用于污水再生利用的生物活性炭床的有机物降解特性

以微生物增殖动力学的基本方程-莫诺方程为出发点,通过氮同位素分析比较了具有同源性微生物的生物陶粒滤床和生物活性炭床的有机物生物降解规律,建立了生物活性炭床的有机物生物降解动力学方程,提出在污水再生利用过程中生物活性炭床符合高基质有机物降解动力学模型,即有机物降解呈一级反应动力学方程。以此方程为基础,分析计算了生物活性炭床沿炭床深度的吸附性能,结果表明,在生物活性炭床中,随生物功能的减弱,生物活性炭床对有机物的吸附能力逐渐加强。     

餐厨垃圾和剩余污泥厌氧混合发酵过程的动态膜强化特性研究

比较了厌氧动态膜生物反应器（DMBR）与完全混合式反应器（CSTR）在处理餐厨垃圾（FW）和剩余污泥（WAS）时的发酵产气过程,验证了高负荷餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵时DMBR系统运行的稳定性,考察了动态膜（DM）基材孔径（300目、200目和100目）对DMBR运行性能及其固液分离效果的影响.结果表明：一体式DMBR能够强化餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵的高负荷稳定运行,DMBR过膜滤液中平均总挥发性脂肪酸（TVFA）为86.1 mg·L^-1,低于CSTR排泥中TVFA的浓度（527.3 mg·L^-1）.当动态膜基材孔径为300目时,DMBR过膜滤液中总有机物（TCOD）为（1.6±1.1）g·L^-1,相应的固液分离效果优于200目（（3.2±1.9）g·L^-1）和100目（（32.0±1.3）g·L^-1）动态膜基材,即当动态膜基材孔径为100目时,DMBR过膜滤液中TCOD比300目动态膜基材高6.7倍.与200目动态膜基材孔径相比,300目动态膜基材相应的跨膜压差增长缓慢,反洗频率和运行能耗均较低,而100目动态膜基材孔径过大,固液分离效果较低.因此,在高负荷餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵系统中,选用300目动态膜基材形成的动态膜过滤效果最优.此外,本文还对比分析了有机废物和废水处理领域中较优的动态膜基材孔径及DMBR的应用情况,为拓展DMBR在有机物处理领域的应用提供依据.     

采用体积信息熵表征颗粒污泥系统稳定性及其稳定机制

SBR反应器中培养自养硝化颗粒污泥,在絮体转化为颗粒过程中,颗粒的体积信息熵从2.05(27 d,初见颗粒)降低为1.85(95 d),熵值降低的主要动力来自于松散的絮体在较快沉速选择压条件下被淘洗出系统.当絮体被淘洗出系统即完成颗粒化过程,在129 d时测得系统中颗粒沉速分布的中位数为6.27 m.h-1,因此颗粒体积熵值的变化不再受沉速选择压(6m.h-1)的控制.颗粒的粒径、沉速及体积熵值分布均呈现周期性变化,其中信息熵的均值为2.16,最小值为1.79,最大值为2.63.在这种周期性变化过程中,系统总是表现为粒径均值先增大后减小.熵值的波动的驱动力来自于颗粒的破碎与破碎体的成长,体积分布信息熵的大小可以很好地表征系统的稳定性及其稳定机制.     

逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术同时检测水中多种肠道病毒

建立了一种利用通用引物RT-PCR技术检测水中肠道病毒的方法.利用脊髓灰质炎病毒1～3型,柯萨奇病毒B3型作为参考病毒株,根据肠道病毒RNA5′非编码区中具有高度同源性的序列来设计通用引物.比较了M-MLV酶和AMV酶的逆转录效果,AMV酶能够成功地从地表水和生活污水中逆转录病毒RNA,更适于实际应用.对比研究了PCR过程中的退火温度,c(Mg2＋)等因素对RT-PCR检测结果的影响,选择退火温度55　℃,c(Mg2＋)为2　mmol/L的反应条件,优化了RT-PCR检测方法.通过检测水样中接种的连续稀释的病毒,确定了该检测方法的灵敏度为38　CCID₅₀.考察人工污染的地表水、污水、二级处理出水样品发现,检测灵敏度基本一致.该方法可应用在实际环境的肠道病毒检测中.      

不同形态有机物对自我造粒流化床中颗粒特性的影响

研究了溶解态、胶体态及颗粒态有机物对自我造粒流化床中颗粒特性的影响.研究表明,有机物的形态对颗粒粒径和有效密度有较大影响,即溶解态有机物形成的颗粒粒径最小,胶体态有机物形成的颗粒粒径次之,颗粒态有机物形成的颗粒粒径最大;有效密度规律则相反.此外,颗粒的平均粒径、平均有效密度沿床层高度的变化有不同分布,即自我造粒流化床底部形成的颗粒有效密度最大,但同种原水水质条件下颗粒粒径没有变化规律.     

紫外与次氯酸钠消毒效果及影响因素研究

选取大肠埃希氏菌(Escherichia coli)为示踪菌种,研究了紫外消毒和次氯酸钠消毒的灭活效果(用对数灭活率来衡量),进行了实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)检测,同时考察了浊度、Fe3+浓度、有机物对紫外消毒的灭活效果影响,以及pH、氨氮浓度对次氯酸钠消毒的灭活效果影响。结果表明:(1)紫外消毒和次氯酸钠消毒对大肠埃希氏菌均有较好的灭活效果。紫外辐射剂量为15mJ/cm2时即可达到4.55的对数灭活率;次氯酸钠投加量为2.5mg/L,消毒时间30min即可100%灭活。(2)当紫外辐射剂量为15mJ/cm2时,浊度、Fe3+浓度增加或投加腐殖酸均可使紫外消毒的灭活效果变差。(3)pH升高或者氨氮浓度增大均会导致次氯酸钠消毒的灭活效果变差。     

城市生活污水及二级处理水中手足口病病毒及肠道病毒的赋存状态

手足口病是由多种肠道病毒引起的传染病,其主要病原体有EV71、CVA16及CVA10。为了研究污水处理厂的生活原污水及二级处理水中此类病毒的存活情况,实验利用手足口病3种主要病毒的通用引物对其进行分型检测,同时使用肠道病毒通用引物检测所有肠道病毒,并对常规水质指标进行分析。结果表明,原污水及二级处理水的手足口病病毒阳性率分别为83.3%与36.7%,而肠道病毒阳性率更高达100%及93.3%。说明生活污水中的肠道病毒可以稳定存在,且若未进行有效消毒处理,可能存在于二级处理水中。在3种手足口病主要病毒中,CVA10检出率最高,达45.0%,CVA16及EV71检出率分别为8.3%及10.0%。可推断,CVA10为实验阶段该地区主要的手足口病病毒。通过相关性分析,肠道病毒的存活与水质条件密切相关。     

臭氧生物活性炭有机物吸附与生物降解量化分析

以西安北石桥污水净化中心出水为研究对象,通过对臭氧-生物陶粒与臭氧-生物活性炭处理工艺的对比研究,分析比较了两种生物过滤系统的生物活性及有机物去除特性,建立了臭氧-生物活性炭工艺在有机物降解过程中吸附和生物降解作用的量化计算方法,探讨了臭氧-生物活性炭工艺有机物降解过程及去除机理.研究表明:臭氧-生物活性炭工艺对有机物的去除是活性炭吸附和生物降解的协同作用,其中生物降解占主导作用,约占有机物总去除量的65%,生物降解作用去除的有机物几乎全部是易于降解的溶解性有机物;而吸附作用去除的有机物约占有机物总去除量的35%,去除的有机物中难降解和易于降解的有机物的量基本相当.     

运用LCA方法分析污水再生处理的成本效益

运用生命周期评价(LCA)方法,以西安市北石桥污水净化中心的污水处理与再生利用全过程为例进行环境影响评价,通过清单分析、当量计算和权重分析等一系列分析过程,计算出污水处理过程的投入成本及污水再生处理前后对环境的影响,得出污水在经过处理后,能够很大程度上减小其对环境的影响,从而产生环境正效益。该研究明确了污水处理在环境保护中的重要地位,同时对优化污水处理与再生利用工艺过程具有重要的参考价值和指导意义。     

污水深度处理流程对污染物去除效果评价方法

城市污水再生处理流程大多采用几种深度处理单元组合而成,由单个处理单元对污染物的去除效果来准确评价组合流程整体的处理效率对于工艺方案的确定和实际运行具有重要意义。在对处理过程中污染物浓度分布变化分析的基础上,建立了污水深度处理流程污染物去除效果的评价分析方法,并根据3种常用再生处理单元的实验结果,以总大肠菌群为例,评价了混凝沉淀过滤与生物活性炭和超滤联用处理流程对总大肠菌群的去除效果,计算结果表明,这种评价分析方法是准确可行的。