改进改良式序列间歇反应器脱氮除磷试验研究

针对6池MSBR工艺除磷效果不佳和污泥上浮问题,试验通过对流程的巧妙安排以及浓缩池的设置,较好地解决了脱氮和除磷之间的矛盾.根据污泥龄(SRT)选择实验,确定温度为25 ℃、pH为7～8、 SRT为15 d、厌氧池HRT为60 min、缺/厌氧池HRT为30 min的条件下进行脱氮除磷试验.试验结果表明,改进的MSBR工艺的脱氮和除磷效果都比较好,对COD、氮、TP的去除率分别为94.2%、81.4%、88.5%.     

城市污水处理厂污水处理系统中四环素类药物耐药菌的分布特性研究

采用微生物平板涂布法对2家城市污水处理厂污水处理各阶段的四环素类药物(四环素、金霉素、土霉素)耐药菌分布进行了测定,分析了污水处理的各阶段对四环素类药物耐药菌的去除效果。结果显示,2家污水处理厂污水处理系统中均能检出土霉素、四环素、金霉素耐药菌,数量分布均为土霉素耐药菌>四环素耐药菌>金霉素耐药菌。3种耐药菌的浓度均在加氯消毒出水中为最小(在0～103 cfu/mL),在外排污泥中最大(高于进水浓度,在105～107 cfu/mL)。四环素耐药菌数从进水的1.1×105～1.6×105 cfu/mL降为出水的0～5.5×102 cfu/mL,说明污水处理过程对四环素耐药菌有一定的去除效果,但四环素耐药菌占总菌数的百分比没有明显下降或上升,相比于进水的1.1%～3.4%,出水仍然保持在3.1%～4.3%左右,表明污水处理过程中没有选择性的富集或去除四环素耐药菌。     

SBR工艺去除模拟城市污水中双酚A的研究

依次改变SBR系统(厌氧-好氧-缺氧模式)的水力停留时间(HRT)、好氧-缺氧段时间比以及污泥龄(SRT),并采用液相色谱法对系统双酚A(BPA)浓度进行了检测,从BPA去除的角度对SBR工艺进行了评估,同时对部分工艺运行参数进行了优化.结果表明,SBR工艺对BPA有较好的去除能力;在温度为20 ℃、充水比(SBR工艺1个周期中进入反应器的污水量与反应器有效容积之比)为50%的条件下,最佳的工艺运行参数为总HRT=480 min,SRT=25 d,厌氧、好氧、缺氧段HRT分别为90、150、180 min;好氧-缺氧段时间比为0.83,此时COD、TN和PO43--P的总去除率分别达到89%、69%和95%,BPA总去除率达到99%,其中厌氧、好氧、缺氧段BPA去除率分别占BPA总去除率的66%、32%和1%.BPA在上述SBR系统中的去除主要是通过厌氧段污泥吸附和好氧段的生物降解实现的.     

改进型波形潜流人工湿地处理猪场废水

提出了一种改进型波形潜流人工湿地(improved wavy subsurface flow constructed wetland,IW-SFCW)并研究了该湿地系统在5个水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(2、3、4、6和8 d)下对猪场废水的处理效果。结果表明,该湿地系统对猪场废水中各污染物有较好的去除效果。在水力停留时间为4 d,进水COD、TN、NH4+-N和TP浓度分别为511、120、110和10 mg/L左右时,该湿地系统对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别为86.0%、54.4%、70.1%和91.6%。此外,该湿地系统对废水中COD、TP的去除效率随水力停留时间的延长逐渐提高,在HRT=8 d时去除效果最好,去除率分别达到92.7%和96.8%;但对TN、NH4+-N的去除率却随水力停留时间的延长出现先上升后下降的趋势,在HRT=4 d时去除率最高,分别为54.4%和70.1%。     

生物活性炭填料反应器处理含盐水体的硝化性能

以颗粒活性炭为填料,采用盐度梯度两步驯化法构建含盐水体生物滤器硝化功能,研究了生物滤器稳定后水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)、进水氨氮负荷和CODMn/N等对反应器硝化性能的影响。结果表明,25～27℃,盐度30的含盐水体生物滤器硝化功能构建需73 d,其中淡水生物滤器硝化功能构建需28 d,淡水驯化为盐度15的生物滤器需19 d,盐度15驯化为盐度30的生物滤器需26 d;实验条件下生物活性炭填料反应器中生物量达到146～742.1 nmolP/g-BAC;调节进水氨氮浓度2 mg/L左右时,最佳HRT为1 h,氨氮去除率达到84.98%,相应的氨氧化菌和硝酸菌氧吸收速率(oxygen uptake rate,OUR)分别为2.091和1.948 mg O2/(g-BAC.h);HRT为1 h时,随着进水氨氮负荷的加大,氨氮去除率逐渐降低,当进水氨氮负荷由0.12增加到0.48 g-N/(kg-BAC.d)时,氨氮去除率由84.98%降低到41.68%,同时氨氧化菌OUR由2.091降低到0.625 mg O2/(g-BAC.h);随着CODMn/N的升高,氨氮去除率下降,CODMn/N从1～8时,氨氮去除率由84.98%降低到53.64%,CODMn去除率却逐渐增加,由40.86%增加到93.59%,异养菌OUR随着CODMn/N升高呈上升趋势,最大达到0.914 mg O2/(g-BAC.h)。     

AO工艺处理淀粉污水效能及微生物群落解析

对某淀粉污水厂与实验室的AO处理工艺进行比较研究,通过常规水质监测及Miseq测序技术解析水质处理效果、进水成分差异与AO工艺菌群结构的相关性。结果表明,当进水COD和NH_(3-)N浓度分别为500和450.0 mg·L~(-1),污水厂稳定运行出水COD和NH_(3-)-N浓度分别为83和1.3 mg·L~(-1),其去除率分别达到96.52%和99.66%;实验室AO处理工艺调试45 d后出水COD和NH_(3-)-N浓度分别为78.8和49.9 mg·L~(-1),其去除率分别达到90.83%和88.50%。Miseq测序结果表明,Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi、Firmicutes、Actinobacteria和Candidate division TM7在各样本中为主要菌门。污水厂与实验室AO处理工艺各样品菌属表现出相同的变化趋势,当AO系统运行良好时,其优势菌属为Anaerolineaceae、Saprospiraceae和Betoaproteobacteria等,三者总相对丰度比例为30%。污水厂与实验室AO处理工艺菌群也存在一定差异,其中较显著的有Firmicutes、Saprospiraceae和Betaproteobactenria等。     

厌氧折流板反应器处理高浓度含硫酸盐有机废水研究

采用容积约44 L由11格组成的厌氧折流板反应器(anaerobic baffled reactor,ABR)处理含有机物(COD 4 g/L)及硫酸盐(5 g/L)的模拟制革废水,水力停留时间(HRT)为48 h,容积负荷为2 kg COD/(m3.d),连续运行78d的处理效果。结果表明,稳定运行后对有机物的去除率为30%～40%;硫酸盐的去除率达到60%～70%;各格污泥的产甲烷活性逐级变弱,且随运行时间的延长也有明显减弱的趋势;硫酸盐还原菌菌数(SRB)则随运行时间的延长呈逐步增加后又减少的趋势;硫化物在运行30 d后开始增加,逐渐稳定在150～200 mg/L的范围,但在各格中其浓度并无规律性变化。反应器中的污泥运行40 d以后出现矿化加重现象。     

“生态沟渠+人工湿地”系统处理农田退水中噻虫嗪

研究了不同水力停留时间(HRT)和农药污染负荷(PPL)下,"生态沟渠+水平流人工湿地"和"生态沟渠+垂直流人工湿地"系统对农田退水中常规污染物和噻虫嗪的去除效果。结果表明,"生态沟渠+垂直流人工湿地"系统对COD、NH+4-N、NO-3-N、TN、TP及噻虫嗪的去除率均优于"生态沟渠+水平流人工湿地"系统,分别为76%、97%、92%、95%、88%和40%(HRT=2 d),其中噻虫嗪在沟渠段的去除率为17%,在垂直流人工湿地段的去除率为23%。延长HRT、降低PPL均有利于噻虫嗪在组合系统中的去除。对垂直流人工湿地各基质层出水噻虫嗪浓度检测结果表明,运行前期,噻虫嗪在空心砖层去除率最高(8%),主要是由于空心砖对于噻虫嗪的吸附优于沸石和钢渣,随着系统运行,土壤+细沸石层和粗沸石层的去除效率增加,植物吸收与微生物降解作用逐渐占据主导地位。微生物群落结构分析结果显示,生态沟渠段β-变形菌纲和厌氧绳菌纲丰度分别为11%和10%。垂直流人工湿地自上而下芽孢杆菌逐渐增多成为优势菌,β-变形菌和厌氧绳菌逐渐减少。厌氧、好氧交替环境有利于常规污染物和噻虫嗪的去除。     

低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌去除氨氮

采用聚氨酯水凝胶为固定化载体制备了包埋硝化菌颗粒,并在上流式内循环反应器内以人工配制的模拟氨氮废水对包埋硝化菌颗粒进行驯化。在驯化完成后实验考察了温度变化和水力停留时间(HRT)对低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌颗粒去除氨氮的影响以及出水中亚硝态氮、硝态氮的累积情况。结果表明,在进水氨氮浓度为40 mg/L,HRT为4h,水温从22℃降低到10℃时,包埋硝化菌颗粒对氨氮的去除率从97%下降到48%,调整10℃运行时的HRT,氨氮去除率可达到75%。将进水氨氮浓度降低至15 mg/L,当HRT为4 h,温度在7~13℃范围内变动时,氨氮去除率稳定在80%左右。在整个运行过程中,保持DO充足,没有出现亚硝酸盐积累的现象。     

对乙酰氨基苯磺酰氯生产废水的UASB处理及硫酸盐的影响

采用UASB处理以甲醇为有机溶剂的对乙酰氨基苯璜酰氯(p-ASC)生产废水。通过逐步减少HRT,考察有机负荷(OLR)从2.0 g COD/(L·d)逐步提高到24.0 g COD/(L·d)过程中反应器处理效果的变化。结果表明,在最优的OLR 7.0 g COD/(L·d)的条件下,p-ASC和COD的去除率分别能达到76%和100%。虽然进水没有硫酸盐,但是出水却有硫化物和硫酸盐的产生。进一步保持最优的OLR条件下的HRT(0.45 d)不变,逐步增加进水p-ASC浓度到1 100 mg/L,产甲烷菌没有发现受到抑制。持续增加进水硫酸盐浓度到3 000 mg/L,发现硫酸盐还原菌没有受到抑制,但是产甲烷菌却受到抑制,最后减少硫酸盐浓度到1 000 mg/L,厌氧系统在1周后几乎完全恢复。     

四环素在石墨上的吸附行为研究

考察了石墨和四环素的相关性质,并通过静态吸附实验探讨了四环素在石墨表面的吸附行为及其机理。结果表明,四环素在石墨表面的吸附量、四环素的K_(ow)值以及四环素(+,-,0)的形态分布在pH尺度上的变化趋势表现出较高的相似性。据此推断四环素主要通过疏水力作用吸附于石墨表面,该作用力最大值出现在pH=5～6之间,而其他pH条件下,该作用力会随吸附剂、吸附质间静电斥力的增强和四环素自身溶解度的增加而被削弱。     

Doped graphitic carbon nitride (g-C3N4) catalysts for efficient photodegradation of tetracycline antibiotics in aquatic environments

Environmental Science and Pollution Research - Tetracyclines (TCs) antibiotics are very common and often used in both human and veterinary medicines. More than 75% of TCs are excreted in an active...     

Adsorption and precipitation of tetracycline with struvite.

The interaction of tetracycline with struvite during adsorption and precipitation processes was investigated. Tetracycline removal by adsorption was affected by solution pH, contact time, and struvite concentration. The lowest tetracycline removal (8.4%) was observed at pH 7.7, the dissociation constant (pKa2) of tetracycline. Because of the electrostatic repulsion, the amount of tetracycline adsorbed on the surface was low. The small amount of adsorption was the result of surface complexation between tetracycline ions and metal ions. Calcium (Ca2+) ions in the adsorbent enhanced the binding of tetracycline. Freundlich (KF: 0.04, n: 1.49) and Redlich-Peterson (KR: 0.08, alphaR: 0.98, betaR: 0.49) models best defined the equilibrium data. In the case of struvite precipitation, approximately 22% of tetracycline was removed as a result of binding to struvite alongside struvite formation.     

四环素在活性炭上的吸附行为及机理

考察了活性炭和四环素的相关性质,并通过静态吸附实验探讨了2种活性炭对四环素的吸附和脱附行为,以及pH值、离子强度等水化学条件对活性炭吸附四环素的影响。结果表明,四环素在活性炭上的吸附基本不受离子强度影响;但随着pH值上升,其吸附量下降。四环素在活性炭上吸附的驱动力可能为两者所含官能团间的氢键作用。     

Effects of tetracycline on the secondary metabolites and nutritional value of oilseed rape (Brassica napus L.)

Environmental Science and Pollution Research - Secondary metabolism, which helps a plant cope with external stress, is sensitive to environmental changes and plays a prominent role in maintaining...     

天然及CaCl_2改性沸石对四环素的吸附

通过静态吸附实验研究了水中四环素在天然和CaCl2改性沸石上的吸附行为及机制。实验表明,天然沸石对四环素具有吸附能力,CaCl2改性可以提高沸石对四环素的吸附能力。天然和改性沸石对四环素的吸附符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的主要控制步骤。Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）等温吸附模型可以较好地描述实验所用2种沸石对四环素的吸附行为,D-R等温方程拟合结果显示吸附过程包含离子交换作用。通过对天然和改性沸石吸附四环素前后溶液中主要阳离子浓度变化分析证实了该吸附过程包含离子交换作用。实验研究了pH值变化对沸石吸附四环素的影响,当pH=3～5时,天然和改性沸石对四环素的吸附量均随pH值的增加而急剧下降,而pH=5～10时,天然和改性沸石对四环素的吸附量变化均不明显,推测可能是离子交换作用和化学沉淀吸附作用所致。另外,实验还初步探索了溶液离子强度对沸石吸附四环素的影响情况,随着溶液中Na＋和Ca2＋离子强度的增加,吸附量先急剧降低随后趋向平稳,进一步说明了沸石对四环素的吸附过程不是由单一机制控制的。     

Transformation kinetics and pathways of tetracycline antibiotics with manganese oxide

Tetracycline antibiotics including tetracycline (TTC), oxytetracycline (OTC) and chlorotetracycline (CTC) undergo rapid transformation to yield various products in the presence of MnO₂ at mild conditions (pH 4-9 and 22 °C). Reaction rates follow the trend of CTC > TTC > OTC, and are affected by pH and complexation of TCs with Mg²⁺ or Ca²⁺. Experimental results of TTC indicate that MnO₂ promotes isomerization at the C ring to form iso-TTC and oxidizes the phenolic-diketone and tricarbonylamide groups, leading to insertion of up to 2 O most likely at the C9 and C2 positions. In contrast, reactions of OTC with MnO₂ generate little iso-OTC, but occur mainly at the A ring’s dimethylamine group to yield N-demethylated products. CTC yields the most complicated products upon reactions with MnO₂, encompassing transformation patterns observed with both TTC and OTC. The identified product structures suggest lower antibacterial activity than that of the parent tetracyclines.     

磺胺和四环素类抗生素对活性污泥性能的影响

废水处理工艺中抗生素类污染物的存在可能会对生物处理过程产生长期而深远的影响,为探明此类污染物对废水生物处理主体活性污泥性能等方面的影响,采用间歇培养法研究了活性污泥法处理污水时,抗生素类污染物的存在对活性污泥性能如胞外聚合物（EPS）、污染物处理能力、脱氢酶活性和群落结构的影响。结果表明,抗生素的存在会导致活性污泥的胞外聚合物总量及其主要组分蛋白质和多糖增加,以产生保护屏障;且由于污泥絮体解体,细胞破裂导致EPS中DNA和色氨酸含量增加。同时,由于蛋白质大量增加引起的表面负电荷的增加,使污泥疏水性增强,絮凝性能恶化;污泥絮体解体导致污泥颗粒变小,SVI也随之下降;在活性污泥脱氢酶活性急剧下降的同时,出水TOC迅速升高。此外,抗生素类污染物在抑制活性污泥中大部分细菌的同时,对部分菌群也有刺激生长作用,最终导致活性污泥生物群落结构的改变。四环素类抗生素对活性污泥的EPS和絮凝沉降性能的影响大于磺胺类,而对污水处理能力和群落结构的影响则不如磺胺类。抗生素类污染物的长期存在会对活性污泥沉降性能、絮凝性能、脱氢酶活性以及活性污泥群落结构等产生一系列负面影响,进而影响污染物去除效果,导致出水水质恶化。     

磺胺和四环素类抗生素对活性污泥性能的影响简

废水处理工艺中抗生素类污染物的存在可能会对生物处理过程产生长期而深远的影响,为探明此类污染物对废水生物处理主体活性污泥性能等方面的影响,采用间歇培养法研究了活性污泥法处理污水时,抗生素类污染物的存在对活性污泥性能如胞外聚合物（EPS）、污染物处理能力、脱氢酶活性和群落结构的影响。结果表明,抗生素的存在会导致活性污泥的胞外聚合物总量及其主要组分蛋白质和多糖增加,以产生保护屏障;且由于污泥絮体解体,细胞破裂导致EPS中DNA和色氨酸含量增加。同时,由于蛋白质大量增加引起的表面负电荷的增加,使污泥疏水性增强,絮凝性能恶化;污泥絮体解体导致污泥颗粒变小,SVI也随之下降;在活性污泥脱氢酶活性急剧下降的同时,出水TOC迅速升高。此外,抗生素类污染物在抑制活性污泥中大部分细菌的同时,对部分菌群也有刺激生长作用,最终导致活性污泥生物群落结构的改变。四环素类抗生素对活性污泥的EPS和絮凝沉降性能的影响大于磺胺类,而对污水处理能力和群落结构的影响则不如磺胺类。抗生素类污染物的长期存在会对活性污泥沉降性能、絮凝性能、脱氢酶活性以及活性污泥群落结构等产生一系列负面影响,进而影响污染物去除效果,导致出水水质恶化。     

Complexation of the antibiotic tetracycline with humic acid

The effect of solution chemistry and sorbate-to-sorbent ratio on the interaction of the antibiotic tetracycline with Elliott soil humic acid (ESHA) was investigated using equilibrium dialysis and FITEQL modeling. Tetracycline speciation strongly influenced its sorption to ESHA. Sorption was strongly pH-dependent with a maximum around pH 4.3, and competition with H+ and electrolyte cation (Na+) was evident. The pH-dependent trend was consistent with complexation between the cationic/zwitterionic tetracycline species and deprotonated sites in ESHA (mainly carboxylic functional groups). Modification of ESHA by Ca2+ addition increased tetracycline sorption suggesting that ternary complex formation (ESHA-metal-tetracycline) may be important at higher concentrations of multivalent metal cations. The macroscopic data (pH-envelope and sorption isotherms) were successfully modeled using a discrete logK function with the FITEQL 4.0 chemical equilibrium program indicating that ESHA-tetracycline interaction could be reasonably represented as complex formation of a monoacid with discrete sites in humic acid. Sorption-desorption hysteresis was observed; both sorption and desorption isotherms were well described by the Freundlich equation.