨胀，高负荷下，引起污泥膨胀的原因往往是ＤＯ浓度不足，而提高ＤＯ浓度则能使污泥膨胀得到控制。这一结果也解释了高有机负荷发生泥膨胀的实质原因。     

不同生物系统中β-内酰胺抗性基因的变化规律

近年来,抗生素抗性基因作为一种新兴的环境污染物,已经在多种水环境中被检测出。该文研究比较了接种污泥(IS)、传统活性污泥工艺(ASC)、序批式生物膜反应器(SBBR)中抗性基因的变化规律。3种系统均检测出了OXA-1、OXA-2以及OXA-10 3种-内酰胺抗性基因。该文还通过实时定量PCR技术对3种抗性基因进行定量检测。结果表明,传统活性污泥工艺对β-内酰胺抗性基因去除效果更好。增加抗生素的初始浓度可以有效去除ASC及SBBR系统中携带抗性基因的抗性微生物。研究还表明,若停止对3个生物系统中加抗生素,并运行10个反应周期(每个周期为12 h)后,3个系统的抗性基因浓度均有所降低。然而,若使其在低抗生素条件下运行10个周期后,3个生物系统的抗性基因浓度均有所增加。     

活性污泥法处理系统中温度对动力学常数的影响

以含工业废水的城市污水为底物,测定了不同温度条件下活性污泥法污水处理系统的动力学常数,提出了用两个温度系数来表示温度对k值影响的观点.定量地研究了温度对动力学常数的影响,温度和污泥龄对出水质量和处理效率的影响,为我国寒冷地区城市污水处理厂的设计和运行提供了理论依据.     

SBR法处理工业废水中pH值对污泥膨胀的影响

主要研究了在SBR法处理啤酒废水和化工废水中pH值对污泥膨胀的影响。试验研究的结果表明,进水的pH值在 5 0～ 6 0,啤酒废水长期保持进水pH值为 5 0时,活性污泥的污泥指数SVI<10 0mL g,当pH值 5 0～ 2 5时,会引起活性污泥活性抑制和污泥上浮 (尤其是化工废水 )。进水pH值在 9 0～ 12 0时,2种废水的污泥指数略有上升,但SVI<110mL g,活性污泥皆表现出活性的抑制和污泥的解体。若进水的pH值在 3 5～ 7 0,且控制反应周期内pH值不变,则 2种废水的活性污泥上浮加剧,化工废水污泥较啤酒废水的污泥上浮程度更严重。在整个试验过程中,镜检未见过量真菌和其它丝状菌,可见用SBR法处理工业废水时,过低或过高的pH值不一定引起污泥膨胀     

有机负荷对SBAR中好氧颗粒污泥特性影响的研究

研究不同有机负荷条件下,气升式间歇反应器(SBAR)中培养好氧颗粒污泥,并观察其形态变化及处理模拟生活污水的效果。实验结果表明,在SBAR中,有机负荷为3kgCOD/(m3.d)和6 kgCOD/(m3.d)下均可以培养出成熟的好氧颗粒污泥,SVI值分别为25mL/g和32mL/g,沉降速度分别达到33.85m/h和33m/h。但较高的有机负荷条件下,培养出的污泥颗粒的粒径大多数在0.6mm～1.5mm,且COD、氨氮和总磷的去除率分别可达97.57%、87.74%和86.60%;较低有机负荷条件下形成的污泥颗粒粒径多数在0.4mm～1.0mm之间,COD、氨氮和总磷的去除率分别为96.93%、85.48%和84.20%。     

基于负荷历时曲线法的流域污染负荷特征解析与纳污能力研究——以沙河流域为例

以位于天津的沙河流域为研究对象,以水污染防治攻坚目标作为水质目标(地表水环境质量Ⅲ类),基于沙河桥监测断面2006～2018年水文水质数据,利用负荷历时曲线法(Load Duration Curve)分析不同水文条件下的污染负荷输出特征,分析点源与面源污染对水质的影响,并核算沙河流域总磷、总氮和COD的环境容量与负荷削减量.研究结果表明:沙河桥断面汛期总磷、总氮和COD最大日负荷量均值大于非汛期,有较强的纳污能力;总磷、总氮各月份浓度均超过地表Ⅲ类水标准,COD未超过Ⅲ类水标准.在地表水环境质量Ⅲ类的目标下,沙河桥断面总磷在低流量区未超过水环境容量,在高流量区、中高流量区、中流量区、中低流量区均超过水环境容量,需要削减的负荷分别为0.086、0.011、0.014、0.001t/d;总氮在各流量水平下均超标,高流量区、中高流量区、中流量区、中低流量区、低流量区削减量分别为11.811、4.386、2.327、0.466、0.008t/d;COD在各流量水平下均未超标,无需削减;流量保证率在大于75%区间为中低流量区,水质主要受点源负荷的影响,沙河桥断面在这一流量区间基本满足允许负荷要求...     

三磷酸腺苷及生物威胁指数与活性污泥法常规指标的相关性分析:以某精细化工废水处理设施为例

以江苏某精细化工厂好氧工艺为研究对象,在进行常规活性污泥工艺运营监测的基础上,通过监测活性污泥三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)浓度来表征微生物状态,并利用ATP数据计算工艺的生物威胁指数(biological stress index,BSI).运用Spearman相关系数法探究ATP...     

城市垃圾填埋中甲烷排放的研究——以南宁市为例

采用《省级温室气体清单编制指南(试行)》中提供的质量平衡法和美国环境保护局填埋气排放模型(LandGEM)两种计算方法,参考1995～2006南宁市统计年鉴年间有关数据。对这11年间,南宁城市垃圾填埋所产生的甲烷量进行估算。结果表明,短期内城市垃圾填埋量变化缓慢,采用两种方法计算的结果都可行;当城市垃圾填埋量变化大,并且填埋时间比较长时,建议采用LandGEM模型计算出的结果。     

超声波耦合Fenton氧化对污泥破解效果的研究 ——以粒径和溶解性物质为例

提出超声波和Fenton氧化协同作用来破解污泥,比较了单独的Fenton氧化和超声波耦合Fenton氧化对污泥粒径,溶解性物质和污泥上清液中多聚糖与蛋白质的影响.结果表明,污泥经过Fenton氧化和超声波耦合Fenton氧化处理后,污泥比表面积明显增加,体平均粒径和索太尔平均径都明显降低,污泥的絮凝体结构遭到了氧化破解,污泥的脱水性能和稳定性能得到了改善.超声波耦合对于污泥破解促进作用十分明显,表现在污泥的比表面积变得更大,粒径降低幅度更明显.这2种氧化对于污泥中SCOD的增加促进作用都十分明显,Fenton氧化处理后污泥SCOD从120.45mg/L增加到585.47mg/L,增加3.9倍,而超声波耦合Fenton氧化处理后,污泥中SCOD则能从120.45mg/L增加到767.47mg/L,增加5.4倍.单独的Fenton氧化处理,污泥上清液中多聚糖最高浓度为209.74mg/L,相对于原污泥的57.81 mg/L增加了2.6倍,而超声耦合Fenton氧化处理后污泥上清液中多聚糖最高浓度则为433.68mg/L,相对于原污泥增加了6.5倍.2种氧化对上清液中的蛋白质的作用则是先增加后下降.     

城市污泥生物沥浸法和化学法调理的效果比较——对污泥理化性质及其深度脱水性能的影响研究

分别用生物沥浸法（BC）、Fenton法和石灰/三氯化铁/PAM法（石灰法）对同一批城市污泥进行调理,并以常规PAM法（CC）为对照,探究不同调理后污泥的理化性质及其脱水性能的变化差异,并用流式细胞仪测定污泥中细胞裂解情况,以分析其机理.结果表明,BC法、Fenton法和石灰法均能大幅提高城市污泥脱水性能,表现在污泥过滤比阻（SRF）值仅为常规处理的0.43%~6.12%,尤其以石灰法处理脱水性能最佳.但BC法脱水泥饼中的有机质和养分能得到最大程度的保留,有机质（56.9%）、总氮（4.66%）、速效氮（0.47%）、矿化氮（1.80%）和总磷（1.60%）含量均远高于石灰法处理,而且污泥中重金属能被部分去除（Cr、Mn、Ni、Zn溶出率分别为18.7%、50.0%、48.7%和72.9%）,该处理的污泥最具资源化潜力.而石灰法脱水泥饼由于大量脱水剂添加导致有机质（49.5%）、总氮（3.55%）和总磷（1.20%）含量明显下降,且泥饼呈强碱性（pH值接近11）.脱水滤液中的sCOD（645mg/L）和TP（4.62mg/L）也显著高于其他处理.流式细胞仪测定结果显示,BC法、Fenton法和石灰法均能导致污泥微生物凋亡,活细胞数量由原始的86%降至75%左右,特别是石灰法对污泥中细胞的破解效果最为彻底,从而释放出更多内部水和胞内物质,这可能是引起其有机质和养分大量损失至脱水滤液中的原因之一.与Fenton法和石灰法调理相比,生物沥浸法既具有能大幅提高污泥脱水性能,脱水滤液水质相对较好的优点,又具有泥饼有机质和氮磷养分高,重金属含量低的优点.     

静态磁场对生物滴滤池强化的研究——以三氯乙烯废气的去除及细菌群落结构研究为例

构建了实验室规模磁场强化的生物滴滤池（MF-BTF）,并设对照生物滴滤池（S-BTF）,以火山石为载体,接种活性污泥,处理目标废气三氯乙烯（TCE）.研究了不同磁场强度下,2种生物滴滤池在稳定运行期间对TCE的去除效果,并采用高通量测序技术对滴滤池中细菌群落结构与功能进行了分析.实验结果表明：在好氧条件下,当空床停留时间（EBRT）为202.5s,苯酚浓度为0.20g/L,TCE浓度范围为53.6~337.1mg/m³时,对TCE的去除效果依次为MF-BTF（60.0mT） > MF-BTF（30.0mT） > S-BTF（0.0mT） > MF-BTF（130.0mT）,其去除率（RE）和最大去除容量（EC）分别为92.2%~45.5%,2656.8mg/（m³×h）;89.8%~37.2%,2169.1mg/（m³×h）;89.8%~29.8%,1967.7mg/（m³×h）;76.0%~20.8%,1697.1mg/（m³×h）.高通量测序结果表明：磁场强度为60.0mT时,细菌群落均匀度（Shannon index,Simpson index）及丰富度（OTUs,Chao1,ACE）均小于0.0mT的情况;但是60.0mT下优势门、纲、属为Proteobacteria,Gammaproteobacteria,Acinetobacter,丰度明显大于0.0mT,丰度分别为73.3%,36.8%,34.7%;69.6%,18.2%,10.9%.实验结果表明合适的磁场强度可以增大优势菌群的丰度,提高对TCE的去除效果.本实验为提高生物滴滤池的工业废气处理效果提供了有效的借鉴,具有广泛的应用前景.     

自然状况下影响河流中悬移质对砷吸附的研究——以小白河为例

悬移质在河流的砷以及重金属转化迁移中起着非常重要的载体作用,因此,研究悬移质吸附的影响因素,对确定河流中砷以及重金属污染状况有一定的指导意义。文章分别从温度、含沙量、水体、pH值、悬移质中有机质含量等方面对悬移质中砷的影响进行了研究,并部分的验证了前人对悬移质吸附影响因素的理论。     

运用Spike模型分析CVM中零响应对价值评估的影响——以南京市居民对长江流域生态补偿的支付意愿为例

条件价值法调查中会有相当比例的受访者不愿意支付费用,对这部分群体如果处理不当会影响到价值评估的可靠性和有效性。以南京市居民对长江流域生态补偿的支付意愿为例,采用双边界两分式问卷调查获取1 403份有效样本。分析了忽略零响应问题的传统模型所造成的支付意愿(Willingness to Pay,WTP)估算偏差,并采用Spike模型对WTP估算进行了校正。结果显示:若直接删除零响应样本,中位数WTP在359~396元/(户·a)之间;而将零响应的实际支付用接近零的正数进行替代,得到的中位数WTP在154~208元/(户·a)之间。根据Spike模型,将真实零响应样本纳入分析后,得到的WTP估算结果在259~288元/(户·a) 之间。表明直接删除零响应会明显高估WTP,而用零或接近零的正数替代零响应又会低估WTP。未来5 a内长江南京段的生态补偿总价值至少为24.4×10⁸元。将决策过程划分为"加入决策"和"支付决策"两个阶段后,论文还发现,"加入决策"和"支付决策"是两种不同的机制,二者在影响因素上存在差异。此外,不同收入家庭的WTP存在明显异质性。     

植物对土壤中微量元素的吸收与转移及对生物地球化学异常形成的影响——以广西盐田岭锡石硫化物矿床为例

为探讨生长于矿床上部植物对土壤中的成矿及伴生元素的吸收和转移及对生物地球化学异常形成的影响,以盐田岭锡石硫化物矿床为例,研究了不同土层及生长其上的杉木、杨梅树和芒萁不同器官中元素的含量特征。研究发现:生长于矿床上部植物中的多数成矿及伴生元素的含量高于背景区,形成了生物地球化学异常,其元素组合同土壤异常大致相似但其衬度均小于土壤,土壤中富集的As、Sb、Bi、Hg、Sn、W在植物中未产生异常。元素在植物不同器官中的积累具有地下部分(根部特别是细根)或地上部分顶部(叶及细枝)富集,中部(木质部及皮)贫化的规律。相对于背景区,矿化异常区植物对多数元素的吸收和转移能力都有不同程度的降低,营养性或毒性较小的元素降低相对较小,而毒性较大的或难溶解的元素降低相对较大。植物对土壤中营养性或毒性较小的元素的吸收和转移可能是无障-半无障的,而对毒性较大的元素或难溶解的元素可能是有障的。无障-半无障型元素有可能产生良好的生物地球化学异常,而有障型元素的生物异常可能不明显甚至不产生。毒性较大的元素由根向叶的转移可能是有障的,其叶部异常可能不明显甚至不产生,但有可能产生清晰的根部异常。