生物脱臭技术研究进展与展望

采用生物脱臭技术处理臭气具有设备简单，费用低，不需再生和其它后处理，能耗少，管理维护方便等优点，已逐渐成为脱臭的一个重要方向。本文对生物脱臭技术的微生物，脱臭机理以及处理方法方面取得的进展进行了系统的论述，并预测了该技术的发展方向。     

反硝化聚磷菌的培养及其脱氮除磷特性

采用SBR反应器驯化培养反硝化聚磷菌,考察了厌氧-缺氧-好氧和厌氧-缺氧运行模式下反硝化聚磷菌的增殖情况、反应器的脱氮除磷特性及胞内聚合物聚β-羟基丁酸(PHB)和糖原的合成消耗情况。实验结果表明:经过72 d(288个周期)的驯化培养,SBR反应器内反硝化聚磷菌的数量约占全部聚磷菌的84.5%;厌氧-缺氧培养方式下,反硝化聚磷菌的释磷速率为34.5 mg/(L·h),缺氧吸磷速率为23.0 mg/(L·h),缺氧阶段每降解1.0 mg/L的PO_4~(3-)-P需要消耗1.0 mg/L的NO_3~--N;每消耗6.3 mg/L的COD生成1 mg/g的PHB,每降解1 mol的PHB约生成0.73 mol的糖原。     

药物对A/A/O系统中NDMA及其总前体物去除的影响

在厌氧/缺氧/好氧(A/A/O)脱氮除磷系统中分别投加氯苯那敏和雷尼替丁,研究了这两种含有二甲胺基团的药物对A/A/O系统中N-亚硝基二甲胺(NDMA)及其总前体物去除效果的影响.结果表明, A/A/O系统对氯苯那敏和雷尼替丁的去除率较低,分别为32%和58%,且主要通过厌氧过程去除.外加氯苯那敏会导致系统对总氮的去除率从58%降至24%,同时引起出水氨氮浓度上升.雷尼替丁的投加会明显抑制系统对NDMA的去除,其去除率从90%降至66%.A/A/O反应器中NDMA的去除并不完全受生物脱氮过程的影响.由于具有较高的NDMA生成潜能,外加氯苯那敏,雷尼替丁会引起进水中NDMA总前体物浓度大幅增加,且导致A/A/O系统对NDMA总前体物的去除率明显下降 (从70%降到31%~33%).     

基于数学模型的AAO系统阶跃响应特性分析

以厌氧/缺氧/好氧(AAO)工艺数学模型为基础,利用灵敏度分析和响应速度从幅度和动力学两方面进行了AAO工艺操作变量的阶跃响应特性分析.结果表明,在AAO系统中,进水流量(Qf)、剩余污泥排放量(WAS)、污泥回流量(RAS)和混合液回流量(MLR)对出水水质的灵敏度较高.其中,WAS的响应速度较慢,适用于系统的长期调整.好氧区溶解氧(DO)适合于出水氨氮的短期调整,RAS和MLR对于出水总氮均是灵敏、快速的变量,RAS会显著影响出水总磷,而MLR对出水总磷影响很小.AAO系统功能性菌群受Qf影响很大.除Qf外,WAS和RAS是对异养菌和自养菌浓度影响较大的变量,聚磷菌浓度对操作变量的灵敏度大小顺序为WAS>MLR>RAS>DO.     

基于不同测序技术的生物群落结构及功能菌分析

分别采用克隆文库和高通量测序技术,解析生物去除铁锰氨滤池内微生物的群落结构和功能菌多样性,并探讨不同测序手段的差异.高通量测序获得15057条有效序列、共32个分类纲,克隆文库测序涵盖9个具有明确分类地位的纲(75条序列),前者能揭示更为丰富的细菌群落结构多样性.功能菌(铁锰氧化细菌和硝化细菌)分析过程中,一些功能菌属在克隆文库中出现,而在高通量测序中未检测到,反之亦然.与单一的测序手段相比,二者相结合能更好地揭示功能细菌的分布特点.     

后置缺氧UCT分段进水工艺处理低C/N城市污水

为处理低碳源生活污水,以内碳源反硝化途径为出发点,开发了后置缺氧UCT分段进水工艺.该工艺仅在UCT分段进水最后一好氧段末端增加了后置缺氧环节,以强化微生物内碳源储存能力.在低C/N水平（平均进水C/N=3.1±1.5）的生活污水条件下,后置缺氧UCT分段进水工艺实现了平均75.3%的TN去除率,运行61d后同步硝化反硝化去除的氮量高达31.5%;运行40d后污泥内碳源储存水平比原工艺污泥提高12.2%,9小时比内源反硝化速率由零提高至5.56mgN/（gVSS×d）,系统可通过好氧段同步硝化内源反硝化（SNED）提高TN去除率.污泥沉降性能有明显改善：SVI值由350mL/g降至97mL/g,而原UCT分段进水工艺污泥仍然膨胀.该工艺仅在原工艺基础上增加了一后置缺氧段,无需外加碳源和额外硝化液回流设施,有利于水厂升级改造.     

亚甲基蓝在缺氧活性污泥上的吸附平衡和动力学

为了考察缺氧活性污泥对染料的吸附性能和吸附机理,以缺氧活性污泥作为吸附剂,亚甲基蓝作为吸附质进行等温吸附试验。结果表明:亚甲基蓝在缺氧活性污泥上的吸附遵循准二级速率方程,吸附方式为化学吸附;吸附行为符合Langmuir和Redlich-Peterson吸附等温式,为单分子层吸附,理论最大吸附量9.25 mg/g;亚甲基蓝分子在污泥颗粒内扩散动力学曲线存在线性部分,说明吸附过程存在污泥颗粒微孔内扩散效应。     

生物转鼓反硝化净化一氧化氮废气

采用自行研制的生物转鼓(RDB)反应器处理NO废气,考察了RDB净化NO的反硝化效率.结果表明,在28℃、pH6.5～7.5、转鼓转速0.5r/min、营养液更新2L/d条件下,挂膜历时12d完成.随着转鼓转速的增加,生物膜和液膜表面更新速率提高,传质效率增加,NO反硝化效率提高;当转速>0.5r/min时,液膜增厚过度增加了传质阻力,NO反硝化效率降低.空床停留时间(EBRT)是决定反硝化效率的重要因素,当进气NO处理负荷一定时,随着EBRT由130s下降到26s,NO的净化效率也由99.7%下降至81.5%.     

Three-stage aged refuse biofilter for the treatment of landfill leachate

A field-scale aged refuse(AR) biofilter constructed in Shanghai Refuse Landfill,containing about 7000 m3 aged refuse inside,was evaluated for its performance in the treatment of landfill leachate. This AR biofilter can be divided into three stages and can manage 50 m3 landfill leachate per day. The physical,chemical,and biological characteristics of AR were analyzed for evaluating the AR biofilter as leachate treatment host. The results revealed that over 87.8%-96.2% of COD and 96.9%-99.4% of ammonia nitrog...     

水质净化生物滤池工艺的微生物群落特征及运行效果研究

为探讨水质净化生物滤池(生物强化滤池和生物活性炭滤池)工艺的微生物群落特征和运行效果,采用Biolog和PCR-SSCP (单链构象多态性)技术分析生物滤池中的微生物群落代谢功能与结构,测定生物滤池进出水NH⁺₄-N、NO^-₂-N、高锰酸盐指数、UV₂₅₄和BDOC等指标,考察其净水效果. 结果表明,原水经过生物滤池后,出水微生物群落代谢活性显著降低,说明生物滤池截留了原水中的活性微生物. 工艺运行6个月后,2个生物强化滤池中微生物群落代谢特征相似,其碳源利用率分别为73.4%和75.5%. 2个生物活性炭滤池中微生物群落代谢特征存在明显差异,颗粒活性炭生物滤池微生物群落碳源利用率79.6%高于柱状活性炭生物滤池的53.8%(p>＜0.01). PCR-SSCP分析表明各生物滤池微生物群落呈多样性,优势菌群基本一致. 研究还发现,生物强化滤池中的填料对微生物群落结构和代谢功能的影响较小,2种生物强化滤池净水能力无统计学差异(p>＞0.05);而生物活性炭滤池的颗粒活性炭填料有利于微生物群落生长繁殖,微生物群落有较强的代谢活性,其滤池对NH⁺₄-N、高锰酸盐指数、BDOC的去除效果优于柱状活性炭生物滤池(p>＜0.05);这也提示生物滤池运行效果与滤池中微生物群落代谢能力有关.