聚丙烯酰胺对活性污泥特性的影响研究

高分子混凝剂PAM投加是强化污泥造粒的有效方法,但PAM的投加对活性污泥中微生物群落以及对其生化降解性能的影响尚缺乏系统性研究。为此,通过实验室小型实验,在SBR中连续投加PAM,运用FISH等微生物检测技术,研究了PAM对活性污泥的影响。在PAM投量为3 mg/L的条件下,反应器中活性污泥的生长过程与对照反应器没有根本性差别,且PAM投加后MLSS浓度和单位重量污泥的生物量均有一定增大,污泥的沉降性能也得到改善。FISH检测的结果表明,与对照反应器相比,总细菌、亚硝化菌、硝化菌的个数分别由9.1×105、1.8×105和1.1×105CFU/mL增长到1.0×106、2.0×105和1.2×105CFU/mL,说明PAM没有对各种菌落的生长产生不利影响。连续运行80 d的结果也表明,投加PAM的反应器中COD和氨氮的去除均有所改善。     

基于CFD模拟技术的开孔氧化沟特性分析

针对传统氧化沟工艺溶解氧调控困难、曝气区高流速造成能量浪费等问题,通过在氧化沟缺氧区廊道弯道处开设孔洞、设置挡水墙与导流板等措施,提出了一种新型开孔变速氧化沟流态调节理论与技术方案。首先通过计算流体力学模拟开孔氧化沟方案的流态调节效果,模拟结果表明,开孔廊道平均流速为0.20~0.26 m/s,明显高于其他廊道,表明开孔方案可以显著提高缺氧区廊道流速,实现氧化沟变速流态调节效果。其次,建立开孔氧化沟中试系统,通过对比等速氧化沟与开孔氧化沟工艺对有机物的去除效果和微生物群落分布验证开孔方案的可实施性。结果表明,两种工艺对有机物的去除率基本相当,其中COD、SS、TP和NH_4~+-N的去除率在95%以上,而开孔氧化沟工艺对TN的去除率略高于等速氧化沟。两组氧化沟系统中反硝化细菌种类一致,相对丰度分别为1.51%和1.49%,表明氧化沟开孔流态调节方案不会影响系统的运行效果和微生物种类,只是改变了开孔廊道的流态分布。同时采用现场流态测定方法对氧化沟流态和沉泥情况进行了分析,结果表明,开孔方案能够提高氧化沟缺氧区廊道流速,减缓低流速区沉泥现象。因此,在不影响运行效果的基础上,开孔方案减小了氧化沟系统缺氧区廊道推进器功率8.4 k W,达到节能21.2%的目的。     

不同尺度潜流人工湿地对污染河水的净化机制

为了揭示潜流人工湿地对污染河水的净化机制,通过构建实验室规模和中试规模2种尺度的人工湿地,系统分析了人工湿地净化污染河水过程中的基质特性、微生物特性和植物作用。结果表明,2种尺度人工湿地对悬浮固体(SS 95.86%,94.74%)和有机物(COD 85.29%,80.41%;BOD5 90.60%,89.99%)的去除效果相近,而实验室规模湿地对营养物的去除效果(TN 30.13%,TP 76.89%)优于中试规模湿地(TN 20.27%,TP 52.45%)。实验室规模人工湿地的微生物群落多样性和微生物数量更高,并且具有能够脱氮和降解有机物的特属优势菌种黄杆菌和金黄杆菌。中试规模人工湿地能够更好地为植物生长提供适宜的环境条件,中试规模湿地中的植物生物量(1.47 kg·m~(-2))高于实验室规模湿地(1.12 kg·m~(-2)),而且植物在湿地氮磷去除中的贡献率(TN 23.55%,TP 8.80%)也高于实验室规模湿地(TN 11.03%,TP 4.46%)。     

二级出水中亚硝胺类消毒副产物分布及臭氧化特性

在污水深度处理过程中,臭氧氧化通常用来去除二级出水中的难降解有机物,提高后续深度处理工艺的处理效率。针对臭氧氧化对二级出水中亚硝胺类消毒副产物的作用,以城市污水厂二级出水为研究对象,采用固相萃取及超高效液相串联三重四级杆质谱联用仪作为分析测试手段,对二级出水中亚硝胺类消毒副产物的分布及臭氧化特性进行研究。结果表明,二级出水中7种亚硝胺类物质浓度由大到小依次为NPYR、NDIP、NDBA、NDMA、NMEA、NDPA和NDEA,均值分别为250、45.96、31.17、28、4.92、4.71和2.15 ng·L~(-1)。随着臭氧投加量的提升,臭氧氧化会使二级出水中的亚硝胺类物质含量增加,特别是NPYR、NDIP、NDBA和NDMA4种物质;但亚硝胺类物质的生成势却随之降低,且在臭氧氧化作用下亚硝胺的生成势降低量明显高于其自身的增加量,臭氧投加量越大,二者之间的差异越明显。臭氧氧化导致亚硝胺生成势的降低作用可以减少后续深度处理工艺及消毒过程中该类物质的生成,有利于保障再生水的回用安全。     

新型堆肥生物反应器人粪便堆肥功效的评价

利用以锯末为载体的Bio-Lux S15型生态卫生设备,对人粪便进行了连续性堆肥实验,考察了BOD₅、粪大肠菌和蛔虫卵的灭活以及最终产品N、P和K等肥料成分的含量。实验结果表明,最初30 d,BOD₅的累积去除率由27％快速增加到50％,之后的30 d维持在50％左右,随后下降至40％左右。生态卫生设备中维持50～60℃的温度是杀灭粪便病原微生物的适宜条件,可保证粪便投入后在24 h内,粪大肠菌的灭活率达到99.99％,蛔虫卵的灭活率在2 h内达100%。对反应周期内载体的N、P和K等肥料成分的分析结果表明,反应过程中3种肥分都持续积累,在反应末期,按TN、P₂O₅和K₂O计算的3种肥分最终分别达到25.1、123.4和2.0 g/kg,基本上达到了农用肥料的国家标准,表明以锯末为载体的反应器具有良好的堆肥效果。     

含盐量与负荷对好氧颗粒中自养与异养菌的影响

研究了含盐量分别为2.5％和5％,有机负荷分别为8 kg COD/(m³·d) 和16 kg COD/(m³·d)条件下好氧颗粒污泥中自养菌和异养菌的成长情况,研究结果如下：(1)系统在高COD负荷条件下抗盐度的冲击能力要强于低负荷条件;(2)从4个反应器对COD的去除效果来看,含盐量对异养菌的影响要低于硝化自养菌;(3)在低负荷情况下,硝化自养菌为优势菌种,在一个周期内产生的NO^-₃-N要高于高负荷,而在高负荷情况下,异养菌为优势菌种。     

城市污水处理环境效益量化分析

运用生命周期评价（LCA）方法对西安市北石桥污水净化中心污水处理工艺从其原材料开采和加工开始直到污水厂施工建设、处理运行以及废弃拆除的生命周期全过程资源消耗、能耗和环境影响进行了识别和量化分析,同时结合一维水质稀释模型,提出污水处理环境效益估算模型。采用最大污染权重因子对模型进行计算,结果表明,采用深度处理比常规二级处理多产生1 708.52×10⁹kJ的环境正效益。     

城市景观水体水质净化的人工湿地设计

从设计规模、水质标准、湿地平面和堤坝设计、进水方式以及防渗结构和湿地植物等方面,介绍了用于景观水体水质净化的人工湿地系统及设计方案。以西北地区某园区为例,根据天然地势设计了5级阶梯式人工湿地,确保出水水质作为景观水水源,并参与城市人工河湖系统的水循环系统的正常代谢。     

生物造粒流化床污水处理反应器中微生物生长比较分析

利用传统细菌计数方法及分子生物学方法对新近发展起来的生物造粒流化床反应器与A2/O工艺的微生物特性进行比较研究.反应器中好氧菌、反硝化菌及反硫化菌的计数结果显示,单位质量的活性污泥中,生物造粒流化床中好氧菌的分布数是A2/O工艺好氧区的1～2倍,反硝化菌总数介于A2/O工艺的好氧区和缺氧区之间,而反硫化菌的总数介于A2/O工艺的缺氧区和厌氧区之间.用PCR-DGGE技术对生物造粒流化床反应器及A2/O工艺中的微生物进行多样性分析,结果显示,生物造粒流化床反应器的微生物群落比A2/O工艺丰富;DGGE指纹图谱聚类分析表明,生物造粒流化床反应器与A2/O工艺的微生物群落相似性为57.6%.     

屋面雨水不同储水形式的水质演变及微生物种群特性

储水水质安全保障是提高雨水资源储用效率的关键,而屋面雨水是雨水储存利用的最佳场景. 研究通过长期监测屋面雨水储存过程中水质演变,构建不同储水材料（PE、玻璃）和不同DO调控模式（密封、曝气）的储水形式,采用16S rRNA微生物多样性测序技术和环境因子关联性等分析方法,探明微生物代谢作用下的水质变化特征以及潜在的利用健康风险. 结果表明, 储水过程中COD的降解主要发生于前10 d,同时营养盐也主要依赖微生物的代谢作用进行转化. 不同储水形式下水质变化特征存在差异,传统PE储水材料会促进部分致病性黄色杆菌属（Xanthobacter）的繁殖,链格孢霉属（Alternaria）、葡萄穗霉属（Stachybotrys）和枝孢霉属（Cladosporium）等与DO和pH呈负相关. 曝气有利于降低细菌、真菌的丰度,而密封储水方式有利于抑制军团菌等病原菌的增长.