双循环两相生物处理工艺的中试研究

采用双循环两相生物处理工艺(BICT)系统对城市污水处理厂出水进行中试研究,探讨了中试试验工况下BICT系统对污染物的去除率.结果表明,独立膜反应区的设置消除了生物硝化与除磷的关联性,从而可通过在SBR反应器缩短泥龄来提高系统的除磷效率;系统中污泥转移的实现,使系统在反应阶段能保证较高的污泥浓度,从而提高污泥的释磷效果,为系统处理能力的提升提供较大潜力.在适宜的试验工况下,进水COD容积负荷小于1.00 kg/(m3·d)时,系统COD平均去除率80%左右,出水COD保持在60 mg/L左右;总氮容积负荷小于0.4 kg/(m3·d)时,总氮平均去除率在80%左右,出水总氮低于15 mg/L;总磷容积负荷3～35 g/(m3·d)时,总磷去除率稳定在90%以上,出水总磷低于0.5 mg/L;出水指标均可达到<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)中的一级标准.     

聚磷生物膜反应器磷负荷提升过程中微生物种群分析

在同步去除及富集磷酸盐的基础上,通过研究水力停留时间(8 h、6 h、4 h)及不同的进水磷浓度考察磷负荷对于反应器的运行效能和微生物群落结构的影响,探究生物膜反应器所能承受的最大磷负荷,并探究微生物种群与工艺性能的响应关系,获取高效生物膜驯化的最优进水磷条件,以及分析该条件下的种群结构.结果表明,在驯化阶段,在磷负荷低于0.18 kg·m~(-3)·d~(-1)时,磷负荷的提升不会影响磷去除率,磷去除率保持在98.3%;当磷负荷达到0.24 kg·m~(-3)·d~(-1)时,磷去除率下降到84.3%,但P_(rel)/C_(upt)依旧从最初的0.06上升至0.121.MiSeq测序结果表明优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),从59.2%增长至83.5%,反应器中的优势聚磷菌科为红环菌科(Rhodocyclaceae),从11.8%增长至27.3%.在回收阶段,在保证好氧出水达标的情况下,磷酸盐浓度升高至56.4 mg·L~(-1),富集液浓度达到鸟粪石法回收磷的标准.通过增加进水磷负荷可使聚磷菌丰度提高,进而提高了回收液磷浓度.     

黑臭水体中主要致嗅组分特征分析

黑臭水体中致嗅挥发性物质是造成水体产生异味的主要原因。通过气相色谱/质谱法对黑臭水体中的挥发性组分进行连续监测,同时利用气味活性值(OAV)识别了其中的主要致嗅组分,并讨论了其在不同河道和不同时间的变化特征。结果显示:黑臭水体中检出频率和浓度最高的16种组分中,包括5种醛类、5种氯代烃、5种苯酚类物质及二甲基二硫醚。二甲基二硫醚、壬醛、辛醛、柠檬醛及苯酚的OAV1,是研究选取河道中的主要致嗅组分。其中,辛醛与壬醛天然存在于自然水体中;二甲基二硫醚主要来源于黑臭水体中厌氧微生物代谢;而苯酚与柠檬醛可能是由于外源污染的排放。     

硫酸盐还原-氨氧化反应的特性研究

将接种的ANAMMOX污泥进行自养条件下的硫酸盐还原-氨氧化反应,实验发现硫酸盐还原-氨氧化反应是pH下降的过程,其产物为单质硫和氮气,NO-3-N是其中间产物.NH+4-N/SO2-4-S的转化比随着原水n(N)/n(S)比的减小而减小,其中原水n(N)/n(S)比对氨的转化率影响不大,低的n(N)/n(S)比可以提高SO2-4-S的转化率,但却使NH+4-N转化为NO-3-N的比率增大,导致n(TN)/n(TS)的去除比减小.这表明硫酸盐还原-氨氧化反应不是基元反应.硫酸盐能把氨氧化为NO-2-N或NO-3-N,其中转化为NO-3-N的反应是限速步骤,缩短反应时间有利于氮损失.     

好氧段碳源浓度对同步去除和富集磷酸盐生物膜的影响

利用聚磷菌以循环交替O/A模式运行,对生活污水处理厂的主流工艺中实现磷酸盐的同步去除和富集,探究了好氧段碳源浓度对聚磷生物膜去除和富集磷酸盐性能以及生物膜中微生物种群结构的影响.结果表明,好氧COD质量浓度从200 mg·L~(-1)降低到0 mg·L~(-1),吸磷速率提升1. 29倍,出水磷质量浓度稳定在0. 5 mg·L~(-1)以下;释磷速率提升3. 56倍,富集液磷酸盐质量浓度从27. 125 mg·L~(-1)升高到55. 91 mg·L~(-1).微生物群落变化中,鉴定为聚磷菌的变形菌门(Proteobacteria)的含量增加约2倍,红环菌科(Rhodocyclaceae)和厌氧绳菌科(Anaerolineaceae)的富集效果分别提高了2. 28和5倍.降低好氧段碳源浓度,有利于聚磷菌的筛选和富集,强化了好氧段磷酸盐的去除以及厌氧段磷酸盐的释放,获得了更高的磷酸盐富集液,并且为以资源回收为目的的未来城市污水处理厂提供降低好氧段碳源需求的理论基础.     

无机型城市景观水体表观污染的悬浮颗粒物粒度分布特征:以中国运河苏州段为例

基于悬浮颗粒物粒度分布特性能为水环境表观质量研究提供重要信息,以流经苏州市市内运河水为研究对象,探讨无机型城市景观水体中不同表观污染程度下水中悬浮颗粒物的粒度分布特性及其影响因素,从悬浮颗粒物的粒径角度来解释无机型景观水体表观污染机制.结果表明,无机型水中悬浮颗粒物以单峰分布为主,中值粒径范围13~25.2μm,组分Ⅱ(粒级3.8~16μm)是优势组分,体积分数范围29.4%~59.6%;水体表观污染的敏感组分为组分Ⅱ(粒级3.8~16μm)和组分Ⅳ(粒级32~64μm),表观污染指数(SPI)与组分Ⅱ和组分Ⅳ体积分数关系具有分段性,分段节点是浊度为45NTU处,浊度小于45NTU时,SPI值与组分Ⅱ体积分数呈显著正相关,与组分Ⅳ体积分数呈显著负相关;当浊度大于或等于45NTU时关系相反.影响苏州运河水粒径分布的因素主要是生物因子和水动力条件,生物因子的作用主要表现为藻类的增加,水动力条件的作用是使水体发生再悬浮,导致水中大颗粒物质的增加.     

苏州城区水体感官质量评价及其时空变化

以苏州城区水体为研究对象,采用水体感官愉悦度评价方法对苏州城区水体水质的时空变化情况进行分析,并筛选出各季节中影响城区水体感官质量的关键因子.结果表明：研究期间苏州城区水体感官质量不断提高,感官愉悦度指数呈上升趋势,从2018年的49.7上升到2019年的57.6,且2019年感官愉悦度指数为60~80的数据占比显著高于2018年;苏州城区水体感官愉悦度指数季节性变化结果表明,冬、春季的感官愉悦度指数高于夏、秋季;苏州城区水体感官愉悦度指数空间分布规律为：古城北优于古城南,古城内优于古城外;各水质参数中,浊度对城区水体感官质量影响较大,平均占比达到40%.评价结果表明,苏州城区水体感官质量显著改善,但仍有进一步提升的空间,尤其是需要降低水中的悬浮物,提升水体的透明度.     

一种城市水体感官质量的评价方法

随着水十条的颁布实施,大量城市水体水质得到显著提升,而目前的水质分级评价方法难以反映城市水体的感官质量提升.本研究选择苏州市区23个城市水体采样点,通过定期监测获得了774套水质与感官评价数据.在此基础上,提出了一种符合城市水体特点的感官质量评价方法.通过考察城市水体感官质量与不同水质指标的相关性,筛选出了氧化还原电位、浊度、氨氮、溶解氧作为表征城市水体感官质量的特征性指标,并确定了不同指标水体分级的浓度限值,通过插值计算以及加权平均的计算方法,建立了城市水体感官愉悦度指数（WCI）评价方法.对该评价方法进行了验证,发现依据水质指标计算得到的WCI与现场人员感官评价结果相对误差小于40%的样本占总样本量的93%.研究结果表明,该方法可用于平原河网地区城市水体感官质量的评价,并为地方水体修复治理效果评价和公众休闲娱乐提供指导.     

基于污泥转移的SBR工艺污泥沉降性能研究

具有污泥转移功能的SBR工艺是利用SBR工艺的间歇运行特性,通过污泥回流的方式在并联运行的SBR间实现活性污泥的转移,使各SBR反应器中反应阶段污泥量增加,沉淀撇水阶段减少,从而提高系统除污效能和处理能力。以某低浓度城市污水为水源,进行了中试研究。分析了在不同污泥转移量下系统中污泥的沉降界面、污泥指数等关系,考察了污泥转移对SBR处理能力的影响。试验结果表明:污泥转移可改善污泥沉降性能,30%的污泥回流比下反应器中污泥的SVI值由无污泥转移时的140降低为93左右;采用30%的污泥回流比进行污泥转移可将传统SBR工艺处理能力提高近1/2。     

污泥转移序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺除磷特性

污泥转移序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺是由连续运行的生物选择器和数个并联的SBR主反应器构成的,通过污泥回流的方式提高了SBR反应阶段的活性污泥量并削减了沉淀阶段的污泥总量,从而强化其除污能力,并提高其容积利用率.新工艺处理城市生活污水的试验结果表明,污泥转移量对系统除磷影响显著;当污泥转移量为0、15%和30%时系统出水总磷的平均去除率分别为16.5%、74%和93%;生物选择器中厌氧释磷量与污泥中PHB(聚-β-羟基丁酸)含量呈现良好的正相关性.在适宜的运行模式下,SBR充水比45%、污泥龄10 d、污泥转移量30%,系统对总磷的平均去除率能达到93%以上,出水总磷浓度可控制在0.30 mg.L-1以下,且其它出水各项水质指标均能达到国家排放标准的要求.