滏阳河水系沉积物硝化速率分布及溶解氧的限制效应

滏阳河水系低溶氧、高氨氮污染特征突出,本研究通过硝化速率分析,揭示了高度氧亏条件下溶解氧对河流硝化过程的限制效应,并测定了滏阳河水系表层沉积物潜在硝化速率和表面硝化速率.结果发现,滏阳河水系表层沉积物潜在硝化速率在0.001~0.038μmol·h-1·g-1之间,表面硝化速率在3~143μmol·h-1·m-2之间,高值样点均出现在汪洋沟及洨河下游区域,低值样点均出现在汪洋沟上游、邢台牛尾河和滏阳河衡水段.滏阳河水系沉积物潜在硝化速率水平较高,中值高达0.103μmol·h-1·g-1,高于绝大多数文献报道结果;但表面硝化速率处于较低水平,中值仅为38μmol·h-1·m-2,低于大部分文献报道结果.表面硝化速率与潜在硝化速率水平的显著差异表明,滏阳河水系的低氧问题导致沉积物硝化潜力难以充分发挥,沉积物硝化过程受到溶解氧的限制.研究表明,提高水体复氧能力,增加河流溶解氧含量是滏阳河氨氮污染控制的基本对策.     

同步硝化反硝化耦合除磷工艺的快速启动及其运行特征

以低COD/N生活污水(C/N为3∶1~4∶1)为进水基质,在序批式活性污泥反应器(SBR)中接种好氧颗粒污泥(AGS),通过逐步降低溶解氧(DO)浓度的方式快速实现同步硝化反硝化耦合除磷.反应器运行20 d后(DO浓度为0.50~1.0mg·L-1),系统出现同步硝化反硝化耦合除磷的现象.在随后运行的40 d里,反应器对废水COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别为84.84%、93.51%、77.06%和85.69%;出水NO-3-N和NO-2-N平均浓度分别为4.01 mg·L-1和3.17 mg·L-1.反应器启动运行后期,污泥体积指数(SVI)为55.22 m L·g-1,沉降性能良好,颗粒结构较完整.不同氮源的周期曝气阶段结果表明,对TN的去除率为NH+4-NNO-2-NNO-3-N;对TP的去除率为NO-3-NNO-2-NNH+4-N,反应器主要以同步硝化反硝化脱氮和反硝化方式除磷.     

不同溶解氧浓度下硝化工艺中微生物种群结构对比

运用高通量测序技术分析了不同溶解氧(DO)浓度下硝化工艺微生物种群结构.结果表明,低氧硝化反应器(R_L,DO浓度为0. 2～0. 3 mg·L~(-1))比高氧硝化反应器[R_H,DO=(2. 0±0. 1) mg·L~(-1)]具有更高的种群多样性,而R_H中微生物种群功能组织性更高.尽管R_H和R_L共有物种信息达85%以上,但DO浓度的不同造成了单个物种在相对丰度上的显著差异.Proteobacteria门(80. 7%)在R_H中被高度富集,其中Nitrosomonas菌属相对丰度达到65. 1%;而在R_L中则以Proteobacteria(43. 8%)、Firmicutes (20. 0%)以及Bacteroidetes (15. 1%)为共同主导者,同时R_L中含有大量Lactococcus、Anaerolineaceae以及Rhodocyclaceae等可在厌氧或缺氧条件下进行水解发酵作用的菌属. Nitrosomonas oligotropha和Nitrosomonas europaea分别为RH和RL中优势氨氧化细菌,而亚硝酸盐氧化细菌均以Nitrospira defluvii为主导.反应器中NH_4~+-N和NO_2~--N浓度(而非DO浓度)是上述硝化菌群被选择性富集的关键因素.     

云南大理洱海溶解氧日变化特征分析

利用大理国家气候观象台依托于JICA项目,在洱海湖中建立的自动观测系统2009年全年的观测资料,分析了溶解氧的日变化特征。结果表明:洱海湖中溶解氧表现为日出后最小、日落后最大的日变化特征。全年变化范围为2.31～7.98 mg/L,最大值出现在12月20:00时,而最小值出现在9月10:00时;较小时段出现在6-10月,各月月平均12月最大,9月最小,年较差为4.83 mg/L;四季中冬季偏大,夏季偏小,冬春季比夏秋季明显偏大。四季中各个典型日的日较差相对于各季的平均偏大,峰值、谷值出现时间大都偏晚。连阴雨出现后,由于受低温阴雨寡照的影响,洱海溶解氧偏高。     

溶解氧对氧化沟生物脱氮除磷的影响

采用有效容积为240 L的中试Carrousel氧化沟处理模拟生活污水,研究了溶解氧对氧化沟同步硝化反硝化脱氮和除磷效果的影响。结果表明:溶解氧的变化对系统中有机物的去除影响不显著;过高或过低的溶解氧均会降低系统总氮和总磷的去除率,溶解氧控制在1.0～1.5 mg/L,系统可获得较高的氨氮和总氮去除率,当溶解氧为1.5 mg/L时,总磷去除率达最高,为71.00%;溶解氧对污泥沉降性能影响显著,低溶解氧运行易引起污泥膨胀。     

海河天津段与河口海域水体氮素分布特征及其与溶解氧的关系

从海河天津段至河口海域选取20个采样点,研究了水体中氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的分布特征及其与溶解氧的关系.结果表明:海河天津段及河口海域水体氮素以氨氮含量最高,均超出地面水环境质量标准(GB3838-2002)的Ⅴ类水质标准, 与海河两岸排放的工业废水及城镇生活污水有关;海河内陆水体的氮素含量远高于河口海域,且亚硝酸盐氮的含量表现得尤为突出,可能与水体溶解氧水平和微生物环境有着很大关系;海域的氮素含量因受水体均质化的影响,与溶解氧含量的关系不明显,而河水的氮素组成受溶解氧含量的影响波动很大;除6,7号样点溶解氧含量较高以外,河水的溶解氧含量均偏低,位于河口处的10号样点的溶解氧含量最低,该站点3种形态的氮含量都相对较高,且亚硝酸盐氮的含量最高,可能是由于该样点处于相对厌氧状态,部分硝酸盐被反硝化细菌等微生物还原为亚硝酸盐所致.      

环流曝气塔中生物脱氮过程的研究

利用环流曝气塔进行同时硝化/反硝化(sND)脱氮实验.实验中,分别采用不同降解性能的碳源以及采用不同的碳源投加方式,研究反应器内的脱氮过程,监测处理过程中NO_x^--N浓度和溶解氧DO的变化.实验显示,在COD 800mg/L+800mg/L的分批加料方式下,NH₄⁺-N的降解得到加强,出水中NH₄⁺-N浓度低于3mg/L;利用较难降解物质作为碳源时,利于反应器内低溶解氧条件的出现,促进了反硝化的进行,实验在采用醇类碳源时脱氮效果好于葡萄糖的情况.     

不同尺寸的玄武岩纤维填料的污水处理效能评价

试验选用不同尺寸的玄武岩纤维(BF)填料(长度分别为10,15,20 cm),通过改变进水负荷和溶解氧(DO)浓度来研究基于BF填料的序批式生物膜反应器(SBBR)的污水处理效果。结果表明:随着进水负荷的增加,尺寸为15 cm的BF填料略优,可实现出水ρ(COD)50 mg/L,ρ(NH_3-N)1 mg/L。随后,考察不同尺寸BF填料在不同DO浓度下的处理效果,结果显示ρ(DO)在2～3 mg/L时出水效果最优。胞外聚合物(EPS)分析显示,15 cm的BF填料EPS含量最高,稳定性最好。试验中选用的BF填料和活性污泥之间吸附、缠绕,形成厘米级以上的巢状微生物聚集体,拥有好氧、厌氧区域,传质良好,具有脱氮除碳功能。试验为BF填料在实际污水中处理应用提供了研究基础和理论依据。     

微量曝气条件下SBR反应器的运行特性研究

在 4种不同供气量条件下 ,研究了SBR反应器去除COD和氧化氨氮的沿程变化规律 ,重点考察了在微量供气、低溶解氧条件下的反应器运行特性 .在本试验运行条件下 ,4 0L h的供气量刚好提供了去除COD和氨氮所需的氧 ,此状态下反应器内的溶解氧平均水平为 0 5mg L .试验中对运行工艺参数DO、ORP和pH的监测表明 ,这些参数在一个运行周期内具有一定的变化规律 ,并且它们的变化与反应器内的物质状态存在严格的对应关系 .     

水体中饱和溶解氧的求算方法探讨

根据标准大气压和不同水温下的饱和溶解氧浓度值回归出饱和溶解氧浓度值随水温的变化公式,并探讨了水体中饱和溶解氧浓度与大气压的关系,结果表明,计算结果与实测值的相对误差在±0.5%范围内。