不同基质条件下厌氧氨氧化反应器中硝化细菌的分离及选育异养AOB菌株的特性

对长期分别以模拟配水和生活污水为基质运行的ASBR厌氧氨氧化反应器中的硝化细菌进行解析,对比了2种基质条件下厌氧氨氧化反应器中硝化细菌的群落结构,并分别选育的异养AOB菌株a-2-2和YA-2-4L的生长和脱氮特性进行研究。实验结果表明,以生活污水为基质的反应器比模拟配水为基质的反应器中硝化细菌的生态多样性更丰富。在生活污水为基质的反应系统中挑选的a-2-2菌株为假单胞菌属,其48 h内NH+4从39 mg/L下降到5.83 mg/L,NH+4去除率为85.06%,其最适生长pH为7.5,而在pH为8时具有最佳的硝化能力,在盐度为0%~4%范围内活性较好,其最适生长温度36℃,但在32℃具有最佳的硝化能力;在以模拟配水为基质的反应系统中挑选的YA-2-4L菌株为不动杆菌属,其48h内NH+4从39.1 mg/L下降到6.95 mg/L,NH+4去除率为82.22%,最适生长pH为7.5,而在pH为8时具有最佳的硝化能力,在盐度为0%~4%范围内活性较好,其最适生长温度为36℃,但在32℃具有最佳的硝化能力。     

亚硫酸氢根活化高锰酸根氧化富里酸对消毒副产物生成势的影响

考察了高锰酸钾/亚硫酸氢钠(PM/BS)氧化体系对天然有机物(NOM)组分富里酸(FA)的结构变化及消毒副产物(DBPs)生成势的影响.通过紫外-可见光谱、总有机碳(TOC)、三维荧光光谱对FA结构变化进行了表征.结果发现,经PM/BS预氧化之后,PM的光谱特征峰及FA的荧光强度峰均消失.三氯甲烷(TCM)及二氯乙腈(DCAN)分别是FA生成的主要的含碳及含氮类DBPs.在PM单独氧化中,TCM与DCAN的浓度随PM投加量的增大都呈现先略微上升后下降的趋势;而在PM/BS体系中,随着PM/BS投加量的增大,TCM的浓度呈现先降低后升高的趋势,而DCAN的浓度则显著上升.反应pH也显著影响FA的DBPs生成势,在PM体系中,除TCM和DCAN外其他DBPs(1,1-二氯丙酮(1,1-DCP)、1,1,1-三氯丙酮(1,1,1-TCP)、三氯乙腈(TCAN)、三氯硝基甲烷(TCNM))浓度总体随pH的增大而下降.在PM/BS体系中,随着pH的升高,C-DBPs及N-DBPs总浓度总体呈现先降低后升高再降低的趋势,pH 7.5时达到最大值.在pH 7.5时,无预氧化的条件下生成的TCM浓度约为100.7μg·L~(-1),DCAN浓度约为7.5μg·L~(-1);在PM预氧化条件下二者浓度分别为127.5μg·L~(-1)和9.7μg·L~(-1);而在PM/BS预氧化条件下生成的TCM高达217.1μg·L~(-1),DCAN为9.3μg·L~(-1).PM/BS氧化工艺在加速降解微量有机物的同时,亦将改变NOM结构,进而有可能提升NOM的DBPs生成势,在实际工程应用中应予以关注.     

海水优化ANAMMOX包埋固定化及其处理含海水污水的脱氮性能

为提高包埋厌氧氨氧化菌材料的机械稳定性,通过实验对包埋原材料组合进行筛选并在制备过程中添加海水对材料性能进行优化.结果显示：最优材料配比为聚乙烯醇（PVA 125 g·L^-1）-海藻酸钠（SA 20 g·L^-1）-活性炭（40 g·L^-1）,固化时间为18 h.添加海水优化后,由于霍夫迈斯特效应,胶珠内部孔径较大且分布不均,机械稳定性和生物容纳量明显高于淡水组,根据拉曼光谱解析表明添加海水后胶珠中-OH可更大程度与交联剂发生交联反应.利用活化后的包埋菌处理含海水污水,经过21 d的运行NH₄⁺-N去除率达到90%左右,化学计量比△NH₄⁺-N：△NO₂^--N：△NO₃^--N稳定在1：（1.04±0.1）：（0.17±0.02）,自第21 d开始静止运行至第46 d后负荷提升1倍,氨氮去除率和化学计量比无明显波动,总氮去除率稳定在85%左右,总氮去除负荷为0.2kg·（m³·d）^-1.     

MBR工艺处理含50%海水的污水试验研究

采用MBR工艺对含50%海水的污水生物处理进行了试验研究。实验条件为进水COD为300～2 600 mg/L,NH₃-N为50～300 mg/L,pH值为6～9,混合液污泥浓度为7 000 mg/L,溶解氧浓度为2～4 mg/L,温度为20～25℃。试验结果表明,系统的最佳运行条件为：有机负荷＜3.2 kg COD/（m³·d）,氨氮负荷＜0.35 kg/（m³·d）,pH值在7.5～8.5之间,HRT＞12 h。在此条件下,COD与氨氮的去除率可同时达到90%。高盐环境下微生物所分泌的大量胞外多聚物是造成MBR工艺处理含盐废水过程中膜污染的主要原因。     

铝业碱性赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺研究

研究探讨了碱性废弃物赤泥的常压悬浮碳化法脱碱绿色环保新工艺。详细研究考察了反应温度、反应时间、液固比以及CO₂通气量4个因素对赤泥脱碱效能的影响,确定了最佳工艺参数和技术条件。研究表明,在温控60℃,反应时间1.5 h,液固比为10,CO₂通气量为0.8 L/min的反应条件下,赤泥脱碱率（以Na₂O计）达到85%以上,同时得到含3%～5%碳酸盐的碱性溶液。与传统生石灰脱碱工艺相比,悬浮碳化法具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高,无废弃物排放等优点,并可实现双废物(CO₂废气和赤泥废弃物)的可持续综合利用。     

EGSB反应器在20℃下处理啤酒废水的工艺及微生物学研究

在20℃下连续运行厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器,对其处理模拟啤酒废水的工艺运行、污泥特性及微生物种群结构进行研究,结果表明:①HRT为18 h,经184 d的运行,EGSB反应器的有机负荷(以COD计)可达10 kg/(m3·d),COD去除率为85%以上,去除1 kg COD可产沼气0.58 m3;②随有机负荷逐渐提高,颗粒污泥粒径逐渐增大,沉降性能逐渐提高,但当负荷达到10 kg/(m3·d)时,颗粒污泥平均粒径有变小趋势;与中温厌氧污泥相比,低温污泥的胞外多聚物(ECP)总量有较大增加,其中蛋白质含量增加明显;③与接种污泥相比,在20℃下运行不同时期污泥中产甲烷菌的种类未发生明显变化,但接种同样颗粒污泥在15℃下运行6个月后污泥中的优势产甲烷菌种发生了明显的变化.     

温度对厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮除碳的影响

采用ASBR反应器,研究了温度对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的短期影响.试验结果表明:耦合反应的活化能要小于单纯厌氧氨氧化反应的活化能,厌氧氨氧化与反硝化耦合反应可在一定程度上缓解低温对单纯厌氧氨氧化反应造成的消极影响,温度降低对厌氧氨氧化反应的影响大于对反硝化反应的影响.温度与耦合反应最大比反应速率的关系符合Arrhenius方程,在25~35℃时,耦合反应活化能为49.56kJ/mol,小于厌氧氨氧化反应的活化能66.18kJ/mol,且厌氧氨氧化反应为主导反应,对脱氮的贡献率约为61.29%.9~25℃时耦合反应的活化能为74.91kJ/mol,小于此温度梯度下厌氧氨氧化的活化能106.40kJ/mol,反硝化反应对脱氮的贡献率随温度的降低逐渐升高,9℃时,反硝化反应成为主导反应,对脱氮的贡献率约为75.10%.温度低于25℃时,反应器的容积氮去除速率(NRR)会受温度的影响.     

基于细管流紫外反应系统探讨紫外和真空紫外/紫外辐照下水中微量磺胺甲噻二唑的光降解效果

水环境中存在的微量有机污染物可在较低浓度下对人类造成较大的危害.基于细管流紫外反应系统(MFPS)研究了典型微量有机污染物磺胺甲噻二唑(SML)在紫外(UV)和真空紫外/紫外(VUV/UV)辐照下的光降解过程,发现SML在VUV/UV辐照下的降解速率明显快于UV辐照.采用MFPS测定了各光化学动力学参数:UV和VUV/UV辐照下光子剂量基反应速率常数分别为0.88×10~3和4.64×10~3m~2·einstein-1;量子产率分别为0.227和0.379;羟基自由基(HO·)和SML的二级反应速率常数测定为6.59×10~9L·mol~(-1)·s~(-1).探讨了pH值和初始SML浓度对降解效果的影响,结果表明,VUV/UV辐照下pH 7.0时的SML降解速率达到最大,而UV辐照下SML的降解速率随pH增加而逐渐增大;初始SML浓度的增大会降低UV和VUV/UV辐照下的降解速率.此外,本研究表明MFPS作为实验室光反应系统可快速、准确地测量各光反应动力学参数,VUV/UV在去除水中微量有机污染物方面的效果优于UV,可较好的处理水中微量有机污染物.     

溶剂法提取含油泥砂中原油工艺研究

原油脱水罐、贮油罐、污油灌等底部沉积的含油泥砂含油量高达50%(质量分数,下同)以上,用一般方法难以彻底分离.在对原油组分沥青质、胶质、石蜡处理时,先将氯仿与含油泥砂(质量比为0.33)混合,于60℃在提取器高压作用下挤出大部分原油.再连续通氯仿与含油泥砂(质量比1.1左右)加压洗提,可使泥砂中含油量≤0.3%,符合直接排放的要求.     

有机碳源作用下厌氧氨氧化系统的脱氮效能

采用ASBR厌氧氨氧化反应器,研究不同有机碳源及浓度变化对厌氧氨氧化菌活性与反应器脱氮性能的影响.实验结果表明,当葡萄糖浓度为200 mg·L~(-1)时,厌氧氨氧化活性下降84.2%;当乙酸钠浓度低于120 mg·L~(-1)时不但不会抑制厌氧氨氧化菌的活性,还在一定程度上促进了厌氧氨氧化反应的进行;蔗糖对厌氧氨氧化的促进作用与乙酸钠类似,当浓度为80mg·L~(-1)时,最大比厌氧氨氧化速率提高了25.0%;柠檬酸三钠对厌氧氨氧化反应几乎没有影响,当有机物浓度为80 mg·L~(-1)时,最大比厌氧氨氧化速率达到最大.有机碳源对厌氧氨氧化的促进作用由大到小为:蔗糖乙酸钠柠檬酸三钠葡萄糖.有机碳源作用下,厌氧氨氧化反应可协同反硝化反应去除系统中的硝态氮,提高了系统总氮的去除率.