污泥生物处理的研究与应用

污泥生物处理技术包括污泥前置及后置的处理。污泥前置处理可以通过微生物自身的新陈代谢和微生物种群之间捕食作用,以及对工艺和反应器的改良来实现污泥减量。污泥后置生物处理是指污泥消化,可以使用高温-中温共相厌氧消化和蛋形污泥消化器对污泥进行减量;这些方法从不同侧面反应了目前污泥生物处理研究现状以及最新进展。     

废水中2,6-二硝基酚厌氧毒性和降解动力学研究

在中温(35℃±1℃)厌氧条件下,以葡萄糖为共基质,采用间歇实验方法,研究了2,6-二硝基酚(2,6-DNP)的厌氧产甲烷毒性和厌氧降解动力学.厌氧毒性试验(ATA)以累计产甲烷量和相对活性(RA)为指标,评价了不同浓度2,6-DNP对产甲烷菌的抑制程度;结果表明,2,6-DNP浓度＜20 mg/L时,对产甲烷菌没有抑制作用,浓度为40 mg/L时产生轻度抑制,浓度为80～120 mg/L时产生重度抑制;24 h 2,6-DNP的75%、50%、25%相对抑制浓度分别为30、70和＞120 mg/L.2,6-DNP降解动力学可用Haldane方程来描述,利用非线性拟合求得动力学参数Ks、Rm、Ki分别为179.7 mg/L、4.84 mg/g VSS·h、206.5 mg/L,方差R2=0.94,拟合效果很好.     

膜表面形貌对厌氧膜生物反应器膜污染影响的试验研究

在厌氧膜生物反应器处理高浓度食品废水的试验中,借助原子力显微镜分析了四种表面形貌不同的聚醚砜超滤膜的通量衰减规律.结果表明,超滤膜表面形貌愈粗糙,膜通量的衰减速率愈快,且化学清洗后恢复愈困难.     

The effects of leachate recirculation with supplemental water addition on methane production and waste decomposition in a simulated tropical landfill

In order to increase methane production efficiency, leachate recirculation is applied in landfills to increase moisture content and circulate organic matter back into the landfill cell. In the case of tropical landfills, where high temperature and evaporation occurs, leachate recirculation may not be enough to maintain the moisture content, therefore supplemental water addition into the cell is an option that could help stabilize moisture levels as well as stimulate biological activity. The objectives of this study were to determine the effects of leachate recirculation and supplemental water addition on municipal solid waste decomposition and methane production in three anaerobic digestion reactors. Anaerobic digestion with leachate recirculation and supplemental water addition showed the highest performance in terms of cumulative methane production and the stabilization period time required. It produced an accumulated methane production of 54.87 l/kg dry weight of MSW at an average rate of 0.58 l/kg dry weight/d and reached the stabilization phase on day 180. The leachate recirculation reactor provided 17.04 l/kg dry weight at a rate of 0.14l/kg dry weight/d and reached the stabilization phase on day 290. The control reactor provided 9.02 l/kg dry weight at a rate of 0.10 l/kg dry weight/d, and reached the stabilization phase on day 270. Increasing the organic loading rate (OLR) after the waste had reached the stabilization phase made it possible to increase the methane content of the gas, the methane production rate, and the COD removal. Comparison of the reactors' efficiencies at maximum OLR (5 kgCOD/m(3)/d) in terms of the methane production rate showed that the reactor using leachate recirculation with supplemental water addition still gave the highest performance (1.56 l/kg dry weight/d), whereas the leachate recirculation reactor and the control reactor provided 0.69 l/kg dry weight/d and 0.43 l/kg dry weight/d, respectively. However, when considering methane composition (average 63.09%) and COD removal (average 90.60%), slight differences were found among these three reactors.     

中温和高温厌氧生物产氢反应器连续运行的研究

采用2个厌氧生物产氢反应器分别在中温(37℃)和高温(55℃)下连续运行.以河底沉积物接种,葡萄糖为基质,在CSTR中成功实现了连续中温厌氧产氢,最高产氢量达8.6L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/葡萄糖)为1.98.以厌氧产甲烷颗粒污泥接种,蔗糖为基质,在UASB反应器中成功实现了连续高温厌氧产氢过程,最高产氢量达6.8L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/蔗糖)为3.6.在高温UASB反应器中培养获得了灰白色的产氢颗粒污泥,平均粒径为0.8～1.2mm,沉速为30～40m/h,电镜观察发现其表层生长大量杆状细菌.对2种产氢污泥的总DNA进行提取和纯化,通过PCR扩增和DGGE分析,发现高温和中温厌氧产氢污泥中的大部分真细菌种类相同,但各自的优势菌种明显不同.     

pH值与乙酸对易腐有机垃圾水解过程的抑制

通过外部添加水解酶比较和区分pH值和乙酸对水解的影响,结果表明:以固相挥发性固体和元素碳的减少以及液相有机碳的增加表征水解率,在pH=7时最大,144h的水解率可达66.9%;与pH=7相比,pH=8-9时,水解率降低8%-24%;pH=5-6,水解率降低40%-60%.20g·l-1乙酸的加入抑制了水解,在不同pH值条件下与不添加乙酸的水解相比,抑制程度为2%-35%,pH=7时乙酸的抑制最显著,可达35%.颗粒态物料的水解过程动力学符合Chen-Hashimoto公式.     

温度、pH值和有机物对厌氧氨氧化污泥活性的影响

通过厌氧氨氧化速率的测定研究了温度、pH值和有机物对厌氧氨氧化污泥活性的影响.结果表明:温度和pH值对污泥的厌氧氨氧化活性有明显影响,最佳温度为30～35℃,在20～30℃之间,厌氧氨氧化速率与温度之间的关系可以用修正的Arrhenius方程式描述;最佳pH值为7.5～8.3,在pH值为7.0～9.0之间,厌氧氨氧化速率与pH值之间的关系可以用双底物双抑制剂模型描述;厌氧氨氧化污泥中存在着异养反硝化菌,有机物的存在会导致其与厌氧氨氧化菌之间的基质竞争.     

城市有机垃圾间歇厌氧消化pH控制动力学研究

对厌氧消化系统的物料及电离平衡进行分析,利用底物降解和微生物生长动力学建立城市有机垃圾间歇厌氧消化pH值控制模型,并研制开发了间歇厌氧消化过程pH值与产气量最优化计算机软件.运用该模型可预测不同厌氧消化过程的最佳pH值,从而通过控制厌氧系统的pH值使系统产气量达到最大,通过2组对比实验验证模型的有效性.结果表明,在相同的实验条件下厌氧系统的pH控制在最佳值时系统产气较未对pH值控制时稳定,且总产气量平均提高20%左右.     

苯系化合物在硝酸盐还原条件下的生物降解性能

运用驯化的反硝化混合菌群进行了苯系化合物(BTEX)的厌氧降解试验.结果表明,混合菌群能够在反硝化条件下有效降解苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯.BTEX的降解规律符合底物抑制的Monod模型,当初始浓度小于50mg·L^-1时,6种受试基质的厌氧降解速率顺序为:甲苯>乙苯>间二甲苯>邻二甲苯>对二甲苯>苯.整个试验过程中NO₃^-的消耗与苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯及对二甲苯生物降解之间的摩尔比分别为:9.47,9.26,1     

水环境中26种类固醇激素的分析方法研究

建立了固相萃取-超高效液相-串联质谱法同时测定水环境中26种类固醇激素的分析方法。明确了取样体积为500 m L,Cleanert PEP为富集柱,乙酸乙酯为洗脱剂,甲醇为溶剂进行提取操作。选择了正离子模式,以0. 1%甲酸/甲醇-水为流动相,负离子模式以0. 1%氨水/乙腈-水为流动相,试样经AcquityTMUPLC BEH C18色谱柱分离后,选用质谱检测模式进行定性、定量分析。通过方法验证,26种类固醇激素的方法检出限为0. 3～1. 5 ng/L,测定下限为1. 2～6. 0 ng/L,代表性样品测定结果的相对标准偏差为2. 6%～13. 7%(n=6),加标回收率为71. 2%～121%。该方法操作便捷,灵敏度高,精密度和准确度良好,可适用于水环境中多种痕量、超痕量类固醇激素的定性定量分析。