管材对原水输送管道中微生物群落结构及氮素转化的影响

研究不同管材(水泥内衬管、油漆内衬管)原水管道模拟装置中成熟生物膜的微生物群落结构及含氮污染物转化规律,并利用冗余分析阐明微生物与氮转化之间的关系。结果表明:不同管材的模拟管道内含氮污染物转化存在差异,油漆内衬管中硝化反应更为明显;粗糙度高的油漆内衬管中HPC稳定在1. 89×106～2. 45×106CFU/cm2,高于水泥内衬管的2. 60×105～4. 00×105CFU/cm2;不同管材管道内壁生物膜中优势菌门种类基本一致但丰度不同。优势菌门与含氮污染物转化关系密切,NH+4-N、NO-2-N的转化率与硝化螺旋菌门、拟杆菌门相对丰度呈显著正相关,而与绿弯菌门、酸杆菌门呈负相关关系。NO-3-N的转化率与厚壁菌门相对丰度正相关,与浮霉菌门、放线菌门表现出负相关性。同时,管材表面粗糙度越大,管道内的生物多样性也越大。油漆内衬管中硝化螺旋菌门、放线菌门、拟杆菌门相对丰度略高,因此硝化反应更明显,出水中出现更多的小分子DON,而管材对管道出水中DON的亲疏水性的影响不明显。     

FA与FNA对两级UASB-A/O处理垃圾渗滤液短程硝化的影响

采用两级UASB-A/O组合工艺处理实际高氨氮城市生活垃圾渗滤液,在获得稳定的有机物与氮同步去除的前提下,重点考察游离氨(FA)与游离亚硝酸(FNA)对短程硝化稳定性的影响。在UASB1中进行反硝化同时产甲烷以去除部分TN和部分COD,在UASB2通过产甲烷进一步去除COD,在A/O反应器中主要实现高氨氮的短程去除和剩余COD的降解。试验共进行104 d,历经短程硝化稳定、破坏和恢复3个阶段。结果表明,当最小FA浓度控制在3.1 mg.L-1以上时,系统可维持稳定的短程硝化,NH+4-N去除率、NO-2-N积累率、TN去除率分别可达到99%、95%和86%。当FA浓度小于0.6 mg.L-1时,在原水碱度充足且过曝气的条件下,仅依靠FA对NOB的抑制作用,难于维持短程硝化,NO-2-N积累率下降到29%。前两阶段的FNA浓度均低于0.011 mg.L-1,没有对NOB起到抑制作用,而在第3阶段,FA浓度仍维持在较低浓度,但系统FNA浓度通过降低pH值而大幅度提高(最大值为0.414 mg.L-1),从而利用FA和FNA的协同抑制作用迅速恢复并维持短程硝化,NO-2-N积累率升高到92%。可见FA与FNA是实现并维持城市生活垃圾渗滤液短程硝化的重要影响因素。     

A/A/O氧化沟中DO对SND脱氮的影响研究

采用A/A/O氧化沟反应器处理低碳源城市污水,考察了DO浓度对硝化及反硝化过程的影响,分析DO浓度与同步硝化反硝化(SND)脱氮反应速率的关联性。研究发现,较适宜的DO浓度范围为1.0~1.5 mg/L,DO浓度降低会影响氨氮降解,硝化效果急剧变坏的临界溶解氧浓度范围为0.8~1.5 mg/L,而DO浓度过高则不利于主反应区SND脱氮,同时较多的溶解氧内回流至缺氧区会破坏其脱氮环境。当DO<2.0 mg/L时,NO-3-N生成速率与NH+4-N氧化速率之比与DO之间线性关系较好;SND随着DO浓度的升高而受到抑制,当DO>2.0 mg/L时,NO-3-N生成速率与NH+4-N氧化速率之比与DO之间基本不呈线性关系,系统中基本不发生SND反应。     

预氯化对原水管道含氮污染物转化及微生物群落结构的影响

利用原水管道模拟装置,研究了前置预氯化工艺对原水输送过程中含氮污染物转化及微生物群落结构的影响。研究结果表明:低浓度的预氯化过程能够有效促进原水管道中硝化反应的进行,而较高浓度氯(>1.5 mg/L)则会使硝化过程受抑制。原水中溶解性有机氮(DON)浓度增加率随着加氯量的增加而升高,且水体中亲水性小分子DON比例也明显增加。投加低浓度氯(0.5~1.0 mg/L)在一定程度上能够提高原水管道内壁生物膜的微生物多样性,而投加高浓度氯(>1.5 mg/L)则会明显降低微生物多样性。预氯化后,部分耐氯菌门(如厚壁菌门)及菌属(如假单胞菌属、食酸菌属、不动杆菌属)占比逐渐上升并趋于稳定,变形菌门及硝化螺旋菌门在加氯后占比逐渐下降。     

贫营养原位生物接触氧化法对微污染水源水的脱氮试验研究

在水库水源水质为NH+4-N、NO-2-N,NO-3-N、TN质量浓度分别为0.246.0.009、1.730、1.989mg·L-1,UV254为0.099cm-1和CODmn5.5mg·L-1的条件下,采用新型悬浮填料.贫营养原位生物接触氧化法对微污染原水进行脱氮处理.结果表明,在Do质量浓度为3.0～4.0 mg·L-1,水温为25℃左右时,系统对水中的NIL+4-N、NO-3-N、TN及CODMo均有较好的处理效果,最大去除率分别可达到73%,80%、77%和28%.系统稳定运行时的脱氮效果可满足地表水环境III类水体的质量标准.同时还探讨了在生物脱氮过程中贫营养微生物及生物膜系统的净水机理.     

溶解氧对长距离输水管道水质影响

为保证长距离输水管道输送水水质,采用管道模拟反应器考察了溶解氧(DO)对输水管道水质影响以及曝气充氧后水质恢复情况。结果表明:DO降低影响氨氮(NH+4-N)的去除,DO浓度越低越不利于NH+4-N的去除,且曝气充氧后恢复越缓慢,DO=0.5 mg·L-1和DO=1.5 mg·L-1的反应器在运行95 h后,NH+4-N去除率分别由90%降到21%和85%,曝气充氧54 h和3 h后恢复;DO浓度降低导致亚硝酸氮(NO-2-N)积累明显增加,DO浓度越低,NO-2-N的积累越严重,且曝气充氧后恢复越缓慢,DO=0.5 mg·L-1的反应器在运行95 h后,出水NO-2-N由0.02 mg·L-1增加到0.354 mg·L-1,曝气充氧54 h后恢复,DO=1.5 mg·L-1的反应器在运行32 h后,出水NO-2-N达到最大值0.112 mg·L-1,曝气充氧4 h后恢复;DO浓度降低使水中UV254升高,DO=0.5 mg·L-1和DO=1.5mg·L-1的反应器在运行2 h后,出水UV254分别增加了70.8%和20.8%,均在运行32 h后恢复,且曝气充氧后保持稳定。因此,DO对长距离输水管道水质具有重要影响,可采用DO实现对水质的调控。     

以NO-3-N和NO-2-N为电子受体的反硝化聚磷过程的研究进展

目前反硝化聚磷研究多集中在以NO-3-N作为电子受体,理论成熟,实践可行,还采用现代的分子生物方法对此类菌的微生物特性进行了研究。但利用NO-2-N作为电子受体完成反硝化脱氮聚磷过程研究处于模糊控制的阶段,争议的焦点为抑制浓度。今后的研究方向为(1)应同步考察两种驯化过程中反硝化聚磷菌的种类、数量、缺氧条件下的反硝化聚磷速率。(2)应对利用NO-2-N的反硝化聚磷菌进行分离、筛选和鉴定,并明确菌的生物学特性和生物学利用。(3)PO43--P的去除途径,应考虑反硝化聚磷菌是否具有还原磷酸盐产生磷化氢的途径。(4)N的去除途径,应考虑N2O的产生及产生量。     

不同载体条件的硫自养反硝化脱氮试验

采用硫自养反硝化法处理模拟低浓度硝酸盐废水,以颗粒活性炭和陶粒作为微生物的载体,分别形成生物活性炭系统(2#系统)和生物陶粒系统(3#系统),并与不加载体的絮状污泥系统(1#系统)对比。结果表明在进水NO-3-N浓度为13 mg/L的条件下,1#启动成功需40 d左右、2#需10 d左右、3#需30 d左右;1#系统的NO-3-N和TN去除率分别为82%和53%,脱氮效果不稳定,水力停留时间(HRT)为5~6 h;2#系统的最低HRT达到1 h,NO-3-N去除率接近100%,TN去除率达到83%,且无NO-2-N的积累;3#系统的去除效果与2#相近,NO-3-N去除率达到96%,TN去除率达到82%,也无NO-2-N的积累,并且HRT可以降至0.5 h。由此表明在硫自养反硝化过程中选用合适的载体可以缩短启动时间、大幅提高处理效率、降低运行费用。     

一体化复合式生物反应器的脱氮研究

利用自制的一体式缺氧/好氧(A/O)复合式生物反应器(HBR),对高浓度氨氮废水进行了脱氮研究.结果表明,当进水COD浓度在950～1100 mg·L-1、氨氮浓度增加到150 mg·L-1时系统COD、氨氮去除率开始下降;在好氧区内检测到大量的NO-2-N积累,表明HBR的脱氮作用部分是通过短程硝化-反硝化途径实现的.且复合式生物反应器填料内部存在多种多样的微环境类型以及缺氧/好氧内循环,造成反应器缺氧、好氧区都发生了同步硝化-反硝化反应.     

非贵金属催化电解在垃圾渗滤液处理中的应用

用Ti/Co-Fe-Cu为阴极,Ti/Ir O_2-Ru O_2为阳极组成无隔膜电解体系,来处理高浓度垃圾渗滤液。考察了该电解体系对垃圾渗滤液的处理效果,并系统研究了电流密度、极板间距、搅拌速度及电解反应时间等因素对处理垃圾渗滤液效果的影响。结果表明,电解体系在有效去除垃圾渗滤液中COD、NH+4-N同时,也能实现对NO-3-N的无害化去除。室温电解最优工艺条件:电流密度10 m A/cm2、极板间距9 mm、搅拌速度450 r/min以及通电时间3 h,原水COD、NH+4-N和NO-3-N的去除率分别达到88%、83%和90%。     

混合载体生物膜反应器污水净化及微生物种群特性研究

研究了竹丝/陶粒混合载体(体积比1∶1)生物膜反应器的水质净化特性和微生物群落特点。结果表明:混合载体生物膜反应器对污水TN、TP和COD的去除率分别为24.7%~89.4%、56.9%~96.8%和70.1%~95.8%,出水NO_3~--N、NO_2~--N没有出现积累,具有明显的同步硝化反硝化现象。另外,微生物种群特性研究表明,竹丝表面以有机物降解菌、有机物水解菌、脱氮菌、解磷菌等为优势菌,而陶粒表面以有机物降解菌、有机物水解菌、硝化菌、丝状菌等为优势菌,微生物种群具有良好的强化互补作用。     

海绵铁还原微污染源水中硝酸盐氮的影响因素研究

饮用水源的硝酸盐氮污染是目前急需解决的重要环境问题。以人工配水为研究对象,通过静态试验研究了各因素对海绵铁去除水中NO_3~--N效果的影响。结果表明:酸洗预处理可有效提高海绵铁对NO_3~--N的去除;pH越低,NO_3~--N去除率越高;原水中NO_3~--N初始浓度越高,被还原NO_3~--N的量越多。产物分析表明:海绵铁还原NO_3~--N是产碱耗酸的反应,主要产物是氨氮,占NO_3~--N还原量的68%~83%。     

硝铵蒸发冷凝液废水治理回收技术研究

同时含NH3-N ,NO3- -N的硝酸铵装置生产废水的治理是氮肥行业尚未有效解决的环保“老大难”治理问题。本文详细地比较了目前国内外对NH3-N ,NO3- -N废水的各种治理技术的优缺点后 ,提出采用多流通旋转分配阀的连续离子交换分离法是治理回收高浓度、小水量NH3-N ,NO3- -N废水的较适宜技术。通过实验室动态摸拟试验表明 ,多流通旋转分配阀连续离子交换分离法不但能有效治理含NH3-N ,NO3- -N的硝铵废水使废水达标排放 ,而且还能回收、提浓再生的硝铵产品返回硝铵生产工艺而产生经济效益。     

受污染源水生物预处理挂膜过程研究

本文利用中试和生产性试验对受污染源水生物预处理的自然挂膜过程进行研究,讨论了挂膜过程污染物去除效果的变化、生物膜上细菌数量的增长、生物膜总的状况变化及动物组成的演化;分析了影响填料挂膜的各种因素,提出了判断生物膜成熟的依据、填料挂膜的适宜参数。     

改性稻壳为碳源和生物膜载体的反硝化脱氮研究

为探索稻壳作为载体和碳源的脱氮性能以及对水处理工艺的适应性,以质量分数6%的NaOH处理的改性稻壳为反硝化碳源和生物膜载体,对模拟养殖排放水进行了脱氮处理研究。结果表明,改性稻壳的性能优于蔗糖及淀粉,可实现NO3--N和高含量NO2--N的有效去除。其作为缺氧反应器载体时,挂膜容易、有机碳释放稳定,反应器启动后可高效去除NO3--N。在硝化-反硝化系统中,对NH4+-N去除率达90%以上,且无NO2--N、NO3--N和有机物残留,说明此改性稻壳具备较好的供碳能力和微生物吸附能力,适于作为反硝化碳源及载体。     

臭氧-生物活性炭工艺处理微污染源水的试验研究

以中试试验为基础,在约6周时间内以生物预处理后出水和东江北干流枯水期河水两种不同水体作为系统试验原水,分两个不同阶段进行工程试验,考察臭氧-生物活性炭工艺(O3-BAC)处理净化微污染原水的性能与效果。浓度由低到高的原水试验结果表明,臭氧-生物活性炭工艺对CODMn和NH3-N的平均去除率分别均可达55%和80%以上;对NO2--N和浊度平均去除率也分别可达85%和95%以上,由此验证了臭氧-生物活性炭工艺是一种行之有效的处理微污染源水的深度处理技术。     

次氯酸钠在长距离原水管中辅助减阻的工程效应

水力模型是对管网执行常态化水力分析的重要工具。为了寻找原水管道水头损失在短期内发生巨变的原因,结合模型软件和原水生产参数进行模拟分析。基于水力计算数据和业内的研究成果,确认原水管的摩阻系数会因水体中藻类密度的差异而发生变化,且蓝绿藻和预处理阶段投加的次氯酸钠反应生成的多糖高聚物会降低管道输水阻力。文中案例间接佐证了不能以完全相同的方法分析清水管网和原水管网,在对原水系统模拟分析时,需综合考虑藻类发生密度和预处理投加药剂对管道阻力系数的影响,需密切跟踪阻力变化以满足随时可取用的模型工况条件。     

不同含量低污染水对人工湿地中细菌的影响研究

探究水平流人工湿地(HFCW)系统处理低污染水过程中,相同COD/ρ(TN)下不同碳氮含量对细菌群落结构的影响。结果表明,进水为较高碳氮含量的HFCW(HF1)和进水为较低碳氮含量的HFCW(HF2)对COD和TN的去除效率具有一定的差异,HF1和HF2对COD的去除效率分别为48.26%和28.89%,对TN的去除率分别为79.06%和81.87%。HF1中细菌的丰富度和多样性均高于HF2,HF1中富集的优势细菌为Chloroflexaceae、Comamonadaceae和Rhodocyclaceae,均具有异养反硝化功能,HF2中富集的优势细菌为Xanthomonadaceae和Rhodocyclaceae,其中Xanthomonadaceae具有自养反硝化功能。COD、NH4^+-N和NO3^--N对HF1中细菌群落的影响大于对HF2中细菌群落的影响,HF1中COD对细菌群落的影响大于NH4^+-N和NO3^--N。     

关于三个水厂净水工艺与供水水质的比较和分析

该文介绍了国内一自来水公司三个水厂的两个原水水质、净水工艺及出厂水水质。结果显示第一水厂的出厂水质较为理想,第二水厂次之,第三水厂为第三。第三水厂由于水源的问题导致出厂氨氮季节性超标,建议采取有效措施改进水源水质,以提高出厂水质。第二水厂需进行工艺改造,实施臭氧活性炭深度处理以进一步提高供水水质。第三水厂一期系统臭氧生物活性炭池置于砂滤池后较二期活性炭滤池置于砂滤池前出水有机物CODMn及TOC略低,但两者基本相近。建议第三水厂采取必要的措施改进水源水质,或再增加一道臭氧生物活性炭工序。