改良系统成熟度法定量评估污水LOT技术应用潜力——以水专项及相关技术组合为例

随着污水处理满足再生水品质的需求日益提升,对污水中污染物的去除也逐渐向极限技术(LOT)发展,亟需探索适合我国国情的技术选择方式。基于现有技术成熟度法(TRL)通过算法矩阵构造改良的集成系统成熟度(SRL)评价法,对依托“十一五”、“十二五”和“十三五”期间国家水体污染控制与治理科技重大专项相关课题的LOT备选技术、组合及国内外其他满足LOT备选技术组合,进行综合定量评估,梳理我国LOT技术发展现状、并筛选出12项LOT备选技术组合。其中,“A²O+反硝化深床滤池技术”、“A²O+MBBR+混凝沉淀技术”、“A²O+活性自持深度脱氮技术+BAF技术”的SRL可达0.8～1,达到生产、操作和维护阶段,可直接进行生产应用并面向市场产生较高应用效益,但3项技术组合的TN、TP单位质量去除成本较高,其核心处理功能工艺主要为传统反应器类技术。大部分单项技术TRL的等级大于7,改良SRL为0.6～0.8,处于系统发展验证阶段,相关技术组合正在为真正的市场推广进行产品稳定性提升,且大部分备选技术组合充分利用了植物和湿地等生态技术的优势...     

结晶工艺在废水处理领域的应用与发展

结晶水处理工艺具有占地面积小、不产生污泥、可回收资源等优势,近年在国内外备受关注,随着理论和工艺技术的不断完善,其应用范围逐渐扩大。到目前为止,国外已将结晶水处理工艺成功应用于众多实际工程,但国内对其的研究仍局限于实验室阶段。基于上述原因,本文较全面地综述了结晶工艺在废水处理领域的发展现状,并重点对结晶工艺在磷酸盐、重金属的去除与回收以及工业防垢领域的理论研究和工程应用进展进行讨论,同时探讨了目前结晶工艺存在的几个问题以及下一步的发展方向。     

生物沥浸法去除猪粪中重金属的研究

探讨以猪粪为培养介质,驯化和加富培养获得硫细菌混合菌液,并研究其对猪粪中重金属的生物沥浸效果。结果表明：猪粪可以在18 d内完成驯化,经3轮富集培养的猪粪粪液可作为硫细菌接种菌液。采用此菌液对猪粪粪液接种并投加硫粉,经过9 d的生物沥浸,Cu、Zn和Cd的沥出率分别达到93.0%、90.1%和67.8%。     

以呼吸速率为基础活性污泥抑制动力学常数的测定研究

通过对活性污泥不同抑制情况下呼吸速率变化的分析,对不同的抑制类型提出了利用呼吸速率确定抑制动力学模型中动力学常数的不同方法.产物抑制通过已知起始浓度和呼吸速率曲线,来构建以1/K'P为斜率,KS为截距的直线方程来求解KS和抑制常数.底物抑制先通过呼吸速率求解最值点的底物浓度,然后根据呼吸速率变化最大值点的关系公式求解抑制常数的方法.竞争性抑制和非竞争性抑制通过求解等速点底物浓度的方法求解抑制常数.对于非竞争性抑制还可以通过简单的最大呼吸速率比值法来求解抑制常数.同时选择非竞争性抑制进行了试验验证和常数求解.最终通过2种方法得到葡萄糖降解时NaCl的抑制常数为20.2 g/L,或者0.02倍的KS.     

水解酸化对好氧颗粒污泥形成及脱氮除磷的影响

为研究水解酸化对AGS（好氧颗粒污泥）的形成及其脱氮除磷效果的影响,分别采用R1+R2两段式[HUSB（升流式水解酸化池）-SBR]和R3一段式（SBR）方式培养AGS,研究了不同基质下形成的AGS的脱氮除磷效果,并通过高通量测序对水解酸化污泥（R1）和R2、R3运行初期（12 d）与运行后期（97 d）的AGS微生物群落结构进行解析.结果表明,当进水基质为葡萄糖时,R1+R2两段式和R3一段式都能够成功地培养出颗粒致密、沉降性能好的AGS.接种活性污泥后的第13天R2反应器中形成粒径为>1.0~1.6 mm的颗粒污泥,而R3反应器仍以絮状污泥为主;颗粒污泥成熟后,R2中AGS的粒径增长至1.0~2.0 mm间,R3的粒径主要分布在>1.0~1.6 mm间.两种颗粒污泥对COD_Cr和NH₃-N均有很好的去除效果,去除率均接近100%.R2对TN和TP的去除率分别为88.5%和72.8%,明显高于R3（67.2%和60.1%）;R2出水ρ（TN）最低可达3 mg/L,ρ（TP）可达1.1 mg/L.高通量测序结果表明,Proteobacteria和Bacteroidetes门始终是主要菌种;随着好氧颗粒污泥的成熟,R2和R3的Shannon-Wiener多样性指数均显著增加;R2中成熟后AGS的Shannon-Wiener多样性指数最高（5.40）,表现出良好的生物多样性和系统稳定性.研究表明,水解酸化为AGS的形成提供了关键基质,促进了好氧污泥颗粒化,培养出的AGS运行稳定,脱氮除磷效果好,微生物种群丰富.      

采用好氧气提反应器处理含硫化物废水

采用好氧气提反应器处理人工的含硫废水,在ＣＯＤ：Ｓ＾２＝１．５：１,硫化物负荷２－３ｋｇ／（ｍ＾３．ｄ）的条件下,总ＣＯＤ去除率在４０％左右,硫化物扔平均去除率稳定在９５％以上。实验结果表明,气提反应器作为脱硫处理单元是完全可行的,并且具有控制简单,操作方便和启动快等优点,剩余污泥中的含硫量在３７％左右,经过处理,可以回收利用污泥中的硫。     

生物沥浸法去除不同初始pH值猪粪中的重金属

试验研究了不同初始pH值下猪粪中Cu、Zn和Cd的生物沥浸效果,结果表明猪粪生物沥浸对初始pH值的要求并不严格,具有较广的适用范围。猪粪粪液即使在初始pH值为8的弱碱性条件下,其pH值也可随沥浸时间快速降低,生物沥浸12天降到1.37,Cu、Zn和Cd沥出率可达到90.76%、97.97%和80.45%。初始pH值对重金属的沥浸速率有一定影响,降低初始pH值可以缩短生物沥浸周期,重金属的沥浸周期受不同初始pH值的影响程度从大到小依次为:CuZnCd。初始pH值为5的猪粪粪液可以在9天内完成生物沥浸,Cu、Zn和Cd沥出率可达到93.83%、99.24%和70.98%     

我国餐厨垃圾厌氧处理技术现状分析及建议

随着我国餐厨垃圾排放量的持续增加,已造成严重的环境污染防控压力。为促进我国餐厨垃圾的资源化利用和无害化处理处置,在文献调研的基础上,梳理了我国大中型餐厨沼气工程的发展现状,分析了导致沼气产率低、沼气回用量大等餐厨沼气亟待解决的低经济效益难题的根本原因,并结合实际情况提出餐厨垃圾厌氧消化技术相关的建议,以期为我国提高餐厨垃圾的资源化、无害化处理能力和水平提供参考。     

诱导结晶工艺中诱晶载体的选择与改性

以含铜废水为处理对象,重点考察了诱晶载体的表面性质及表面负荷对诱导结晶过程的影响。结果表明,在工艺启动初期,白云石以及碱式碳酸铜为诱晶载体时,铜的去除率在90%以上,石英砂对铜的去除率较低,但石英砂经表面改性后对铜的去除效率亦可达90%以上。在运行稳定后,几类诱导载体对铜的去除率皆能稳定在95%,说明诱晶载体的表面性质对诱导结晶工艺的影响主要在于反应启动初期,选择与目标结晶产物结构、成分相同或相似的诱晶载体有利于诱导结晶过程的进行。此外,研究结果还表明,诱晶载体表面负荷对结晶过程影响较大,诱导结晶除铜工艺中载体表面负荷不宜高于0.054 g Cu/(m2.d)。     

不同形态厌氧氨氧化菌处理磁分离出水脱氮性能及微生物群落结构变化分析

采用两种不同形态（固定生物膜和颗粒态）的厌氧氨氧化菌（AnAOB）,考察了其对磁分离出水的脱氮性能、氮负荷的差异,同时从分子生物学的角度分析了微生物群落结构的变化.结果表明：采用自模拟污水,35℃恒温、不同水力停留时间（HRT）条件下,两个反应器对NH₄⁺-N和NO₂^--N的去除率均大于90%.此外,反应器内的微生物群落结构也发生改变,固定生物膜和颗粒反应器中Candidatus Kuenenia菌属消失,Candidatus_Brocadia、Candidatus_Jettenia成为体系厌氧氨氧化优势菌属,相对丰度分别上升至0.89%、0.63%（固定生物膜）和8.79%、2.92%（颗粒）.采用磁分离出水,随着HRT的降低,两种形态的厌氧氨氧化菌对NH₄⁺-N和NO₂^--N去除率均在80%以上.反应器中厌氧氨氧化菌Candidatus_Brocadia、Candidatus_Jettenia的相对丰度明显下降,最终稳定维持在0.7%左右,并伴随异养菌的出现.