好氧颗粒污泥膜生物反应器污泥性状研究

采用厌氧-好氧运行方式的颗粒污泥膜生物反应器（GMBR）,连续运行近120　d表现出良好的有机物去除及同步硝化反硝化能力.对GMBR中污泥粒径分布变化研究表明,GMBR中污泥浓度的增加主要是由于粒径0.18～0.45　mm的小颗粒污泥及小于0.18　mm的絮状污泥的增加造成的,粒径大于0.45　mm的颗粒污泥能够基本稳定维持其颗粒形态,反应器运行末期,GMBR中颗粒污泥（粒径大于0.18　mm的污泥）含量稳定在污泥总量的60％～65％以上.污泥表面电荷量随着污泥组成形态的变化电负性逐渐增加,80　d后稳定在-0.42～-0.80　meq·g^-1之间.污泥表面电荷的负电性增加主要是由小于0.45　mm的污泥造成的,其中小于0.18　mm的絮状污泥对其影响最大.并且,污泥粒径越大污泥表面负电荷量越少,两者具有较好的线性关系.另外,GMBR中SVI稳定在60～90 mL/g之间,并且随着污泥表面电荷负电性的增加污泥SVI值增加,两者之间具有一定的相关性.     

颗粒污泥SBR处理生活污水同步除磷脱氮的研究

采用厌氧-好氧的SBR运行方式,以人工配水培养的好氧颗粒污泥为接种污泥,处理碳、氮、SS浓度均较高的生活污水,研究了系统中颗粒污泥的稳定性及其去除有机物和同步除磷脱氮的效果.经过1个月的驯化培养,颗粒污泥即可呈现出良好的污染物去除性能并趋于稳定,反应器中颗粒污泥含量始终占污泥总量的68%以上.颗粒污泥系统污泥浓度为5 000～6000mg/L,SVI值为20～35 mL/g.经过3个月的运行后,反应器中颗粒污泥由原来以粒径0.6～0.9 mm的中等大小颗粒占主体变为粒径＞1.25 mm的大颗粒占主体.稳定运行阶段颗粒污泥系统对COD、TOC、磷酸盐、氨氮、总氮和SS的平均去除率分别为83.04%、70.41%、94.30%、86.51%、41.82%和85.89%.对反应器运行过程中典型周期的分析,反映出颗粒污泥良好的同步除磷脱氮效果.     

好氧亚硝化颗粒污泥特性的研究

对在小试曝气上流式污泥床反应器中成功培养出的好氧亚硝化颗粒污泥的特性进行了研究.工艺稳定运行时,亚硝化颗粒污泥的VSS/SS稳定在80%左右,粒径大于1.0 mm的颗粒污泥约占总数的70%,粒径大于0.8 mm的颗粒污泥的湿密度约为1?022 kg/m³.荧光原位杂交结果表明,亚硝化细菌主要分布在颗粒污泥的表层,而硝化细菌则分布在表层之下;最大可能数结果显示,亚硝化工艺稳定运行时亚硝化细菌的数量远多于硝化细菌,甚至可高于硝化细菌4个数量级以上.上述结果表明,硝化细菌（AOB和NOB）以接种的产甲烷颗粒污泥或其碎片为载体,通过在其表层附着生长,最终形成好氧亚硝化颗粒污泥.     

含硫气田水微正压气提过程分析优化

针对含硫气田水正压气提效率低、负压气提设备投资较高且工艺流程较复杂的问题,开展了微正压气提除硫试验。同时采用Aspen Plus软件进行微正压气提过程模拟分析,以气提效率和水处理成本作为评价指标,分析了气水比、塔压、进水pH值、进水流量和进水硫化物含量对气提效果的影响。结果表明,微正压气提在进水pH值为4.5～5.5,塔压30 kPa以下,气水比为6～10条件下,气提效果较好。现场应用表明,优化后微正压气提效率平均为93.15%,比优化前气提效率提高了13.86%,可节约水处理成本约46.11万元/a,为同类含硫气田水处理技术提供一定的参考。     

运用SPME-GC-MS技术探索微生物菌剂对猪粪除臭效果

生猪养殖在我国畜牧业中占有重要地位,但现阶段集约化规模化养殖产生的粪污污染问题,制约着生猪养殖产业的可持续发展。为明确猪粪粪污臭气构成,有效控制和治理猪粪臭味带来的环境影响问题,利用SPME-GC-MS（顶空固相微萃取）,对发酵30 d猪粪粪污的气体成分追踪和分析添加不同微生物菌剂。实验结果表明,猪粪粪污出现强烈的臭味和刺激性的挥发性气体成分主要由硫化物、醚类、醛类、含苯化合物和酮类构成,完全发酵后不仅没有了猪粪的恶臭味,反而散发出类似青草的香味以及木香味,这些主要由醚类和醛类组成。温度是决定微生物种群相对优势、评价堆肥效果的重要指标。3种微生物菌剂中解淀粉芽孢杆菌堆肥发酵的增温效果最快,对猪粪粪污除臭效果较好、臭味消除时间较快,为重点研发复合除臭菌剂,并优化添加条件与复合比例,以达到最优的除臭效果奠定了坚实的理论基础。     

沸石生物滤池联合海绵铁/石灰石滤池处理微污染水体

针对廊坊市安次区龙河东张务闸处河流微污染问题,构建了沸石生物滤池与海绵铁/石灰石滤池联合处理工艺,考察了联合工艺对COD和TP的去除效果及运行参数。结果表明:海绵铁/石灰石滤池采用均质填充,海绵铁/石灰石体积比为3∶7。联合工艺在COD为72±11 mg/L、TP为1.52±0.53 mg/L、HRT为1.5 h的条件下,COD、TP平均去除率分别为76.51%和85.37%;在常态水质条件(COD 56±10 mg/L、TP 0.65±0.14 mg/L)下,控制HRT为0.8 h时,COD、TP平均去除率分别为89.33%和74.27%,出水COD、TP浓度满足地表水Ⅳ类水标准。     

胶州湾微塑料迁移分布特性数值模拟研究

塑料污染是突出的海洋环境问题之一。目前,对海洋微塑料的研究主要以室内实验和现场实测为主,而对其迁移分布的数值模拟研究相对较少。本文以胶州湾为例,考虑风流共同作用对微塑料的影响,采用MIKE3三维水动力模块耦合ECO Lab模块和ABM模块,研究了胶州湾漂浮微塑料和悬浮微塑料的迁移分布特征,以及围填海导致的岸线演变对胶州湾微塑料迁移分布的影响。结果表明,漂浮微塑料在胶州湾东北部、前礁水道、黄岛前湾和海西湾大量聚集且不易随涨、落潮输运出湾外。黄岛前湾、海西湾和胶州湾湾口有多个悬浮微塑料高浓度聚集区。在近50年围填海导致的岸线演变影响下,胶州湾中部和湾口、前礁水道、黄岛前湾、海西湾以及大港附近的漂浮和悬浮微塑料浓度均不断上升。     

我国典型养殖海域微塑料表面细菌群落结构特征研究

本研究在我国南方海水养殖海湾——茅尾海开展了冬、夏两季的微塑料表面细菌群落结构特征分析。茅尾海海域微塑料颗粒表面细菌群落主要包括变形菌门（30.52%～74.98%）、拟杆菌门（10.14%～58.64%）和放线菌门（1.21%～5.16%）等;在属水平上检测到了具有致病风险的弧菌属（0.21%～3.26%）、假单胞菌属（0.02%～2.88%）、不动杆菌属（0.07%～0.95%）和链球菌属（0.09%～0.86%）。微塑料表面附着的细菌种类与表层水体的重合率高于75%,但是二者细菌群落结构差异显著。细菌群落多样性分析结果显示,微塑料表面细菌群落的物种丰富度低于海水环境中的细菌群落,中等盐度（11.2～21.4）海域微塑料表面细菌群落的物种丰富度显著高于其他盐度海域（6.5～8.2,26.7～29.6）;夏季微塑料表面细菌群落物种丰富度与均匀度整体高于冬季。茅尾海不同盐度海域微塑料表面附着的细菌群落结构差异明显,并与周围海水中的细菌群落结构显著不同。养殖水体是微塑料表面附着菌群的重要来源,而温度和盐度是影响微塑料表面细菌群落结构特征的主要因素,微塑料表面细菌群落中存在潜在致病菌。     

深圳大鹏半岛近岸微塑料季节分布特征及潜在影响因素

本文通过分析深圳大鹏半岛入海河流、近岸表层海水与沉积物的微塑料丰度、形状和成分,结合研究区域的用地空间规划、海洋活动类型、微塑料空间分布特征等信息,探究了大鹏半岛周边陆地和海洋活动对近岸海域次生微塑料季节性分布的复合影响。夏季,大鹏半岛周边入海河流截断面的微塑料丰度为0.30～12.95个/L,平均值为2.53个/L;表层海水的微塑料丰度变化范围为0.02～1.30个/L,平均值为0.27个/L。秋季,入海河流截断面的微塑料丰度为0.10～0.75个/L,平均值为0.36个/L;近岸表层海水的微塑料丰度为0.02～5.24个/L,平均值为0.70个/L。结果表明,夏季,近岸海域微塑料分布主要受到丰水期陆地人类活动的影响,沿河岸的微塑料排放归因于居住用地、物流仓储和工业用地等来源。而在秋季枯水期,陆地和海洋活动的复合影响变得更加突出。值得注意的是,除陆地人类活动影响外,在近岸海域表层水体和沉积物中观察到的微塑料丰度升高还与渔业和航运活动的排放有关。此外,这些微塑料更有可能在近岸沉积物中积累。     

TiO2/UV/O3协同老化对微塑料吸附甲基橙的影响

为了探究协同老化后的微塑料与有机污染物的相互作用机制,以PVC作为研究对象,采用TiO₂/UV/O₃协同老化方式,对比考察了老化前后PVC对甲基橙(MO)的吸附性能。结果表明,随着老化的进行,PVC颗粒表面碎片化加深,粒径明显减小,Zeta电位值降低,并出现了新的含氧官能团。原始PVC对MO的吸附符合准一级动力学模型,而老化后的PVC对MO的吸附符合准二级动力学模型,且主要的吸附模式均为液膜扩散和颗粒内扩散。动力学拟合结果表明老化前的PVC对MO的吸附以物理吸附为主,而老化后的PVC对MO的吸附以化学吸附为主。老化前后的PVC对MO的吸附均符合Freundlich等温吸附模型,表明MO与微塑料之间的相互作用是在非均匀表面上的多层吸附。以上研究结果可为微塑料携带有机污染物在环境中的迁移转化的行为提供参考。