MBBR-A2O/MBR处理农村生活污水动力学研究

采用MBBR-A2O/MBR(又称BCO-MBR)工艺,对水质特征呈现低碳源高氮磷、水质波动大和日变化系数大等特点的农村生活污水进行研究。对比MBBR-A2O/MBR工艺在5种不同水力停留时间下的(0.42 d、0.50 d、0.75 d、1.25 d、1.50 d)运行状况,挑选出最佳的水力停留时间,并利用Lawrence-McCarty模型构建该工艺的污染物降解动力学方程。结果表明,随着水力停留时间(HRT)的延长,MBBR-A2O/MBR工艺对污染物的去除效果逐渐提升。当HRT为1.25d,CODCr、NH3H、TN、TP平均进水质量浓度分别280.67mg/L、36.88 mg/L、50.59 mg/L、2.51 mg/L时,平均出水质量浓度分别为34.33 mg/L、3.19 mg/L、5.13 mg/L、0.63 mg/L,平均去除率分别可达87.86%、89.92%、89.85%、74.95%。CODCr、NH3H、TN出水质量浓度在城镇污水排放标准一级A限值以下,TP出水质量浓度达到一级B标准,因此确定最佳的HRT为1.25 d。污染物降解动力学计算所得模拟值与实际出水质量浓度测量值拟合度良好,其中CODCr模拟值与平均测量值一致性最高,相对误差在0.02~0.14,NH3H与TN的相对误差分别在0.19~0.60和0.1~0.33。这表明污染物降解动力学方程可以较好地模拟工艺出水的污染物质量浓度。CODCr降解动力学方程常数为Vmax=0.19 d-1,KS=82.97 mg/L;NH3H降解动力学方程常数为Vmax=0.02d-1,KS=8.49 mg/L;TN降解动力学方程常数为Vmax=0.024 d-1,KS=8.10 mg/L。研究的动力学常数与传统活性污泥法动力学常数相比,KS较高,而Vmax较低,导致Vmax较低的主要原因可能是测定的污泥质量浓度高于实际有效的质量浓度。研究对利用MBBR-A2O/MBR工艺处理农村生活污水和传统活性污泥工艺提标改造具有一定的应用参考价值。     

溶藻细菌胶囊与植物共生系统的建立及其对Microcystis aeruginosa的控制

当前,蓝藻水华时常爆发,其中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是我国蓝藻水华的典型代表.微生物控藻技术具有高效、生态安全性好、原位修复等特点,近年来已经成为治理蓝藻水华的主要手段.本文通过搭建芦苇湿地试验装置,模拟太湖近岸水域原生环境,以水生植物控藻与溶藻细菌胶囊强化相结合的方式对Microcystis aeruginosa进行生态学-微生物操控试验.从藻胆蛋白、抗氧化系统、膜脂值活性等方面的研究来探究控藻系统的溶藻机制,并通过高通量技术与主成分分析来探索溶藻细菌与藻之间的群落动态关系.试验结果表明,原位藻类控制系统效率高,14 d溶藻率为(88.74%±1.10%),其中溶藻细菌胶囊占主导地位,植物修复为辅.通过对藻胆蛋白的破坏和藻类抗氧化系统的摧毁来导致藻类膜结构的受损,胞内物质流出而死亡.利用高通量技术发现,溶藻细菌胶囊所包埋的菌株Bacillus sp.HL在微生物体系中成为优势菌种.主成分分析结果表明高效原位控藻体系促进了藻体内ROS水平,增强了藻的Zeta电位和抗氧化酶活性,从而抑制了Microcystis aeruginosa的生长.     

太湖芦苇荡底泥中藻毒素降解菌的筛选及其特性研究

针对连年蓝藻暴发造成的饮用水源水微囊藻毒素(Microcystins,MCs)污染问题,从蓝藻暴发时期江苏太湖百渎港芦苇荡的底泥中筛选出一株MC-LR降解菌,命名为CQ5,对该菌株进行形态观察、生理生化试验及16S r DNA分子鉴定,并考察pH值和接菌量对其增殖和降解MC-LR的影响。结果表明,菌株CQ5在系统发育分类学上与耐硼赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus boronitolerans)亲缘关系最近,两者同源性高达99%;菌株能以MC-LR为碳、氮源进行生长,且耐弱酸弱碱;当pH值为7,接菌量为3%时,菌株的增殖及降解效果最好,6 d内可使初始质量浓度为14.12μg/L的MC-LR降至1.68μg/L,降解率达87.96%。     

添加腐殖酸对猪粪/玉米秸秆厌氧发酵中铜、锌钝化效果的影响

针对畜禽饲料添加蓝矾或称胆矾(CuSO₄·5H₂O)、皓矾(ZnSO₄·7H₂O)等重金属化合物，引起畜禽粪便重金属污染风险，本研究通过构建以猪粪/玉米秸秆为发酵原料、腐殖酸为钝化剂的发酵系统，考察添加腐殖酸对猪粪/玉米秸秆厌氧发酵过程中产气量、重金属(Cu、Zn)形态变化及沼渣光谱特性的影响.结果表明，添加的腐殖酸对猪粪/玉米秸秆厌氧发酵产气具有显著促进作用，添加腐殖酸样本组(编号：F1、 F2、 F3)较未添加组(编号：CK)的累积产气量分别提高了19.81%、 28.44%、50.25%；通过BCR提取法分析沼渣中的Cu、Zn形态动态变化，显示添加腐殖酸有利于Cu、Zn的有效态向稳定态转化，F3中Cu、Zn有效态转化为稳定态的效果最佳；显著性分析表明F3中Cu、Zn的钝化效果最佳，Cu、Zn的钝化效果分别为58.72%、17.95%，显著优于其他处理组；腐殖酸对Cu的钝化效果整体优于Zn;FTIR结果显示，厌氧发酵后各处理组沼渣中碳水化合物、脂肪族化合物等有机物分解、减少，芳香族化合物等腐殖质...     

垂直潜流湿地净化蟹池养殖尾水试验

用垂直潜流湿地系统打造闭环式生态养殖模式可达到蟹池尾水零排放.本文以蟹池养殖尾水为受试对象,通过建立“滤石层-载体生物膜”复合型生态系统,考察了河蟹黄蟹期内养殖尾水中氮、磷等污染物的去除特性,调查了垂直湿地模拟装置内生物相特征.结果表明,潜流湿地系统主要通过物理吸附和生物降解的方式对养殖尾水中的污染物进行降解,总氮、总磷、COD和叶绿素a的平均去除率分别为86.29%±2.77%、91.19%±1.18%、70.88%±3.10%、90.95%±1.64%,火山石滤料层表现出显著的氮、磷去除能力,复合菌剂的运用可迅速提升系统整体净化能力.生物相分析揭示,随着潜流湿地装置运行延续,系统内浮游藻类、微型动物、细菌的数量及种类呈不断增长趋势,指示类微生物的出现表明系统内水质得到改善,证明净化后的水质更适于多种类微生物的生存与繁殖,最终实现养殖尾水零排放.     

反硝化细菌强化潜流湿地的污水处理厂尾水脱氮试验

为了揭示反硝化菌强化潜流湿地的污水处理厂尾水脱氮效果及机理,以砾石、红砖碎块、钢渣、陶粒、土壤为湿地填料,茭白、梭鱼草、黑麦草、红叶石楠为湿地植物,构建了两套湿地系统,其中一套投加菌剂,另一套作为对照组,使用双总体t检验方法分析了投加反硝化细菌B8(Pseudomonas putida)菌液于水平潜流湿地系统的操作与生物强化湿地脱氮程度之间的相互关系。结果表明,将反硝化菌(B8)菌液连续14 d投加于水平潜流湿地后,在强化潜流湿地运行的58 d内,其NH_4~+-N、NO_2~--N和TN平均去除率分别为65.3%、94.2%和71.5%;而未投菌的潜流湿地的NH_4~+-N、NO_2~--N和TN平均去除率分别为28.2%、74.7%和43.1%,加入菌剂使潜流湿地氮素去除能力大幅提高。双总体t检验方法分析表明,在停止投菌运行的41 d内,接种B8细菌的湿地系统的总氮去除率显著高于未投菌的湿地系统(p0.05);但在停止投菌运行的58 d内,投菌湿地和未投菌湿地脱氮效果的差异不显著(p0.05),因此确定B8强化水平潜流湿地系统的投菌周期为58 d。     

膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3，属于Ca基膨润土，BET表面积为50．83m^2／g。在恒温及恒定pH条件下，用静态吸附法研究了膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附特性，结果表明其较好地符合Lagergren二级吸附速率方程，对这3种离子的吸附速率为Pb^2＋〉Cu^2＋〉Cr^3＋。利用3种等温线方程对吸附过程进行拟合，发现利用Langmuir吸附等温方程计算的值与膨润土吸附Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋试验数据最为吻合。膨润土对3种金属离子的平衡吸附量为Cr^3＋〉Cu^2＋〉Pb^2＋。     

干粉菌剂保护剂对溶藻菌溶藻效果与稳定性能的影响

针对液体菌剂在使用过程中易受杂菌污染以及运输过程中存储不便等问题,选取蔗糖、甘油、谷氨酸钠、脱脂乳粉等4种常见材料做干粉菌剂保护剂,真空冷冻干燥条件下,以小麦粉作为载体,分析不同浓度保护剂作用下的活菌数量及冷冻干燥前后的活菌率变化,作为探究4种保护剂在干粉菌剂制备过程中保护作用与机理的依据.实验结果表明,浓度为10%蔗糖溶液、10%甘油溶液、4%脱脂乳粉溶液以及8%谷氨酸钠溶液做保护剂时活菌率最高、活菌数最大,蔗糖浓度为10%,冷冻干燥前液体菌剂中溶藻菌的数量约为9.65×10~9 CFU·mL~(-1),冷冻干燥后干粉菌剂中溶藻菌数量约为15.20×10~9 CFU·mL~(-1),溶藻菌成活率为157.51%,高于其他3种保护剂.整个溶藻过程大致持续8 d,在第8 d时,蔗糖作保护剂的菌剂溶藻率达96.04%,以甘油作保护剂菌剂溶藻率达96.11%,菌剂中含有谷氨酸钠和脱脂乳粉,溶藻率分别为94.14%和94.22%.蔗糖和甘油在菌体新陈代谢过程中对菌的保护能力较强,溶藻菌菌体数量多,成活率高,菌体稳定性好,溶藻效果比液体菌剂稍差.     

荧光标记无磷缓蚀阻垢剂(PESA-X)的制备及其性能研究

针对绿色环保的无磷缓蚀阻垢剂无法用常规总磷检测方法监测的问题,为了实现对循环冷却水系统中的有效无磷缓蚀阻垢剂含量的实时检测与控制,将无磷缓蚀阻垢剂PESA与荧光示踪剂CBS-X按照一定比例复配制备荧光标记无磷缓蚀阻垢剂(PESA-X)。采用荧光光谱法和碳酸钙沉积法来研究PESA-X的性能,同时还建立以荧光强度为指标的动态阻垢模型。结果表明,PESA-X的荧光强度与其质量浓度呈正线性相关,其线性拟合方程为Y=18.805 X-5.26,R^(2)=0.9997。且PESA的阻垢性能基本没有受到荧光示踪剂CBS-X影响。PESA-X的稳定性良好,受pH、温度、光照时间等因素影响较小。通过动态阻垢实验可知,荧光强度(Y)与Ca^(2+)质量浓度(X)的线性方程为Y=2052.38X-198.20,表明了荧光示踪剂CBS-X与PESA同步消耗。因此,通过对PESA-X的荧光强度分析可以实时显示水处理系统内无磷缓蚀阻垢剂PESA的含量,从而实现用荧光强度定量循环水系统中无磷缓蚀阻垢剂PESA的有效质量浓度,为工业循环冷却水系统实时检测与控制无磷缓蚀阻垢剂的含量提供理论基础。     

曝气生物滤池污水处理工艺与设计

论述了曝气生物滤池污水处理原理、构造及其滤料作用机理,提供了一种利用粉煤灰和粘土生产生物滤料的配方和生产工艺流程,并对当前曝气生物滤池滤料研究进行了归纳,介绍了几种曝气生物滤池工艺基本类型及其组合流程。曝气生物滤池污水处理工艺设计与计算主要包括滤料体积、滤池总面积、滤池高度、布水布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等。作为实例,对水量为2500m3d小区污水曝气生物滤池(DC、DN)进行了工艺设计。