饮用水系统生物膜形成和控制研究进展

对饮用水系统中生物膜的形成和影响生物膜形成的各种因素进行了阐述。生物膜控制技术包括降低有机物含量、物理化学方法、酶试剂控制、分散剂使用、紫外消毒等。天然水体中生物膜对剥离剂和紫外具有一定的抗剥离能力,常规手段难以有效去除饮用水系统中的生物膜,即使500mg／L的剥离剂也难以去除已经形成的生物膜。     

生物滴滤塔降解甲苯废气长期运行生物膜相特性研究

分析生物滴滤(BTF)长期运行过程生物量积累和分布规律、生物膜相特性变化,旨在探讨生物膜相特性变化与体系运行性能恶化的相关作用效应.结果表明,生物滴滤塔运行130 d后呈现出降解性能恶化的趋势,生物膜厚度和床层压降逐渐增加,且生物膜呈现出非均匀性分布,填料层上、下半段孔隙率已从启动期的85%和82%分别降低至65%和40%,表征生物膜平均代谢活性的AWCD值也明显降低,表明生物膜出现老化现象.生物膜胞外多聚物(EPS)总分泌量和蛋白质含量运行后期分别约为前期的2倍.蛋白质与多糖比值(PN/PS)逐渐从0.3增至0.95;生物膜表面疏水性与PN/PS值呈正相关,也相应从33%增为73%;EPS的平均分子量呈现减小的趋势;FTIR分析结果进一步表明,EPS的主要化学成分发生了变化.EPS分泌量和主要成分的变化可能是导致反应体系运行性能恶化的本质原因之一.上述结果可为从本质上解决生物滴滤体系长期运行面临的填料层堵塞和运行性能恶化等共性技术难题奠定基础.     

AMBBR工艺处理城市污水

通过对厌氧移动床生物膜反应器处理南方热带亚热带地区城市生活污水的试验研究,采用好氧-厌氧两个阶段进行挂膜试验以缩短挂膜时间,探讨了水力停留时间(HRT)、pH值、填料填充率对反应器处理效果的影响。试验结果表明:在HRT为12 h,进水ρ(COD)为300 mg/L,ρ(氨氮)为15 mg/L,50%的填料填充率,pH=7的工艺条件下,装置对COD去除率为51.2%,对氨氮去除率为40.8%,对TN去除率为38.1%。     

电化学生物膜反硝化磁场促进效应

针对BER(电化学生物膜反应器)的传质问题,设计了MBER(磁场-电化学生物膜反应器).通过对不同电流强度下BER和MBER中NO3--N,NO2--N,NH4+-N和TN去除或产生情况的对比,以及不同电流强度下电流利用效率的分析发现,在HRT为10 h,温度为25℃,进水pH为7.8,进水ρ(NO3--N)为30 mg/L的运行条件下,MBER对NO3--N的去除率高出BER13%～38%,MBER对TN的去除率高出BER 10%～30%.且MBER在电流强度为70 mA时就达到最高去除率,而BER则需要电流强度为80 mA时才能达到最高去除率.试验证明磁场的存在促进了BER反硝化,提高了电流利用效率,使得MBER可以在较低电流强度下达到优于BER的脱氮效果.      

碳素纤维对富营养化水体的水质改善与对藻类群落结构的影响

以北京朝阳区清河水为原水,开展碳素纤维生物修复试验,考察生物膜从形成到成熟及处理过程中碳素纤维外观、生物相结构、氮磷浓度及藻类群落结构的变化. 结果表明,碳素纤维在3 d内挂膜成功且生物相丰富,说明其生物亲和性强,吸附性能好. 碳素纤维生物膜对氮、磷具有较好的去除效果,TN、TP、NH₄+-N去除率分别达40%、60%、98%,其中对氮、磷的去除以吸附水体中颗粒态污染物为主. 碳素纤维生物膜对富营养化水体藻类的增殖有明显的抑制作用,尤其对蓝藻的抑制作用显著,藻类总密度和蓝藻密度达到最大值的时间与对照组相比延迟6 d,且藻类总密度及蓝藻密度都低于对照组. 碳素纤维生物膜还影响水体中的藻类群落结构,试验期间水体中以硅藻为主,蓝藻所占比例平均为22.4%,而对照组中以蓝绿藻占优,蓝藻平均所占比例高达47.2%.      

改性聚氨酯载体用于高氨氮废水处理的研究

利用聚丁二酰亚胺对聚氨酯泡沫体进行化学改性处理,研究改性载体固定化微生物处理高氨氮模拟废水的效果。结果表明:当聚氨酯单元与聚丁二酰亚胺单元摩尔比为10∶1时,对泡沫进行改性后聚氨酯泡沫载体亲水性能良好,且具有较高的微生物负载量。改性后泡沫体上具有化学活性的官能团增加,有利于通过载体结合法固定化微生物细胞;,改性后的聚氨酯泡沫体作为微生物固定化载体用于模拟废水处理时,对主要污染指标呈现良好的污染物去除效果。     

一体化生物膜反应器同时硝化和反硝化性能研究

开发制作了一体化生物膜反应器，并对其进行了处理生活污水的试验研究。在考察该新型生物膜反应器对生活污水的脱碳、脱氮效果的同时．分析了D0、C，N及碱度在反应器内的分布，并在反应器内存在宏观和微观DO梯度的前提下，研究了各区污泥的硝化和反硝化性能。结果表明．由于存在不同的DO浓度分区，反应器内C，N，碱度的分布有一定梯度：批式试验结果表明，不同分区的污泥都同时具有硝化能力和反硝化能力，但活性明显不同。由于同时硝化和反硝化反应的发生．反应器对于生活污水的处理不需外加碳源和补充碱度，硝化率和TN去除率可以分别达到92%和82％。     

给水生物预处理反应器的细菌种群多样性和群落结构

提取一生产性规模的给水生物预处理反应器中生物膜样品的总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对生物膜中的细菌种群多样性和群落结构进行了研究.实验结果表明,给水生物膜反应器中的细菌种群多样性十分丰富;生物膜中的细菌分别属于10个主要类群,其中α-Proteobacteria是克隆文库中的最大细菌类群,占克隆子总数的32.28%,其次是β-Proteobacteria;与Rhodobacter系统关系密切的细菌是克隆文库中所占比例最大的一个菌属,占克隆子总数的12.6%;反应器中与硝化作用有关的是Nitrosomonas和Nitrospira属的细菌.研究结果表明,给水生物预处理反应器中的细菌群落结构和废水生物处理反应器中的细菌群落结构是有所差异的.图1表1参13     

一体化接触氧化反应器处理景区生活污水

常州某旅游景区采用一体化生活污水处理装置处理该区生活污水,通过试验确定反应器的最佳工艺参数,研究表明采用接触氧化反应器处理农村污水,在反应器内溶解氧维持在2.0~4.0 mg/L,水力负荷为3.53 m3/(m3.d)的运行条件下,对COD、NH3-N及TN去除率分别达80.82%、69.12%、63.16%,出水可稳定达GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准。     

摇动床生物膜反应器和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的研究

利用摇动床生物膜反应器(简称摇动床)技术具有的容积负荷高与污泥产量低的优点,在普通活性污泥池的前部填充高性能丙烯酸树脂纤维(Biofringe)填料,研究了摇动床和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的有效性。结果表明,该组合技术具有很强的有机物去除能力,当进水COD平均质量浓度由1500mg/L上升到2514mg/L时,出水COD的平均去除率基本保持在96%以上;整个运行阶段的出水COD浓度均满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的二级标准;当进水NH4+-N浓度增加时,NH4+-N的去除率由99.7%降低到76.5%,但是在试验运行的整个阶段,摇动床和活性污泥法组合技术系统都表现出较强的硝化能力;活性污泥池中最高的混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度为10625mg/L,最高MLSS约为普通活性污泥法的4倍;运行结束后的污泥产率为0.186,污泥产率仅为普通活性污泥法的50%左右。