好氧颗粒污泥的培养及其对污染物去除特性研究

采用序批式活性污泥反应器(SBR)进行好氧颗粒污泥(AGS)培养,比较仅接种普通絮状污泥培养(R1)与接种普通絮状污泥及部分厌氧颗粒污泥培养(R2)下污泥颗粒化进程、污泥特性及污染物去除特性。结果表明,通过逐渐缩短SBR沉淀时间、提高有机负荷,R1、R2分别在17、23d时出现乳白色颗粒,颗粒粒径较小(0.1～0.5mm),颗粒污泥成熟时由白色转变为黄色,污泥容积指数(SVI)均保持在40mL/g左右;培养60d时,R1、R2内污泥基本实现颗粒化,颗粒化程度分别为90.0%、84.4%;R1、R2中胞外聚合物(EPS)质量浓度均在56d时分别为84.75、64.05mg/g(以单位质量挥发性悬浮固体(VSS)中的质量计,下同),其中R1、R2中多糖(PS)在EPS中占主要比重;R1、R2中培养的AGS均具有密实的结构和良好的沉降性能,对污染物具有良好的去除效果,培养后期R1、R2对COD平均去除率分别为96%、94%,对TN平均去除率分别为60%、56%,对TP平均去除率分别为65%、61%。R2中接种的部分厌氧颗粒污泥可能对EPS的分泌起到一定抑制作用,从而影响污泥的颗粒化进程。     

SBR中纳米氧化锌和四环素复合投加系统对污泥胞外聚合物的影响

为研究氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs)和四环素(TC)对SBR系统内活性污泥胞外聚合物(EPS)特性的响应变化,在模拟室外光照条件下,考察了递增浓度ZnO-NPs和TC单独或复合投加方式下对EPS中蛋白质和多糖的影响。结果表明:ZnO-NPs、TC和复合投加系统中EPS的蛋白质含量均明显高于多糖,在各系统中,低浓度的投加量对蛋白质和多糖的含量改变无明显影响;随着浓度的递增和反应周期的延长,相比于空白组,ZnO-NPs系统中的蛋白质和多糖含量分别下降了33.58%和64.75%;TC和复合投加系统中蛋白质含量分别升高了57.86%、68.58%,多糖含量分别下降了43.60%和40.38%,且2个系统蛋白质和多糖含量变化趋势相似,因此,判断复合投加系统可能受TC影响较大。FT-IR分析显示,ZnO-NPs、TC和复合投加系统主要对EPS中蛋白质和多糖中的—OH、—NH_2、C==O、C—OH及C—O产生影响。3DEEM分析表明,EPS中蛋白质基团受到主要影响。该研究可为纳米颗粒和抗生素共存情况下对污泥EPS的影响提供依据。     

Fe2+活化过硫酸盐对市政污泥EPS性能的影响

针对污泥难以脱水、处理难度大的问题,通过过硫酸盐高级氧化技术联合造纸污泥作为骨架对市政污泥进行调理,以泥饼含水率、污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)、胞外聚合物(EPS)中蛋白质和多糖的分布关系,以及滤饼和滤液中总氮、总磷含量为指标,研究Fe~(2+)活化过硫酸盐联合造纸污泥骨架构建体对EPS的影响。结果表明:将造纸污泥与市政污泥1∶2混合,再添加过硫酸盐和Fe~(2+),对污泥的调理效果最好,泥饼的含水率由74.52%降至69.57%,SRF降低了66.23%;蛋白质和多糖的分布关系为S-EPSLB-EPSTB-EPS,滤饼中总氮所占比例由94.60%下降至65.62%,EPS被有效破解,污泥脱水效果显著改善。     

切削液废水处理过程中溶解性有机物分子质量分布和光谱特征的转化规律

以隔油-混凝沉淀-水解酸化-好氧共代谢为组合工艺处理切削液废水,探究各处理单元对不同种类有机物的转化规律和去除能力;对各处理单元出水中的溶解性有机物(DOM),采用超滤膜法进行分子质量分级,应用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱等方法对各单元出水及其滤后液进行了分析。结果表明,隔油池出水DOM分子质量主要分布在1 kDa小分子质量区间和100 kDa的大分子质量区间,分子质量占比分别为46.04%、42.79%,混凝沉淀对大分子质量的DOM有较好的去除效果,混凝沉淀出水、水解酸化池出水、好氧池出水的DOM主要分布在1 kDa区间。切削液废水处理过程中出现5个荧光峰,其中峰A和峰B可能为多环芳香烃和杂环化合物的混合物;峰C为石油类;峰D可能是废切削液中滋生的微生物和细菌的细胞物质及其分泌物或单环芳香烃;峰E可能为杂环化合物或多环芳烃类腐殖酸。经一级处理(隔油和混凝沉淀)后峰A和峰B的去除率分别为60%和35%;峰C和峰D去除率均大于99%。经二级处理(水解酸化和好氧共代谢),峰A和峰B的去除率分别为23%和48%。该工艺流程对切削液废水中的有机物有较好的去除效果,石油类、COD、TOC、BOD_5的总去除率可达99.99%、98.81%、98.74%、99.78%,达到了《污水排入城镇下水道水质标准》中的B级标准。     

不同碳源条件下聚磷菌代谢特性

利用2套SBR系统在厌氧好氧交替条件下对聚磷菌(phosphorus accumulating organisms,PAO)进行富集,分别采用乙酸和丙酸作为碳源。通过对典型周期内磷酸盐,聚羟基烷酸(polyhydroxyalkanoates,PHAs),糖原和多聚磷酸盐变化情况的分析,探讨了不同碳源下,聚磷菌胞内碳源物质的代谢机理以及其对于生物除磷的影响。结果表明,以乙酸为碳源时,PHAs的合成量和分解量都要高于丙酸为碳源,且PHAs主要成分以聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)为主,污泥的比释磷速率和比吸磷速率都要高于丙酸为碳源的情况。     

砷离子印迹聚合物的制备及性能评价

利用表面印迹技术,以α-甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂在偶氮二异丁腈的引发下发生交联反应生成砷离子印迹聚合物。采用电镜扫描与傅里叶红外光谱对印迹聚合物进行形貌与结构的表征;采用静态吸附法对印迹聚合物吸附过程的pH影响、吸附等温模型和吸附动力学进行研究;同时还研究了在竞争离子存在的情况下砷离子印迹聚合物的选择吸附性能。在25℃、pH=6时,印迹聚合物的吸附量约为非印迹聚合物的1.5倍,对砷离子的吸附过程基本吻合Langmuir吸附等温模型;在动力学研究中发现,吸附过程更为符合准二级动力学方程;在竞争离子存在的情况下,砷离子印迹聚合物有着良好的选择吸附性。     

聚丙烯酰-6-氨基吡啶的制备及其对重金属离子的吸附

以2,6-二氨基吡啶为原料,合成了功能单体2-丙烯酰-6-氨基吡啶,并将其与乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚合成了聚合物吸附剂聚丙烯酰-6-氨基吡啶。考察了聚合物吸附剂对重金属离子的吸附分离性能。实验结果表明:在混合液中Cu2+,Zn2+,Cd2+,Ni2+的初始质量浓度均为10 mg/L、聚合物吸附剂加入量为5 g/L、溶液pH=7、吸附时间为10 min的条件下,聚合物吸附剂对各离子的吸附率均大于90%;采用浓度为0.5 mol/L的HCl溶液对吸附后的聚合物吸附剂进行洗脱,4种重金属离子的洗脱率均可达97%以上;该吸附剂具有很好的稳定性,重复使用11次后其对4种重金属离子的饱和吸附量均未有明显的下降。     

铅模板交联壳聚糖聚合物的表征及吸附选择性研究

以Pb2+为模板分子,以壳聚糖(CTS)为功能单体合成了CTS-Pb2+复合物、CTS-Pb2+交联聚合物及Pb2+交联CTS分子印迹聚合物(MIP)。采用红外光谱仪、热重分析仪、扫描电镜、X衍射仪等仪器对CTS、CTS-Pb2+复合物、CTS-Pb2+交联聚合物和MIP的表面形貌和结构进行了表征。结果表明,CTS吸附Pb2+是以—NH2为吸附点;CTS吸附Pb2+后,结晶度下降、热稳定性变差;利用分子印迹技术得到的MIP呈具有一定孔径分布的多孔结构,这有利于Pb2+的吸附和洗脱,也为Pb2+的扩散或洗脱提供了良好的通道;MIP在实际水样处理中体现出较高的Pb2+吸附选择性,它在处理含Pb2+废水方面可能具有较好的应用前景。     

磺胺和四环素类抗生素对活性污泥性能的影响简

废水处理工艺中抗生素类污染物的存在可能会对生物处理过程产生长期而深远的影响,为探明此类污染物对废水生物处理主体活性污泥性能等方面的影响,采用间歇培养法研究了活性污泥法处理污水时,抗生素类污染物的存在对活性污泥性能如胞外聚合物（EPS）、污染物处理能力、脱氢酶活性和群落结构的影响。结果表明,抗生素的存在会导致活性污泥的胞外聚合物总量及其主要组分蛋白质和多糖增加,以产生保护屏障;且由于污泥絮体解体,细胞破裂导致EPS中DNA和色氨酸含量增加。同时,由于蛋白质大量增加引起的表面负电荷的增加,使污泥疏水性增强,絮凝性能恶化;污泥絮体解体导致污泥颗粒变小,SVI也随之下降;在活性污泥脱氢酶活性急剧下降的同时,出水TOC迅速升高。此外,抗生素类污染物在抑制活性污泥中大部分细菌的同时,对部分菌群也有刺激生长作用,最终导致活性污泥生物群落结构的改变。四环素类抗生素对活性污泥的EPS和絮凝沉降性能的影响大于磺胺类,而对污水处理能力和群落结构的影响则不如磺胺类。抗生素类污染物的长期存在会对活性污泥沉降性能、絮凝性能、脱氢酶活性以及活性污泥群落结构等产生一系列负面影响,进而影响污染物去除效果,导致出水水质恶化。     

微波加热脱附回收Y分子筛吸附的酮类有机分子

微波再生技术被广泛认为是一种高效节能的绿色再生技术。采用3种不同Si/Al比的分子筛Na Y(Si/Al=3.8)、USY-1(Si/Al=4.1)、USY-2(Si/Al=7.6)作为吸附剂,3种分子结构不同的酮类物质环己酮、丁酮、丙酮作为吸附质,解决目前吸附酮类物质难再生的问题,开发一种新型有效可行的分子筛-酮类物质微波加热再生技术。通过实验结果分析,微波法对酮类有机物具有较高的脱附速率,可在较短的十几分钟内快速完成脱附,脱附率可达90%以上,残留量较少;Y分子筛表面无明显缩聚反应中毒现象;且经多次吸附/脱附循环再生后晶相结构保持稳定,可多次循环使用;脱附后有机物可直接液态回收再利用。