臭氧/陶瓷膜对生物活性炭工艺性能和微生物群落结构影响

利用处理量为120m3/d的臭氧/陶瓷膜-生物活性炭(BAC)组合工艺处理微污染原水, 对工艺性能和BAC中的微生物多样性和种群结构进行了研究.结果显示,组合工艺可有效去除微污染原水中的有机物和氨氮.臭氧曝气提高了溶解氧浓度,改善了后续BAC工艺对氨氮的去除效果.组合工艺对氨氮和CODMn的总去除率分别约为90%和84%,其中BAC在污染物的去除中发挥了重要作用.组合工艺和传统工艺中BAC床层共检测到36个门类的细菌.与传统BAC工艺相比,臭氧/陶瓷膜降低了后续BAC中微生物群落结构的多样性和均匀度.组合工艺BAC中存在丰度较高的亚硝化单胞菌属和硝化螺旋菌属,可能对氨氮的去除具有重要的作用.臭氧/陶瓷膜对后续BAC中致病菌和条件致病菌有很好的预处理和抑制作用,显著降低了其相对丰度,提高了饮用水的生物安全性.     

臭氧对陶瓷膜超滤-生物活性炭组合工艺效果的影响

利用处理量为3L/d的臭氧陶瓷膜-生物活性炭(BAC)(工艺Ⅰ)和陶瓷膜-BAC(工艺Ⅱ)2种组合工艺处理受污染的原水,研究了工艺对原水中浊度、氨氮和有机物的去除效果,同时考察了臭氧对膜通量和BAC的影响.结果表明,未投加臭氧和2.0mg/L臭氧投加量下,两种组合工艺可去除原水中96%以上的浊度.组合工艺均可去除原水中1.0~2.0mg/L的氨氮.提高溶解氧浓度至30mg/L可强化氨氮的去除能力,两种组合工艺可至少彻底去除5.5mg/L的氨氮.投加2mg/L臭氧后,工艺Ⅰ可去除原水中48.3%的总有机碳(TOC)和51.8%的UV254.工艺Ⅱ对TOC和UV254的平均去除率分别为51.1%和48.2%.臭氧对浊度的去除无影响,但臭氧可改变部分有机物的结构,减轻膜的有机物污染.与未投加臭氧的工艺Ⅱ相比,投加臭氧使工艺Ⅰ中的膜通量提高了25%~30%.但残留臭氧可能影响后续BAC中的微生物,对BAC去除氨氮和有机物的能力产生不利影响.     

温度对生物炭滤池处理高氨氮原水硝化的影响

利用臭氧预氧化-生物预处理-混凝沉淀-砂滤-臭氧后氧化-生物活性炭滤池组合工艺对微污染水源水进行了深度处理中间试验.将一部分未经生物预处理的高氨氮原水经常规处理后进入生物活性炭滤池以提高活性炭滤池进水氨氮浓度.研究了温度对高氨氮进水条件下生物活性炭滤池硝化能力的影响.试验表明,生物活性炭(BAC)的生物活性随温度的降低而降低.在水温2℃左右时,生物活性炭滤池对氨氮的去除能力相当于6℃以上时去除能力的50%;在温度>6℃的条件下,生物活性炭滤池对氨氮的去除能力在进水溶解氧基本相同时不随温度(水温>6℃)的变化而发生变化,对氨氮的去除能力主要受水中溶解氧的影响.     

生物强化滤池-O_3-BAC系统对微污染河水的深度净化研究

为提高生物滤池-臭氧氧化-生物活性炭滤池组合工艺系统对微污染地表水中主要污染物的去除效率,文章考察了生物强化条件下该组合系统的性能。利用PCR-DGGE技术进行各单元中微生物多样性对比分析,并采用生物毒性效应测试进行该项组合工艺出水水质的生态安全性考察。此外,通过显微镜和扫描电镜进行生物单元填料中微生物膜形态研究。结果表明:生物强化滤池单元中高效工程菌的添加有效改善了系统内微生物浓度低的问题并提高了系统对主要污染物的去除效率,生物强化滤池填料中微生物多样性指数和物种数均高于其他工艺单元。生物滤池中生物膜形态、颜色和厚度具有沿水流方向渐变的特点。原水经生物强化组合系统深度处理后可有效降低水中生物毒性,包括部分急性毒性特征物质和致癌风险值的削减。     

ABR-MBR组合工艺短程硝化过程的微生物种群

采用Miseq高通量测序技术研究氨氮进水负荷对ABR-MBR组合工艺MBR池中微生物种群的丰度及优势菌群的影响.结果表明,温度为28~32℃、pH值为7.1~7.4、DO为0.5~1mg/L并逐步提高氨氮进水负荷的条件下,可以使氨氧化菌（AOB）大量富集,并抑制亚硝酸盐氧化菌（NOB）的活性,从而实现短程硝化的稳定运行.在氨氮进水负荷为0.94kg/（m³·d）时,平均亚硝酸盐积累率达到60%以上,氨氮去除率稳定在90%.在系统运行过程中,变形菌门是系统中的优势菌门,Nitrosomonas的相对丰度由4.97%升至22.56%,硝化螺菌属的相对丰度为0.06%~2.12%.因此,ABR-MBR组合工艺短程硝化过程中亚硝酸盐积累率与AOB的活性、相对丰度密切相关,即AOB的大量富集可以有效实现短程硝化,而NOB的小幅度增长不会影响短程硝化的实现.系统中微生物种群的多样性和功能微生物的结构稳定性保证了ABR-MBR工艺具有稳定和较好的处理效果.     

臭氧生物活性炭工艺运行中产生溴酸盐的可能性分析

为合理评估应用臭氧生物活性炭工艺中溴酸盐的生成情况,提出既能保证出水水质又能降低溴酸盐超标风险的方案.进行了小试与中试试验,系统地从原水水质和工艺参数两个方面入手,研究水质因素、初始溴离子浓度和臭氧氧化条件等对溴酸盐生成的影响,同时分析生物活性炭对溴酸盐的去除能力.结果表明:高初始溴离子浓度水平和臭氧接触程度(Ct值)促使更多BrOx-生成.在相同Ct值条件下,升高臭氧投加浓度可使溴酸盐生成量增高200%左右.以长江南京段江心洲夹江下游原水进行臭氧生物活性炭深度处理不会产生溴酸盐超标风险.生物活性炭(BAC)对于溴酸盐去除效果并不明显.运用臭氧生物活性炭工艺进行深度处理时,工艺中应着重注意控制溴酸盐在臭氧化过程中的生成而非依靠后续生物活性炭将其去除.     

臭氧/陶瓷膜工艺在水处理中的研究进展

臭氧/陶瓷膜组合工艺作为一种高效水处理技术,自2003年首次使用以来取得了快速发展。为进一步推动臭氧/陶瓷膜组合工艺在我国的深入研究与广泛应用,探讨了陶瓷膜对臭氧的催化机理及工艺效果。通过整理国内外近年来臭氧/陶瓷膜组合工艺在膜污染控治、污染物去除以及消毒副产物降解等方面的研究,并结合机理研究对工艺的发展方向进行了展望,指出陶瓷膜材料的制备与改性、膜孔"限域"空间的应用、臭氧曝气等将是臭氧/陶瓷膜技术的重要研究方向。     

组合工艺处理黄河微污染水的研究

组合工艺处理黄河微污染水研究表明 ,生物预处理和常规处理能有效去除CODMn和UV2 54,而臭氧的投加能有效提高深度处理工艺对CODMn和UV2. 54 的去除效果。组合工艺各单元都能有效地去除藻类、Chla和三氯甲烷前体物。陶粒生物滤池对氨氮有较高的去除率。投加臭氧时深度处理工艺对氨氮的处理效果会变差。在整个试验期间 ,组合工艺最终出水亚硝酸盐氮浓度低于 0 . 0 0 3mg L ,有时甚至低于检测限。     

膜与臭氧化生物活性炭组合系统的运行效能

将膜与臭氧化-生物活性炭工艺组合,在臭氧化-生物活性炭O₃+BAC工艺前,先经MF过滤,去除能被O₃氧化的固体颗粒状有机物,减轻BAC的有机负荷,再对BAC出水进行UF过滤,能有效地防止由BAC表面脱落的微生物进入水中,有效地去除水中的有机污染物,去除率为60％－85％,COD_Mn值全部在1.2－17mg/L之间,平均为1.3mg/L能确保出水水质．     

污水处理厂冬季硝化强化与微生物种群分析

针对冬季低温抑制微生物活性导致硝化菌流失的问题,在实际污水处理厂通过两组10万m~3/d的反应池平行运行,考察了延长污泥龄对污水处理厂的出水水质、硝化速率和微生物种群结构的影响.研究结果表明,拉前延长污泥龄能够明显提升低温阶段COD、氨氮和TN的去除效率,硝化速率为对照组的3倍.焦磷酸测序结果表明,延长污泥龄后系统的微生物种群丰度和多样性均显著提高;氨氧化功能菌属Nitrosomonas(1.46%)和亚硝酸盐氧化功能菌属Nitrospira(0.13%)较对照组分别提高了12和13倍;反硝化相关菌属Hyphomicrobium、Thauera、Zoogloea等的相对丰度也明显增加.提前延长污泥龄这一方法能够实现硝化菌的富集,进而提升污水处理的硝化和脱氮效率.     

PCR-DGGE研究处理垃圾渗滤液序批式生物膜反应器(SBBR)中的细菌多样性

为了研究序批式生物膜反应器中的细菌多样性及其脱氮的微生物学机理,为工艺改进提供依据,从同步高效去除垃圾渗滤液中高氨氮和高COD的SBBR生物膜和渗滤液原水中采集微生物样品并提取微生物总DNA,使用细菌通用引物对（GC341F/907R）从总DNA中成功扩增出目标16S rDNA片段,然后对扩增的16S rDNA进行DGGE,对凝胶染色并进行条带统计分析和切胶测序,使用序列数据进行同源性分析并建立了系统发育树.结果表明,该驯化后的SBBR生物膜和渗滤液原水中都有比较丰富的细菌多样性,驯化的生物膜细菌主要来自渗滤液原水,而且生物膜细菌在反应器正常运行时不会出现明显的群落结构变化;在该SBBR中有多种硝化细菌与反硝化细菌、好氧反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌共存,说明该反应器中可能同时存在全程硝化反硝化、同步硝化反硝化和厌氧氨氧化3种脱氮方式.研究结果为SBBR脱氮微生物机理研究提供了一些有价值的参考依据.     

进水亚硝氮限制下Anammox去除氨氮研究

利用UASB反应器分别在降低进水亚硝氮/氨氮比（R）和停供亚硝氮条件下研究了Anammox体系运行特性.发现随着进水亚硝氮减少,亚硝氮与氨氮去除摩尔比减小,发生氨氮超量去除现象,即使进水无亚硝氮时也可去除氨氮.当R为1：2时,氨氮超量去除量达最大,均值为57.2mg/L;长期停供亚硝氮条件下氨氮能够稳定去除,平均去除量为45.6mg/L.停供亚硝氮后Anammox体系中微生物群落多样性增加,AnAOB、氨氧化菌和反硝化菌相对丰度均增加.其中AnAOB相对丰度从9.44%增长到13.26%;氨氧化菌相对丰度从3.29%增长到7.3%;反硝化菌相对丰度由0.54%增加到3.14%.研究表明,溶解氧是氨氮超量去除量的限制性因素,氨氮超量去除的途径包括：好氧氨氧化、厌氧氨氧化与部分内碳源反硝化.在微量溶解氧作用下,主要是氨氧化菌与厌氧氨氧化菌协同实现了氮的去除.     

生物粉末活性炭-超滤组合工艺对微污染水源水中嗅味物质的去除效能及其微生物特性

采用生物粉末活性炭-超滤(BPAC-UF)组合工艺对模拟微污染水源水中的嗅味物质进行了去除试验,并对组合工艺中微生物量的分布和变化进行了测定.结果表明,相比混凝沉淀常规工艺,BPAC-UF组合工艺对微污染水源水中的嗅味物质有较好的控制效果,对二甲基三硫醚、2-甲基异莰醇和β-紫罗兰酮的平均去除率分别可达77.51%、65.86%和98.43%,并且对原水冲击负荷有更好的适应性;炭池是组合工艺中去除嗅味物质的主要单元,其微生物量远高于其它区域;炭池生物量变化平稳,组合工艺对原水中嗅味物质的去除具有稳定性.     

生物活性炭纤维对氨氮、亚硝酸盐氮的去除及其优势降解菌的鉴定

采用生物活性炭纤维(BACF)水处理装置处理微污染原水中氨氮和亚硝酸盐氮,最佳去除率达到90.0%以上,使微污染原水中氨氮质量浓度由《地表水质环境质量标准》(GB3838—2002)中的Ⅲ类提高到Ⅰ类.通过多点采样,多次反复筛选,从自制的BACF水处理装置中筛选出对氨氮和亚硝酸盐氮具有较强去除效能的优势菌种.通过对菌株的个体形态特征、菌落形态特征进行观察,采用微生物鉴定仪进行鉴定,最终确定2种优势菌为恶臭假单胞菌和芽孢杆菌属.推断出生物活性炭纤维水处理装置微生物降解氨氮和亚硝酸盐氮的可能过程.      

混凝-臭氧-曝气生物滤池处理港口洗舱废水的中试研究

根据船舶清洗废水水质变化大,成分复杂,生物毒性高的特点,提出了混凝-臭氧氧化-曝气生物滤池(BAF)的组合工艺.该组合工艺的关键是采用臭氧进行氧化处理,去除色度和部分有机物,并且提高废水的可生化性,再通过后续的BAF工艺去除大部分有机物.中试结果表明,在原水CODCr为2 000～3 500 mg/L的情况下,最终出水的CODCr低于300 mg/L,能有效处理此类有机物浓度高,水质变化复杂的洗舱废水.     

环境卫生与卫生工程

X33 200002063膜与臭氧化生物活性炭组合系统的运行效能/王琳(哈尔滨工业大学环境工程系)…//中国环境科学/中国环境科学学会一1999,19(6)一5“一568环图X一58 将膜与臭氧化一生物活性炭工艺组合,在臭氧化一生物活性炭马 BAC工艺前,先经MF过滤,去除能被q氧化的固体颗粒状有机物,减轻BAC的有机负荷,再对BAC出水进行UF过滤,能有效地防止由BAC表面脱落的微生物进人水中,有效地去除水中的有机污染物,去除率为60%一85%,CODMn值全部在1.2一i.7mg几之间,平均为1.3mg几能确保出水水质。图3表1参7X33 200002064室内空气中挥发性有机化合物…     

臭氧-生物活性炭技术在再生水深度处理中的应用

研究了臭氧-生物活性炭工艺对生活污水处理厂再生水COD和氨氮的去除效果,并研究了生物活性炭层中菌群的分布特征。研究结果表明:采用该工艺,对COD和氨氮有较好的去除效果。随着取样口与进水口距离的增加,活性炭层内生物量具有逐渐减少的分布特征,可培养微生物数量也逐渐减少。生物活性炭层上、下层之间表现出不同的微生物多样性。     

耦合短程硝化反硝化的垃圾渗滤液厌氧氨氧化处理系统构建及微生物群落分析

本研究从某垃圾填埋场计划将现有的垃圾渗滤液短程硝化反硝化脱氮工艺改造为短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的实际需求入手,以短程硝化反硝化污泥作为接种污泥,在上流式厌氧污泥床反应器(UASB)中完成厌氧氨氧化启动.探究反应器运行中的脱氮效能、氮容积负荷和氮去除负荷情况,并利用16S rRNA基因序列分析技术对长期运行条件下系统中微生物群落结构演替进行分析.结果表明,反应器经历了149 d后成功启动厌氧氨氧化,稳定运行后的进水总氮容积负荷达到4 000. 00 mg·(L·d)-1,总氮容积平均去除速率达到3 885. 76 mg·(L·d)-1,系统氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除率均超过了95%.运行第250 d时,系统的生物多样性减少,门水平上厌氧氨氧化主要菌群Planctomycetes的丰度达到了54. 94%;属水平上Candidatus Kuenenia为主要菌属,其相对丰度达到了49. 66%.结果证明,在短程硝化反硝化基础上耦合厌氧氨氧化实现垃圾渗滤液深度处理的升级改造工艺具有可行性.     

陶瓷膜组合工艺对水中甲硫醚去除效果研究

采用顶空-固相微萃取和色谱质谱联用仪器方法调查严重污染的河流、相关水源中甲硫醚嗅味物质的分布.结果表明,河流中甲硫醚浓度高达2 907 ng/L,受污染的相关水源中甲硫醚浓度达到53 ng/L.单独陶瓷无机膜工艺对DMS去除的效果为20％左右,而臭氧氧化则具有较好的效果,臭氧-陶瓷膜组合工艺对DMS去除率达到50％～9...     

HN-AD菌强化3D-RBC处理养猪废水及微生物特性研究

针对现有养猪废水处理工艺中普遍存在的高氨氮（NH₄⁺-N）生物毒性大、工艺流程长、运行成本高和脱氮效果差等问题,采用耐受性强的异养硝化-好氧反硝化（HN-AD）菌挂膜启动三维结构生物转盘（3D-RBC）预处理养猪废水,仅需15d就完成了3D-RBC反应器的快速挂膜.采用调节盘片线速度和C/N的方式,仅65d实现了HN-AD菌在反应器中的富集及养猪废水预处理工艺的启动.采用该工艺对实际养猪废水进行处理,结果表明,HN-AD菌剂挂膜的3D-RBC工艺耐受高氨氮性能强,原水中COD、NH₄⁺-N、TN的去除率高达69.8%、87.9%和79.5%,污染物削减效果明显优于传统工艺.采用高通量测序技术研究了功能菌优势化构建过程中微生物群落结构的变化规律,结果表明,生物膜内具有HN-AD功能的优势菌由盐单胞菌属（Halomonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）逐渐变为丛毛单胞菌属（Comamonas）、嗜氢菌属（Hydrogenophaga）等,且后者的相对丰度逐渐上升.扫描电子显微镜结果显示,生物膜以丝状菌为骨架,紧密附着在盘片上的生物膜层表面聚集了以杆状和球状为主的微生物,这与生物多样性分析得出的结论较一致.