上流式多功能生物反应器的脱氮除磷研究

以实际污水处理厂沉砂池出水为研究对象,试验研究了冬季低温条件下"上流式多功能生物反应器+好氧池+二沉池"工艺对低碳源南方城市污水的脱氮除磷效果。该生物反应器采用上向流形式,综合了初沉池、厌氧池、缺氧池的功能。结果表明:新工艺在低温条件下能保持良好的硝化、反硝化功能,出水COD、TN和NH+4-N可稳定达一级A排放标准,出水TP效果可通过增大处理规模、控制规律排泥进一步提高。     

CRI系统反硝化细菌的筛选及脱氮性能研究

从深圳市白芒污水处理厂的人工快渗(CRI)系统筛选出6株反硝化细菌,通过细菌16S rDNA序列的测序和比对,并结合细菌的形态和生理学特征,基本确定F11菌株为布鲁菌属(Brucella sp.),F12、F53菌株为苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.),F21菌株为灿烂类芽孢杆菌(Paenibacillus lautus),F31菌株为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),F51菌株为纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans);同时,在初始浓度为106单位/mL的条件下,经过12 d的脱氮性能检测,其对硝态氮的平均去除率为71%左右。对未来制备反硝化菌剂和加强CRI系统的脱氮能力奠定了基础。     

连续砂滤池在低水温条件下的反硝化脱氮效果

研究在低水温条件下连续砂滤池的反硝化脱氮效果及其主要影响因素,寻找最佳的甲醇碳源投加比。运行结果表明:当水温降低至11.7℃时,在连续砂滤池里反硝化菌培养时间为24 d;反硝化脱氮稳定运行后,砂滤池的滤速为4 m/h时反硝化去除总氮量超过15 mg/L,容积负荷达0.6 kg/(m3·d),最佳甲醇碳源投加比为2.8~3.2,出水COD、SS浓度均可达到一级A排放标准;影响连续砂滤池反硝化脱氮效果的主要因素为进水水温、硝酸盐浓度、溶解氧浓度、上升水力流速和甲醇投加比。     

污泥处理废气清洗设备及其性能影响因素研究

基于在污泥处理中产生的一定量的废气,提出了一种多级水幕式污泥处理废气清洗设备,分析了其工作过程。并以之为研究对象,通过实验得出清洗装置的处理风量,水幕的厚度、层数与废气处理效率的关系。并测量了不同水幕厚度与处理风量下废气清洗装置的整机压力损失。实验结果表明:水幕厚度一定的情况下除废气效率随着处理风量的增加而增加,在水幕厚度一定时随着水幕层数的增加除废气效率也会增加,但并不是水幕的层数和厚度越大除废气的效率就越大。要获得最佳的除废气性能,必须使清洗装置的处理风量与水幕的层数、厚度合理的匹配。当处理风量为0.45 m3/s时,水幕层数为3时,水幕厚度为2 mm时,设备的除废气效果达到最佳,可达到87.32%。     

处理低污染河水的湿地内氮迁移转化过程模拟

为了明确以低污染河水为原水的人工湿地中的主要脱氮机制以及氮素的归趋形式,以洱海流域邓北桥湿地工程为研究对象,根据湿地内发生的生物反应、物理吸附以及沉淀等过程,建立了生态动力学模型,模拟湿地中氮素的迁移转化. 结果显示,所建模型能较好地模拟出水中ρ(NH₄+-N)、ρ(NO₃--N)、ρ(ON)(ON为有机氮)的变化趋势,效率系数(R)分别为50.2%、67.6%、81.2%. 通过对湿地氮素迁移转化与去除量的模拟结果分析,确定了湿地除氮的主要机制为硝化、反硝化、植物吸收. 反硝化作用可以去除进水中50.0%的TN,植物吸收可以去除进水中11.0%的TN,底泥则可以吸附进水中3.5%的TN. 模拟得到硝化速率平均值、反硝化速率平均值、植物吸收氮速率平均值分别为0.234、0.438、0.050 g/(m3·d).      

低温域湿地植物根际硝化强度及氨氧化微生物研究

以低温域(0~15 ℃)下黄菖蒲(Iris pseudacorus)、菖蒲(Acorus calamus)和香蒲(Typha orientalis)3种湿地植物为研究对象,分别取其根际土壤测定硝化强度,并采用FISH(荧光原位杂交)技术,考察植物根际AOB(氨氧化细菌)、AOA(氨氧化古菌)的数量变化规律. 结果表明:低温条件下,香蒲根际土壤的硝化强度最高,平均值为1.40 mg/(kg·h),黄菖蒲和菖蒲的平均值均为0.96 mg/(kg·h). 湿地植物根际土壤中的细菌数量(数量级为1010)远高于古菌(数量级为108),其中AOB为优势菌种,3种湿地植物的AOA数量分别约占总古菌数量的46.0%、47.9%和49.7%. 3种湿地植物根际AOB的数量(以湿土计,下同)排序为香蒲(2.57×109 g-1)>黄菖蒲(1.23×109 g-1)≈菖蒲(1.14×109 g-1),AOA的数量(以湿土计)排序为黄菖蒲(2.78×108 g-1)>香蒲(2.57×108 g-1)>菖蒲(1.15×108 g-1). 微生物分布特性和硝化作用效果均表明,不同植物根际氨氧化过程的主要作用微生物具有一定差异,AOA和AOB对于湿地土壤氮转化均具有不可忽视的作用,并与植物本体、土壤硝化过程微环境之间有一定的耦合关系.      

污泥浓度对双重后置反硝化工艺脱氮除磷的影响

利用城市实际污水考察了ρ(MLSS)在2 400、3 350、4 300和5 250 mg/L 4种工况下SBR反应器(厌氧/好氧/缺氧/再好氧/沉淀/排水/预缺氧运行模式)的脱氮除磷效果,并分析了反应器单个周期内有机物、氮和磷的转化过程及污泥产量. 结果表明:ρ(MLSS)由2 400 mg/L升至5 250 mg/L时,系统TN去除率由52.5%升至66.6%;后续缺氧及预缺氧工序的脱氮比例(该工序TN去除量占系统TN总去除量的比例)由12.7%增至23.1%;ρ(MLSS)为4 300 mg/L时系统TP去除率(75.6%)达到最大. 后续缺氧及预缺氧工序中,ρ(MLSS)与内源反硝化速率呈正相关(R2=0.703 7);提高ρ(MLSS)可使PAOs(聚磷菌)在下一个周期内获得更多的碳源,使厌氧释磷量由1.62 mg/L升至9.10 mg/L,但PAOs吸磷动力会减弱,对除磷不利. 在后置反硝化、污泥衰减、能量解偶联等减量机制共同作用下,ρ(MLSS)为4 300 mg/L时系统污泥减量可提高24.4%. 从脱氮除磷及污泥减量效果综合考虑,ρ(MLSS)是双重后置反硝化工艺重要的控制参数,在该研究条件下控制在4 300 mg/L最优.      

络合萃取法处理金刚烷胺制药废水

采用络合萃取法处理金刚烷胺制药废水,考察了初始pH、络合剂种类、稀释剂配比、油/水相比和反应温度等对废水中金刚烷胺萃取效率的影响,并对萃取剂中金刚烷胺进行了反萃取分离回收. 结果表明:采用V(P₂₀₄)〔P₂₀₄为二(2-乙基己基磷酸)〕∶V(正辛醇)为3∶2的复配萃取剂处理金刚烷胺制药废水,在初始pH为8.0、油/水相比为1∶1和温度为25 ℃的条件下,能够去除废水中99.7%以上的金刚烷胺;在反萃取过程中,V(P₂₀₄)∶V(正辛醇)为1∶4的复配萃取剂可以获得更高的反萃取效率,以1.0 mol/L的HCl溶液为反萃取剂,当油/水相比为1∶1时,可将51.7%的金刚烷胺从萃取剂中反萃分离,回收得到的金刚烷胺盐酸盐溶液可以回用到生产工艺中,P₂₀₄-正辛醇复配萃取剂可在萃取和反萃取过程中多次重复使用.      

三峡库区典型消落区土壤氮磷的动态变化特征

在三峡库区干流段忠县石宝寨与支流段汝溪河涂井设置固定采样点,研究1年内不同月份、不同高程出露表层土壤氮、磷含量随水位变化特征.结果表明,干流石宝寨点(未淹区/消落区)土壤中全氮、全磷年均含量分别为(0.68/0.74)、(0.56/0.54)g·kg-1,而支流涂井点为(0.67/0.80)、(0.52/0.65)g·kg-1,其中,干支流采样点消落区全氮含量在7月累积量最明显,全磷含量在9月最高;相应干流采样点的速效氮、速效磷年均含量分别为(39.81/40.42)、(11.75/14.22)mg·kg-1,而支流采样点为(35.63/48.89)、(6.72/7.68)mg·kg-1,其中,干支流采样点消落区速效氮含量在9月累积量最明显,速效磷含量在7月最高,与相应全量特征不同.可见,消落区土壤氮磷全量高,其相应速效态含量未必高.较于未淹区,干流石宝寨与支流涂井消落区土壤氮磷含量在落干期间均表现出一定的积累,且涂井点的累积量明显高于石宝寨点,待水位上涨时,汝溪河的潜在富营养化风险更大.     

巢湖流域十五里河水体与表层沉积物生物可利用磷(BAP)研究

研究了巢湖十五里河水体与表层沉积物的氮磷分布,并采用传统化学分析法和梯度扩散膜技术(DGT)分析了沉积物中生物可利用磷(BAP)含量。结果表明,十五里河水体正磷酸盐(DIP)和总磷(TP)浓度自上游至下游呈现先上升后下降的趋势,且一直保持在富营养化水平〔ρ(DIP)≥0.343 mg·L-1,ρ(TP)≥0.676 mg·L-1〕,上游的污水汇入是导致水体磷浓度急剧升高的主要原因,中游污染源少而使磷浓度下降,下游农业面源与支流的汇入又使磷浓度有所增加。沉积物中4种BAP含量由高到低依次为藻类可利用磷(AAP)含量、NaHCO3提取磷(Olsen-P)含量、水溶性磷(WSP)含量和易解吸磷(RDP)含量,其中沉积物w(AAP)和w(Olsen-P)与沉积物w(TP)之间呈显著正相关(P0.01)。中下游河段沉积物孔隙水中磷具有向水体迁移的趋势,说明这些沉积物磷有自孔隙水向上覆水扩散的潜在风险。十五里河BAP含量检测结果表明,DGT技术与传统化学方法检测结果相关性显著,因此DGT技术可作为今后十五里河BAP分析研究的重要工具。