Effect of proteins, polysaccharides, and particle sizes on sludge dewaterability

Four batch experiments of hydrolysis and acidification were carried out to investigate the distributions of proteins (PN) and polysaccharides (PS) in the sludge, the PN/PS ratio, the particle sizes, and their relationship with sludge dewaterability (as determined by capillary suction time, CST). The sludge flocs were stratified through centrifugation- and ultrasound-based method into four fractions: (1) slime, (2) loosely bound extracellular polymeric substances (LB-EPS), (3) tightly bound EPS (TB-EPS), and (4) pellet. The results showed that PN was mainly partitioned in the pellet (80.7%) and TB-EPS (9.6%) fractions, while PS distributed evenly in the four fractions. During hydrolysis and acidification, PN was transferred from the pellet and TB-EPS fractions to the slime fraction, but PS had no significant transfer trends. The mean particle sizes of the sludge flocs decreased with hydrolysis and acidification. The pH had a more significant influence on the dewaterability of sludge flocs than temperature. Sludge dewaterability during hydrolysis and acidification processes greatly deteriorated from 9.7 s at raw sludge to 340–450 s under alkaline conditions. However, it was just slightly increased under acidic conditions. Further investigation suggested that CST was a ected by soluble PN, soluble PN/PS, and particle sizes of sludge flocs, but was a ected slightly by total PN, PS, or PN/PS in the whole sludge flocs and other fractions (except slime).     

厌氧氨氧化颗粒污泥EPS及其对污泥表面特性的影响

取厌氧氨氧化EGSB反应器中颗粒污泥,根据粒径筛分为R1(0. 5～1. 4 mm)、R2(1. 4～2. 8 mm)和R3( 2. 8 mm)这3组.提取不同粒径厌氧氨氧化颗粒污泥EPS,分析EPS特性及其对厌氧氨氧化聚集体表面特性的影响.随着厌氧氨氧化颗粒污泥粒径的增加,PS含量介于(10. 69±0. 11)～(12. 28±0. 15) mg·g~(-1)之间,而PN含量从(56. 88±0. 86) mg·g~(-1)增加到(98. 59±2. 10) mg·g~(-1),且PN/PS从5. 32提高到9. 05.不同粒径厌氧氨氧化颗粒污泥EPS官能团及三维荧光组分含量不同.随着颗粒污泥粒径增大,蛋白质二级结构α-螺旋/(β-折叠+无规卷曲)值从0. 60逐渐降低到0. 43,这种变化有利于污泥表面疏水性的表达.随着颗粒污泥粒径的增大,污泥表面疏水性由54. 2%提高到63. 1%,Zeta电位由-41. 2 m V增加到-31. 5 m V,疏水性的增强和表面电荷的增大有利于颗粒污泥的聚集.厌氧氨氧化颗粒污泥EPS可以增强污泥疏水性和提高Zeta电位,EPS中的PN发挥着重要的作用.     

基于OpenFOAM的城市街区毒气扩散模拟

为了对毒气扩散过程进行及时、有效的模拟,将开源计算流体动力学软件OpenFOAM与PISO算法(pressure implicit with splitting of operators,压力隐式算子分割算法)相结合,进行城市街区毒气扩散模拟研究. 将SIMPLE(semi-implicit method for pressure linked equations,压力耦合方程组的半隐式算法)与PISO算法进行了对比,指出以PISO算法为基础的数值模拟在城市街区这类大范围毒气扩散模拟中具有容差性强、计算较为稳定等优点. 以福州大学怡山校区为扩散区虚拟地理环境,选用氯气为假定毒气,利用OpenFOAM对氯气的扩散传播过程进行了模拟, 并与商用软件FLUENT在相同条件下的ρ(Cl₂)模拟结果进行了对比. 结果表明,结合PISO算法的OpenFOAM能够较好地完成复杂虚拟地理环境下的毒气扩散过程模拟,其ρ(Cl₂)模拟结果与FLUENT模拟结果的平均偏差小于5%,但在计算效率上却提高了41.89%.      

不同年份太湖水域全氟化合物健康风险源解析对比

基于2010年和2019年太湖水样中全氟化合物（PFASs）的数据,对比了不同年份水体中PFASs的组分特征、来源和健康风险,并使用PMF源解析模型分别对2010年和2019年太湖水样中的PFASs进行了源解析,均识别出3种主要污染源,分别为涂料制造业（2010年29.59%,贡献率,下同,2019年67.69%）、纺织与电镀业（2010年25.68%,2019年10.26%）和氟化物加工制造业（2010年44.72%,2019年22.05%）.利用环境健康风险评估模型对水体中的PFASs （PFOA和PFOS）进行评价,发现2019年水体中PFASs的致癌风险（2.69E-07）明显小于2010年的风险值（4.56E-07）,且鱼类摄入是重要暴露途径.采用PMF-健康风险混合模型解析了3种排放源的健康风险贡献率,结果表明纺织与电镀业源对健康风险的贡献率最高（2010年64.86%,2019年92.48%）,其次是涂料制造业源（2010年为31.30%,2019年为5.04%）和氟化物加工制造业源（2010年3.84%,2019年2.48%）.相比于2010年,2019年水体中PFOA和PFOS等组分浓度大大降低,而PFBS和PFHxS浓度则大幅度升高,这与我国出台的PFOA和PFOS污染物的管控措施直接相关.建议加强对PFHxS等短链PFASs开展健康风险评估研究,适时采取合理的污染防控措施.     

紫云英(Astragalus siniucus L.)对重金属胁迫的响应

为探明铜冶炼厂附近农田重金属污染对冬季绿肥作物的毒害作用,通过盆栽试验,研究了浙江富阳铜冶炼厂附近的铜、锌、铅等重金属离子混合污染的水稻土上,紫云英的生长,根、茎、叶、果各部位重金属积累量和细胞超微结构的变化.结果表明,在供试土壤重金属混合污染下,紫云英根系生长缓慢,主根细小、侧根稀少,根瘤生长受抑制;地上部分枝减少,长势矮小,叶片黄化,花期推迟.土壤中铜、锌、铅被紫云英吸收后主要分布于紫云英根部;根中铜含量明显高于锌和铅,茎、叶中锌含量最高,果中铜含量最低.透射电镜(TEM)观察结果表明,重金属混合污染主要毒害叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器的超微结构,使叶绿体膨胀变形,基粒片层解体,外膜结构消失,类囊体模糊不清,腔内空泡化或形成大脂类;使线粒体变形、脊突膨胀或消失、外膜解体;使细胞核核膜破裂、核仁膨胀消失并与染色质凝集在一起.供试土壤重金属混合污染对紫云英各部位细胞的破坏程度为根>叶>茎.     

A/O法处理城市污水中有机物的迁移转化

本文通过实验方法对A/O工艺处理城市污水过程中有机物的迁移和转化情况进行了研究.实验的主要方法是将原水、出水及活性污泥用乙酸丁酯萃取,萃取相经过真空浓缩后,用色谱一质谱(GC/MS)法对样品中的有机化合物进行了测定.测定结果表明,A/O工艺处理城市污水过程中,活性污泥对有机物的吸附作用是主要的,降解作用是次要的.     

胞外聚合物对活性污泥沉降和絮凝性能的影响研究

胞外聚合物 (EPS)对污泥沉降和絮凝性能具有重要影响 ,它由松散附着 (LB)和紧密粘附 (TB)的两部分组成。笔者考察了不同运行方式和不同泥龄培养的污泥LB和TB的含量及其成分对污泥沉降和絮凝性能的影响 ,研究结果表明 :虽然LB只占总EPS的 0 .6 %～ 13.5 % ,但它对污泥的沉降和絮凝性能起着决定作用 ,LB含量越多 ,污泥的沉降和絮凝性能越差 ;而TB的影响很小。因此 ,选择合适的运行方式 ,延长污泥泥龄 ,可减少LB含量 ,有利于活性污泥工艺运行安全、稳定、高效。     

溶藻细菌BS03分离、鉴定及其对塔玛亚历山大藻生长的影响

从福建漳江口红树林区筛选出一株对产贝毒赤潮原因藻——塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamatense)具有强溶藻能力的细菌,命名为BS03,通过生理生化及16S rDNA序列分析对该菌株进行鉴定,并探讨了菌株BS03对塔玛亚历山大藻的溶藻特性和溶藻代谢产物的初步性质.结果发现,菌株BS03属于微泡菌属(Microbulbifer sp.)相似性达99％;对塔玛亚历山大藻的杀藻效果具有一定浓度效应,在一定浓度范围内处理浓度越高,溶藻效果越好;菌株BS03对处于不同生长时期的塔玛亚历山大藻都表现出较好的杀藻效果,其中对处于延滞期的塔玛亚历山大藻表现出最佳的杀藻效果,处理96 h后,抑藻率达98.17％;不同生长期菌株对塔玛亚历山大藻溶藻作用无明显差异;菌株BS03通过间接作用方式溶藻,所分泌的胞外活性物质的分子量小于1 kDa,耐酸碱、具热稳定性,推测为非蛋白质、非核酸和非多糖类物质.     

好氧污泥颗粒化过程中Zeta电位与EPS的变化特性

研究了好氧颗粒污泥在形成过程中Zeta电位、胞外多聚物的变化以及两者之间的关系.通过对污泥调控生长,形成完全颗粒化的好氧污泥.在好氧颗粒形成过程中,污泥的Zeta电位由接种时的-19.1 mV逐渐降至-10.1 mV.完全颗粒化以后,成熟后的好氧颗粒污泥Zeta电位稳定维持在-10 mV左右,说明维持污泥较低的Zeta电位是好氧颗粒污泥形成的重要条件.颗粒化过程中污泥EPS中多糖含量基本不变,蛋白含量增加明显,从13.65 mg.g-1增加到54.12 mg.g-1,蛋白/多糖比值从0.67增加到3.31;污泥的Zeta电位与蛋白/多糖的比值呈正相关,相关系数为0.849,这些结果说明蛋白质对降低污泥表面电位,促进污泥聚集以及好氧颗粒污泥的形成生长等可能起着重要作用.     

松花江表层沉积物有毒重金属污染的潜在生物毒性风险评价

采用地累积指数模型(Igeo)及一致性沉积物质量基准(CBSQGs)对第二松花江、松花江干流以及4条代表性支流12个断面表层沉积物Hg、Cd、Cr、As和Pb 5种有毒重金属的污染特征及其潜在生物毒性风险进行深入探讨.研究结果表明:1松花江表层沉积物中5种重金属含量平均值由大到小顺序为CrPbAsCdHg;除Hg外,其余4种重金属均表现为一定的富集现象,但富集系数不超过1.2;2地累积指数表明松花江表层沉积物中5种有毒重金属污染较轻,基本属于无污染或无污染-轻污染状态,只有Cr和As在10号断面达到了轻污染程度;3重金属之间Pearson相关系数表明Cr和As(0.896)、Cr和Pb(0.708)呈极显著相关,As和Pb呈显著相关(0.639),揭示Cr、As和Pb极可能具有相似的来源;4各断面毒性单位和∑TUs1.8,不同重金属毒性效应顺序为CrCdPbAsHg.