基于菌藻共生的污水处理与资源化新技术研究进展

基于微藻生物处理技术的菌藻共生培养体系，不仅能实现污水资源化，还可利用菌藻间相互作用增强处理系统的污染物去除能力及藻类生物质回收潜力。菌藻共生体系还可耦合CO₂固定，结合工业烟气中高浓度的CO₂进行微藻培养可同时实现碳减排与降低微藻额外曝气补充CO₂的能耗，符合“碳中和”的发展需求。本文对菌藻共生体系在污水处理及资源化过程的作用机理、相互作用形式及影响因素进行了系统介绍，对菌藻工程在污染物降解、CO₂固定及微藻生物质产品的回收潜力展开综述。研究菌藻间营养交换、信息传递及基因水平的互相适应作用形式，发现选择适宜的共生菌藻组合培养可有效增强污水中污染物去除效果且提高CO₂固定效率。菌藻共生效应对藻类生物组分(蛋白质、脂质和碳水化合物等)积累存在增强效应与选择能力，通过污水类型合理遴选藻种及对应共生菌、调节接种比例与培养条件，可提高工业规模上收获微藻并进一步加工生产生物燃料、医疗保健食品等产品的效率。菌藻共生耦合废水处理、CO₂固定及生物质能回收于一体，有利于构...     

微藻—人工湿地耦合系统强化污水深度净化与资源转化

人工湿地污水深度净化是污水再生的重要途径，对于缓解我国水资源短缺问题具有重要意义，符合减污降碳的双重需求。但人工湿地在实际工程运行中存在碳氧调控失衡导致的污染物去除和资源化水平低等瓶颈问题。微藻具有光合释氧、碳固定、污染物高效资源转化等优势，其与人工湿地具有高度互补性。详细分析了微藻与人工湿地不同耦合模式在碳氧调控机制、污染物去除与资源转化等方面的性能，解析了耦合系统的碳、氮、磷物质流，明确了人工湿地缺氧区适量补充微藻生物质的优化路径，从系统运行机制与效能等方面对该领域未来研究提出了展望。     

基于生物生态耦合的城市污水绿色再生利用

水资源短缺是制约我国高质量发展的突出瓶颈,污水再生利用是破解该问题的有效途径。传统的污水处理与再生工艺以污染物去除为导向,将污水中的碳、氮、磷作为污染物进行去除,该过程需消耗大量能源及药剂,且无法回收污水中的碳、氮、磷等资源。以资源回收为导向的生物生态耦合污水再生利用具有绿色、低碳等特点,是城市污水资源化的可行路径。本文综述了传统的基于污染物去除的污水再生工艺研究进展与问题,对基于资源回收的生物生态耦合绿色污水再生工艺进行了分析和展望,并从立法保障、模式优化及标准完善等方面提出了政策保障建议,为我国城市污水再生利用提供新的思路。     

微藻污水处理研究进展

当前,日益增多的污水排放导致了严重的环境问题。与传统污水处理方法相比,微藻污水处理是一种具有独特优势的方法。微藻生长繁殖快,光合效率高,可以有效去除污水中的氮、磷、金属离子及有毒物质等污染物。分析了微藻污水处理几个关键环节的研究和发展,包括藻种的选择、微藻污水处理的体系、微藻对各种类型污水处理的可行性及微藻回收等。指出微藻污水处理的优点以及现阶段存在的问题,并对微藻污水处理的发展前景进行了展望。     

MBR工艺在焦化废水处理中的应用

MBR(膜生物反应器)工艺在焦化废水处理领域的成功应用,对钢铁企业、煤化工企业节约水资源、减少废水污染物排放具有重要意义。利用电解工艺将焦化废水中有毒、有害、难降解物质去除或转化为可生物降解物质,可以改善废水的可生化性,再由MBR(膜生物反应器)工艺去除水中可生物降解的有机污染物,并通过特殊的膜结构实现水和活性污泥的固液分离。     

污水处理中的菌藻关系和污染物去除效能

菌藻共生体系可利用菌藻间的关系实现污染物的高效去除,在污水处理领域具有广阔的应用前景。文章从菌藻关系、微藻选择和菌藻共生系统的发展三方面分析了该技术的研究进展,重点阐释了菌藻关系中信号分子对菌藻系统的影响。群体感应会促进共生菌在微藻表面形成生物膜,加快藻际微环境的形成,促进污染物的去除。化感作用可抑制杂菌和杂藻的过度生长,维持菌藻系统的稳定运行。此外,该文对不同类型的微藻对污染物去除效果作了进一步分析,污水处理中常用的小球藻和衣藻对氮磷污染物去除效率较高,栅藻常被用作水质评价的指示生物。菌藻共生系统形式多样,其中细菌-微藻共生系统和多菌-多藻共生系统应用广,对污染物的去除效果好,而真菌-微藻共生系统多用于污水的深度处理。最后,文章对菌藻共生体系的发展进行前景展望,以期为菌藻共生体系在污水处理领域的工程化应用提供参考。     

电厂冷却水培养核诱变微藻固定15％CO2

经~(60)Co-γ射线核辐射诱变、高盐度定向筛选和高浓度CO_2梯度驯化,获得了可耐受15%CO_2(体积分数)和海水盐度的核诱变小球藻固碳藻株。利用实际电厂循环冷却海水培养核诱变藻株固定模拟燃煤烟气15%CO_2,结果表明:核诱变藻株在加入了氮、磷营养盐的冷却海水中比生长速率可达1. 42/d,生物生产力可达0. 72 g/(L·d),与f/2海水培养基培养的核诱变藻株相比,分别提高了10%和28%。微藻固碳效率受盐度影响,核诱变藻株在电厂循环冷却海水中的固碳速率可达0. 68 g/(L·d),为同期f/2海水培养基条件下固碳速率的1. 9倍。PCA分析表明,15%CO_2条件下循环冷却海水各组分对微藻生长贡献基本相当。利用循环冷却海水培养微藻可有效固定煤电行业烟气中15%CO_2,为燃煤电厂废水废气资源化综合利用提供了新思路。     

微藻技术在污水处理中的应用与展望

水体污染是当前突出的环境问题之一,随着各类新兴水处理技术的不断涌现,廉价高效的生态治理技术得到了较快发展,其中微藻生物技术的发展与应用受到了普遍关注。微藻生物技术的处理工艺主要分为开放跑道池培养体系、封闭式光生物反应器培养体系以及固定化培养体系等。微藻技术可以实现对污水中氮、磷、硫、难降解有机物及重金属等的同步转化去除,并可应用于市政污水、养殖废水、工业排水等不同类型的水处理工艺中。在处理过程中,藻种的筛选、工艺条件的操控以及反应器的选型,均会对处理效果产生显著影响。该文通过对微藻去除有机物、氮磷硫、重金属等不同污染要素的机理、效率以及工艺特点的总结分析,评述了当前微藻污水处理技术的发展现状及存在的问题,并展望了微藻技术用于污水处理行业的发展前景与主攻方向。     

印染废水缺氧酸化—好氧氧化法处理流程长期运行的经验总结

论述了生物缺氧酸化—好氧生化串联工艺在印染废水处理中长期应用的特点。该工艺除了具有处理效率高、运行稳定和耐冲击负荷的优点之外 ,生物缺氧酸化处理设备多年来不用维修 ,平时也无需管理或消耗能量 ,能够去除一半以上的污染物。好氧池则必须经常看管、调控和定期检修 ,运行 3年后 ,需重新更换生物填料才能有效运行。长期实践证明 ,缺氧酸化是印染废水处理必不可少的处理单元。     

农村生活污水一体化处理技术研究进展

我国农村生活污水具有污水量大且分散的特点,难以实现集中处理,选择处理效率高、经济性好、实用性强、便于运行维护与管理的农村生活污水处理技术和设备非常重要。综述了农村生活污水一体化处理技术,阐明一体化活性污泥衍生工艺、生物膜处理工艺、膜生物反应器工艺及其组合工艺的适用范围和优缺点,分析了适宜分散式污水处理的技术模式,即小型一体化装置处理与集中收集处理相结合。以处理量为5 t/d的小型污水处理一体化设备为基础,综合农村生活污水排放特点,对比分析了各处理工艺的污染物去除性能和经济指标,提出一体化生物接触氧化工艺、改进型生物膜与活性污泥混合工艺及在厌氧-缺氧-好氧工艺段后端增加缺氧沉淀段工艺等是我国农村生活污水一体化处理技术的发展趋势。     

电场预处理强化微藻处理猪场废水的效果优化研究

近年来,基于微藻的废水处理技术受到越来越多的关注,但猪场废水所具有的高色、高浊、高盐等水质特点限制了微藻的处理效果和生长情况.为解决该问题,本研究考虑采用电场处理技术与微藻废水处理相结合的思路,对猪场废水厌氧消化出水进行深度处理.先比较4种不同阳极材料（石墨、铝、不锈钢、钛）的废水预处理效果,再进一步考察各组电场预处理对后续微藻废水处理效果和生长情况的影响.结果表明：不锈钢组和铝组对色度和浊度均表现出了较好的去除效果（92.44%和83.72%;99.83%和99.74%）.此外,经电场预处理后的微藻废水处理效果和生长情况均有明显的提升,其中不锈钢组和铝组最终生物量分别达到2.22、1.89 g·L^-1,远高于对照的原水组.而不锈钢组和铝组中的叶绿素a含量浓度分别增至接种时的11.48倍和9.89倍.这说明将电场预处理与微藻废水处理相结合,可以有效提高污染物去除效果,同时获得更大的有价生物质资源的产量,实现更好的技术经济性和可行性,为该工艺的推广应用提供理论基础和技术支撑.     

印染废水缺氧酸化—好氧氧化法处理流程长期运行的经验总结

论述了生物缺氧酸化－好氧生化串联工艺在印染废水处理中长期应用的特点，该工艺除了具有处理效率高，运行稳定和耐冲击负荷的优点之外，生物缺氧酸化处理设备多年来不用维修，平时也无需管理或消耗能量，能够去除一半以上的污染物，好氧池则必须经常看管，调控和定期检修，运行3年后，需重新更换生物填料才能有效运行，长期实践证明，缺氧酸化是印染废水处理必不可少的处理单元。     

人工快渗技术在我国农村地区水污染治理中的应用研究

概述了我国农村地区水污染现状、排放特征、主要处理工艺及其优缺点,在对人工快渗系统工艺原理和污染物去除机理深入分析的基础上,总结归纳了人工快渗工艺的技术经济优势,并结合技术的工艺改进和完善,探讨了人工快渗技术的适用性。然后结合深圳市白花洞村、四川省绵阳市北川县及北京昌平区农村工程实践,分析了人工快渗技术在村级分散型污水处理工程中的实际运行效果。理论研究和工程实践均表明:人工快渗技术及其改进工艺组合系统具有工艺简单、建设运行成本低、污染物去除效率高、出水效果好等特点,可有效地解决目前农村地区因受到资金、技术、人才等因素限制造成的污水处理能力低的问题,是一项十分适合我国农村地区的污水处理技术。     

BioDopp中试系统强化脱氮除磷及微生物菌群分析

为论证存量市政污水处理厂同时提标和扩容的可行性,以北京市某低C/N的生活污水处理中心提标扩容改造项目为依托,采用基于BioDopp工艺的IFAS-微氧AO技术构建了中试系统,考察了该工艺对有机物和氮磷营养物的去除效能及其微生物菌群特征,并核算了其经济效益.试验结果表明,基于实际污水污染物浓度较低,通过逐渐提高处理水量以提高负荷的启动策略是可行的.中试装置启动8d后,系统稳定运行,出水COD、NH₃-N、TN和TP浓度分别为18.9,0.4,8.3和0.7mg/L.高通量测序结果表明,该工艺强化了对功能菌,尤其是反硝化聚磷菌的富集,其总相对丰度7.6%,达接种活性污泥的23.6倍.该系统HRT 16.6h,仅为该污水处理中心原工艺(27.2h)的61.0%,节地优势显著;生物除磷效率高,节省药剂投加成本;且微氧控制和空气提推回流大幅降低了污水处理的曝气和回流能耗,由此可见,BioDopp工艺可用于紧凑型污水处理厂建设,是污水处理厂高效节能减碳利器.     

抗生素与微藻相互作用的研究进展

抗生素是一类典型的药物,采用传统的方法无法将其有效去除,具有较高的环境风险。而微藻已被证明具有去除抗生素的潜力。因此,抗生素与微藻方面的研究已经成为热点。文章首先综述了环境中常见抗生素种类及其理化性质,其次分析了抗生素对原核生物（蓝藻）和真核生物（绿藻）在生长过程中的影响及机理,并对抗生素对微藻的复合毒性进行了阐述,最后总结了微藻去除抗生素的主要机制(生物吸附、生物累积、生物降解、光降解、水解和挥发),对未来抗生素与微藻的相关研究方向进行了展望。     

化学生物絮凝工艺污染物去除试验研究

化学生物絮凝污水处理工艺是一种新的一级强化处理工艺。该工艺在传统的化学混凝的基础上将沉淀池内的污泥回流至化学生物絮凝池,利用化学混凝和污泥吸附的协同作用去除污水中的污染物。中试试验结果表明,聚合硫酸铝铁絮凝剂投加量为70mg/L,PAM投加量为0.5m g/L时,COD、TP和SS去除率分别为61.8%、74.5%和74.6%。化学生物絮凝池内污泥富集了未反应的絮凝剂,这部分絮凝剂对污水中TP具有很好的去除作用。化学生物絮凝池内污染物的沿程分析显示,回流污泥与污水充分接触可促进TP的进一步去除。     

生物炭纳米复合材料去除环境中有机污染物研究进展

近年来,生物炭在环境修复、固碳、土壤改良等方面的得到广泛应用,与纳米材料联合制备的新型生物炭纳米复合材料使原生生物炭的比表面积、孔隙结构、官能团、催化降解能力等方面都有了较大改善,具有更好的可持续性和高效性,对环境中有机污染物具有良好的去除能力。本文介绍了生物炭纳米复合材料的不同制备工艺,重点阐述了生物炭纳米复合材料对不同环境介质中有机污染物的去除机理及应用,为后续生物炭纳米复合材料在环境修复应用的工程化和商业化提供理论依据和技术参考。     

电场作用对不同藻菌体系处理猪场废水的强化机制研究

为解决猪场废水高色、高浊、高盐的水质特征对藻菌微生物体系处理效果的限制作用,采用电场处理与多种不同微藻/细菌(活性污泥)微生物体系处理相结合,考察了电场对微生物处理猪场废水的效果和生长状况的影响和作用机制.同时,通过对比微藻、微藻-活性污泥、活性污泥3种微生物体系对经电场处理养猪沼液中污染物去除效果及微生物生长情况,考察了电场处理对微生物处理效果的影响和作用.结果表明：电场对养猪沼液色度和浊度均有较好的去除效果,去除率分别为90.43%、99.69%;电场处理后的沼液再进行微生物处理可取得更优的处理效果,微生物对总氮和总磷的去除率最高分别为70.65%、67.30%.此外,微藻-活性污泥共生体系在污染物去除效果和生长状况方面均优于单一微生物体系.微藻-活性污泥体系最终叶绿素a含量为接种时的7.65倍,活性污泥生物量为接种时的1.51倍,远高于单一微生物体系.说明电场处理与微藻-活性污泥生物处理相结合,可以有效提高污染物去除效果,同时获得更多有价的生物质资源,实现更为可观的经济价值,具有广阔的应用潜力和发展前景.     

富油微藻-真菌共培养资源化处理模拟畜禽养殖废水的效能研究

为探究富油微藻-真菌共培养处理畜禽养殖废水的可行性,构建小球藻(Chlorella vulgaris)和米曲霉菌(Aspergillus oryzae)的共培养体系,通过调节不同比例的微藻真菌初始接种量,对模拟畜禽养殖废水污染物去除、藻菌结合与采收、生物质干质量与生化组分以及生物柴油生产能力进行系统研究.结果表明：(1)C. vulgaris和A. oryzae在废水处理过程中具有协同效应,与C. vulgaris单独处理相比,共培养更有利于污染物的去除.最优藻菌接种比例为25∶1,TN、NH₄⁺-N、TP、COD和Cu(Ⅱ)的去除率分别达72.51%、71.19%、92.23%、91.47%和90.38%.藻菌共培养对3种磺胺类药物(SAs)也具有显著的生物去除效果,磺胺二甲嘧啶(SMZ)、磺胺甲恶唑(SMX)和磺胺间甲氧嘧啶(SMM)的去除率分别达57.61%、58.31%和50.48%.(2)丝状真菌易于与微藻形成球状体,在菌丝强力支撑作用下,C. vulgaris在废水中呈现悬浮状态,提高污染物的去除率,并实现对微藻的高效采收,最高采...     

微涡流絮凝在矿井废水处理中的应用

微涡流絮凝作为矿井废水处理的预处理工艺,对去除悬浮物有很高的效率。通过某矿区废水处理工程的运行实践表明,进水悬浮物浓度在1400²200mg·L-1时,微涡流絮凝对悬浮物去除的效率保持在94%以上,为后续污水处理回用提供了可靠的保证。项目运行一年多来,该设备运行稳定。