基于MBBR技术的白酒窖底废水与低C/N生活污水协同处理系统的构建及功能微生物分析

为解决低C/N污水和高浓度白酒废水(HCBW)处理所面临的问题,采用移动床生物膜反应器(MBBR),构建了白酒窖底废水与模拟低C/N生活污水协同处理系统,以改性海绵填料和流化床填料分别探究HCBW作为反硝化外加碳源对低C/N生活污水处理的影响。结果表明：海绵填料协同处理系统(A1)对COD、${\rm{NH}}_4^+ $-N、TN和色度的平均去除率分别为91.29%、99.08%、89.81%和80.66%,流化床填料系统(A2)的平均去除率分别为90.51%、98.58%、75.73%和76.07%,改性海绵填料的去除效果优于流化床填料;混合废水经过MBBR系统处理后,${\rm{NH}}_4^+ $和TN得到了有效去除,出水中的醇类、硫酸盐和磷酸盐物质的相对比例有一定程度增加;协同处理系统A1和A2的硝化优势菌属均为Nakamurella、Nitrospira,反硝化优势菌属均为Amaricoccus、Dokdonella和Thermomonas,可能参与有机物去除的优势功能菌属均为Micropruina。通过功能预测得出：协同处理系统A1、A2中的主要代谢通路均为氨基酸代谢、碳水化合物代谢和能量代谢,主要的环境信息处理通路均为复制与修复和转译,主要的遗传信息处理通路均为膜运输。以上研究结果可为HCBW的资源化利用、低C/N生活污水处理提供参考。     

中试厌氧膜生物反应器处理养猪废水

猪场养殖废水是一类有机污染物浓度高、悬浮物多、性质复杂的废水,在传统厌氧处理中存在消化污泥流失及处理效率低等问题。本研究采用中试规模外部浸没式厌氧膜生物反应器处理猪场实际废水,设计处理水量为1 m³·d⁻¹,在HRT分别为8、5、3 d的3个阶段连续运行4个多月,考察了厌氧膜生物反应器的沼气产量、运行稳定性、污染物去除效果及膜组件运行性能和清洗效果。结果表明,系统运行期间ORP在−486~−545 mV;随着HRT缩短,有机负荷由0.5~1.88 kg·(m³·d)⁻¹升高到5 kg·(m³·d)⁻¹,沼气产量逐渐增大,产率为0.38~0.45 m³·kg⁻¹。在整个运行过程中,VFA/ALK始终小于0.1,系统运行稳定。对TCOD、溶解性COD、氨氮、TN、TP去除率分别达到74%~86%、48%~68%、7%~12.8%、4.6%~16.7%、5%,其中溶解性COD去除率占总COD去除率的55%左右。系统运行期间初始膜通量设定为5 L·(m²·h)⁻¹,在HRT=8 d时,清洗周期为20 d,随后不断缩短,当HRT为3 d时,清洗周期仅为10 d。通过水冲洗与化学清洗相结合的方式可有效缓解膜污染,进而恢复膜通量。以上研究结果可以为厌氧膜生物反应器处理猪场养殖废水工程应用提供参考。     

泥浆生物反应器在土壤修复中的应用

泥浆生物反应器技术可用于极端环境、高浓度污染土壤的修复,相比于其他生物修复技术具有处理效率高和环境条件易控制等优势。介绍了泥浆生物反应器对多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、五氯酚(PCP)和总石油烃(TPH)等难降解有机物的处理效果,比较了污染物特性、降解途径、水土比和运行条件(pH、温度、溶氧量等)等因素对污染物去除效果的影响,综述了该技术的相关工艺、工程案例及应用成本。由于泥浆生物反应器综合应用成本较高、微生物修复过程复杂,目前国内的相关研究大多在实验室条件下进行。未来需进一步提升反应器修复效率,降低应用成本,推动泥浆生物反应器技术在国内的产业化应用。     

基于固态碳源的同步硝化反硝化反应器对海水养殖废水中氮的去除性能

通过批次实验考察了非生物作用下3-羟基丁酸/戊酸酯共聚物(PHBV)的有机碳释放规律;以PHBV颗粒和陶粒作为填料建立了填充柱生物膜反应器,并通过长期(90 d)运行考察了其对海水养殖废水中氮的去除性能。结果表明,非生物作用下PHBV难以向水体中释放有机碳;以PHBV作为固态碳源的生物膜反应器可以实现同步硝化反硝化。反应器运行状态(HRT为2 h)稳定后,氨氮和总氮的去除率分别为(91.8±1.3)%和(87.5±2.2)%,硝化速率和反硝化速率分别为0.11 g·(L·d)⁻¹和0.20 g·(L·d)⁻¹。填充柱沿水流方向可以分为2个区段,0~20 cm柱体内主要进行同步硝化反硝化过程,20~100 cm柱体内主要进行反硝化过程;反应器中微弱的亚硝酸盐积累可以归因于短程反硝化。以上研究成果可以为海水养殖业绿色发展提供参考。     

生物电化学措施下SBBR中的亚硝酸盐累积性能及微生物学特征

针对常温下生活污水短程硝化难以实现且稳定性差的难题,探究了生物电化学措施对序批式生物膜反应器(SBBR)中NO₂⁻-N的累积性能及微生物学特征的影响。对SBBR施加生物电化学措施后,通过调控外加电极电势可实现其中电极氨氧化作用的发生及强化,且不同的外加阳极电势会显著影响系统中NH₄⁺-N的转化效果、氧化产物类型及菌群结构。随着外加阳极电势由0.00增至0.50 V,SBBR中电极氨氧化作用的强度逐步提高,系统的NH₄⁺-N氧化效率(AOE)与NO₂⁻-N累积效率(NiAE)分别增至(97.07±1.20)%和(92.79±2.12)%;当外加阳极电势≥0.80 V后,SBBR中NH₄⁺-N的氧化产物因工作电极上的析氧反应转而以NO₃⁻-N为主,电极氨氧化作用的强度因电势不断升高而受到抑制,系统的AOE随之恶化。将外加阳极电势恒定为0.50 V,生物电化学强化型SBBR在常温下处理生活污水时可取得理想的NH₄⁺-N转化效率(AOE=(99.33±0.11)%)与较高水平的亚硝酸盐累积量(NiAE=(88.08±2.07)%),此时系统中的电极氨氧化作用可得到较大程度的强化,其电活性生物膜中的优势菌属包括Nitrosomonas(33.54%)、Geobacter(15.24%)和Empodebacter(16.88%),三者在NH₄⁺-N厌氧氧化过程中起关键作用。     

SBR法处理垃圾渗滤液及其同时硝化反硝化生物脱氮研究

采用SBR系统处理城市垃圾渗滤液,研究了不同C／N、130和MLSS对同时硝化反硝化脱氮效率的影响。结果表明：总氮去除率随着C／N、MLSS升高而上升;DO越低,总氮去除率越高;当进水CODCr与NH3-N浓度分别为420mg／L和112mg／L,DO和MLSS分别为1．5mg／L和5016mg／L时,CODCr、NH3-N及TN去除率分别为81．54％、96．57％和46．66％。根据试验结果,对同时硝化反硝化一个代表周期作了分析。     

厌氧-准好氧型填埋的渗滤液实验研究

通过室内模拟试验,在渗滤液回灌的厌氧填埋柱基本进入稳定状态后,改用准好氧运行方式。同时监测了渗滤液中有机物浓度以压温度、pH值的变化。改变模拟垃圾柱的运行方式两个月以后。氨氯浓度由2000mg／L迅速下降至101．48mg／L,试验结果显示,准好氧运行方式可以解决生物反应器填埋场进入稳定阶段后存在的氨氮浓度高的问题,加速填埋场的稳定。     

螺旋升流反应器氧传递性能的试验研究

本文主要针对螺旋升流反应器技术特性,对工艺的好氧反应器进行了氧传递性能的试验研究,考察了反应器水深、曝气量等对螺旋升流反应器氧转移过程的影响;并对试验数据进行回归,得到了氧传质总系数与螺旋升流反应器内表现气速的数学关系。试验结果表明,螺旋升流反应器具有良好的氧传递特性,是一种新型的高效、节能的污水处理反应技术。