厌氧污泥接种双室微生物燃料电池去除氨氮的研究

构建并成功运行了厌氧污泥接种的双室MFC系统,评估了该系统处理模拟氨氮废水的效果,阐明微生物生态同MFC耦合氨氮去除的内在联系。结果表明,接种厌氧污泥的MFC电压输出最高可达523 m V,优于接种普通活性污泥的同型MFC。该双室MFC阳极室对低浓度氨氮废水(53 mg/L)的去除率最高为52.5%,对高浓度氨氮废水(294 mg/L)的去除率最高可达91.4%。基于SEM和DGGE的表征证实,接种MFC运行前后的厌氧污泥生物膜形貌和微生物群落结构都有明显的变化,群落多样性减少,优势种群数量增加,部分为典型胞外电子呼吸菌地杆菌。     

硝化微生物制剂在制革废水氨氮处理中的应用

为有效降低制革废水出水氨氮浓度,以某制革厂废水处理工程为研究对象,通过外加硝化微生物制剂实现硝化污泥的快速培养,并联合序批式活性污泥工艺（SBR）探究其对硝化污泥活性及制革废水氨氮去除性能的影响。结果表明,投加硝化微生物制剂的系统,经过19 d驯化培养,污泥可生化性能良好,实验组混合液悬浮固体浓度（MLSS）相比对照组提高610 mg/L,而污泥沉降比（SV）和污泥体积指数（SVI）分别多下降5%、3.4;污泥硝化强度及硝化速率分别为6.1 mg/（L·h）和2.84 mg/（g·h）;SBR反应器接种生理稳定的硝化污泥后,能够迅速降低废水中氨氮,连续进水72 h后去除率达89.6%,并且出水氨氮可稳定维持在废水排放标准以下。     

微波联合MEC处理市政污泥运行性能研究

以微波预处理污泥为底物,厌氧消化污泥为接种物,构建单室无膜微生物电解池(MEC)进行批式实验,考察外加电压对系统运行性能的影响。结果表明:在外加电压为0～1.2 V的范围内,系统甲烷产量、溶解性有机物(SCOD)去除率及挥发性悬浮物(VSS)去除率均随电压的升高而升高,最大值分别为286 mL、85.1%和59.6%,比0 V电压组分别提高了89.4%、56.9%和39.9%。更高的外加电压(1.6 V)则对微生物代谢活性产生抑制作用,导致系统运行性能下降。     

抗生素对硝化污泥系统的影响及其去除特性

硝化污泥系统能够有效去除多种抗生素，然而抗生素对硝化污泥系统运行性能和微生物群落结构的影响仍不明确。采用硝化污泥系统降解抗生素磺胺甲恶唑(SMX),考察系统中不同质量浓度SMX(0.1、1.0、10.0 mg/L)的去除效果，研究SMX对硝化污泥系统运行性能及微生物群落结构的影响。结果显示，不同质量浓度的SMX(0.1、1.0、10.0 mg/L)去除率分别为93.60%、91.54%、89.22%,硝化污泥系统能够较好地适应SMX的压力冲击，不同SMX浓度条件下化学需氧量(COD_Cr)和氨氮的去除率均高于90%。16S rRNA高通量测序结果表明，SMX浓度越高，对微生物群落结构影响越大，0.1 mg/L和1.0 mg/L SMX的去除是氨氧化细菌[亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、unidentified＿Nitrospiraceae]和优势菌[球衣菌属(Sphaerotilus)、动胶菌属(Zoogloea)、噬氢菌属(Hydrogenophaga)]共同作用的结果，而10.0 mg/L SMX的高效去除可归因于陶厄氏菌属(Thauera)、固氮弧...     

硝化液回流比对MBBR一体化设备脱氮除磷的影响研究

在HRT为9.4 h,MBBR填料填充率为30%,污泥回流比为100%的条件下,研究硝化液回流比分别为100%、150%、200%、250%、300%时MBBR一体化设备对污水污染物的去除效果。研究表明,硝化液回流比对COD、氨氮的影响不大,设备出水均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。硝化液回流比对TN和TP影响较大,均随着硝化液的增大呈先上升后下降的趋势,但最佳回流比不一样,TN去除效果最佳回流比为250%,TP去除效果最佳回流比为200%。考虑设备脱氮除磷效果和运行的经济性等方面,确定最佳的硝化液回流比为200%。     

微生物燃料电池处理丙酮和氨氮废水及同步产电性能研究

本研究利用阴离子交换膜作为分隔膜构建了生物阴极微生物燃料电池（Microbial fuel cell, MFC），通过硝化反硝化过程去除氨氮、降解丙酮同时产电。实验探究了不同丙酮浓度（50 mg/L、100 mg/L、300 mg/L、500 mg/L、700 mg/L）对MFC产电及氨氮（200 mg/L）的去除效果。结果表明，在选定的丙酮浓度范围内，丙酮的去除率均高达96%以上；当丙酮浓度高于300 mg/L时，氨氮的去除开始受到抑制，氨氮最高去除率为73.7%，且丙酮浓度为300 mg/L时，对应的MFC的产电性能最佳，最高输出功率密度可达49.7 mW/m2。高通量测序技术分析了阳极及阴极微生物群落结构，从门级分类上看，阳极中的优势微生物群落主要为变形菌，拟杆菌门及厚壁菌门；阴极上的优势微生物群落为拟杆菌门、放线菌门、变形菌门及酸杆菌门。从属级分类上看，阳极主要的优势菌种为Comamonas, Acetoanaerobium，Stenotrophomonas。阴极主要的优势菌种为Rhodococcus，Aridibacter, Thauera，Ignavibacterium。     

厌氧耦联二级缺氧-好氧工艺强化生物脱氮除磷的探究

针对传统A²/O工艺处理低C/N废水过程中氮磷去除不理想的现状，开发了厌氧耦连二级缺氧-好氧工艺(AMAO)强化低C/N生活废水的新工艺。结果表明在低C/N进水中，AMAO工艺能较好去除COD、氨氮和总磷，在稳定时期，出水COD、氨氮和TP的去除效率分别为94.6%～96.2%、94.2%～95.6%和92.1%～93.5%，均高于传统A²/O工艺。多级缺氧好氧交替强化了脱氮除磷微生物代谢。在污泥特征方面，AMAO工艺污泥浓度大致为4.5～4.6 g/L，胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(PHA)的含量大致为5.4～5.6 mmol/g，高于传传统A²/O工艺。微生物群落分析表明AMAO工艺内相对丰度前四的为Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Nitrospirae(硝化菌门)和Acidobacteria(酸杆菌门)。本研究结果为低C/N生活废水的高效处理提供了一定的技术支撑。     

生物技术去除氨氮废水研究进展

阐述了微生物和植物对废水中氨氮的去除研究现状,分别介绍了传统的硝化/反硝化技术、单种微生物以及组合微生物对废水中氨氮的处理,同时介绍了水葫芦和藻类对废水中氨氮的去除情况,并展望了微生物和植物修复技术在废水中氨氮去除方面的未来研究方向。     

典型兽用抗生素对颗粒污泥处理畜禽养殖废水性能的探究

为探究典型兽用抗生素土霉素对颗粒污泥处理畜禽养殖废水性能的影响，构建了中试规模的反应器，在中温条件下，探究了不同土霉素暴露浓度对颗粒污泥运行效能的影响并揭示了相关影响机制。结果表明，高浓度土霉素降低了颗粒污泥去除COD、氨氮及磷酸盐的去除效率，而低浓度土霉素对COD和氨氮去除无明显影响但降低了磷酸盐的去除。此外，高浓度土霉素暴露导致颗粒污泥的沉降性下降，但未引发污泥膨胀。土霉素暴露提高了颗粒污泥内胞外聚合物（EPS）的含量，尤其当土霉素浓度为5.0 mg/L时，EPS含量提高至185 mg/g，显著高于对照组和低浓度土霉素暴露组别。土霉素能影响颗粒污泥内微生物群落结构，高浓度土霉素降低了Proteobacteria和Bacteroidetes的相对丰度，但提高了Chloroflexi的相对丰度，这也是高浓度土霉素降低颗粒污泥去除污染物的重要原因。本研究结果对好氧颗粒污泥处理含土霉素畜禽养殖废水提供一定的数据支撑和理论依据。     

生物技术去除氨氮废水研究进展

阐述了微生物和植物对废水中氨氮的去除研究现状,分别介绍了传统的硝化/反硝化技术、单种微生物以及组合微生物对废水中氨氮的处理,同时介绍了水葫芦和藻类对废水中氨氮的去除情况,并展望了微生物和植物修复技术在废水中氨氮去除方面的未来研究方向。     

重金属镍对A2/O-BAF系统运行效能的影响及作用机制探究

针对重金属镍(Ni)对A²/O-生物曝气滤池(BAF)双污泥系统污染物及营养盐去除影响不明确的现状，开展了重金属Ni对双污泥系统对污染物和营养盐去除规律的影响的研究，分析了重金属Ni暴露下双污泥系统内污泥特征的变化规律，解析了微生物群落结构对重金属的响应特征。结果表明重金属镍浓度超过2.0 mg/L Ni降低了A²/OBAF双污泥系统对污染物和营养盐的去除能力。重金属Ni刺激了胞外聚合物(EPS)尤其是SB-EPS的分泌，并降低了污泥浓度及有机质占比。微生物群落结果分析表明Ni能改变微生物的群落结构，高浓度Ni降低了Proteobacteria、Actinobacteriota和Bacteroidota的相对丰度，从而降低了双污泥系统对污染物和营养盐的去除。研究结果为双污泥系统处理含Ni废水提供了一定的数据支撑和理论指导。     

吹脱超声强化垃圾渗滤液碱性厌氧发酵产酸研究

垃圾渗滤液含有丰富的有机物，进行适当处理转化成小分子有机酸后可作为反硝化脱氮工艺的碳源。采用吹脱联合超声的预处理方式脱除垃圾渗滤液中的多余氨氮，并根据氨氮去除效果，将最佳条件下预处理后的渗滤液接种剩余污泥后在碱性环境下厌氧发酵产酸。对厌氧发酵体系中挥发酸产量、相对分子质量、三维荧光及微生物群落进行分析，探究了垃圾渗滤液的发酵产酸效能。结果表明：垃圾渗滤液在初始pH=11、吹脱联合超声预处理1 h后，以初始pH=10的条件联合剩余污泥共发酵时产酸效果最好，体系内挥发酸产量在第5天达到峰值，为（1 183.86±10.26） mg/L（以COD计），且乙酸和丙酸之和占比大于80%，适合用作工业发酵碳源。三维荧光、相对分子质量、微生物群落也佐证了上述处理条件为垃圾渗滤液中大分子有机物向小分子有机酸转化的最佳条件，为垃圾渗滤液的资源化回收提供了理论依据和实验基础。     

污泥回流比对复合式生物膜-活性污泥工艺的影响研究

在中试的基础上进行了污泥回流比(R)对复合式生物膜-活性污泥工艺处理城市污水的效能和微生物特性的影响研究.结果表明R对COD的去除效果影响不大,系统去除率始终在80%以上,R的增加有利于氨氮的去除,当R超过200%时,氨氮的呈下降趋势,总氮的去除与氨氮一致.对微生物特性分析表明,R的增加能够提高系统内的污泥浓度,但会降低微生物的活性.复合式生物膜-活性污泥工艺合理的R为150%～200%.     

有机负荷率对颗粒污泥处理高浓度畜禽养殖废水影响

通过改变进水有机负荷率(OLR)在序批式反应器内考察了OLR对颗粒污泥处理畜禽养殖废水去除污染物、颗粒化进程及微生物群落结构的影响。结果表明，适当提高OLR利于颗粒污泥去除畜禽废水内污染物并加速颗粒化进程，当OLR为3.0 kg/(m³·d)时，COD和溶解性磷酸盐的去除效率分别高达92.6%～95.2%和92.6%～95.2%，均显著高于低OLR工况，且在此OLR下，污泥浓度最高，沉降性好，污泥粒径在0.3～0.7 mm占比69.8%，胞外聚合物(EPS)含量低至72.5 mg/g，但EPS内蛋白质/多糖的比值高达2.02。高OLR降低颗粒污泥处理畜禽养殖废水的效能并导致部分颗粒污泥解体。OLR同样能影响颗粒污泥内微生物多样性及群落结构，适当提高OLR增加了微生物多样性，并提高Proteobacteria和Bacteroidetes的相对丰度但降低了Planctomycetes的相对丰度，利于有机质和营养盐去除。本研究结果拓展了颗粒污泥的应用范围，并为颗粒污泥的快速启动提供一定技术支撑和理论依据。     

利用双污泥反硝化除磷工艺降低污水处理过程中N2O产生量

以人工模拟废水为处理对象,采用双污泥反硝化除磷工艺,试探了在不同DO下各污染物的去除率和曝气池中N_2O气体产生量,结果表明:双污泥反硝化工艺对废水中氨氮、总氮和总磷去除效果较好,对COD和BOD_5的去除效果甚微;曝气池中产生的N_2O量在曝气前30min几乎呈线性增长,随后区域稳定,曝气池中DO为2、3、4 mg/L时,曝气60 min后产生的N_2O分别为0.37、0.32和0.47 mg/L;为使该工艺处理印染废水能达到最大的经济效益和环境效益,应控制曝气池中DO浓度为3 mg/L。     

降解屠宰废水异养硝化菌的筛选及其氨氮去除条件

从屠宰场废水、污泥、周边土壤中分离得到4株高效去除氨氮并显著积累亚硝酸盐氮的异养硝化菌N19、N5、G4、T1,其氨氮去除率分别为85%、83%、81%、75%;通过混菌组合,得到优化组合比例为1:2:2:2,其氨氮去除率为92%。初步探讨了温度、接种量、pH、氨氮含量对混菌的氨氮去除率影响。结果表明,在35℃、体积分数3%的接种量、pH为9、氨氮的质量浓度98 mg/L下,混菌对屠宰场废水的氨氮去除率高达约91%以上。     

PAC更新率对PAC-MBR耦合处理效能及污泥特性的影响

粉末活性炭(PAC)的定期回收和补充是混合膜生物反应器(PAC-MBR)稳定运行所必需的。研究探索了不同PAC更新率对PAC-MBR中污泥过滤特性和微生物群落的影响,创新性地提出通过PAC更新来提高微生物活性,以达到提高出水效能并减缓膜污染的效果。结果表明：PAC更新对COD_Cr和氮的去除没有显著影响;随着PAC更新率的增加,可溶性微生物产物逐渐降低,胞外聚合物浓度逐渐增加。PAC的更新能够降低MBR系统膜污染,同时提高过滤效率。微生物活性与PAC的更新率呈正相关规律。此外,由高通量测序可知由于添加新鲜的PAC,Proteobacteria(变形菌属)、Bacteroidetes(拟杆菌属)及Nitrospira(硝化螺旋菌属)的丰度增加,保证污染物的去除,同时Proteobacteria及Bacteroidetes造成的膜污染减少。最佳PAC更新率为1.67%,能够有效缓解膜污染并增强优势细菌结构。在推动PAC-MBR广泛应用方面,PAC更新被认为是一种有前景的方法。     

污泥比对反硝化除磷产电系统影响研究

以模拟城市生活污水为处理对象,采用反硝化除磷产电工艺,研究了不同的超越污泥比和含磷污泥回流比对系统脱氮除磷及产电的影响。当超越污泥比和含磷污泥回流比相等且分别为0.30、 0.35和0.40时,反硝化除磷产电系统出水COD平均质量浓度分别为11.16、 8.78和12.08 mg/L,出水氨氮平均质量浓度分别为1.95、4.74和5.85 mg/L;出水PO43--P平均质量浓度分别为1.38、 0.67和1.93 mg/L,反硝化除磷产电系统的开路电压和最大功率密度分别为0.601 V和62.42 mW/m2、 0.624 V和53.01 mW/m2、 0.608 V和51.12 mW/m2。当超越污泥比和含磷污泥回流比为0.35时,反硝化除磷产电系统去除污染物和产电的效果最好。     

新型后置缺氧工艺处理农村低C/N废水的影响探究

本研究在序批式活性污泥反应器中探究了污泥停留时间（SRT）对新型后置反硝化工艺脱氮除磷的影响。结果表明SRT能影响新型后置反硝化工艺污泥特征，脱氮除磷效率及微生物种群相对丰度。当SRT为15 d时，挥发性悬浮固体/总悬浮固体为0.74，污泥体积指数为106.2 mL/g。营养盐去除分析表明当SRT为15 d，化学需氧量（COD）、总氮（TN）、溶解性磷酸盐（SOP）去除效率为91.2%、78.5%和91.2%，显著高于其他组别。SRT能影响胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）的合成，当SRT为15 d时，PHA合成量最大为1.68 mmol/g。微生物群落结构分析表明SRT为15 d时，Protebacteria及Bacteroidetes的相对丰度最大且分别为42.3%和12.3%。     

AOA工艺内源反硝化强化深度脱氮除磷

以实际低C/N生活污水为处理对象,考察了AOA（厌氧/好氧/缺氧）工艺内源反硝化脱氮除磷性能。实验重点研究了生物填料的快速挂膜情况、微生物种群结构变化和系统脱氮除磷效率。结果表明,接种污泥后系统污染物去除性能迅速提高,阶段Ⅲ出水COD、NH₄+^-N、TIN、TP平均浓度分别为33.36 mg/L、1.80 mg/L、5.27 mg/L和0.23 mg/L,相应的去除率分别77.4%、94.6%、84.3%和94.2%。FISH实验结果表明,活性污泥中功能菌聚糖菌GAOs占比13.5%,聚磷菌PAOs占比11.1%,生物膜上硝化菌AOB占比18.3%,NOB占比9.2%。在无外加碳源条件下,系统利用原水内碳源通过后置内源反硝化和反硝化除磷实现深度脱氮除磷,同时AOA工艺只有污泥回流,较传统A²O工艺节省了硝化液回流能耗,运维管理方便。