生活污水中肠道病毒分布特性的定量PCR研究

为了明确污水中肠道病毒的分布及去除规律,采用定量PCR方法对西安市3个污水厂进行了为期一年的监测。结果表明,肠道病毒和人类肠道病毒在进水和二级出水中呈较高浓度,约分布在102~105 copies/mL和102~104 copies/mL范围内。肠道病毒和人类肠道病毒浓度呈现季节性变化,秋季浓度最高,冬季次之,春夏最低。经统计学分析发现,肠道病毒和人类肠道病毒浓度在3个水厂间无显著差异性(p<0.05)且肠道病毒和人类肠道病毒很好地服从对数正态分布。通过病毒的检测数据及分布特性,明确了函数参数并确定人类肠道病毒占肠道病毒的39%。经过常规二级处理,肠道病毒可去除1.12 log左右,与人类肠道病毒去除率相近,且不同水厂对病毒的去除率也相近。     

餐厨垃圾和剩余污泥厌氧混合发酵过程的动态膜强化特性研究

比较了厌氧动态膜生物反应器（DMBR）与完全混合式反应器（CSTR）在处理餐厨垃圾（FW）和剩余污泥（WAS）时的发酵产气过程,验证了高负荷餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵时DMBR系统运行的稳定性,考察了动态膜（DM）基材孔径（300目、200目和100目）对DMBR运行性能及其固液分离效果的影响.结果表明：一体式DMBR能够强化餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵的高负荷稳定运行,DMBR过膜滤液中平均总挥发性脂肪酸（TVFA）为86.1 mg·L^-1,低于CSTR排泥中TVFA的浓度（527.3 mg·L^-1）.当动态膜基材孔径为300目时,DMBR过膜滤液中总有机物（TCOD）为（1.6±1.1）g·L^-1,相应的固液分离效果优于200目（（3.2±1.9）g·L^-1）和100目（（32.0±1.3）g·L^-1）动态膜基材,即当动态膜基材孔径为100目时,DMBR过膜滤液中TCOD比300目动态膜基材高6.7倍.与200目动态膜基材孔径相比,300目动态膜基材相应的跨膜压差增长缓慢,反洗频率和运行能耗均较低,而100目动态膜基材孔径过大,固液分离效果较低.因此,在高负荷餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵系统中,选用300目动态膜基材形成的动态膜过滤效果最优.此外,本文还对比分析了有机废物和废水处理领域中较优的动态膜基材孔径及DMBR的应用情况,为拓展DMBR在有机物处理领域的应用提供依据.     

用于污水再生利用的生物活性炭床的有机物降解特性

以微生物增殖动力学的基本方程-莫诺方程为出发点,通过氮同位素分析比较了具有同源性微生物的生物陶粒滤床和生物活性炭床的有机物生物降解规律,建立了生物活性炭床的有机物生物降解动力学方程,提出在污水再生利用过程中生物活性炭床符合高基质有机物降解动力学模型,即有机物降解呈一级反应动力学方程。以此方程为基础,分析计算了生物活性炭床沿炭床深度的吸附性能,结果表明,在生物活性炭床中,随生物功能的减弱,生物活性炭床对有机物的吸附能力逐渐加强。     

采用体积信息熵表征颗粒污泥系统稳定性及其稳定机制

SBR反应器中培养自养硝化颗粒污泥,在絮体转化为颗粒过程中,颗粒的体积信息熵从2.05(27 d,初见颗粒)降低为1.85(95 d),熵值降低的主要动力来自于松散的絮体在较快沉速选择压条件下被淘洗出系统.当絮体被淘洗出系统即完成颗粒化过程,在129 d时测得系统中颗粒沉速分布的中位数为6.27 m.h-1,因此颗粒体积熵值的变化不再受沉速选择压(6m.h-1)的控制.颗粒的粒径、沉速及体积熵值分布均呈现周期性变化,其中信息熵的均值为2.16,最小值为1.79,最大值为2.63.在这种周期性变化过程中,系统总是表现为粒径均值先增大后减小.熵值的波动的驱动力来自于颗粒的破碎与破碎体的成长,体积分布信息熵的大小可以很好地表征系统的稳定性及其稳定机制.     

逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术同时检测水中多种肠道病毒

建立了一种利用通用引物RT-PCR技术检测水中肠道病毒的方法.利用脊髓灰质炎病毒1～3型,柯萨奇病毒B3型作为参考病毒株,根据肠道病毒RNA5′非编码区中具有高度同源性的序列来设计通用引物.比较了M-MLV酶和AMV酶的逆转录效果,AMV酶能够成功地从地表水和生活污水中逆转录病毒RNA,更适于实际应用.对比研究了PCR过程中的退火温度,c(Mg2＋)等因素对RT-PCR检测结果的影响,选择退火温度55　℃,c(Mg2＋)为2　mmol/L的反应条件,优化了RT-PCR检测方法.通过检测水样中接种的连续稀释的病毒,确定了该检测方法的灵敏度为38　CCID₅₀.考察人工污染的地表水、污水、二级处理出水样品发现,检测灵敏度基本一致.该方法可应用在实际环境的肠道病毒检测中.      

城市生活污水及二级处理水中手足口病病毒及肠道病毒的赋存状态

手足口病是由多种肠道病毒引起的传染病,其主要病原体有EV71、CVA16及CVA10。为了研究污水处理厂的生活原污水及二级处理水中此类病毒的存活情况,实验利用手足口病3种主要病毒的通用引物对其进行分型检测,同时使用肠道病毒通用引物检测所有肠道病毒,并对常规水质指标进行分析。结果表明,原污水及二级处理水的手足口病病毒阳性率分别为83.3%与36.7%,而肠道病毒阳性率更高达100%及93.3%。说明生活污水中的肠道病毒可以稳定存在,且若未进行有效消毒处理,可能存在于二级处理水中。在3种手足口病主要病毒中,CVA10检出率最高,达45.0%,CVA16及EV71检出率分别为8.3%及10.0%。可推断,CVA10为实验阶段该地区主要的手足口病病毒。通过相关性分析,肠道病毒的存活与水质条件密切相关。     

紫外与次氯酸钠消毒效果及影响因素研究

选取大肠埃希氏菌(Escherichia coli)为示踪菌种,研究了紫外消毒和次氯酸钠消毒的灭活效果(用对数灭活率来衡量),进行了实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)检测,同时考察了浊度、Fe3+浓度、有机物对紫外消毒的灭活效果影响,以及pH、氨氮浓度对次氯酸钠消毒的灭活效果影响。结果表明:(1)紫外消毒和次氯酸钠消毒对大肠埃希氏菌均有较好的灭活效果。紫外辐射剂量为15mJ/cm2时即可达到4.55的对数灭活率;次氯酸钠投加量为2.5mg/L,消毒时间30min即可100%灭活。(2)当紫外辐射剂量为15mJ/cm2时,浊度、Fe3+浓度增加或投加腐殖酸均可使紫外消毒的灭活效果变差。(3)pH升高或者氨氮浓度增大均会导致次氯酸钠消毒的灭活效果变差。     

不同形态有机物对自我造粒流化床中颗粒特性的影响

研究了溶解态、胶体态及颗粒态有机物对自我造粒流化床中颗粒特性的影响.研究表明,有机物的形态对颗粒粒径和有效密度有较大影响,即溶解态有机物形成的颗粒粒径最小,胶体态有机物形成的颗粒粒径次之,颗粒态有机物形成的颗粒粒径最大;有效密度规律则相反.此外,颗粒的平均粒径、平均有效密度沿床层高度的变化有不同分布,即自我造粒流化床底部形成的颗粒有效密度最大,但同种原水水质条件下颗粒粒径没有变化规律.     

聚合铝混凝过程研究:不同形态硅酸的影响作用

研究了不同形态硅酸对聚合铝混凝过程的影响作用 .实验结果表明经预制形成的具有不同形态分布组成的硅酸与聚合铝 ,在投加后相互间发生了十分复杂的物理化学作用 ,并受溶液pH值的影响 ,从而最终决定了混凝效果 .反应过程中所生成的形态产物及其物化特征 ,很大程度上取决于聚合铝碱化度以及所投加的Si Al比 .其中碱化度越高 ,最终产物所带电荷越高 .而不同硅酸所起影响作用分别取决于聚合程度 ,在与聚合铝反应过程中表现出一定的规律性 .单体硅酸与单体铝迅速发生较强的络合作用 ,抑制了多聚水解铝阳离子的形成 .聚合硅酸则倾向于与聚合铝形态相互作用形成一定的胶状化合物 ,从而在溶液中稳定存在 .对于胶体硅酸 ,在聚合铝作用下迅速凝聚形成更大的聚集体 ,在颗粒物间架桥形成粗大的絮体 .所得结果对混凝机理的解释与复合混凝剂的发展提供了一定的参考作用     

太湖上游城市宜兴城区主干道路径流污染特征解析

通过监测2015年8月—2016年9月7场典型降雨事件,系统分析太湖上游城市宜兴城区3个不同功能区(环科园、新城区和老城区)主干道路径流污染特征.研究表明:宜兴市城区主干道路径流浊度、COD、TN、NH_3-N、TP浓度分别为(77.2±66.9)NTU、(97.2±79.7)、(3.0±1.9)、(0.93±0.59)和(0.35±0.36)mg·L~(-1).COD和TN超出地表水环境Ⅴ类标准,是该地区径流特征污染物.降雨过程中污染物浓度整体呈下降趋势,伴随有不同程度的波动,主要受地表残留污染物及降雨强度的影响.3个区域TN浓度差异不大,且主要以溶解态存在(60%);环科园、新城区TP浓度差异不大,且主要以颗粒态存在(70%);然而,受居民生活活动的影响,老城区TP主要以溶解态存在(60%).此外,受交通及道路坡度影响,新城区道路径流浊度和COD污染最为严重.不同降雨事件径流污染物浓度变化较大,主要受干期长度和降雨强度的影响.干期长度越长、降雨强度越小,污染物累积量及可冲刷量越大.因此,加强控制宜兴市道路初期径流、路面颗粒物、径流颗粒物和TN以及老城区TP,对保护径流主要受纳水体南溪水系及太湖水体具有重要意义.