景观生态型生物污水处理系统研究进展

强化生态过程和绿色技术融入是全球水污染处理产业创新和发展的必由之路。景观生态型生物处理系统将生物脱氮除磷技术与污水生态处理相结合,是低能耗、少加药绿色水处理技术未来实际应用的发展趋势。传统污水生物处理工艺在广泛应用的同时存在缺少美观性、卫生状况差、能源药剂投资大等环境问题,亟需寻求更具环保效益的革新技术。景观生态型污水生物处理系统能有效降低剩余污泥量,改善系统的能源渠道,通过加入生态过程,使水体污染物去除效率得到强化。该文回顾了污水生物处理技术,阐述了景观生态型生物处理技术的原理及优势,将研究应用现况分为生物处理与人工湿地组合工艺、与生态浮岛组合工艺及复合式工艺总结,并提出其在生活污水治理方向的发展前景,以期深化污水处理与生态效益的互馈作用,促进中国景观生态型水污染处理绿色工艺的进一步发展和应用。     

基于水质水量的城镇污水处理厂工艺运行稳定性研究

采用四川省2座位于不同排水服务区域的城镇污水处理厂的样本数据,统计分析了日处理水量,COD、TN、TP浓度及负荷和C/N、C/P等统计量的累积频率分布规律,并分析了各统计量的分布特征对工艺运行稳定性的影响。结果表明,污水处理厂A进水污染物负荷的累积频率分布范围较大,其采用的周期循环活性污泥(CASS)工艺基本能适应进水水质的随机变化,但因存在碳源随机性不足情况,可能导致其脱氮稳定性降低;污水处理厂B进水污染物负荷的累积频率分布范围较小,虽然其采用的厌氧—缺氧—好氧(A2/O)工艺的调控能力较低,但也基本能适应其服务区域内进水水质的随机变化;2座污水处理厂的日处理水量累积频率分布与污染物浓度及负荷的累积频率分布之间均存在显著的差异,日处理水量的累积频率分布比较集中,而污染物浓度及负荷的累积频率分布的离散范围较大,这也潜在威胁到工艺运行的稳定性。总体来看,2座污水处理厂的处理工艺选择恰当,均能较好适应其服务区域的进水水质和水量的要求。     

长期储存亚硝化絮状污泥活性的恢复

为探究长期储存亚硝化絮状污泥的脱氮性能,采用CSTR反应器,接种4℃下储存了10个月的亚硝化絮状污泥,考察其活性恢复性能,并采用Mi Seq高通量测序技术分析了污泥中微生物菌群结构的变化情况.结果表明,控制DO为0.4~0.8mg·L~(-1)、pH值8左右、温度为(30±1)℃等条件,长期储存亚硝化絮状污泥的活性可以在15 d内迅速恢复,氨氮去除率和亚硝积累率均达到90%以上;此外,污泥颜色由接种初期的灰黑色迅速恢复至棕黄色,SVI值显著降低,MLVSS/MLSS升高,EPS含量明显增加.随着亚硝化性能的恢复,厌氧、发酵微生物被洗脱,Nitrosomonas等氨氧化细菌相对丰度显著增加,同时,Nitrospria等硝化菌的生长得到了有效抑制.经历长期储存的亚硝化絮状污泥可作为实现短程硝化快速启动的接种污泥,更有利于短程硝化工艺的实际应用.     

2种有机污染物对鲈鱼生化标志物系统的影响及作用评价

实验生态条件下筛选了鲈鱼的一组生化标志物组成生化标志物系统,研究其对不同有机污染胁迫的响应差异.将鲈鱼分别暴露于2种有机污染物:0.1 mg/L、1 mg/L的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和2μg/L、20μg/L的苯并[a]芘(B[a]P),研究长时间(18 d)、亚致死污染胁迫下鲈鱼生化标志物系统各组分:肝脏组织抗氧化酶中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽硫转酶(GST)以及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和脑组织中乙酰胆碱脂酶(AChE)活性的变化,同期检测了热激蛋白70(Hsp70)表达的变化,并对所得到的结果进行了主成分分析(PCA).结果表明,①与未受胁迫的对照组相比,B[a]P胁迫能够显著诱导鲈鱼体内的SOD、GST、Gpx活性以及GSH含量的变化(p0.05),但对其它几种酶的活性影响并不明显;SDBS胁迫对CAT、Gpx、iNOS和AChE活性的诱导作用明显,但对SOD、GST和GSH的影响较小.Gpx是对2种污染物胁迫响应最灵敏的一种生化标志物.②同时测定了不同胁迫条件下鲈鱼血细胞Hsp70表达的影响,结果发现其在SDBS胁迫组中的表达始终高于对照组,而B[a]P在胁迫前期能诱导Hsp70表达升高,以后逐渐下降至对照水平.③鲈鱼的生化标志物系统的不同组分对不同种类的污染胁迫响应有明显差异,对结果进行主成分分析(PCA)后发现,基于PCA和生化标志物系统的研究方法能有效区分不同污染因子的作用,可能在海洋环境污染的早期、预警性评价中具有良好的应用前景.     

不同配置人工湿地对分散性生活污水的处理效能研究

为研究不同植物及组合(美人蕉+黄菖蒲、花叶芦竹、黄菖蒲、旱伞草)与不同填料(陶粒、沸石、改性沸石、改性钢渣)对系统处理分散性生活污水效能的影响,建立了8种不同配置的潜流式人工湿地中试系统。结果表明,各湿地对COD均具有较好的去除效果(去除率大于70%)。旱伞草、黄菖蒲+美人蕉、黄菖蒲和花叶芦竹四植物系统对TN的去除率均呈先降低后上升的趋势,最终平均去除率分别为57.8%、51.1%、50.4%和45.5%。改性沸石、沸石、陶粒和改性钢渣填料系统对TN平均去除率分别为96.4%、83.7%、34.6%和26.6%。各植物系统对TP的去除效果差异不显著,其中旱伞草系统TP平均去除负荷最大(0.63 g/(d·m2))。各填料对TP的去除效果从大到小依次为改性钢渣、改性沸石、陶粒、沸石,改性钢渣和改性沸石对TP的去除能力显著高于陶粒和沸石,平均去除率达86.3%和78.8%。研究表明,分别采用旱伞草和改性沸石为湿地植物和填料具有较好的应用前景。     

南海北部海域底泥微生物的腐殖质还原性能研究

微生物的腐殖质还原过程自1996年发现以来,日益成为环境领域的一个研究热点。以南海北部海域的8个底泥为实验材料,利用蒽醌-2,6,-双磺酸（AQDS）为腐殖质模式物,初步探讨了南海北部8个底泥培养物对腐殖质的还原能力,并探讨了驯化后的8个底泥微生物对腐殖质的还原过程。结果发现：从南海北部深海海域到海陆交接的香港米浦红树林的8个底泥样品培养液均能很好的还原AQDS;驯化后的8个站点底泥微生物对腐殖质还原的能力有所不同,在48 h,E425站点培养液中的OD450只有0.74,其余7个站点培养液中的OD450都在2.0~3.0之间,推测其原因是8个站点中腐殖质还原微生物的数量具有明显差异,使得各站点的OD450差异很大。研究结果为认知腐殖质还原微生物的分布和探究腐殖质还原微生物在环境中的生态学意义提供重要的理论依据。     

物联网技术在地震救灾中的应用

研究了物联网技术在地震救灾中的应用。在体系结构设计中主要针对无线传感器网络节点、自组网技术、数据采集与灾情分析软件、多源信息融合等几个方面开展研究,构造出基于物联网技术的信息处理平台,在此基础上组建一个地震监测、预警及救灾部署控制中心,并实现信息处理平台与城市基础设施的互连接口。最终,在地震救灾中能够利用多源信息融合技术为控制中心实现决策和指挥提供科学、高效的服务。     

区域环境中三氟乙酸富积多相传质模型研究

建立了描述挥发性有机物在大气、水、土壤和底泥等环境中动态分布的多相传质模型,并用于分析长江流域江苏段及太湖水系区域内三氟乙酸(TFA)在各环境相中的分布. 采集实测数据约300个,比较实测值与模拟值,对模型的可靠行进行验证. 建立了检测环境中微量TFA前处理及方法. 结果表明:多相传质模型能够正确描述研究区域内环境中的TFA分布. 在给定排放量变化规律的前提下,预测未来10年内研究区域环境水体中ρ(TFA)将接近100 ng/L,接近现阶段欧美发达国家主要水体中的ρ(TFA).      

水洗碳氢溶剂废气的废水生物降解效能及影响因素研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)/连续搅拌反应器(CSTR)组合工艺,通过构建共基质体系对水洗碳氢溶剂废气的废水(简称水洗废水)进行处理研究,探讨了共基质体系可行性,考察了水力停留时间(HRT)、硝化液回流比(R,%)、COD和氨氮质量比(C/N)、pH等对水洗废水处理效率的影响。结果表明:(1)共基质体系对去除水洗废水中难降解有机物效果显著。水洗废水占总废水的体积分数≤60%时共代谢效果最佳,COD平均去除率高于84%,氮污染物的去除受该体系影响小。(2)HRT=12h时碳污染物去除效果最佳,COD平均去除率为89.40%。较长的HRT利于脱氮,HRT=24h时氨氮平均去除率达98%,平均出水氨氮为0.87mg/L。R=300%(体积分数)时碳氮污染物去除效果最优。(3)C/N=10时组合装置对废水的脱氮除碳性能最好,COD、总有机碳(TOC)、氨氮和TN平均去除率分别为87.93%、93.11%、95.94%和77.29%。除碳最适pH为6.7,脱氮偏好碱性环境(pH=8.6)。