短程硝化过程中NO-2-N高效富集的工艺条件实验研究

针对厌氧氨氧化工艺需要提供充足的亚硝酸盐氮为电子受体的问题,利用培养基对SBR中具有一定短程硝化功能的污泥进行富集培养,得到氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的数量之比为104︰1,并研究了工艺条件对短程硝化的影响,结果表明,适合氨氧化菌生长的最佳温度为30℃、pH为7.5、nHCO^-₃/nNH⁺₄-N值为1。以适合氨氧化菌生长的最佳环境条件优化SBR,在进水氨氮浓度为250 mg/L时,氨氮的转化率达到90％以上,亚硝酸盐氮积累率维持在85％以上,反应器中氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌的数量之比为10³∶1,亚硝酸盐的高效积累为厌氧氨氧化工艺处理高氨废水的过程提供了稳定的电子受体。     

EBPR中两类细菌PAOs和GAOs竞争的研究进展

强化生物除磷(EBPR)工艺可以获取高效的除磷效果,已在很多污水处理厂得到广泛应用。但是大型污水处理厂在相当多的条件下,EBPR工艺也会出现周期性除磷效果的波动和不充分。针对这一难题,研究者试图采用许多手段来研究工艺中的主要微生物。文章针对典型的EBPR工艺和碳源、pH值、温度等因素对EBPR工艺中两类细菌聚磷菌(PAOs)和聚糖菌(GAOs)竞争的研究进展进行了论述,并展望了未来的研究方向。     

反硝化除磷污泥聚集体内原位除磷活性及有机物浓度的影响

以SBR系统反硝化除磷污泥为对象,利用氧化还原电位、溶解氧和磷酸盐微电极定量研究了污泥聚集体内除磷菌的原位除磷活性及有机物浓度的影响.结果发现,厌氧初期污泥聚集体内最大净体积释磷速率为3.29mg·（cm³·h）^-1,是缺氧初期最大净体积吸磷速率的3倍左右;厌氧末期释磷速率明显降低,最大净体积释磷速率仅为厌氧初期的一半.在缺氧末期,最大净体积吸磷速率降至0.14mg·（cm³·h）^-1,且在1800 μm以下深层区域发生了"二次释磷"现象.随着COD浓度由350 mg·L^-1降至250 mg·L^-1和150 mg·L^-1,反硝化除磷菌的最大净体积释磷速率由3.27 mg·（cm³·h）^-1降至2.44 mg·（cm³·h）^-1和2.01 mg·（cm³·h）^-1,且快速吸磷区域整体向污泥聚集体表层收窄.     

臭氧投量对SBR系统污泥沉降性能及脱氮除磷的影响

以污水厂冬季膨胀期污泥（SVI=280 mL·g^-1）为对象,研究了臭氧投量对SBR系统污泥沉降性能及脱氮除磷效果的影响.结果表明,低浓度投加臭氧（0.085 g·g^-1,以O₃/MLSS计）20 d后,菌丝体被打断,SVI降至125 mL·g^-1,消除了污泥膨胀,且硝化、除磷效果不受影响.高浓度投加臭氧,污泥的沉降性能反而开始恶化,除磷效率也降至60%左右.进一步研究表明,PS/PN与SVI呈正相关关系（R²=0.9381）,可表征污泥的沉降性能;臭氧除打断菌丝体外,还通过改变EPS的含量及组分影响着污泥的沉降性能.     

钨酸铋光催化降解萘普生效果及其机理

以萘普生(NPX)为目标污染物,钨酸铋(Bi₂WO₆)为光催化剂,考察NPX浓度、Bi₂WO₆投加量、阴离子种类、溶液pH对Bi₂WO₆光催化降解NPX效果的影响并确定最佳反应条件。通过原位捕获实验、中间产物识别及反应体系化学需氧量(COD)去除效果,解析光催化过程产生的活性自由基种类及其作用、NPX降解路径及反应体系矿化度,揭示NPX降解机理。结果表明：经水热法制备的Bi₂WO₆为纯正交晶系,具有由2D纳米方片构成的3D花朵状结构,平均孔径为10.79 nm,比表面积为32.54 m²·g⁻¹,带隙能为2.54 eV;在500 W长弧氙灯照射下,当NPX浓度为10 mg·L⁻¹、Bi₂WO₆投加量0.4 g·L⁻¹、溶液pH值为4.6时,NPX降解率可达99.83%,光照180 min时矿化度为67.91%,光照反应时间延长至360 min时矿化度为82.14%;Bi₂WO₆价带电势(3.01 eV)高于OH⁻/·OH和H₂O/·OH的电势,因此,空穴(h⁺)能氧化OH⁻和H₂O生成羟基自由基(·OH);而Bi₂WO₆导带电势(0.47 eV)同样高于O₂/$ \cdot {\rm{O}}_2^ - $的电势,单电子(e⁻)还原O₂过程很难发生,只能经多e⁻还原O₂,生成超氧自由基($ \cdot {\rm{O}}_2^ - $)。同时还发现,h⁺和·OH在NPX降解过程中起主要氧化作用,$ \cdot {\rm{O}}_2^ - $起辅助作用。综合上述结果,NPX的降解机理是在活性自由基协同氧化下,NPX分子中的C—C、C—O、C=C键断裂发生脱羧反应和羟基化反应,生成结构简单的中间产物,中间产物继续氧化分解为小分子化合物并部分矿化成CO₂和H₂O。     

高氨废水自养半亚硝化过程N2O释放特性

接种普通活性污泥,以人工配制高氨废水为基质。在SBR中通过逐步提高进水氨氮浓度并控制低溶解氧的方法,经过58 d连续运行使出水NO2--N/NH4+-N维持在0.88~1.25,成功实现了半亚硝化的启动。通过对典型周期内氮素转化及N2O释放特性的考察表明:周期内DO浓度基本维持在0.4 mg/L以下,NH4+-N浓度由410.46 mg/L下降至257.26 mg/L。NO2--N浓度由162.90 mg/L升高至295.80 mg/L,NO3--N浓度由27.01 mg/L逐渐升高至50.16 mg/L。pH先由7.94升高到8.01后缓慢降至7.96,溶解性N2O浓度基本维持在0.07 mg/L。初期(0~20 min)气态N2O浓度由0.13 mg/L迅速升至1.13 mg/L后急剧下降到0.34 mg/L,随后缓慢升至0.54 mg/L。初期N2O的平均释放速率高达0.84 mg/min,这主要是上周期沉淀阶段产生并附着在污泥中的N2O受曝气吹脱所致。     

Fe(0)-活性炭强化短程反硝化脱氮及影响因素

为减少生物短程反硝化对外碳源的依赖,研究了无机环境下Fe(0)-活性炭强化短程反硝化的脱氮效果,并探究了不同铁碳比及初始pH值对系统脱氮效果及N+2O释放的影响.结果表明Fe(0)-活性炭可强化生物短程反硝化,将亚硝氮去除率由7.4%提高到31.1%.当m(铁)∶m(碳)由2∶1降至1∶1和1∶2时,反硝化速率与亚硝氮去除率均呈现先升后降的趋势,m(铁)∶m(碳)为1∶1时达到最大,分别为5.58 mg·(g·h)~(-1)与41.1%,且此时N+2O的释放量较小,为0.10 mg.当pH值由6.0升至9.0的过程中,反硝化速率由7.39 mg·(g·h)~(-1)下降至5.96 mg·(g·h)~(-1),N+2O的释放量由0.19 mg下降至0.12 mg.以上结果表明,在m(铁)∶m(碳)为1∶1和pH为弱酸性的条件下,Fe(0)-活性炭能强化短程反硝化获得较好的脱氮效果,但低pH值会增加N+2O的释放量.     

微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配处理污水厂二级出水

探讨了微生物絮凝剂处理二级出水过程中投加量和pH值对溶解性有机碳和浊度处理效果的影响,及将微生物絮凝剂与聚合氯化铝按不同比例复配后的去除效果及pH值对最佳投药量下去除效果的影响。并使用三维荧光光谱（3DEEM）分析了不同种类的絮凝剂在去除水中溶解性有机物（DOM）时的差别。实验结果表明：微生物絮凝剂的最佳投药量为20 mg·L-1,最适pH值为7.5,此时TOC去除率为17%,浊度去除率为45%。最佳复配投药量为微生物絮凝剂10 mg·L-1聚合氯化铝20 mg·L-1,最适pH值为7,此时TOC去除率为33%,浊度去除率为51%。复配使用对腐殖质有很好的去除效果。     

膜探针的制备及PVA/PEG/PVP在膜污染过程中的作用

为了进一步研究膜的抗污染性能,介绍了一种新型膜探针技术。将二氧化硅颗粒黏附在探针尖端,并将含不同添加剂的铸膜液涂覆于二氧化硅表面以制成一种改性膜探针。采用原子力显微镜测量不同改性膜-污染物和污染物-污染物之间的黏附力。实验结果表明:膜-污染物之间的黏附力远大于污染物-污染物之间的黏附力;膜对二级出水(effluent organic matter,EfOM)通量的衰减幅度与膜-污染物之间黏附力正相关,与污染物-污染物之间黏附力的相关性不明显;(3)膜通量的恢复率与膜-污染物黏附力大小负相关。     

NO2--N和盐度对反硝化除磷及N2O释放的影响

以驯化好的反硝化除磷污泥为研究对象,通过批式实验考察了NO2--N和NaCl浓度对反硝化除磷率及N2O释放的影响。当进水亚硝酸盐的浓度由15 mg·L-1升高至25和40 mg·L-1时,除磷率由68.81%±0.5%降至66.25%±1%和62.88%±0.8%,TN的去除率由90.6%±0.7%降至74.55%±1.5%和51.65%±2%,N2O释放量分别为4.82、13.83和17.06 mg。当NaCl质量分数为0%、0.5%、1%和2%时,TN的去除率由74.55%±1%降至68%±2%、64.2%±1%和54.3%±2.5%,除磷率由66.37%±1.5%降至61.29%±1%、50.47%±2%和36.7%±0.5%,N2O-N转化率为41.1%±2%、41.4%±2.5%、48.94%±0.6%和51.03%±2%。因此,NO2--N和NaCl质量分数的升高均会降低脱氮除磷效率,但增加了N2O释放量;兼顾脱氮除磷效率前提下,NO2--N为25 mg·L-1、NaCl质量分数为1%是N2O释放量增加的优化条件。