生物膜填料比表面积对移动床生物膜反应器中非甾体抗炎药去除的影响

非甾体抗炎药（Nonsteroidal anti-inflammatory pharmaceuticals,NSAIDs）是污水中高频检出的新兴污染物.污水处理厂对其去除效果不佳,出水中的NSAIDs会对水生生态系统造成潜在不利影响.移动床生物膜反应器（Moving bed biofilm reactors,MBBRs）是一种去除污水中新兴污染物极有潜力的生物处理技术.MBBRs中填料的比表面积对NSAIDs去除影响较大.本研究选用3组不同比表面积的填料（S填料：460 m²·m^-3,M填料：800 m²·m^-3,L填料：1200 m²·m^-3）,采用实验室规模的MBBRs运行150 d去除环境浓度（50 μg·L^-1）的NSAIDs—双氯芬酸（Diclofenac,DCF）、萘普生（Naproxen,NPX）和布洛芬（Ibuprofen,IBP）,考察了填料比表面积对MBBRs中NSAIDs去除的影响及其潜在的影响机制.结果表明,填料的比表面积对NPX、IBP的去除具有显著影响（p<0.05）,对DCF去除效果影响不明显.S、L填料有利于提高生物膜的活性（ATP浓度和脱氢酶活性）,而ATP浓度和脱氢酶活性与NPX和IBP的去除呈正相关.门水平上的变形菌门及属水平上的Steroidobacter、Acinetobacter的相对丰度随比表面积增加而提高,且变形菌门及Steroidobacter、Acinetobacter的相对分度与NPX、IBP去除规律一致.本研究揭示了MBBRs中填料比表面积通过影响微生物活性及群落结构从而影响NSAIDs去除的潜在机制,为MBBRs对新兴污染物的去除提供了参考.     

不同污泥龄下MBR内SMP对膜污染的影响

采用3套膜生物反应器(MBR)研究不同污泥龄下溶解性微生物产物(SMP)对膜污染的影响。结果表明,随着污泥龄的延长,上清液中SMP的质量浓度逐渐降低,SMP中多糖和蛋白质含量与总SMP的变化趋势相同,也逐渐降低。高分子组分及疏水性有机组分占总SMP比例逐渐升高。而膜污染层中SMP的变化与上清液中SMP存在差异性。通过对上清液及膜污染层中SMP与膜污染速率进行相关性分析,结果表明上清液中SMP含量及性质与膜污染速率相关性不显著,而膜污染层中SMP质量浓度、多糖、高分子组分以及疏水性酸性组分对膜污染有显著影响。     

采用真空蒸馏工艺对废弃荧光灯管中汞的处理

采用真空蒸馏工艺处理废弃荧光灯管,在温度400~600℃,恒温时间0.5~2 h的条件下,汞的去除率在6.19%~99.02%,处理后的固体废弃物的TCLP浸出液的浓度均低于0.05 mg/L的国家排放标准限值,其真空蒸馏馏分的汞浓度也低于0.05 mg/L的标准限值,实现了对废弃荧光灯管中汞的无害化处置。     

环境浓度双氯芬酸对活性污泥处理性能和微生物群落的影响

双氯芬酸(Diclofenac,DCF)是水环境中高频检出的新兴污染物,随着DCF的广泛使用,城市污水中的DCF逐年增加,对污水生物处理系统可能产生不利影响.本研究在序批式活性污泥反应器(SBR)中进行了连续120 d的DCF暴露实验,考察了环境浓度DCF(5和50μg·L~(-1))对SBR出水水质、微生物活性及微生物群落结构的影响.结果表明,DCF可降低COD的去除效果,但对氨氮和总氮的去除几乎没有影响.在微生物生理生化性能方面,5μg·L~(-1) DCF可促进超氧化物歧化酶(SOD)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性升高,但50μg·L~(-1) DCF导致SOD和SDH活性下降,DCF胁迫使胞外聚合物(EPS)含量增加.DCF会对微生物群落结构造成影响,其中,革兰氏阴性菌丰度增加,革兰氏阳性菌在5μg·L~(-1) DCF压力下丰度无明显变化,但在50μg·L~(-1) DCF压力下丰度显著降低(p0.05),微生物群落多样性在5μg·L~(-1) DCF下增加但在50μg·L~(-1) DCF下降低.16S rRNA基因焦磷酸测序结果表明,Proteobacteria是活性污泥群落中的优势门.随着DCF浓度的升高,Proteobacteria丰度不断增加,Chloroflexi、OD1和Firmicutes丰度则受到一定程度的抑制.高浓度DCF(50μg·L~(-1))刺激导致特定菌属如Nakamurella、Micropruina等丰度增加.研究结果揭示了环境浓度的DCF对活性污泥微生物处理能力和群落结构的影响特征,可为DCF的风险评估和污水处理工艺的优化提供借鉴.     

外源群体感应-好氧反硝化菌强化生物膜脱氮研究

重点研究了外源添加高AHLs调控能力的群体感应-异养硝化好氧反硝化菌(QS-HNAD)过程中生物膜反应器的运行、生物膜生理生化特征、信号分子浓度、脱氮功能基因含量、群落组成和空间结构的变化.结果表明,高C/N比(8～14)条件更有利于其促进反应器脱氮效能:添加群体感应Pseudomonas mendocina促进了反应器的反硝化,而添加Pseudomonas putida提高了氨氮的去除.与水相比,生物膜相信号分子对于环境变化具有更灵敏的响应,C6-HSL是潜在调控生物膜修复和强化脱氮的信号分子.荧光定量qPCR表明,外源添加QS-HNAD有效促进了氨氧化、硝酸盐还原和一氧化氮还原过程.微生物群落结构分析表明,添加不同外源QS-HNAD菌的生物膜微生物群落结构差异较大,P.mendocina菌促进了放线菌、TM7、变形菌在生物膜中富集.     

MnO2强化厌氧氨氧化工艺启动及其微生物机理研究

通过对照试验考察了添加MnO₂对厌氧氨氧化污泥驯化和培养的影响,并采用16S rRNA基因高通量测序技术和定量PCR分析其机理.结果表明,添加MnO₂粉末能够显著提高容积氮负荷及运行性能,其脱氮速率高达848.04 mg·L^-1·d^-1,几乎是对照组反应器的2倍.16S rRNA基因高通量测序技术和定量PCR结果表明,添加MnO₂粉末促进了典型厌氧氨氧化菌Candidate Brocadia的富集,厌氧氨氧化菌16S rRNA基因和功能基因hzsB的丰度显著提高.     

活性污泥和生物膜模型预测污水中PPCPs去除研究进展

药品及个人护理用品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)在污水中广泛检出,低浓度的PPCPs即可对生态环境和人体健康产生不利影响,污水处理厂出水排放是水环境PPCPs的重要源.活性污泥和生物膜工艺是目前最常用的污水生物处理工艺,这两种工艺涉及的生化过程复杂,影...     

磷酸铵镁热解产物循环沉氨技术进展研究

化学药剂费用过高以及磷酸盐元素的消耗和化学污泥的利用问题是阻碍磷酸铵镁结晶技术应用推广的难题之一,磷酸铵镁热解产物循环技术可解决上述难题.本文叙述了磷酸铵镁热解产物沉氨机理,磷酸铵镁热解影响因素以及热解产物沉氨过程中的影响因素及机理;并阐述了磷酸铵镁热解产物循环过程中带来的新的问题以及可能的解决方法.     

响应面法优化MAP沉淀去除回收尿液中磷的研究

基于模拟尿液的组成特点,利用Box-Behnken Design实验及响应面法对磷酸铵镁(MAP)沉淀去除回收尿液磷过程中反应pH值、Mg²⁺与PO₄^3-物质的量比(Mg/P比)及Ca²⁺与PO₄^3-物质的量比(Ca/P比)3个重要影响因素(分别表示为X₁、X₂、X₃)及各因素之间的交互式影响进行考察,并利用SEM、FTIR、ICP和XRD表征手段分析结晶沉淀组成和晶形特征.实验结果表明,回归方程中X₁、X₂、X₃、X₁X₃、X₂X₃、X₁²、X²₂、X₃²对磷去除率影响显著;当反应pH值和Mg/P比范围分别在8.5~9.5和1.0~1.2之间时,磷去除率响应值能达到99%.产物表征结果表明,模拟尿液中K⁺和Na⁺对结晶干扰较小;当Ca²⁺的浓度相对较低(Ca/P比小于0.25)时,沉淀中MAP的纯度高于85%,晶体形状大部分为斜方形;当Ca²⁺的浓度相对较高(Ca/P比大于0.25)时,沉淀中的MAP下降明显,晶体形状开始不规则,杂质增多;当模拟尿液中Ca/P比为0.5时,MAP纯度仅有约70%.     

焦化废水生化处理过程中溶解性有机物及毒性变化规律

焦化废水中的溶解性有机物(DOM)作为废水污染物和毒性的主要来源受到广泛关注。厌氧-缺氧-好氧(A-A-O)生物法联合混凝沉淀工艺在焦化废水处理中被广泛应用。于2018年4,7和11月分别采集4座焦化废水处理厂废水,采用光谱学分析手段和水生生物急性毒性试验对A-A-O联合混凝沉淀处理过程中焦化废水的DOM和毒性变化进行分析。结果表明,焦化废水中含有大量不饱和芳香性物质,其中类色氨酸、络氨酸物质占主导,其次为类溶解性微生物代谢产物、类富里酸物质和类腐殖酸类物质;未经处理的焦化废水对藻类和大型溞的急性毒性等级为中毒至高毒。A-A-O联合混凝沉淀处理可去除90%以上的类色氨酸、络氨酸和类富里酸物质,但对类腐殖酸类物质去除率相对较低,仅为约80%,关键去除段为缺氧段和好氧段;该工艺对焦化废水急性毒性削减率为80.51%~94.30%,关键削减段为厌氧段。Pearson相关性分析结果显示,焦化废水溶解性总有机碳(TOC)、类腐殖酸类物质荧光组分C1和类富里酸类物质荧光组分C4与废水急性毒性存在显著正相关关系,可利用其作为水样急性毒性初筛的指示性指标。可为焦化废水生化处理的效能优化和废水毒性控制及安全评估提供科学支撑。