外加磷提高生物预处理效果的试验研究

利用国内研究较多的生物陶粒滤池预处理工艺,在我国北方某水库原水中添加微量的磷,考察磷对生物预处理的促进作用通过生物分析方法,发现在原水水样中添加50μg/L的PO₄^3--P(NaH₂PO₄)后,可以促进原水中细菌的生长,BDOC也有所增加,证明了原水中磷对细菌生长的限制因子作用陶粒滤池的实际运行结果表明,对于本试验所用原水,添加25μg/L的PO₄^3--P(H₃PO₄)后,生物陶粒滤池对水中CODMn的去除率平均提高4.7个百分点,UV254和TOC的去除率分别提高3.6和5.7个百分点.由此为提高生物预处理的运行效果提供了一个新的思路,也说明磷在饮用水中的作用需要引起重视.     

改性陶粒对水中内分泌干扰物的吸附去除

用CTMAB(十六烷三甲基溴化铵)对陶粒进行改性.实验研究了陶粒改性前后对5种内分泌干扰物EDCs(美托洛尔MTP、磺胺甲噁唑SMZ、卡马西平CBZ、对氯苯氧异丁酸CA、17α-乙炔基雌二醇EE2)的吸附特性.结果表明,CTMAB改性处理对陶粒的孔结构和表面性质都有影响,有效吸附的孔径所占比例和陶粒表面极性升高;室温条件下,EDCs初始浓度和吸附剂浓度均为1 mg/L时,实验用改性陶粒和陶粒达到吸附平衡的时间基本相同,均为5 min左右;改性陶粒能提高大部分EDCs的吸附量,5种内分泌干扰物混合物一起吸附时存在竞争,其中SMZ和MTP竞争力强,CA最弱;吸附机理包括表面物理吸附和分配作用.实验研究拟为改性陶粒应用于水中痕量污染物的处理提供理论依据,支撑保障饮用水处理达标的目的.     

曝气生物滤池处理农村污水的中试研究

采用研制的曝气生物滤池对农村污水进行处理,研究其性能特点和影响因素。结果表明：在气水比为5∶1,水力停留时间（HRT）为15 h,进水COD浓度在250 mg/L以下时,COD和氨氮的去除率分别在80％和90％以上,出水COD和氨氮值达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;反应器在冬季水温12℃以上运行时出水COD和氨氮值比在夏季运行时有所上升,但去除率仍在80%和90%以上,可以达到排放标准。     

降解甲基叔丁基醚的PM1生物膜培养及性能研究

在pH值7.2～8.5、温度25℃、DO≥5 mg/L的条件下,用含有甲基叔丁基醚（MTBE）的模拟废水对Methylibium petroleiphilum PM1进行富集培养并在陶粒表面挂膜,进而对其特性、性能等进行了研究。填料表面生物膜MTBE降解的序批实验和电镜照片分析均表明陶粒表面已成功附着PM1高效降解菌形成的生物膜。在挂膜后期,当起始MTBE浓度为100～110 mg/L时,经过24 h,MTBE的去除率达到65%以上并基本稳定,其中挥发占4.6%,生物降解起主导的作用。     

有机物对人工湿地基质除磷影响研究

以页岩陶粒为基质,在水力停留时间2d,连续进出水条件下,研究分析了进出水中磷素、基质中磷的形态和附着生物量的变化情况.结果表明,基质的除磷效率随有机物浓度的增加而降低,有机物对页岩磷吸附能力有一定的抑制作用.当进水COD浓度分别为100mg/和200mg/L时,其吸附能力分别下降了49%和62%.有机态松散结合磷、腐殖质态磷和钙镁结合磷明显提高,而铁铝结合磷从36.75%分别降到18%和11.77%,证明有机物累积对铁铝结合磷形成的抑制是磷吸附能力下降的主要原因.另外,进水有机物浓度越高,反应器中基质附着的生物膜量就越大,生物膜的厚度可能会影响水中磷元素向基质扩散时传质的过程.     

两种填料生物膜工艺脱氮效果的比较研究

以两种不同填料所组成的生物膜反应器(1号和2号反应器)为研究对象,比较了两个生物膜反应器去除有机物、脱氮能力,分析了其影响因素。研究结果表明:在进水水质、停留时间等条件完全一致的情况下,2号反应器COD、氨氮的平均去除率比1号反应器分别高出了29.88%和19.68%,这是因为陶粒的比表面积较蜂窝陶瓷有绝对优势所致。但是2号反应器的总氮去除率比1号反应器要低7.11%,通过研究两个反应器中硝态氮浓度和生物相分析发现具有较大差距。填料作为生物膜工艺中的核心,其材料、结构等影响到生物膜的性质和反应器内水力学特性,是决定生物膜工艺处理效果的关键因素。     

陶粒固定化脱氮菌群对景观水中NO3--N的去除

以陶粒为载体对脱氮菌群进行固定化,并对ρ(NO3--N)较高的景观水进行模拟脱氮试验;同时比较了陶粒和海绵作为载体的固定化脱氮菌群在室温保存过程中脱氮活性的变化.结果表明,陶粒固定化脱氮菌群可以在短时间内有效去除景观水体中的NO3--N;模拟景观水试验处理2 d后,NO3--N的去除率为98.1%,TN的去除率为91.5%;试验第3～10天ρ(NO3--N)、ρ(TN)一直保持稳定,说明陶粒固定化脱氮菌群的作用具有一定的稳定性,不会出现ρ(NO3--N)波动现象.10 d后ρ(NO3--N)从初始的16.72 mgL降至0.19 mgL,NO3--N的去除率为98.8%;ρ(TN)从初始的17.89 mgL降至0.95mgL,TN的去除率为94.7%.分别将陶粒和海绵固定化脱氮菌群在室温下保存60 d后进行脱氮试验,NO3--N的去除率分别为99.8%、17.2%,说明在室温保存状态下陶粒固定化脱氮菌群能长时间保持脱氮活性.     

改性陶粒处理含磷废水研究

陶粒经过镧系稀土金属元素改性后处理含磷废水。探讨了改性陶粒的用量、接触时间、温度、原水pH值、原水初始浓度等因素对除磷效果的影响。结果表明：改性后的陶粒对废水中的磷酸盐去除效果较明显,当废水pH值为4～11、磷浓度在0～40mg／L,按改性陶粒与磷质量比为250：1来处理含磷废水,反应时间在5h之内,剩余磷酸盐的浓度〈0．5mg／L,磷的去除率达98％以上,处理后的废水可达排放标准。     

生物陶粒与生物活性炭上微生物群落结构的PCR-SSCP技术解析

采用PCR-SSCP(单链构象多态性)技术,以16S rRNA基因的V4-V5区为靶对象,分析用于饮用水处理的生物陶粒和生物活性炭上的微生物群落结构.对生物陶粒和生物活性炭上的微生物分别进行超声波洗脱、R2A和LB平板培养后提取基因组DNA.结果表明,除生物活性炭超声波洗脱不能提取到DNA外,其他处理均能提取到大小在10 kb以上的基因组DNA,但所提取的量有较大差异.以提取的DNA为模板分别进行PCR,均能扩增到408 bp的基因片段.这些片段经λ核酸外切酶消化处理后进行SSCP电泳.结果显示,超声波洗脱、R2A和LB培养对试验结果影响不明显.生物陶粒的微生物基因扩增片段SSCP图谱相同,且只出现1条带.测序后与基因组数据库对比,结果显示其与uncultured Pseudomonas sp. clone FTL201 16S rDNA （GenBank登录号AF509293.1）片段同源性为92%.生物活性炭的微生物基因扩增片段SSCP图谱也相同,但有2条带.测序对比的结果表明, 这2个基因片段与Bacillus sp. JH19 16S rDNA （GenBank 登录号DQ232748.1）片段和Bacterium VA-S-11 16S rDNA （GenBank登录号AY395279.1）片段的同源性分别为100%和99%.