外源硫输入对城市水体黑臭化的诱导效应

基于雨水管网实际污染情况,分别向水中输入S^2-及SO₄^2-进行模拟实验,通过分析上覆水和底泥中氮、硫等污染物赋存及变化,探究外源硫及其与有机碳源耦合对水体黑臭化的诱导效应。结果表明,输入S^2-(1～10 mg/L)后第12天,各组上覆水的NH₃-N、S^2-和底泥酸性挥发性硫(AVS)均有积累并出现黑臭,且输入的S^2-量越大,积累越多,黑臭越重。S^2-耦合有机碳源(TOC为100 mg/L)通过迅速消耗DO显著增加水中S^2-和底泥AVS,加速、加重水体黑臭。输入SO₄^2-(50～300 mg/L)后水中未出现黑色物质,但SO₄^2-≥100 mg/L时会诱导底泥释放NH₃-N,引发富营养化并间接导致黑臭。SO₄^2-耦合有机碳源可诱导间隙水SO<...     

UASB中厌氧污泥脱铵及与硫酸盐还原的关系

在上流式厌氧污泥床反应器(UASB)建立硫酸盐还原厌氧氨氧化反应过程中,研究了厌氧颗粒污泥对无机废水中铵及硫酸盐的脱除效能,探究了硫酸盐还原与厌氧脱铵的转化途径和机理。结果表明,反应器启动初期NH₄⁺-N与SO₄^2--S即有脱除,平均去除率分别为22.10%和14.83%;中期(运行76 d后)NH₄⁺-N脱除量增加,SO₄^2--S脱除量逐渐减少;后期NH₄⁺-N脱除量最高达到30.79 mg/L,SO₄^2--S基本无脱除。除硝化反应外,H₂O₂以及Anammox反应均可提高NH₄⁺-N的脱除量,且增加HCO₃^-浓度有利于NH₄⁺-N的转化。反应器内出现...     

老龄化垃圾渗滤液的短程硝化效能研究

老龄化垃圾渗滤液具有高氨低碳的水质特征.以构建能承受高氨氮浓度的自养生物脱氮系统为目标,考察了DO、负荷、pH及挂膜密度对该系统短程硝化效能的影响.结果表明:在温度为30℃、DO为2.5 mg/L、氨氮负荷为1.0 kg/(m3·d)、pH值为8.0、挂膜密度为30%、反应器运行工况为进水0.25 h/反应23 h/沉淀0.5 h/出水0.25 h、进水氨氮为2 000 mg/L的条件下,系统能够获得87.7%的氨氮去除率及77.4%的亚硝态氮积累率.挂膜密度对系统自养脱氮效能的影响显著,在挂膜密度为60%时,系统对总氮的去除率为55.5%,其中自养脱氮的分担率约为76.6%.     

自(异)养脱氮在低C/N污水处理厂的应用实践

低C/N污水处理厂面对碳氮高标准尾水提标要求时,宜采用异养反硝化与自养脱氮滤池的串级。自养脱氮滤池的脱氮效率易受系统进水水温、DO、NO_3~--N负荷等影响,当进水水温为25～30℃、NO_3~--N15 mg/L、HRT20 min时,滤池脱氮负荷达到0.56 kgTN/(m~3·d),脱氮率约60%,对应活性滤料消耗量与TN削减量之比为3.9,进水DO超过2 mg/L时会导致部分硫核滤料被氧化而无效消耗,可辅助投加Na_2S_2O_3作为电子供体。选用粒径为2.0～3.5 mm的改性硫核活性滤料,辅以适量砂料的双料复合滤层,以确保TN和SS的协同削减,且自养滤料节药效益明显。自养脱氮滤池需长期关注低水温时的脱氮效率,以及SO_4~(2-)、H_2S、NO_2~--N等副产物是否积累。自养滤料的微生物优势菌落为Thiobacillus和Sulfurimonas两类硫杆菌,二者丰度之和超过50%。     

不同电子供体的部分自养反硝化研究进展

Anammox技术的应用因电子受体NO₂^--N难以稳定获取而受到限制，研究表明，部分自养反硝化是获取NO₂^--N积累的有效途径。分别论述了以还原态硫(S⁰、硫化物)、CH₄、H₂作为电子供体应用于自养反硝化时对NO₂^--N积累的影响因素和存在的问题，并介绍了相关微生物及反应酶，以期为自养反硝化耦合Anammox时电子供体的选择提供参考。结果表明，以还原态硫为电子供体的反硝化安全、经济，但存在二次污染的风险；以CH₄为电子供体的反硝化环保、无毒，但安全性及传质效率低；以H₂为电子供体的反硝化无二次污染，安全性及传质效率同样较低，CH₄和H₂皆可利用膜生物膜反应器(MBfR)提升传质效率。     

三维电极生物膜反应器低温启动试验研究

采用人工配制硝酸盐氮废水,对三维电极生物膜反应器进行了低温(10～15℃)条件下的启动研究。挂膜过程在HRT为7 h、进水C/N值为2、连续流的条件下,采用0→20 mA→40mA→60 mA梯度电流驯化方式进行。分析了挂膜过程中氮素的转化,以及微电流作用对反硝化脱氮过程中碳源消耗量和出水pH值的影响,并观察了填料表面生物膜的微生物形态特征。结果表明,经过一个月的驯化挂膜,反应器对硝酸盐氮和总氮的去除率分别可稳定在90%和65%左右;微电流的电化学作用能够有效地缓冲反硝化脱氮系统的pH值,并可增强自养反硝化作用;挂膜完成后,填料生物膜上生长了大量1～2μm的短杆状反硝化菌。     

“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土氯离子传输行为

研究了“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土在Mg²⁺、SO₄^2-共同作用下Cl^-的传输规律，建立了“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土Cl^-传输模型.结果表明：Cl^-沿半浸泡混凝土高度方向由下而上传输的同时也由表层向中心传输，其在混凝土内部的含量呈类抛物面分布；SO₄^2-的存在会加快Cl^-在混凝土中的传输，而Mg²⁺的加入会抑制Cl^-的传输，导致混凝土在相同高度及深度处的Cl^-含量小于SO₄^2-与Cl^-共同作用下的Cl^-含量；本文建立的“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土氯离子传输模型计算结果与实测结果吻合良好.     

硫自养反硝化处理高硝态氮废水的运行特性研究

采用硫自养反硝化技术处理高浓度NO_3~--N废水,考察了其处理性能及微生物种群结构。在HRT为14 h、碳酸氢钠为碱度条件下,反应器脱氮负荷与脱氮量分别高达1.47 kg/(m~3·d)和800 mg/L。以石灰石作为碱度可有效降低处理成本,单级装置脱氮成本为0.814元/m~3,对于高浓度NO_3~--N废水可采取多级串联方式保证出水NO_3~--N浓度较低。解析微生物群落结构发现,在高浓度NO_3~--N条件下,系统微生物种群结构较单一,功能性微生物所占比例较高,其中脱氮硫杆菌Thiobacillus和反硝化硫单胞菌Sulfurimonas所占比例分别为37.61%和20.39%。     

反硝化深床滤池的菌群培养与运行条件优化

以南通市某污水厂二级生化出水为原水,采用中试规模的反硝化深床滤池进行生物处理,重点考察了反硝化深床滤池夏、冬季节的菌群培养条件,硝态氮去除效果及滤速对硝态氮去除率的影响,并确定了深床滤池的设计和运行参数。结果表明,以恒定滤速、连续进水的自然挂膜方式进行培菌,在水温为23℃、碳源充足的情况下,无需污泥接种,历时20 d菌群培养成功。反硝化深床滤池在冬季适宜以低滤速运行,夏季则可适应高滤速运行。     

基于混凝土表面SO42-浓度时变的扩散模型预测研究

为探究混凝土在硫酸盐侵蚀下的腐蚀破坏情况,通过考虑混凝土表面SO₄^2-浓度时变规律,改进现有的扩散-反应方程组,结合水泥水化、腐蚀产物填充和损伤度函数建立了硫酸盐侵蚀下混凝土扩散模型。采用Comsol Multiphysics软件模拟在不同硫酸盐浓度侵蚀下,不同侵蚀龄期内混凝土各截面SO₄^2-浓度,并将模型计算值与实测值进行对比。结果表明：在硫酸盐浓度为5%和10%的侵蚀条件下,考虑混凝土表面SO₄^2-浓度时变过程的模型计算值和实测值的最大误差分别为17.46%及19.69%,验证了模型的合理性与适用性。最后通过建立的SO₄^2-侵蚀混凝土最大深度预测模型,发现硫酸盐侵蚀混凝土的最大侵蚀深度在侵蚀前期快速增加,随着侵蚀龄期的延长而逐渐变缓,以期为混凝土的耐久性评估提供参考。     

曝气模式对序批式生物膜法脱氮效能的影响

研究了不同的曝气模式对序批式生物膜法脱氮效能的影响.结果表明,与连续低氧(DO=0.9-1.1 mg/L)曝气模式相比,连续好氧(DO=2.5-3.2 mg/L)曝气模式可加速挂膜过程;在序批式运行期间,连续低氧模式较好氧/低氧模式的脱氮效率更高;以脱氮效能为衡量标准,采用连续低氧曝气模式进行挂膜、运行操作,更能促进生物膜内好氧、缺氧分区结构的稳定,更易于实现同时硝化反硝化或短程反硝化过程,提高脱氮效率.     

进水N/S值对同步脱硫反硝化特性的影响

研究了不同进水N/S值条件下,不同接种物的厌氧体系的同步脱硫反硝化特性。结果表明:在N/S为0.6或0.4的条件下,3个体系对硫化物的去除率均达到90%以上,其中以进水N/S为0.4时产生的悬浮态硫最多;硝态氮的去除特性与硫化物不同,3个体系对硝态氮的去除率均在进水N/S为1.0时达到100%,且此时N2的产量也最大。可见,尽管同步脱硫反硝化工艺具备同时脱氮及除硫的能力,但其进水N/S的控制值却不相同。对于脱硫而言,最佳的进水N/S为0.4;对于脱氮而言,最佳的进水N/S为1.0。此外,研究发现3个不同接种物的厌氧体系对硫化物及硝态氮的去除途径不同,进水N/S值的影响也有差异。对于接种了厌氧污泥的体系,存在自养反硝化和异养反硝化的竞争,改变进水N/S值可调节二者的竞争,高N/S值会抑制硫化物自养反硝化过程,降低对硫化物的去除率;对于接种脱氮硫杆菌的纯菌体系,多硫自催化反应会与硫化物自养反硝化反应竞争硫化物,降低对硝态氮的去除率,高N/S值会导致出水硝态氮浓度较高;对于添加脱氮硫杆菌的强化厌氧污泥体系,以硫化物自养反硝化过程为主,最佳的N/S为0.4。     

硫自养反硝化深度处理污水厂生化出水中的NO3--N

针对呼和浩特市某污水处理厂A²O工艺出水中残余的NO3^--N,利用生物滤池进行单质硫自养反硝化中试研究。结果表明,单质硫自养反硝化工艺启动周期短(15 d)、去除NO3^--N能力强,NO3^--N去除负荷(以N计)基本可保持在200 g/(m³·d)以上。在启动过程中,Thiobacillus逐渐成为优势菌属,硫自养反硝化反应成为了生物滤池的主要代谢路径。此外,水温对该工艺性能有一定影响,当水温<15℃时生物滤池内的微生物群落结构会受到一定影响,平均NO3^--N去除负荷迅速降至122.7 g/(m³·d),即使延长水力停留时间,系统亦无法恢复至最佳状态。     

硫自养波形潜流人工湿地的脱氮机理及工况优化

将硫自养反硝化工艺与潜流人工湿地相结合,考察了其对低碳氮比污水中氮的去除效果。结果表明,增加曝气装置后硫自养波形潜流人工湿地的脱氮效果可以得到保障,在气水比为8∶1、水力负荷为0.8 m³/(m²·d)时,TN去除率为(70±5)%,出水TN浓度低于8 mg/L;NH4+-N去除率在90%以上,出水NH4+-N浓度低于3 mg/L;COD去除率为(50±2)%,出水COD浓度低于40 mg/L;p H值可维持在7~9。同时,石灰石填料具有同步除磷的效果。该工艺具有脱氮效率高、效果好、运行费用低的特点。     

树脂吸附法治理兰州新区灰土次生盐渍化试验研究

论文重点介绍掺入树脂后灰土易溶盐的减小情况。本试验是在查明了兰州新区灰土次生盐渍化机理的前提下进行的进一步试验,目的是用树脂治理次生盐渍化病害。通过试验发现了一种吸附树脂对盐渍土中的硫酸根离子有很好的吸附效果,故可以选择适宜的树脂吸附土中的SO₄^2-,从而治理因SO₄^2-引起的土壤膨胀病害。     

缺氧-好氧生物滤池的脱氮效能研究

采用前置反硝化滤池处理城市污水处理厂二级出水,研究了前置反硝化滤池工艺的启动挂膜特性及C/N值对去除氨氮和总氮的影响。结果表明,好氧滤池采用接种挂膜法,21 d挂膜成功;缺氧池采用自然挂膜法,投加乙酸钠7 d后挂膜成功。前置反硝化滤池对实际二级出水有较好的脱氮性能,当好氧滤池和缺氧滤池的水力停留时间分别为18、8 min,C/N值为4.7~5.6时,工艺出水NH+4-N、TN和COD浓度分别在0.5、2和15 mg/L以下,达到了《深圳市再生水、雨水利用水质规范》的要求。     

硫自养反硝化技术用于市政污水深度处理

去除总氮是污水处理厂面临的一大难题。目前市政污水深度处理普遍采用的反硝化滤池需要额外投加碳源,不仅运行成本高,而且存在BOD₅超标风险,而采用硫自养反硝化滤池不仅运行成本低,而且避免了出水BOD₅超标的风险。某实际工程运行结果显示,在冬季低温平均12.8℃、出水pH为6.5以上、HRT为1.6 h的情况下,微生物驯化启动时间约为12 d,驯化完成后出水NO₃^--N稳定在5 mg/L以下,平均氮去除负荷为0.19 kgNO₃^--N/(m³·d),平均氮去除率达到90%,表现出较好的反硝化效果,但反洗后恢复反硝化效果需约1.5 d。反洗周期为5～10 d,运行成本约0.065元/m³。运行成本较投加碳源的异养反硝化滤池减少50%以上。该项目改造投资为400万元,预计3年左右可收回投资成本。     

硫铁矿基质生物滞留系统对雨水径流的处理效能

针对传统生物滞留系统因缺乏有机碳源而导致的脱氮性能不稳定问题，开发了一种基于自养反硝化的硫铁矿改良生物滞留系统，研究了以硫铁矿代替电子供体的生物滞留系统对无碳源雨水径流的脱氮除磷效能，并对系统中的微生物种群结构进行了分析。结果表明，在雨水径流中无有机碳源的情况下，硫铁矿基质生物滞留系统仍可实现反硝化脱氮，对NO₃^--N和TN的平均去除率分别可达到89%和86%，同时亦有高效稳定的除磷效果，TP去除率达到81%。硫铁矿基质可提高生物滞留系统内部微生物的反硝化能力，反硝化相关菌种Pseudomonas和Thiobacillus的相对丰度分别为5.7%和1.6%。     

单级自养脱氮生物膜SBR工艺的启动研究

于生物膜SBR反应器中接种普通好氧活性污泥和厌氧污泥,在温度为(30±2)℃、pH值为7.5~8.5、DO值为0.8~1.0 mg/L和HRT为24 h的条件下,进行了处理中低浓度氨氮(60~120 mg/L)废水的单级自养脱氮工艺的启动研究。结果表明,经过污泥驯化期、亚硝化选择期和污泥适应期三个较为典型的阶段后,亚硝化率达到了77%,脱氮能力为40%。异养菌被淘汰而自养型细菌开始富集时的特征污泥絮体为杆状,而稳定的亚硝化系统建立并具一定自养脱氮功能时的特征污泥絮体则呈花瓣状。     

DO对单级聚氨酯脱氮系统运行效果的影响

应用单级聚氨酯生物膜反应器处理实际生活污水,考察不同DO浓度下微生物群落结构与其处理效果的关系。经过160 d的稳定运行,在不同DO浓度下,聚氨酯生物膜系统内均发生了同步硝化反硝化。DO为0.5~1.0 mg/L时得到最大氮去除率(70.6%),其中的72.9%由同步硝化反硝化完成。通过分析氮浓度,亚硝酸盐氮的最大积累量发生在DO为0.5~1.0 mg/L时。对生物膜上功能微生物的分析表明,DO为1.5~2.5 mg/L时的微生物多样性要显著高于其他工况。PCR-DGGE分析结果表明,优势亚硝化菌和硝化菌分别以Nitrosomonas sp.和Nitrospira sp.为主,而反硝化菌则是Thauera sp.和Pseudomonas sp.占据优势。