基于水厂砂滤填料附着物的BAF启动及其硝化性能

对自来水厂砂滤池上层填料附着微生物的三组培养物进行了16S rRNA基因扩增子测序,分析其群落组成和结构差异,随后将三组培养物混合后成功启动了4个曝气生物滤池并分析各装置的硝化性能。结果表明：三组培养物仅检测出硝化螺旋菌属、亚硝化螺旋菌属和亚硝化单胞菌属三种硝化菌属;在NH₄⁺-N浓度为0.5 mg/L时,硝化螺旋菌属是唯一的高丰度硝化微生物,由于缺少氨氧化细菌的存在,推测该硝化螺旋菌属可能存在完全氨氧化菌。4个曝气生物滤池装置成功启动后,在水力停留时间为2 d的条件下,滤池对NH₄⁺-N均有较高的去除率（>98%）。以石英砂为填料的装置在连续进水的初期NO₃^--N浓度显著降低,由于进水未添加有机物且溶解氧充足,推测装置在此期间发生了好氧条件下的自养反硝化。以活性炭为填料的装置在连续进水后,不仅NH₄⁺-N去除率高,而且还对NO₃^--N有较高的去除率（>99...     

市政污水厂排污口着生型微生物的群落分布研究

为了考察市政尾水补给径流对水生态的影响，对排污口着生型微生物进行高通量测序，考察了微生物群落与尾水水质间的响应关系。结果表明，在尾水平均COD、NH₄⁺-N和TP为地表水Ⅳ类水质时，排口富集黄杆菌、不动杆菌、伯克霍尔德菌等致病菌，以及氨氧化菌（Nitrosomonas）、反硝化菌（Lysobacter）、聚磷菌（Enterobacte）等活性污泥中常见微生物。尾水平均COD、TN与聚磷菌丰度呈负相关（相关系数分别为-0.931和-0.909）,TN与反硝化除磷菌（Xanthomonadaceae）丰度呈正相关（相关系数为0.964）。排口附近不利于富集脱氯单胞菌（Dechloromonas）等反硝化菌，受纳水体中的NO₃^--N难以靠尾水中的微生物降解。     

BAF工艺深度处理四环素类制药废水研究

针对市政污水处理厂、制药厂和医院污水处理厂出水中的抗生素残留,采用曝气生物滤池（BAF）工艺进行深度处理。分别建立了两组曝气生物滤池实验装置,研究不同抗生素残留浓度、不同水力停留时间条件下对污染物降解及微生物菌群变化规律。长期实验结果表明,在进水抗生素浓度低于1 mg/L的情况下,COD、氨氮的去除效果稳定,在水力停留时间为10 h时,四环素类抗生素的去除率均在82.5%以上。对BAF中微生物群落的分析表明：投加抗生素后,BAF中微生物种群多样性明显降低。Proteobacteria（变形菌门）是主要的菌群,且丰度变化最大;Alphaproteobacteria（α-变形杆菌纲）、Flavobacteriia（黄杆菌纲）和Betaproteobacteria（β-变形杆菌纲）丰度增加,该菌属可以适应抗生素废水;Acidovorax（嗜酸菌属）和Flavobacterium（黄杆菌属）丰度增加,具有反硝化作用的菌属可优势生长。     

南洲水厂原水长距离输水管道水质变化规律研究

对南洲水厂26.7 km的原水长距离输水管道水质进行了连续6个月的检测研究,结果表明:管道中原水的DO浓度沿程降低,到达净水厂时DO浓度大于2 mg/L;当原水浊度10NTU时,沿程变化不大,反之,沿程下降明显;氨氮和亚硝酸盐氮浓度在4.6 km处达到峰值,之后沿程降低,最大去除率分别为33%、86%;长距离输水管道对TOC和TP的最大去除率分别为11%、46%。可见,长距离输水管道作为"管道反应器"对原水具有明显的净化作用。     

基于重力势能驱动的新型旋转移动床梯级净化工艺

结合山地村镇地势高差大的特点，根据水车的运行原理，构建了一套适用于山地村镇生活污水处理的新型旋转移动床梯级净化工艺。通过对复合式双旋转生物移动床进行清水复氧试验，发现其具有良好的曝气性能，跌水高度越高、跌水流量变化范围越小，复氧效果越好。稳定运行期间，对COD、NH₄⁺-N、TN和TP的平均去除率分别为96.5%、91.7%、56.5%和17.5%,COD、NH₄⁺-N和TN的出水浓度达到了重庆市《农村生活污水集中处理设施水污染物排放标准》(DB 50/848—2021)中的一级标准。由于工艺依托生物膜法实现营养物去除，TP去除效果较差。取复合式双旋转生物移动床中的填料进行硝化性能测试，硝化速率为6.058 mg/(gMLVSS·h)，硝化活性较高。高通量测序结果显示，属水平上相对丰度排名前7的微生物均为好氧菌，说明复合式双旋转生物移动床良好的曝气效果对微生物群落起到了选择作用；与去除COD相关的菌属相对丰度之和为32.7%，与硝化有关的菌属相对丰度之和为21.5%。因该工艺整体不需要电能驱动，大大...     

原水输送管道生物膜的生长及其对硝化作用的影响

利用原水输送管道模拟系统,考察了管壁生物膜在自然形成过程中的微生物种群分布和生物多样性变化,探讨了原水管道的运行时间对原水中硝化作用的影响。结果表明,在管壁生物膜自然形成过程中,微生物表现出明显的群落演替现象,微生物的生长经历了适应期、对数生长期、脱落期和稳定期四个阶段,原水中的硝化作用不断趋于彻底。随着运行时间的增加,微生物多样性逐渐降低,生物系统趋于稳定。运行75 d后,NH_4~+-N浓度的变化率稳定在-45%左右;125 d后,NO_2~--N浓度的变化率稳定在-90%左右,NO_3~--N浓度的变化率稳定在40%左右。     

碳源对短程反硝化-厌氧氨氧化工艺效能的影响

为探究大分子有机碳源对短程反硝化-厌氧氨氧化(PD/A)系统脱氮效能的影响,通过在厌氧氨氧化(Anammox)连续流反应器中投加葡萄糖和新型组合填料快速启动生物膜-活性污泥PD/A工艺,研究了不同碳源条件(单一碳源和混合碳源)和不同COD/NO₃^--N下该工艺的脱氮性能。结果表明,以葡萄糖为唯一碳源,控制COD/NO₃^--N为4.5,在第90天成功启动PD/A系统,TN去除率达到93.89%,出水TN为6.17 mg/L,此时Anammox过程对去除TN的贡献率高达95.83%,反硝化过程的贡献率仅为4.17%;而由于短程反硝化菌对淀粉和葡萄糖混合碳源的利用率下降,在混合碳源驱动下PD/A系统的TN去除率降至90.53%(COD/NO₃^--N=5),出水TN为9.19 mg/L,且反硝化过程对去除TN的贡献率升至8.48%。微生物高通量测序结果表明,在两种碳源条件下,变形菌门均为绝对优势菌门,其相对丰度均大于50%;Candidatus＿Brocadia和...     

硝酸盐还原菌对给水铸铁管道的腐蚀特性研究

我国的给水管道仍以铸铁管道为主，铸铁管道在长期使用过程中会产生腐蚀问题，容易造成饮用水二次污染。为此，采用实验室小型反应器，以蒙氏假单胞菌CS01为代表性硝酸盐还原菌，研究了不同硝酸盐初始浓度下细菌CS01对给水铸铁管道的腐蚀作用，并结合理化分析和失重法探究腐蚀产物特性和腐蚀速率。结果表明，细菌CS01的存在和NO₃^--N初始浓度的增大，有利于腐蚀产物中Fe₃O₄的生成，进而对腐蚀和铁释放起到抑制作用。在NO₃^--N初始浓度为20 mg/L条件下，总铁浓度和腐蚀速率均最低，分别为(2.30±1.25) mg/L、(0.036±0.003) mm/a(第170天)，而且NO₃^--N消耗量以及NO₂^--N和NH₄⁺-N生成量均达到最高；腐蚀产物以α-FeOOH(针状和层状)、CaCO₃(粒状)和Fe_...     

Cd2+胁迫对短程反硝化的影响与微生物群落变化

接种城市污水厂二沉池污泥,以乙酸钠为碳源,通过合理控制NO₃^--N浓度和COD/NO₃^--N启动短程反硝化(PD),并考察了长期投加不同Cd²⁺浓度的PD性能、胞外聚合物EPS和微生物群落变化。经过84 d的驯化成功启动PD,出水NO₂^--N浓度和亚硝酸盐积累率(NAR)均处于较高水平,其最高值分别为33.94 mg/L和81.24%,系统平均NAR为71.99%。Cd²⁺胁迫试验表明,与空白对照组S1相比,S2(2.5 mg/L)、S3(5 mg/L)和S4(10 mg/L)均呈现不同程度的短程反硝化性能恶化趋势,到第36天S2、S3和S4平均NAR分别下降了12.48%、14.59%和19.00%,但在高浓度Cd²⁺(5、10 mg/L)条件下,系统仍具有较高的NAR。重金属对微生物活性的毒性抑制导致S2的EPS含量高于S3和S4的EPS含量,EPS含量显著增加说明微生物通过分泌大量EPS来吸附Cd²⁺。微生物高通量测序表明,变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门居PD系统主导地位,反应器NO2^--N积累菌属Thauera的丰度表现为S2(2.13%)>S3(0.28%)>S1(0.2%)>S4(0.1%),表明10 mg/L的Cd²⁺不利于Thauera菌属生长,Cd²⁺浓度低于5 mg/L时Thauera菌属有生长的趋势。     

高速BAF应急处理备用水源水的试验研究

以广州市供水安全体系中珠江航道备用水源为研究对象,在模拟西江水源遭受突发事件、切换使用备用水源的条件下,考察高速BAF作为其预处理工艺的应急能力.结果表明,高速BAF具有良好的抗冲击负荷能力:当原水氨氮≤4 mg/L时,切换水源12 h后预处理出水氨氮基本可降至1 mg/L以下,至24 h后基本可降至0.5 mg/L以下;切换水源后数小时内滤池中的亚硝酸菌和硝酸菌在生长速率和转化能力上已协调稳定,反应器内的硝化菌驯化效果良好;切换水源12 h后对COD<,Mn>的平均去除率为19.5%,对浊度的平均去除率为19.8%.     

浸没式膜生物反应器的同步硝化反硝化效应

在浸没式膜生物反应器(SMBR)中,以人工配制的含氮废水作为原水,考察了在HRT为6h、SRT为50d、不同碳氮比(C/N)和DO条件下系统的同步硝化反硝化效应。结果表明:①在原水TN容积负荷为0.17kg/(m3·d)、C/N值为15、DO为1.0mg/L条件下,可获得81.2%的NH+4-N去除率和83.6%的TN去除率;②在原水TN容积负荷为0.36kg/(m3·d)、C/N值为10、DO为1.5mg/L条件下,可获得76.5%的NH+4-N去除率和52.8%的TN去除率。     

O2还原生物阴极电催化反应器电压调控启动及除酚

利用电压调控手段实现O₂还原生物阴极和MnO_x/Ti多孔阳极的耦合，以构建O₂还原生物阴极电催化反应器(BECR)，并用于去除苯酚，探讨了电压对反应器启动、阴极微生物群落结构及去除苯酚的影响。电流密度及阴极电势的变化结果表明，在0.7、1、1.3 V电压下BECR均可成功启动；在0.7和1 V电压下BECR的启动周期约为30 d，比1.3 V电压下的启动周期(约60 d)要短；启动成功后BECR阴极可发生O₂还原为H₂O的反应。对启动成功的BECR阴极微生物群落结构进行分析，发现变形菌门是阴极的优势菌门。当启动电压为0.7 V时，假单胞菌属及短波单胞菌属是实现O₂还原反应的主要菌属；当启动电压为1 V时，寡养单胞菌属是实现O₂还原反应的主要菌属。相较于1 V电压，在0.7 V电压下启动的BECR阴极具有更高的O₂还原菌属丰度。当苯酚进水浓度为2mmol/L时，在0.7和1 V电压下启动的BECR的TOC去除率分别...     

城市污水管网中污染物转化规律的模拟研究

污水在管网中停留时间较长,由于管壁生物膜作用,其水质会发生一定的变化。以人工配水为原水,在室温条件下采用长为1 200 m的PVC管反应器模拟城市污水管道的运行特性。结果表明,在温度为(26±2)℃、溶解氧为(0.1±0.05)mg/L的条件下,流经1 200 m的管段后,对SCOD、NO-3-N的去除率分别为34%、77%,氨氮浓度升高了25%,而总磷浓度变化不大。可见,污水经过管网后会进一步降低C/N值,将对下游污水处理厂的脱氮效果产生不利影响。     

砾间接触氧化/水平潜流人工湿地净化微污染河道水

以微污染河道水为处理对象,研究了砾间接触氧化/水平潜流人工湿地复合工艺对水质的净化效果。经过26 d改变进水配比、曝气方式等的调控运行,成功启动复合工艺模拟装置,砾间接触氧化区(简称砾石区)的COD、NH4⁺-N去除率均稳定在75%左右,TN去除率在45%~60%。为进一步强化净化效果,探讨了砾石区水力停留时间(HRT)和砾石曝气区与非曝气区(O/A)分段进水配比对砾石区及后置潜流人工湿地出水水质的影响。当砾石区HRT为5 h时,砾石区对污染物的去除效果较好,COD、NH4⁺-N、TN平均去除率分别可达72%左右、75.28%、67.79%,人工湿地对三者的去除率分别为31%、43%、28%;当O/A区分段进水配比为1∶1时,对COD、NH4⁺-N的平均去除率较高,分别为77.39%和84.91%,分段进水配比为1∶2时,对TN的去除率最高,达到68.5%,人工湿地对TN的去除率为24.47%。因此,砾石区HRT为5 h为较佳参数,分段进水配比可根据进水污染状况灵活选择,研究结果可为实际工程应用提供理论支撑。     

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。     

植物碳源强化浮床净化效果及对根系微生物群落影响

为解决传统生态浮床对再生水补给景观水体中氮去除效果不佳的问题，在传统生态浮床(T-EFB)基础上引入植物碳源，构建植物碳源强化生态浮床(PCS-EFB)，并通过中试考察了两者对再生水补给景观水体水质的净化效果，以及植物碳源对根系微生物菌群的影响。结果表明，PCS-EFB可大幅降低水体中污染物浓度，试验全程对浊度、TN、NO₃^--N、藻密度和叶绿素a(Chl-a)的平均去除率分别可达46.52%、62.24%、92.84%、57.51%和63.86%。同时，植物碳源的缓释性与良好的可生化性使其在促进反硝化的同时不会引起水体COD的大幅增加。此外，植物碳源的添加还可提高浮床系统微生物多样性，同时增加Proteobacteria、Chloroflexi、Firmicutes等功能菌的相对丰度，促进水中污染物的去除和降解。因此，植物碳源强化生态浮床可用于以硝酸盐氮为主的景观水体净化，以保障水质和控制富营养化。     

南方某水厂活性炭滤池更换滤料后运行效能研究

根据以往的活性炭筛选和水处理效果研究,优选了一种碘吸附值和亚甲蓝吸附值相对低、焦糖脱色率相对高、对南方某水厂原水水质特征适应性较好的颗粒活性炭用于更换该水厂某一格活性炭滤池滤料。运行的两年时间里,该活性炭滤池出水水质良好稳定,对COD_Mn、TOC、UV₂₅₄、三氯甲烷前体物的平均去除率分别为31.3%、36.2%、77.2%、53.1%;与主臭氧工艺联用对水中荧光溶解性有机物和颗粒数去除效果显著,对三维荧光光谱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区标准体积的去除率均在88%～92%,对颗粒数的平均去除率为84.4%,表明该厂的臭氧活性炭工艺提高了水质的微生物安全性。该活性炭滤料可作为水厂活性炭滤池整体换炭的优选炭种,并可降低约30%的换炭成本,具有良好的经济效益。     

排水管道微生物群落对管道腐蚀的影响

选取3条典型的腐蚀排水管道作为研究对象,通过对腐蚀区域的生物膜和污水进行采样,研究了排水管道系统微生物群落的分布特征和环境因素对生物多样性的影响,并通过16S rRNA分析了微生物群落的空间分布。研究结果表明,在3条排水管道中微生物群落分布具有一定的相似性,在门水平上,变形菌门（38.2%）、放线菌门（37.2%）在管道顶部腐蚀区域占据优势,而管底区域绿弯菌门（31.6%）、广古菌门（19.5%）占据优势;在属水平上,分枝杆菌（33.1%）在管道顶部腐蚀区域丰度最高,而甲烷丝菌（18.1%）在管底区域丰度最高。在典型相关分析中发现,pH为微生物群落的重要影响因素。不同的功能菌对管道的腐蚀影响强度不同,在各功能菌影响权重的计算中发现,管顶硫氧化细菌及管底硝酸盐还原菌占据较高的权重,分别为0.30和0.22。在管道微生物腐蚀评估中发现,管道开始段面临的微生物腐蚀风险较高。     

新恢复湿地对近岸水域水质的净化效果研究

为了探究新恢复湿地对近岸水体的深度净化与水生态功能提升效果,于2017年8月—2019年4月对鹦鹉洲生态湿地各生态单元进出水水质进行监测,并分析了湿地内各个组块对污染物去除的贡献。结果显示,鹦鹉洲生态湿地对来水中NH4⁺-N、NO2^--N和NO3^--N的平均去除率分别为49.2%、46.3%和52.9%,对溶解性无机磷(DIP)和TP的平均去除率分别为53%和55%,对SS的平均去除率为59.6%;湿地不同区块的协同作用可以实现对多种污染物的有效去除,有效提升了水体透明度,深度净化了水质。     

基于河道生态补水的市政污水APO/M工艺及应用

基于深圳雨源型河道生态补水的水质要求，以多级好氧强化除磷(A_PO/M)技术为主体工艺，建设一座规模为2×10⁴ m³/d的生态补水回用厂。工程实践表明，以A_PO/M工艺为主体的污水深度处理取得了良好效果，对COD、NH₃-N、TP和SS的去除率均达到90%以上，满足深圳市生态河道补水《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)准Ⅲ类水标准(总氮除外)。该工艺出水可作为河道生态补水，还具有投资和运行成本低、紧凑且占地面积小、稳定并抗冲击负荷等技术优势。同步研究发现，A_PO/M工艺中特别设置的消氧段实现了A_P池、O池和M池的协同，达到了生态补水的目标要求，增设消氧段(HRT=1 h)有效实现了A_P池和O池的溶解氧梯度，并减少了A_P池和O池的综合停留时间。