碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,分别以丙酸钠、乙酸钠/丙酸钠(1:2 碳/碳)、乙酸钠和葡萄糖为外加碳源,建立同步脱氮除磷的静置/好氧/缺氧序批式反应器(SOA-SBR)。通过比较长期运行过程中各反应器的脱氮除磷效果,考察不同碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响,并通过分析典型周期内氮、磷元素及微生物体内储能物质的变化,探究其影响机理。结果表明,丙酸钠为碳源时SBR能获得96%的最佳除磷效果以及78.3%的总氮去除率;乙酸钠为单一碳源时可取得92.3%的除磷率和93.7%的总氮去除率;而混合碳源对于氮、磷的去除能力介于丙酸钠和乙酸钠之间;葡萄糖为单一碳源时系统对于磷和总氮的去除率仅26%和36.7%。丙酸钠和乙酸钠均能取得良好的同步脱氮除磷效果,但乙酸钠对总氮去除能力更佳。通过分析典型周期中内聚物含量变化表明,微生物体内聚羟基脂肪酸酯(PHA)和糖原质含量的变化与系统反硝化能力和溶解性正磷酸盐(SOP)去除效果呈正相关性。     

西安市某污水处理厂A2/O工艺除磷效果分析

基于西安市污水处理厂出水一级A达标排放的要求,对西安市某污水处理厂A2/O工艺运行效果进行监测分析,结果表明,该污水处理厂出水总磷一级A达标率仅为31.61%,出水总磷浓度偏高成为该污水处理厂一级A达标的限制因素。通过对污水处理厂现场调研与水质沿程监测分析发现,该污水处理厂污泥水中含有大量SS和TP,此部分污泥水回流至系统前端导致生物池进水总磷浓度急剧升高,生物池超负荷运行导致出水总磷偏高。同时由于生物池碳源不足,厌氧池释磷作用微弱,影响了系统的除磷效果。针对以上问题,进行了初沉池运行方式调整、强化污泥处理、出水增设滤池等一系列改造措施。改造后系统除磷效果明显提高,出水TP降低至（0.39±0.08）mg·L-1,基本可以达到一级A排放标准。     

补充碳源对交替式厌氧/好氧生物滤池生物蓄磷/回收磷的影响

碳源不足是废水高效脱氮除磷、磷回收的限制因素,研究高效利用碳源同时能提高磷回收效果的的新工艺及其运行方式尤为重要。本研究采用连续式厌氧/好氧交替生物滤池(AABF)处理低碳磷比废水(COD/P=11),并研究碳源的补充方式(间歇型、连续型、连续循环型)、补充周期对生物滤池除磷、回收磷的影响;采用生物膜吸收并蓄积废水中的磷,并采用定期补充碳源方式诱导生物滤池内聚磷菌群(PAOs)充分释磷,以便形成高浓度的磷回收液,同时在PAOs胞内积累内源性碳,用于后续的生物除磷。结果表明,连续循环型碳源补充方式优于其他两种碳源补充方式,合理缩短碳源补充周期利于提高AABF的生物除磷以及磷回收效率;定期补充AABF进水碳源可增加AABF生物膜内聚羟基丁酸酯(PHB)含量、大幅提高AABF厌氧释磷浓度、提高厌氧释磷(磷回收)过程中PAOs的对碳源的利用效率。     

不同乙酸钠浓度对UASB中颗粒污泥形成的影响

以污水处理厂厌氧消化池厌氧污泥作为接种物,采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB),分别以不同配比的葡萄糖和乙酸钠为进水,考察厌氧颗粒污泥形成的特性。葡萄糖与乙酸钠进水COD浓度始终保持1:1所形成的颗粒污泥其沉降性、产甲烷活性等均明显优于乙酸钠进水浓度始终为500 mg COD/L的颗粒污泥。结果表明,不同碳源配比的进水条件下形成的颗粒污泥性能及对废水处理能力存在显著差异。     

缓释碳源填充管式生物反应装置强化脱氮性能及其微生物分布特征

为研究缓释碳源填充管式生物反应装置（TBD）对不同氮组分生活污水的脱氮性能及机理,考察中试规模的TBD在3种不同溶解氧（DO）、氨氮（NH₄ ⁺-N）及硝氮（NO₃ ⁻-N）浓度工况下的实际运行效果,同时监测TBD沿程的DO浓度、碳氮比（C/N）、碳源等环境因子变化情况,并在运行期末对TBD的管内基质进行16S rRNA多样性高通量测序。结果表明：3种工况条件下TBD对污水中NH₄ ⁺-N、NO₃ ⁻-N和总氮（TN）的去除率均达90%以上,TBD具有良好的脱氮性能;缓释碳源有助于TBD沿程C/N的增加,且TBD出水COD_Cr始终低于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准限值,表明TBD在强化脱氮的同时不会产生有机质过量排放问题。此外,TBD中DO浓度沿程递减,形成了好氧-缺氧沿程分布的特征,且该特征促进了好氧反硝化-缺氧反硝化菌属在TBD的沿程分布。

     

Starch/polyvinyl alcohol blended materials used as solid carbon source for tertiary denitrification of secondary effluent

Starch/polyvinyl alcohol （PVA） blended materials for using as a solid carbon source （SCS） were prepared by blending PVA and gelatinized starch in an aqueous solution system, in which PVA served as framework material and starch as carbon source. The optimization of starch content and temperature effects were investigated. It was indicated that higher denitrification efficiency could be achieved with more starch in the materials. The average specific denitrification rates were 0.93, 0.66, 0.37 and 0.36 mg/（g·day） corresponding to starch content of 70%, 60%, 40% and 30% respectively at 37℃. The denitrification rates increased when operating temperature was raised from 23℃ to 30℃ and then 37℃. The mechanism of carbon release was analyzed incorporating the experimental results of abiotic release in deionized water. The organic carbon was mainly hydrolyzed by microbes, and the biological release efficiencies were at the range of 89.2% to 96.0%. A long-term experiment with a continuous flow reactor with SCS material containing 70% starch was conducted to gain some experience for practical application. When the influent nitrate concentration was in the range of 35.2 to 39.1 mg/L, hydraulic retention time of 4 hr, and operating temperature of 30℃, a nitrogen removal efficiency up to 94.6% and denitrification rate of 0.217 kg/（m3.day） was achieved. The starch-based materials developed in this study can be used as a solid carbon source for tertiary nitrogen removal from secondary effluent.     

汶川地震灾区不同气候区土壤微生物群落碳源代谢多样性

为探讨汶川地震灾区不同气候区土壤微生物群落功能代谢的变化,采用Biolog-ECO生态板技术,研究了亚热带湿润季风气候和半干旱干热河谷气候未受损区、受损治理区、受损未治理区土壤微生物碳源代谢的多样性变化特征.结果表明,平均颜色变化率(AWCD)在未受损区和受损治理区表现为亚热带湿润季风气候区半干旱干热河谷气候区,在受损未治理区表现为半干旱干热河谷气候区亚热带湿润季风气候区,不同气候区内受损未治理区AWCD值均处于最低水平;亚热带湿润季风气候区土壤微生物的碳源利用类型明显多于半干旱干热河谷气候区,在不同气候类型区内碳源利用种类均表现为受损治理区未受损区受损未治理区的趋势;不同气候区土壤微生物群落碳源代谢多样性特征差异显著,其中多样性指数和均匀度指数均表现为未受损区受损治理区受损未治理区,而受损治理区均具有最高的丰富度指数;土壤微生物群落的碳源代谢特征与土壤养分、地上植被生物量及植被覆盖度具有一定的相关性,表明地震及其次生灾害主要通过对地表植被和土壤环境的作用间接影响土壤微生物群落的碳源利用能力,在不同气候类型区与不同的受损治理情况下土壤微生物群落的碳源代谢特征具有显著差异.     

不同植被下红壤性质对细菌碳源利用的影响

选取中国科学院红壤生态实验站的8种植被,用BIOLOG法检测了土壤细菌群落的碳源利用,并分析了16种土壤性质,利用主成分分析与回归分析方法研究了土壤性质对细菌群落碳源利用的影响.结果表明,7项土壤性质解释了细菌碳源利用总变异的54.9%,其中,土壤溶解性有机质碳氮比解释了14.3%,砂粘比、微生物碳氮比和溶解性有机碳解释了22.6%.水解氮和微生物氮解释了12.3%,速效钾解释了5.7%,表明红壤不同植被下细菌群落碳源利用受土壤性质的影响很大.     

外加碳源对生物炭基潜流人工湿地净化污水处理厂尾水效能的影响

生物炭作为一种多功能生态环保材料,近年来被广泛应用于人工湿地污水处理中,其可为异养反硝化提供碳源,从而提高人工湿地的脱氮能力。通过室内构建石英砂/杏仁壳生物炭基质（体积比7∶3）人工湿地,同时以石英砂基质人工湿地为对照,运行后期通过外加碳源设计不同碳氮比（C/N）,且分别采用连续流和间歇流的运行方式,探究外加碳源对生物炭基水平潜流人工湿地深度净化实际污水处理厂尾水效果的影响。结果表明：外加碳源前,人工湿地的化学需氧量（COD）去除率为负,总氮（TN）和硝氮（NO₃ ⁻-N）去除率在41 d内持续降低;而外加碳源后,石英砂单元和石英砂/生物炭单元的COD去除率分别增至37.88%~90.44%和73.60%~97.90%,TN和NO₃ ⁻-N去除率也明显提高。在外加碳源使进水C/N为8且间歇流运行时,石英砂/生物炭单元的TN和NO₃ ⁻-N去除率最高,分别达65.61%和74.20%。生物炭添加提高了湿地微生物生物量,同时创造了有利于反硝化作用发生的氧化还原环境,使石英砂/生物炭单元的COD、TN和NO₃ ⁻-N去除率分别提高了5.66%~130.35%、9.34%~54.03%和8.71%~63.04%。外加碳源与生物炭添加可作为一种有效手段强化实际污水处理厂尾水人工湿地系统的脱氮效能。

     

共存碳源对施氏假单胞菌N2裂解苯酚的作用

研究了共存碳源对施氏假单胞菌N2在降解苯酚过程中积累2-羟基黏糠酸半醛(2-HMS)的影响,并用紫外光谱和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对N2菌的生长过程进行了检测.结果表明,与单一碳源苯酚相比,N2菌在共存碳源甲醇、乙醇、丙酮存在的体系中生长快,且11h内,苯酚同步降解率分别提高了4.5％、18.5％、16.6％,同时培养液中2-HMS积累量均达到最大.N2菌代谢苯酚可通过羧化反应产生对羟基苯甲酸,也可通过羟化反应产生邻苯二酚,后者通过间位开环裂解生成2-HMS,而甲醇、乙醇、丙酮与苯酚共存时,更易采用后一种代谢途径.