含氮杂环化合物吲哚的缺氧降解性能研究

以好氧、厌氧作为对比，研究了含氮杂环化合物——吲哚的缺氧生物降解性能。主要研究在缺氧状态下吲哚的生物降解性能、适宜N／C比、氮源的变化情况以及吲哚的缺氧降解途径。结果表明，缺氧反硝化状态下吲哚具有较好的生物降解性能。     

含氮杂环化合物吡啶缺氧降解过程中硝酸还原酶活性研究

在实验室中，采用摇床试验，在保证缺氧的条件下。研究了含氮杂环化合物吡啶缺氧反硝化降解过程中，硝酸还原酶的适宜作用条件、吡啶降解过程中硝酸还原酶活性变化情况及吡啶和硝态氮等的降解情况。结果表明，C／N对吡啶缺氧反硝化降解具有重要意义，pH和温度均对硝黧还原酶活性具有一定影响。硝酸还原酶的适宜作用条件为：温度25—30℃，pH7．5。吡啶降解过程中，硝酸还原酶活性由低到高逐渐提高，最后达到一个相对稳定的数值。在适宜的碳氮比条件下，吡啶起始浓度越高，硝酸还原酶最后稳定活性越高。     

含氮杂环化合物在厌氧和缺氧条件下的降解研究

选取5种含氮杂环化合物吡啶，吲哚、喹啉、异喹啉，2－甲基喹啉，研究了它们在厌氧和缺氧条件下的降解情况，结果表明，上述5种化合物在厌氧条件下的降解从易到难依次为：吲哚＞异喹啉≈喹啉＞吡啶＞2－甲基喹啉，在缺氧条件下的降解从易到难依次排列为：吡啶＞吲哚＞喹啉＞2－甲基喹啉＞异喹啉。实验比较，说明5种化合物在缺氧条件下都比在厌氧条件下容易降解，特别是吡啶，其降解速率有很大提高。     

杂环化合物好氧生物降解性能的研究

对一类典型的难降解有机物—杂环化合物的好氧生物降解性能进行了较为系统的研究。研究结果表明,受试物大部分在单一基质条件下不能作为唯一碳源,有的甚至对微生物有严重地抑制作用,但与苯酚共基质后其好氧降解性能均有改善,共代谢作用在它们的降解过程中起着重要的作用。吡咯、咪唑、呋喃为可降解有机物,吡啶为难降解有机物。吡啶不能作为微生物生长的碳源,即使有易降解有机物作为碳源,其生物降解性能改善不大。     

缺氧条件下含氮杂环化合物吲哚和吡啶的共代谢研究

以含氮杂环化合物吲哚和吡啶为研究对象,在传统的缺氧反硝化机理研究基础上,通过向配制废水中加入硝酸盐氮,研究吡啶和吲哚在缺氧条件下的共代谢作用.结果表明,吡啶和吲哚缺氧共代谢的最佳碳氮比为8.4～8.9之间.硝酸还原酶适宜作用的环境条件为:温度28℃,pH值7.0～7.5.吡啶的加入有利于硝酸还原酶活性的提高,吡啶对吲哚的缺氧降解有协同作用.在最佳碳氮比条件下,当吲哚起始浓度为150mg/L,吲哚和吡啶的浓度比例为1～10之间时,吲哚的降解符合零级动力学规律,反应过程中亚硝酸盐氮基本没有积累.当吡啶和吲哚的浓度比小于0.25时,随着吡啶浓度比例的提高,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长较快;当吡啶和吲哚的浓度比大于0.25时,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长变得比较缓慢.     

共代谢对难降解有机物生物降解性能的影响

利用瓦呼仪测试法测试了呋喃等6种难降解有机物在单一基质和与苯酚共基质的条件下生物降解性能,研究共代谢对难降解有机物生物降解性能的影响。研究表明,共代谢对呋喃、喹啉、吲哚生物降解性能有明显提高,吡啶、联苯、三联苯在低浓度时,生物降解性能有所改善。     

氯代芳香化合物生物降解性能研究

本文研究了8种氯代芳香化合物的生物降解性能机理，试验结果表明：污水处理厂年取的未驯化污泥对所选氯代芳香化合物表现出抑制作用，氯苯，邻二氯苯，间二氯苯驯化污泥，除对二氯苯外，其驯化产生微生物均能有效降解或诱导降解所选基质，但对二氯苯仍难于降解，对二氯苯驯化的污泥可有效降解所选全部有机物，且其降解速率常数相应大于其他污泥的耗氧速率常数，在这几种驯化污泥中，对二氯苯驯化污泥对所选氯代芳香化合物的生物降解性能最好。     

小分子有机碳源对滴滴涕污染沉积物生物修复作用的基础研究

考察了辽河沉积物p,p'-DDT在无外加碳源和外加乳酸钠或丙酸钠情况下的缺氧生的降解行为，降解过程中体系的pH变化，并测定了p,p'-DDT的主要缺氧降解产物及其浓度变化，结果表现，p,p'-DDT的缺氧脱氯行为符合准一级反应动力学，无外加碳源，DDT的缺氧脱氯降解有近一个月的滞后期，降解速率为k（无碳源）＝0.0082d^-1，而外加碳源物质，大大缩短了DDT缺氧脱氯降解的滞后，降解速率分别为k(乳酸钠）＝0.0917d^-1,k(丙酸钠）＝0.1023d^-1，而且，p,p'-DDT的缺氧还原脱氯行为主要发生在体系中pH上升的阶段，p-p'-DDT缺氧生物降解的主要产物是p,p'-DDD，并有少量的p,p'-DDE产生；p,p'-DDD主要发生在体系中pH上升的阶段，p,p'-DDT缺氧生物降解的主要产物是p,p'-DDD，并有少量的p,p'-DDE产生，p,p'-DDD在后期有降解。     

模拟城市污水在厌氧、缺氧以及好氧反应器中的毒性削减研究

采用发光细菌法测定城市污水毒性,并研究了模拟城市污水分别在厌氧、缺氧、好氧条件下的毒性削减情况.试验采用人工配水,其中添加了甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、吲哚、吡啶、环己酮、苯丙酸7种有毒有机物.并用GC-MS检测上述有机物在不同生物处理过程中的降解情况及出水有机物的变化情况.结果表明,模拟城市污水经厌氧生物处理后毒性增大(HRT≤10h);缺氧生物处理对模拟城市污水的毒性略有削减;而好氧生物处理对模拟城市污水的毒性削减能力较强,效果明显.     

焦化废水中几种难降解有机物的厌氧生物降解特性

在试验室条件下,采用厌氧间歇试验,分别研究了焦化废水中几种有代表性的难降解有机物——喹啉、吲哚、吡啶、联苯的厌氧生物降解特性.文中突出了以厌氧预处理改善焦化废水中难降解有机物生物降解性的工程实用背景,对这四种有机物的厌氧处理的动力学特性、共基质作用、厌氧处理下去除效果的改善等,进行了较为深入的研究.     

Nitrogen removal influence factors in A/O process and decision trees for nitrification/denitrification system

In order to improve nitrogen removal in anoxic/oxic(NO) process effectively for treating domestic wastewaters, the influence factors, DO( dissolved oxygen), nitrate recirculation, sludge recycle, SRT( solids residence time), influent COD/TN and HRT( hydraulic retention time) were studied. Results indicated that it was possible to increase nitrogen removal by using corresponding control strategies,such as, adjusting the DO set point according “to effluent ammonia concentration; manipulating nitrate recirculation flow according to nitrate concentration at the end of anoxic zone. Based on the experiments results, a knowledge-based approach for supervision of the nitrogen removal problems was considered, and decision trees for diagnosing nitrification and denitrification problems were built and successfully applied to NO process.     

两级生物选择同步除磷脱氮新工艺

针对现有市政污水处理工艺难以兼顾同时生物脱氮除磷的矛盾,结合生活污水低碳氮比的特点,通过在传统的A/O工艺的基础上增设了1个厌氧选择器以提供生物释磷最适宜环境,1个缺氧选择器以避免回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷影响以及防止污泥膨胀,开发了一种新型的2级生物选择同步除磷脱氮新工艺.研究表明,应用2级生物选择反硝化除磷脱氮工艺处理生活污水,当进水COD/TN=4.4, COD/TP=33的情况下,稳定期的COD、氨氮、总磷的去除效率分别可达到88%、90%和97%,出水水质达到了国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准,反硝化除磷量占总除磷量的35%,并且缺氧段硝酸盐量和缺氧吸磷量成明显的线性关系,平均每消耗1mgNO3--N约吸收1.8mgTP,此线性关系可作为本工艺反硝化除磷的一个重要控制参数.     

Removal of nitrogen and phosphorus in a combined A2/O-BAF system with a short aerobic SRT

A bench-scale anaerobic/anoxic/aerobic process-biological aerated filter （A^2/O-BAF） combined system was carded out to treat wastewater with lower C/N and C/P ratios. The A^2/O process was operated in a short aerobic sludge retention time （SRT） for organic pollutants and phosphorus removal, and denitrification. The subsequent BAF process was mainly used for nitrification. The BAF effluent was partially returned to anoxic zone of the A^2/O process to provide electron acceptors for denitrification and anoxic P uptake. This unique system formed an environment for reproducing the denitdfying phosphate-accumulating organisms （DPAOs）. The ratio of DPAOs to phosphorus accumulating organisms （PAOs） could be maintained at 28% by optimizing the organic loads in the anaerobic zone and the nitrate loads into the anoxic zone in the A^2/O process. The aerobic phosphorus over-uptake and discharge of excess activated sludge was the main mechanism of phosphorus removal in the combined system. The aerobic SRT of the A^2/O process should meet the demands for the development of aerobic PAOs and the restraint on the nitrifiers growth, and the contact time in the aerobic zone of the A^2/O process should be longer than 30 min, which ensured efficient phosphorus removal in the combined system. The adequate BAF effluent return rates should be controlled with 1--4 mg/L nitrate nitrogen in the anoxic zone effluent of A^2/O process to achieve the optimal nitrogen and phosphorus removal efficiencies.     

利用第二缺氧段硝酸盐氮浓度作为MUCT工艺运行控制参数

以模拟生活污水为对象考察了第二缺氧段硝酸盐氮质量浓度(SNO-3)作为MUCT工艺运行控制参数的可行性.将进水COD质量浓度恒定为(290±10)mg.L-1,TN质量浓度恒定为(55±0.5)mg.L-1,TP质量浓度恒定为(7.0±0.5)mg.L-1,改变第二缺氧段硝酸盐氮质量浓度以比较各段出水TN和TP质量浓度.结果表明,SNO-3值显著影响着出水TN和TP质量浓度,控制内循环回流量维持SNO-3为2.5 mg.L-1,可实现MUCT工艺的最优控制.利用各段硝酸盐氮和TP平均质量浓度进行的物料平衡计算结果表明SNO-3是影响厌氧段释磷量、第一缺氧段和第二缺氧段硝酸盐氮反应量、第二缺氧段吸磷量的重要参数.     

一株非发酵反硝化聚磷菌的筛选及其代谢模式研究

利用活性污泥与生物膜复合系统富集反硝化聚磷菌(DPB)并进行了功能菌的筛选及反硝化聚磷实验,考察了乙酸、PO43--P和NO3--N、PHB和糖原的变化,分析了厌氧和缺氧代谢模式以及PHB在此过程中所起的作用.结果表明,分离到的YB菌株与脱氮副球菌属最相似,是一类非发酵的反硝化聚磷菌.厌氧阶段,YB菌株合成1mg的PHB释放0.11mg的P,作为非发酵菌,合成PHB所需要的能量ATP大部分来自聚磷酸盐的释放.缺氧阶段,YB菌株分解1mg的PHB聚集0.15mg的P,PHB分解产生的ATP多用于聚磷过程;与以前报道的聚磷菌在厌氧和缺氧条件下的代谢模式不同.厌氧阶段聚磷酸盐的释放将影响PHB的合成,进一步影响反硝化聚磷效果,因此认为应重点跟踪△P/△PHB和△NO3--N /△PHB,而不是△P/△COD、△NO3--N /△COD或者△P/△NO3--N.     

延长缺氧水力停留时间对A-AAO工艺氮磷去除影响的研究

相比传统厌氧-缺氧-好氧(简称AAO)脱氮除磷工艺,改良AAO工艺(定义为A-AAO)增加了回流污泥的硝酸盐反硝化区并对进水多点分配,氮磷去除能力得到显著提高。为进一步优化A-AAO的除污染能力,本研究以A-AAO工艺后2部分缺氧和好氧段(AO段)为对象,研究AO段水力停留时间改变对A-AAO工艺脱氮除磷的影响。试验采用两套小试规模A-AAO工艺(定义为1#和2#反应器)开展研究,1#反应器缺氧段及好氧段停留时间分别为5.5 h和10 h,2#反应器缺氧段及好氧段停留时间分别为2.5 h和13 h。研究结果表明:总停留时间不变,缩短好氧停留时间而延长缺氧停留时间有助于氮磷的去除。1#和2#反应器总氮和总磷平均去除率分别为61.36%、57.08%和85.72%、82.0%。     

序批式膜生物反应器中反硝化聚磷菌的富集

采用序批式膜生物反应器（SBMBR）对以硝酸盐作为电子受体的反硝化聚磷菌的富集进行了研究.结果表明,经过厌氧-好氧和厌氧-缺氧-好氧2个阶段的富集,反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的比例从19.4%上升到69.6%,每周期缺氧段投加硝酸盐氮120 mg时,SBMBR系统运行最为稳定.稳定运行的SBMBR反硝化强化除磷体系具有良好的强化除磷和反硝化脱氮性能,缺氧段脱氮和除磷效率分别达到100%和84%,膜出水总磷浓度平均低于0.5mg/L,系统除磷率达到96.1%.此外,氨氮去除率保持在92.2%,氨氮被去除的同时并没有发现亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的明显积累.     

运行模式对同步短程硝化反硝化脱氮及微生物群落特征的影响

采用复合序批式生物膜反应器（HSBBR）处理高盐废水,实现了同步短程硝化反硝化脱氮。考察了运行模式对同步短程硝化反硝化系统COD去除和脱氮性能的影响,利用高通量测序技术分析了微生物群落的变化。结果表明:当反应器以缺氧/好氧交替模式运行时（缺氧/好氧时间比为2.0 h/4.5 h）,NH₃-N、总无机氮（TIN）和COD去除率分别为95.00%、84.83%和86.72%,出水中含有NO₂--N和NO₃--N。以完全好氧模式运行时（缺氧/好氧时间比为0.0/6.5 h）,NH₃-N去除率达到100.00%,TIN和COD去除率分别为85.94%和89.46%,出水中只含有NO₂--N。高通量测序结果表明:在门水平上,2种模式下生物膜和悬浮污泥中的优势菌均为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）;Nitrosomonas是本研究检测出的唯一氨氧化菌（AOB）属,当反应器由缺氧/好氧交替模式转换为完全好氧模式时,悬浮污泥和生物膜中Nitrosomonas的相对丰度均增加;悬浮污泥和生物膜中优势反硝化菌属相似,包括Candidatus_Competibacter、Paracoccus、Thauera和Denitratisoma,在完全好氧模式下,悬浮污泥和生物膜中Candidatus_Competibacter和Thauera的相对丰度较低,而Paracoccus和Denitratisoma的相对丰度较高。多种反硝化菌与氨氧化菌的共同作用,使反应器能够实现高效同步短程硝化反硝化脱氮。