人工湿地系统植物床内CODcr动态变化规律探讨

人工湿地处理污水系统植物床内各监测点的上、下层COD     

进水方式对序批式深床人工湿地硝化效能的影响

针对现有人工湿地硝化效能低、占地面积大的问题,研究污水处理厂尾水人工湿地高效硝化深度处理技术,采用序批式深床人工湿地反应器(DSCW),考察进水方式及其运行工况对硝化效能的影响。结果表明,进水方式、进水时间和闲置时间对湿地硝化效能影响显著。进水方式采用"连续进水-间歇出水"较连续进出水运行工况NH_4~+-N去除率高39.69%。连续进水时间为5.5 h、7.5 h、11.5 h时,NH_4~+-N去除率分别为81.82%、88.12%、89.91%;闲置时间为0、2 h、4 h时,NH_4~+-N去除率分别为88.12%、94.46%、92.60%。反应器在水温(20±3)℃、负荷35.56 g NH_4~+-N/(m2·d)、连续进水7.5 h-间歇出水0.5 h-排空闲置2 h运行工况下,出水NH_4~+-N为0.91 mg/L,去除率为94.46%,系统NH_4~+-N去除效能大幅提高。     

污水地下渗滤系统基质床特性模拟

为提高污水地下渗滤系统(Subsurface Waste-water Infiltration System,SWIS)的生物脱氮效率,改进了基质床体结构组成,采用土柱模拟试验对比了基质床改进前后ORP特征及氨化、硝化及反硝化细菌数量的变化。结果表明,在地下渗滤系统中,氨氮的去除率(Q)随基质层深度的变化规律为Q(100 cm)Q(80 cm)Q(20 cm)≈Q(40 cm)Q(60 cm)。改进后基质铺设顺序依次为:0~60 cm填充炉渣和草甸棕壤(两者体积比为3∶7),60~130 cm铺设活性污泥、炉渣和草甸棕壤(三者体积比为1∶2∶7)。基质床结构组成改进后,20~60 cm区域氧化电位(ORP)大幅提高,尤其60 cm深度处ORP从0提高到180 m V,有效促进了硝化反应的进行;床体氨化、硝化及反硝化细菌数量大幅度提高,对NH+4-N及TN的脱除效率分别较改进前提高了12.6%和10.5%,出水NH+4-N及TN质量浓度满足城市景观地表水水质标准(GB/T 18921—2002)。     

芦苇床中古细菌的群落多样性分析

为了描述剩余污泥稳定化芦苇床系统中有机质矿化、甲烷排放及相关微生物多样性之间的内在关系,采用PCR-DGGE技术分析了不同芦苇床、不同季节的稳定化污泥中古细菌群落结构及其多样性。序列分析发现,与DGGE条带序列亲缘关系最近的种属为未培养古细菌和未培养产甲烷古细菌。古细菌群落结构呈季节性变化,且同一季节不同芦苇床的群落结构存在一定差异。具有通气结构芦苇床的剩余污泥中产甲烷古细菌的丰度较低,同时甲烷排放量也较低,因此设置通气结构的芦苇床设计更合理。     

污泥干化芦苇床中芦苇内生菌群多样性研究

以污泥干化芦苇床中芦苇内生菌的多样性作为主要研究对象,结合16S rDNA高通量测序技术与PCR-DGGE技术,对污泥干化芦苇床和天然湿地中污泥菌群及芦苇内生菌群多样性进行了比较分析。结果表明,污泥干化芦苇床芦苇内生菌的细菌类群包含了20门、30纲、73目、152科、467属、1 167种细菌。其中变形菌门(65.6%)和拟杆菌门(25.5%)占绝对优势,γ-变形菌纲是丰度最高的纲,占总数的43.4%;排前20位的优势菌种相对百分比之和为46.5%,分属于所对应的18个属、12科、10目、6纲、3门。DGGE分析表明,污泥干化芦苇床中的污泥和芦苇内生菌优势菌群的种类与天然湿地相比差异显著;同时由于污泥的影响,芦苇内生菌群种类也发生了较为明显的变化。     

旋转填充床去除模拟餐饮废气油滴的研究

研究旋转填充床(rotating packed bed,RPB)去除模拟餐饮废气中油滴的效果,RPB中气液两相并流通过旋转床,摸索RPB转速、吸收液流速、吸收液组分对油滴去除效果的影响,研究发现:气液并流式RPB的气体压降不高,且随着RPB转速提高其气体压降不断降低;RPB对模拟餐饮废气中粒径为0.7μm油滴的去除效率较高(接近80%),吸收液流速提高和RPB转速提高都有利于模拟餐饮废气中油滴的吸收;此外,吸收液中添加适量表面活性剂也可明显提高RPB的油烟吸收效果,其原因很可能在于表面活性剂提高了吸收液和油滴的相溶性。由于RPB具有操作灵活、压降小、去除效率较高等显著优点,有望在餐饮废气的治理方面获得广泛应用。     

旋转填充床分离沼气中的CO_2

以水为吸收液,采用旋转填充床分离微生物厌氧发酵沼气中的CO_2,考察了工艺条件对CO_2吸收效果的影响。实验结果表明:进液量越大、气液比越小、进口CO_2体积分数越小、操作压力越大、进液温度越低则CO_2的吸收效果越好,而床转速以适中为宜;在进液量60 L/h、气液比3.3、床转速1 000 r/min、进口CO_2体积分数40%、操作压力1.2 MPa、进液温度5℃的条件下,CO_2吸收率为57.4%,提纯后气体的CO_2体积分数为17%。     

城市污泥生物沥滤过程中重金属滤出途径的研究

以硫酸亚铁为底物,嗜酸氧化亚铁硫杆菌为沥滤微生物对城市污泥进行生物沥滤实验,并以硫酸化学沥滤污泥处理和硫酸亚铁化学氧化沥滤污泥处理为对照来分析生物沥滤过程中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni)的滤出途径。根据各处理中重金属去除率和化学形态的变化,通过估算生物沥滤过程中酸溶作用和Fe~(3+)氧化作用对重金属滤出的贡献率来推测各重金属的主要滤出途径。结果表明:Zn、Cu及Cd主要滤出途径为Fe~(~(3+))氧化作用,Pb和Cr主要通过酸溶作用滤出,而Ni的滤出则由Fe~(3+)氧化作用和酸溶作用共同控制。     

降解乙苯生物滴滤塔稳定运行期生物膜特征及微生物多样性研究

通过检测降解乙苯生物滴滤塔(BTF)长期稳定运行过程中生物量积累、塔内压降改变、生物膜显微结构特征、微生物种群分布及优势菌株分子测序,探讨BTF稳定运行期间生物膜相结构、特征及菌群多样性协作作用的规律.结果表明,生物滴滤塔运行95 d期间的降解性能稳定,降解效率保持在90%以上,最大去除负荷为62.4 g·m~(-3)·h~(-1);BTF稳定运行期间生物膜形态、颜色和厚度沿着BTF塔内废气的流向呈现不均匀分布和梯度改变的特征.生物量和生物膜的致密度沿气流方向逐步递减;塔内压降随着反应时间延长逐渐增加,但未出现堵塞现象;生物膜种群营养结构复杂,食物链长且相互交叉,高端营养级微生物种群所占比例较高;采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和分子测序技术研究降解乙苯生物滴滤塔填料表面菌群的分布特征,结果表明,在BTF不同塔层上菌群分布稍有差异,表现出明显的空间多样性,但是整个BTF生物膜具有一定的稳定性,主要的优势菌群为变形杆菌,其中优势菌包括3种伽马变形杆菌和4种贝塔变形杆菌.