主流厌氧氨氧化工艺的运行优化及其微生物的群落变迁

通过高氨氮污水驯化成熟的CANON生物膜反应器处理低氨氮污水,试验分为3个阶段:(1)连续曝气无机配水阶段(0~59 d),曝气量30 m L·min-1,调整氨氮浓度为80 mg·L~(-1),厌氧氨氧化脱氮效率较低,第56 d时,TN去除负荷仅为0. 13kg·(m~3·d)~(-1).(2)连续曝气生活污水阶段(60~110 d),有机碳源的进入使得CANON反应器在79 d时TN去除负荷提升至0. 22 kg·(m~3·d)~(-1).(3)由于DO浓度较低,其氨氮去除率仅为75%,为进一步提高氨氮和TN的去除效果,第110 d时,进入间歇曝气生活污水阶段(110~160 d),提高曝气量为50 m L·min-1,曝气30 min,停曝30 min,第131 d时,氨氮去除率提高至86. 34%,TN去除率和去除负荷分别达到85. 87%和0. 30 kg·(m~3·d)~(-1),这说明间歇曝气策略可以提升CANON反应器的脱氮性能.同时在试验开始前(0d)、连续曝气无机配水阶段(56 d)和间歇曝气生活污水阶段(152 d)时分别取样进行了高通量测序,分析不同阶段的微生物群落变化,结果表明:(1)Candidatus Brocadia相比Candidatus Kuenenia在低氨氮无机配水和生活污水阶段中受影响较小;(2)Nitrosomonas和Nitrospira分别为AOB和NOB的优势菌种,生活污水阶段对Nitrosomonas影响较大,对Nitrospira影响较小;(3)反硝化菌属始终存在CANON反应器中,其中假单胞菌属(Pseudomonas)、副球菌属(Paracoccus)适应性最强,但各阶段相对丰度均不超过0. 5%.     

沙颍河流域典型癌病高发区居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露及健康风险

为了解沙颍河流域典型癌病高发区居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露状况和健康危害,通过采集饮水和蔬菜样品,调查和计算不同人群硝酸盐和亚硝酸盐暴露途径和暴露剂量,对居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露的健康风险进行评估.结果表明,受到沙颍河污染的影响,饮水和蔬菜暴露剂量中,癌病高发村庄居民雨季硝酸盐暴露剂量的54.57%和亚硝酸盐暴露剂量的93.77%来自饮水.癌病高发村庄、镇区和其他村庄居民饮水及蔬菜的NO_3~--N年均暴露剂量分别达到2.052、1.457和1.028 mg·kg~(-1)·d~(-1),均超过了0.836 mg·kg~(-1)·d~(-1)的日允许暴露剂量(ADI),癌病高发村庄居民雨季的NO_3~--N最高暴露剂量达到4.594 mg·kg~(-1)·d~(-1),健康风险达到4.11×10~(-8)a~(-1),存在明显的硝酸盐暴露健康风险.除癌病高发村庄居民在旱季存在饮水亚硝酸盐直接暴露的健康风险外,研究区居民饮水和蔬菜亚硝酸盐直接暴露的健康风险总体上不明显.癌病高发村庄居民硝酸盐及亚硝酸盐暴露的健康风险明显高于区内其它居民.硝酸盐是癌病高发村庄居民健康风险的显著危害因子,较高的硝酸盐暴露剂量及其在体内的转化,可能成为癌病高发的因素之一.     

催化湿式共氧化降解内分泌干扰物双酚A的研究

以NaNO2为催化剂、2,4,6-三氯苯酚(TCP)为共氧化物质对内分泌干扰物双酚A(BPA)进行了催化湿式共氧化(CWCO)降解,研究发现,在NaNO2存在的条件下,TCP的加入极大地促进了BPA的降解:在170℃、0.5MPa氧气压力条件下反应6h后,催化湿式共氧化体系中COD去除率达到了71.2%,而BPA单独氧化降解时,COD去除率仅为24.7%.在此基础上考察了反应温度、氧气压力、反应时间、TCP浓度和NaNO2浓度对BPA降解效率的影响,筛选出了最优反应条件(170℃的反应温度、0.5MPa的氧气压力、6h的反应时间、0.5mmol/L BPA、0.5mmol/L TCP和0.1mmol/L NaNO2).在优化条件下,BPA和TCP去除率分别达到了100%和96.4%,同时反应后溶液的可生化性大大提高,BOD5/COD值从反应前的0.08增加到了0.95.另外,GC-MS结果表明,BPA和TCP降解的产物主要为小分子有机酸,分别是乙酸,2-甲基戊二酸,丁二酸,3-甲基己二酸,己三酸以及1-丙烯基-1,2,3-三羧酸.该共氧化技术为污染水体中BPA和TCP的同时去除提供了一种可能性.     

亚硝酸乙酯分解危险性研究

为了了解亚硝酸乙酯的分解危险性,通过微量热仪研究并确定了亚硝酸乙酯的分解热、起始分解温度、峰值温度等基础数据;通过爆轰管研究并确定了不同温度下亚硝酸乙酯的分解临界压力,对比了氮气和一氧化碳的稀释效果。研究表明:亚硝酸乙酯分解临界压力较低易发生分解,亚硝酸乙酯的分解会降低偶联反应的选择性,甚至造成装置的非计划停车。因此,为避免亚硝酸乙酯发生分解爆炸,建议严格按照亚硝酸乙酯分解物性操作。     

磺胺-(L-组氨酸)分光光度法测定环境水体中亚硝酸盐氮

重氮偶合分光光度法是测定环境水体中亚硝酸盐氮的标准方法,但所用偶合试剂有较高的毒性,若实验人员在实验过程中出现失误,可能会对自身及环境造成一定的危害。为此以对氨基苯磺酰胺（即磺胺）为重氮试剂,以α-氨基β-咪唑基丙酸（即L-组氨酸）为偶合试剂,对环境水体中亚硝酸盐氮进行测定,可有效避免实验中有毒物质的使用,同时优化了实验条件。实验结果表明：该方法摩尔吸光系数为2.20×10⁴ L/（mol·cm）,线性范围为0~0.200 mg/L,检出限可达到0.002 mg/L,加标回收率为98.5%~101%,通过与《水质 亚硝酸盐氮的测定 分光光度法》（GB 7493—1987）比对发现,该方法无显著性差异,且具有安全环保、操作简便、成本低廉、准确度高、灵敏度高等优点。该方法可用于环境监测中常见的地表水、地下水、海水、废水中亚硝酸盐氮的测定。     

Nitrate/nitrite poisoning in dairy cattle associated with consumption of forages irrigated with municipally treated wastewater

Twenty-three cases of nitrate poisoning were diagnosed in a dairy herd due to consumption of green grass, mainly alfalfa, which was irrigated with a municipally treated wastewater. Five cows were found dead and seven fetuses were aborted. Methemoglobin (MtHb) in blood reached 41.6 ± 7.5%, while hemoglobin concentration was low: 6.9 gm dL^–1. Nitrite in plasma was 1.6 ± 0.4 mmol; the levels of nitrate in suspected grass and water were 1.48 × 10³ ppm and 1.7 × 10³ ppm, respectively. The clinical picture included difficulty in breathing, shivering and brown discoloration of the mucous membranes of the vulva, vagina, and conjunctiva. The postmortem findings included dark brown carcasses with dark, nonclotted blood in the dilated vessels. Cardiac hemorrhages, pulmonary and rumen congestion, edema and hyperemia of the mucous membranes of the abomasums and small intestine were noticed in all examined animals. The postmortem examination of aborted fetuses revealed severe ascites and hydrothorax. Affected animals responded well to the treatment with methylene blue. After one week of treatment MtHb and nitrite in plasma were significantly reduced to their minimal levels (10.5% and 0.5 mmol), respectively. One week later, green-feed and water had no evidence of nitrate. A definitive diagnosis was made based on the clinical picture, postmortem findings, high MtHb level in blood, quantitative nitrite analysis of plasma and nitrate analysis of suspected green-grass and response to methylene blue treatment.     

亚硝酸盐氧化菌(NOB)的富集培养与其污泥特性分析

为了解亚硝酸盐氧化菌(NOB)特性,以某中试SBR的剩余污泥为接种污泥,以NO2--N为底物,采用逐步提高进水NO2--N浓度的方式,通过控制高游离亚硝酸(FNA)浓度联合高DO浓度对NOB进行富集培养.65d后,荧光原位杂交(FISH)技术分析结果显示NOB占细菌总数的80%以上[Nitrobacter(NOB的一个种,菌体呈杆状或梨状):80%; Nitrospira(NOB的一个种,菌体呈螺旋状):5%],表明成功富集培养出NOB为优势菌种的活性污泥.并且自然形成颗粒污泥,MLSS约为700mg/L,MLVSS/MLSS为0.278,SVI约为6mL/g.富集后污泥SVI较低的原因可能是污泥无机化程度高,污泥以无机盐沉淀为晶核形成颗粒污泥.试验结果表明,该污泥能够处理NO2--N浓度为1000mg/L的污水,比硝化速率为131.03mg/(g MLVSS·h),比耗氧速率为169.5mg O2/(g MLVSS·h).     

焙烧层状氢氧化镁铝对水溶液中亚硝酸盐的吸附脱除

通过静态吸附实验,研究了焙烧层状氢氧化镁铝(Mg-Al CLDH)对水溶液中NO2-的吸附脱除性能,并用粉末X射线衍射对Mg-Al CLDH吸附前后的结构进行了表征.结果表明,Mg-Al CLDH可有效脱除水溶液中的业硝酸盐(NO2-),对NO2-的脱除是通过"结构记忆"效应实现的,当NO-2初始浓度高达15mgN·l-1时,经0.10g Mg-Al CLDH处理后,溶液中残余浓度小于lmgN·l-1.在293-323 K温度范围内,NO2-在Mg-Al CLDH上的饱和吸附量为17.24-29.94 mgN·g-1,吸附量明显高于其它吸附剂;吸附量随温度的升高而增大,表现为吸热吸附;吸附过程符合Langmuir线性等温方程式.吸附速率随温度的升高而迅速增大,伪二级动力学方程可用来描述其吸附动力学过程;吸附Ea为109.94 kJ·mol-1,Mg-Al CLDH对NO2-的吸附主要是化学吸附,Mg-Al CLDH对NO2-的脱除率基本不受溶液初始pH值的影响,吸附量随离子强度的增大而减小,正交实验结果显示溶液初始浓度是影响吸附量的最主要因素.     

两段SBR法去除有机物及短程硝化反硝化

采用两段SBR法处理有机物和氨氮含量较高的化工废水.一段反应器(SBR1)的反应过程处于好氧状态,主要去除大部分有机物;二段反应器(SBR2)先好氧,去除剩余有机物和硝化反应,并且控制硝化反应进程至亚硝酸型硝化结束.然后缺氧反硝化,反硝化以原水作为碳源.试验结果表明:两段SBR法可以增加二段污泥中硝化菌的含量,使具有不同作用的2大类微生物群体分别在各自的反应器内生存.在进一步降低出水COD的同时,避免高有机负荷对硝化反应的冲击,使碳氮比(C/N)不再成为脱氮系统的影响因素.因此,与单一SBR法相比,两段SBR法不仅提高处理效率,还能节约能耗及外加碳源的费用.     

填料对潮汐流人工湿地中CANON作用强化的影响

为了缩短潮汐流人工湿地（TFCW）中基于亚硝化的全程自养脱氮（CANON）作用的启动进程并进一步提高该作用的强度,探究了不同种类填料下CANON型TFCW的启动性能及其微生物特征.结果表明,填料的理化特性可显著影响脱氮功能菌（尤其是ANAMMOX菌）的富集效果及其活性,进而可影响CANON型TFCW系统的启动进程及其脱氮性能.相较于公分石,陶粒、沸石、废砖块和龙虾壳均可不同程度地提高ANAMMOX菌在TFCW中的丰度与活性,进而可缩短CANON型TFCW的启动时间并提高其脱氮性能.当系统水力负荷为0.96 m³·（m²·d）^-1且以龙虾壳为湿地填料时,CANON型TFCW仅需300个运行周期即可完成启动,好氧氨氧化菌（AOB）和ANAMMOX菌为其中的两种优势脱氮菌群,且系统在稳定运行阶段对TN和NH₄⁺-N的去除率分别可达（88.37±1.19）%和（91.03±0.66）%,其次为废砖块、沸石、陶粒和公分石.