分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用

目前分子生物技术发展日新月异，已渗透到各相关学科。本文综述了分子生物技术的基本原理与方法，及其在环境工程微生物领域的应用。讨论了分子生物技术在环境工程微生物的检测应用及在污泥、生物膜、底泥和土壤等微生物种群的多样性分析方面，以及环境工程菌的挑选和培养等方面的研究成果及其巨大研究前景，对该技术在环境工程领域的应用与发展提出了一些见解。     

转炉污泥干法脱硫新技术应用

采用转炉污泥取代铸铁屑配制焦炉煤气脱硫剂,转炉污泥与稻壳体积配比为１：２,水分３０％－４０％,ｐＨ８－１０。实践证明,脱硫效率达到９９．６％－９９．８％,既降低了煤气生产成本,减轻工人劳动强度,又提高了民用煤气质量,具有可观的环境效益与经济效益。     

臭氧氧化污泥的试验研究

采用接触反应柱对污泥臭氧氧化过程中污泥性质的变化进行了研究。结果表明,在相同臭氧投量下,低浓度臭氧分解污泥的效率较高;在臭氧投量为0．1gO3／gss、臭氧浓度为16．8mg／L时,臭氧化使污泥溶液中的溶解性TOC从114．9mg／L增加到803．7mg／L;臭氧氧化后溶解性IC(无机碳)从2．63mg／L减少到1．02mg／L;臭氧氧化显著提高了污泥沉淀性能,氧化后污泥的SV和SVI相当于氧化前28．9％和58％。臭氧氧化使污泥的pH从初始的7．13降低到投量增加到0．44gO3／gss时的4．40。污泥臭氧化的最佳投量点为0．1gO3／gSS。     

宁波市城市污水处理厂污泥处置方案探讨

随着城市污水处理率提高导致的污水污泥产量的增长趋势也使得污水污泥的处理问题更为突出。在总结国内外城市污泥处置技术发展趋势的基础上,结合宁波市的实际情况,根据无害化、减量化和资源化的原则,提出城市污泥近远期处置方案,并对处置方案作出可行性分析。     

磁性污泥基生物炭对Pb2+的吸附性能

为克服湿法制备磁性生物炭颗粒时团聚严重、固液分离困难、热解前需消耗大量能源脱水干化的问题,本研究以市政污泥为原料,通过无溶剂法热解制备了磁性污泥基生物炭(MSBC-2),并利用SEM、FTIR、XPS、VMS和Raman等方法对产物的表面结构与特征进行了表征。基于序批实验,分析了pH、温度、背景离子强度、生物炭投加量对该吸附材料的Pb²⁺吸附性能的影响,并进行了吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学研究。结果表明：MSBC-2的Pb²⁺去除率随pH及温度的升高而升高,pH>4后去除率基本不变,离子强度对Pb²⁺去除率基本无影响。MSBC-2对Pb²⁺的吸附行为符合准二级动力学模型及Langmuir模型,表明吸附过程的限速步骤为化学反应,吸附为单分子层吸附;MSBC-2的反应速率常数k₂是未改性生物炭的4.1倍,25 ℃时最大理论吸附容量为113.36 mg·g⁻¹,高于大多数湿法制备的磁性生物炭;该吸附过程非自发、吸热且熵增过程;MSBC-2对Pb²⁺的吸附机理主要包括表面络合、离子交换和物理吸附。     

热解终温对含油污泥三相产物特性的影响

为实现含油污泥的资源化利用,以罐底油泥为研究对象并以油回收率为考核指标,对热解终温对油泥三相产物的影响进行了研究。结果表明,最佳热解条件是：升温速率为10 ℃·min⁻¹、载气中最佳氧气体积分数为4.2%。在400~800 ℃范围内,随着温度的升高,回收的热解油产率由16.43%提升至21.46%,后又降至14.15%;热解气产率由9.12%提升到了27.87%,热解残渣中可回收组分含量由39.1%降至16.5%。热解油中主要为轻质组分,油的品质较高;热解气中主要成分为CO₂和CO,且温度越高可燃气比例越高。对热解残渣进行电镜分析发现,渣体表面没有结焦现象,残渣表现出良好的吸附性能。本研究可为含油污泥热解处理资源化提供参考。     

好氧颗粒污泥负载纳米二氧化钛强化磺胺嘧啶降解的机制及性能

抗生素在传统污水处理厂的去除效果有限,基于此,制备了一种将纳米二氧化钛(TiO₂)吸附在好氧颗粒污泥上的生物纳米材料,该材料可以在不影响其他污染物去除性能的情况下提高废水中磺胺嘧啶(SDZ)类抗生素的降解,并强化中间产物的进一步转化。结果表明,AGS对TiO₂的吸附满足伪二级吸附动力学,得到的生物纳米材料结构稳定;在TiO₂为20 mg·L⁻¹时吸附速率最快、对污泥内细胞和胞外聚合物影响较小;用该材料降解含SDZ的模拟废水时,紫外光照会促进生物纳米材料中异养菌的活性,提高耗氧有机污染物、SDZ及其中间产物对氨基苯磺酸的去除率,10 h内SDZ平均降解速率可达0.97 mg·(L·h)⁻¹。以上获得的新型生物纳米材料可为抗生素废水的处理提供新的技术选择。     

以城市污水处理厂好氧池生物膜作为接种污泥快速启动两段式亚硝化-厌氧氨氧化反应器的可行性

为探讨以城市污水处理厂好氧池生物膜作为接种污泥启动厌氧氨氧化工艺的可行性,启动了两段式亚MBBR亚硝化-厌氧氨氧化工艺并成功运行。结果表明,经过90 d的启动,在进水NH₄⁺-N质量浓度为750 mg·L⁻¹的条件下,亚硝化反应器负荷(以NH₄⁺-N计)可达到9 000 mg·(m²·d)⁻¹,平均出水NO₂⁻-N和NH₄⁺-N质量浓度比值为1.28,满足厌氧氨氧化的反应要求。经过180 d的启动,在进水NH₄⁺-N和NO₂⁻-N质量浓度分别为360 mg·L⁻¹和380 mg·L⁻¹的条件下,厌氧氨氧化反应器负荷(以TN计)可达到13 875 mg·(m²·d)⁻¹,TN去除率可达(84.14±0.66)%。活性测定结果显示,AOB和ANAMMOX活性(以NH₄⁺-N计)分别可达6 423.84 mg·(m²·d)⁻¹和6 448.32 mg·(m²·d)⁻¹且均可维持恒定。高通量测序结果表明,亚硝化反应器中的Nitrosomonas占比由0.02%增至20.09%,为AOB的主导菌属;厌氧氨氧化反应器中,Ca. Brocadia和Ca. Jettenia为主要的ANAMMOX菌,占比分别达到11.00%和2.07%。采用好氧池生物膜作为接种污泥可快速启动两段式亚硝化厌氧氨氧化工艺。     

Anammox-HAP颗粒污泥型膨胀床反应器的氮磷同步去除能力及污泥特性

为实现集成、高效的氮磷处理,提高厌氧氨氧化工艺的运行稳定性及功能集成性,搭建了一种新型的anammox-HAP颗粒污泥型膨胀床反应器。设置了3个不同温度条件下的反应器,通过控制进入反应器中的钙、磷元素,以及调控反应器pH,探究了膨胀床反应器对氮、磷的同步去除能力,并对污泥特性进行了分析。结果表明：anammox-HAP颗粒污泥型膨胀床反应器在35、25、15℃条件下均可稳定运行,并能分别实现(44.90±0.32)、(17.12±0.97)、(8.79±0.14 ) g·(L·d)⁻¹的氮去除速率,且总氮去除率稳定维持在85%以上;磷元素以HAP核的形式聚集在anammox颗粒内部,可在随剩余污泥排出的同时进行回收;anammox-HAP反应器中颗粒污泥的沉降性能明显高于一般厌氧或anammox工艺中的颗粒污泥,并与颗粒中的磷含量正相关。本研究阐释了anammox-HAP颗粒污泥型膨胀床反应器的特点,可为废水中氮磷的处理提供参考。     

含污泥坑生活垃圾填埋场竖向扩容工程稳定沉降分析

为减少生活垃圾填埋场内污泥坑的存在给填埋场后期竖向扩容工程带来的难度,以辽宁省某含污泥坑生活垃圾填埋场为例,对其竖向扩容工程进行了工艺设计和验证分析。根据工程目标和相关规范,合理确定了扩容后填埋场整体平面布置和填埋堆高等参数,选用原位固化技术对污泥进行了加固处理,并确定了处理后污泥的力学参数设计值。使用Geo-Slope软件,建立了扩容后填埋场堆体边坡的计算模型,并分析和评价了3种不同工况边坡抗滑稳定性的影响。基于理正岩土软件,对填埋场垃圾堆体进行了沉降计算,并根据沉降分析结果进一步确定了防渗系统设计方案。结果表明：污泥坑加固处理后,各工况下的垃圾堆体边坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求;固化处理后污泥的相关强度等指标均满足垃圾堆体竖向扩容设计要求;防渗系统最大伸长率为0.4%,满足规范要求;防渗结构中设置了抗沉降加筋层,可抵抗垃圾堆体的不均匀沉降。本研究成果可为国内同类型生活垃圾填埋场的竖向扩容工程工艺设计提供参考和借鉴。