氨三乙酸对废水厌氧消化过程中产甲烷的影响

在连续运行的槽式搅拌反应器(CSTR)中考察了氨三乙酸(NTA)对厌氧消化反应器运行效果的影响.在中温35℃条件下,有机负荷化学需氧量(COD)为1.0～3.4g/(L.d)时,NTA的添加可使CSTR反应器COD去除率增加,产气率提高20%～42%,反应器中厌氧污泥的辅酶F430和F420浓度分别提高了1.33倍和24%;采用荧光原位杂交技术(FISH)对古细菌和甲烷八叠球菌进行了检测,结果表明:NTA还促进了甲烷八叠球菌的生长.作为微量元素螯合剂,NTA增强了微量元素镍的生物可利用性,优化了产甲烷菌的营养条件,强化了产甲烷菌对微量元素的生物吸收,对厌氧消化反应具有促进作用.     

基质负荷对秸秆与污泥厌氧消化微生物群落结构的影响

为明确秸秆污泥厌氧消化体系中微生物群落的结构特征,采用Ⅰllumina HiSeq高通量测序技术,研究在高低两种基质负荷条件下微生物群落结构的变化和多样性,并监测其产气性能.结果表明:高负荷基质条件下（TS 20 g/(L·d)）,平均日产气量为4.1 L;低负荷基质条件下（TS 12 g/(L·d)）,平均日产气量为2.1 L.高负荷基质条件下细菌的相对丰度为91.57%,产甲烷古菌的相对丰度为8.43%;低负荷基质条件下细菌的相对丰度为94.35%,产甲烷古菌的相对丰度为5.65%,高负荷基质条件下产甲烷古菌的丰度比在低负荷基质条件下相对增加了49.2%,表明产甲烷古菌的相对丰度和产气量有一定的正相关性.高负荷基质条件下的前3种优势菌群分别为:相对丰度为51.06%的拟杆菌门（Bacteroidetes）、11.65%的厚壁菌门（Firmicutes）、8.25%的广古菌门（Euryarchaeota）.低负荷条件下的前3种优势菌群分别为:相对丰度为50.78%的拟杆菌门（Bacteroidetes）,7.67%的Cloacimonetes、6.46%的互养菌门（Synergistetes）.两种基质条件下都检测到12种产甲烷菌属,分属氢营养型、甲基营养型、乙酸营养型,说明整个秸秆污泥厌氧消化体系的代谢途径较为丰富,各种微生物群落生长代谢相互依存、相互平衡,具有一定的抗冲击负荷,建立了较为平衡的稳态缓冲体系.     

ABR反应器处理畜禽养殖废水中厌氧污泥颗粒化的研究

为了研究厌氧污泥颗粒形成过程中各因素的影响规律,本文采用厌氧折流板反应器(ABR)-改良序批式反应器(MSBR)联合工艺处理畜禽污水,通过单因素研究了影响规律,并对污泥形貌进行了表征.结果表明:有机负荷、有机底物浓度、pH值等因素的合理控制可以促进污泥颗粒化,进而加快系统的启动.CODCr浓度为10 000mg/L时,颗粒污泥的粒径分布为0.2~4.5mm,显微镜低倍镜下观察到边缘非常整齐的菌团,主要菌种符合丝状产甲烷菌特征;扫描电镜清晰显示出颗粒污泥的形貌,呈球形、椭球形,表面有孔隙.启动达到设计负荷后,获得72%的CODCr去除率,产甲烷活性达到0.36m3 CH4/kgVS.     

连续搅拌微生物电化学系统处理高浓度模拟废水的效能

微生物电化学系统在面向实际废水处理时,表现出产电性能下降、出水水质差等缺点.为了提高其处理中高浓度、含发酵类底物废水的性能,将连续搅拌釜式反应器与之耦合,构建一体式连续搅拌微生物电化学系统(CSMER).确定系统的最佳运行条件:以连续流方式运行,在水力停留时间为12 h,进水COD浓度为6 000 mg·L~(-1)时,系统内4个电池的最大功率密度分别达(583±9),(562±7),(533±10)和(572±6)mW·m~(-2),COD去除率为(87.1±1.1)%,甲烷产率为(1.48±0.15)L·L~(-1)·d~(-1).与对照的连续搅拌釜式反应器相比,其COD去除率及甲烷产率分别提高了61.6%及244.2%.焦磷酸测序结果表明,CSMER底端的全混流搅拌区(CMZ)以Clostridium(10.0%)、Acidaminococcus(11.7%)及Lactococcus(10.8%)等水解发酵菌群为优势细菌菌属;顶端的微生物电化学区(MEZ)以产电菌Geobacter(14.5%)占优势.CSMER中相对复杂的细菌群落结构使其同时含有丰度较高的嗜乙酸产甲烷菌科(52.2%)和嗜氢产甲烷菌科(47.1%),而底端CMZ的厌氧消化过程与顶端MEZ的产电过程之间的协同作用是实现该系统性能优于对照反应器的主要原因.     

外循环厌氧反应器的快速启动

工程运行试验研究EC厌氧反应器处理啤酒废水启动过程中的运行效能、稳定性以及内部的污泥分布情况,分析颗粒污泥形成的关键因素.运行第95d,进水有机负荷达到8.5kg/(m3·d),COD去除率达80%,出水COD低于400mg/L;在系统1.2m和4m处污泥中均出现粒径为0.5～1.0mm左右的颗粒污泥.结果表明,EC厌氧反应器处理低质量浓度、大流量的啤酒废水采用间歇-连续快速启动方式是可行的,并且上升流速在2.5～5.0m/h有利于颗粒污泥的快速形成.研究证实EC厌氧反应器处理啤酒废水能够实现稳定、高效地启动运行.     

白酒废水厌氧条件优选的实验研究

对小型酱香型白酒厂的锅底水、窖底水等高浓度有机废水在实验室进行了高温厌氧消化试验,结果表明:在55℃的高温反应条件下,经连续培养,锅底水、窖底水的混合水样比单独的锅底水、窖底水厌氧消化效果好,混合水进水浓度以24 000 mg/L为宜,最佳配比为锅底水:窖底水5:1、HRT 48 h时COD去除率达最高值90.17%、最佳pH7.0、反应器中VFA的浓度在1 869 mg/L时产气量达峰值,COD浓度可降至2 575mg/L.参数条件优选试验结果表明:该废水厌氧过程存在着明显的两相阶段,处理工艺以两相厌氧为宜;水解酸化反应器HRT以16 h为宜,厌氧反应器(产甲烷阶段)HRT可控制在32 h.     

升流式厌氧污泥床(UASB)处理涤纶废水的研究

报道了采用升流式厌氧污泥床(UASB)处理涤纶废水的试验结果.反应器容积为28L,温度为35±1℃,进水 CODer为5000-8000 mg/L,有机负荷为8～10 kgCODcr/(m3·d),HRT为18～20h,产气率达到0.3m3/kgCODcr,甲烷含量60%,CODcr去除率达到75%、取得了较好的试验效果,为厌氧法处理涤纶废水提供了依据.     

城市有机垃圾厌氧消化痕量激活剂的促进作用及产能研究

城市有机垃圾厌氧消化处理相对其它处理方法而言是一种具有广阔应用前景的垃圾资源化方法，它能充分利用其含有的生物质能．本文研究了痕量金属Fe、Co、Ni对产甲烷菌的激活作用．以有机生活垃圾为基质，进行干式中温厌氧消化，对比研究结果表明：在其他条件相同的情况下，投加痕量金属离子比不投加的系统产气量增加了43.4％，生物气的甲烷含量提高了5.1％，COD去除率提高了10.2％．同时，它还有利于缩短停留时间并减小消化反应器的体积．     

有机氰废水的生物降解性和微生物毒性试验

在30℃条件下,采用血清瓶液体置换系统,模拟厌氧消化反应设备条件,测定了丙烯腈、腈纶生产过程废水等各种高浓度有机氰废水的厌氧生物可降解性及废水中丙烯腈、乙腈、聚合物和氰化物这些主要污染物质对产甲烷菌的毒性。结果表明,丙烯腈生产一段、二段急冷废水和腈纶生产工艺废水的厌氧生物可降解性能很差,3种废水的厌氧生物可降解性分别为36.3%、45.8%和53%,比代表一般石油化工工业废水生化性能的苯酚的厌氧生物可降解性(78%)低得多。废水中主要污染物对产甲烷活性抑制性较强,丙烯腈、乙腈、聚合物、氰化物使厌氧菌产甲烷活性降低50%的质量浓度分别为85、320、1300、4.5mg/L。其毒素类型分别为:丙烯腈在低质量浓度下为代谢毒素,厌氧菌产甲烷活性在恢复试验中得到恢复;在高质量浓度(>120mg/L)下为生理毒素,毒性引起的产甲烷活性受抑制,但在短时期内得到恢复。氰化物在低质量浓度下为生理毒素;较高质量浓度下(>25mg/L)为杀菌性毒素,厌氧菌细胞已遭受严重破坏,无法修复。乙腈和聚合物始终为代谢毒素。     

厌氧氨氧化细菌的富集及不同温度下动力学研究

采用SBR反应器对不同泥源筛选后得到的厌氧氨氧化细菌进行富集培养。稳定运行后,NH4 -N和NO2--N去除率皆大于90%。富集过程中通过提高水力负荷的方法来提升反应器负荷,细菌更能适应,系统运行更稳定。在进水较高底物浓度的情况下,系统的进水方式宜采用分批均匀进水。同时分别对25、30、35、40℃下的厌氧氨氧化反应进行动力学研究,得到最佳反应温度为40℃,其最大反应速率Vmax为15.02 mg/(L.h)。     

聚合氯化铝对A-BAF工艺运行特性的影响

为解决曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)工艺不能有效除磷的问题,采用向缺氧-曝气生物滤池工艺(anoxic-biological aerated filter,A-BAF)缺氧段投加聚合氯化铝的方法以提高除磷效果.通过小试试验考察聚合氯化铝(poly aluminum chloride,PAC)对A-BAF工艺运行特性的影响.结果表明:投加PAC能有效提高A-BAF工艺的除磷效果,对有机物的去除、硝化和反硝化均无明显影响.在进水TP为3.5 mg/L、PAC投加量为100 mg/L的条件下,出水TP由2.57 mg/L降至0.34 mg/L;而出水COD、NH4+-N和TN质量浓度均在30、1和11 mg/L左右.同时,投加PAC有利于延长BAF滤柱的反冲洗周期,反冲洗周期由原来的4 d提高到10 d,剩余污泥的比阻也由未投加药剂时的210×1012m/kg降至125×1012m/kg.     

载银活性炭/超滤组合技术去除溶解性有机物

为了强化水中溶解性有机物的去除效果,采用载银粉末活性炭与超滤( ultrafiltraction,UF)组合工艺处理微污染原水,研究了溶解性有机炭( dissolved organic carbon,DOC)和紫外吸光度( ultraviolet absorbance,UV254)的去除效果、三维荧光特性、影响因素以及膜污染控制的影响.研究结果表明：与常规粉末活性炭相比,载银活性炭对DOC和UV254的去除效果有较显著改善;在载银量0.10%、0.50%、1.00%和投炭量50、60、80、100 mg/L的条件下,随着活性炭载银量和投炭量的增加, DOC和UV254去除率呈现增加的趋势;单位质量的载银活性炭对UV254和DOC的去除率随投炭量的增加而下降,投炭量80 mg/L、载银量0.50%符合出水水质要求;载银粉末活性炭可以更有效地去除紫外区类腐殖质物质;吸附时间20 min时达到吸附平衡,活性炭在酸性条件下更有利于对有机物的吸附.载银活性炭对膜污染的控制较好,超滤膜经反洗后膜通量恢复较好,膜污染指数增长缓慢.     

生活垃圾接种堆肥中试研究

利用高温好氧菌群对生活垃圾进行人工接种堆肥实验,通过测定堆肥过程中温度、C／N比、总菌数等,较系统地研究了高温好氧菌群在生活垃圾堆肥中试系统中的作用．初始有机物含量53％,含水率为57．6％,C／N比为29;供气量控制在0．05m^3／min*m^3,处理1、处理2、处理3组堆料中分别接种1％、3％、5％(质量分数)的高温好氧菌群,与加入3％灭活菌的对照组进行对比实验．实验结果表明,接种高温好氧菌群可使前发酵堆肥高温时间提前,高温持续时间加长,从而加快了堆肥过程中有机质降解,缩短堆肥时间．     

Application of multi-stage bio-filtration system for sewage treatment and analysis of the microbial community

The conventional fixed-bed biofilm process has disadvantages of easily blocked,high headloss and short operation cycle.For overcoming these disadvantages,a multi-stage biofilm reactor(MSBFR),in which the lightweight floating filter was dominant,was set up and operated.For detail investigation of the system when treating municipal wastewater,the succession characteristic of microbial community was analyzed by polymerase chain reaction(PCR)-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis(DGGE)method.The results showed that the process had high efficiency to removal COD,SS and NH4+-N.The concentration of COD,SS and NH4-N in effluent were maintained lower than 40 mg/L,5 mg/L and 2 mg/L even though the concentration of COD,SS and NH4+-N in influent were 232-663 mg/L,105-245 mg/L and 23.7-62.7 mg/L,respectively,and the empty bed retention time was 3 h.Furthermore,biofilm samples taken from the column 2nd in height were analyzed by PCR-DGGE.The result of PCR-DGGE analysis showed that the microbial community had a little change in height and the dominant groups were Paracoccus sp.,Lactobacillus delbrueckii,Pseudomonas sp.and Bacteroidetes bacterium.     

自然冷能处理溴氨酸水溶液的方法

以含溴氨酸(1-氨基-4-溴-蒽醌-2-磺酸钠)的水溶液为研究对象,利用北方冬季自然冷能冷冻分离含有机物的水溶液,研究有机物的冷冻分凝规律.实验结果表明:完全冻结的水样,随着冰层厚度的增加,其冰样冰融水的COD_(Cr)、TOC和吸光度值先减小,当厚度达到冰层总厚度的50%时,其值又迅速增加;加入种冰后,表层冰层的纯度有了显著提高,其COD_(Cr)、TOC分别从69.43 mg/L、12.41 mg/L降到19.27 mg/L和4.73 mg/L;受冷面积与水深比对冰晶的纯度和成冰率有一定的影响,本实验最佳值为4.81cm~2/cm.     

Use of Tetrazolium Salt INT for Estimation of Biological Activity of Activated Sludge Cultivated in SBR Process

The tetrazolium salt 2-（4-Iodophenyl） -3-（ 4-nitrophenyl ） -5-phenyltetrazolium chloride （INT） was used as a tool fi）r estimating the activity of the electron transport system （ETS） in activated sludge in a 40 L sequencing batch reactor （SBR） and domestie sewage as the organic substrate. The activity of INT-ETS during one SBR cycle, and the effeet of the ammonia concentration and the concentration of organic matter influent on the INT-ETS activity were investigated. The results show that： the use of INT is reliable in estimating of biological activity of activated sludge of SBR system; Biological activity of organic matter biodegradation, nitrification and denitrification process in SBR system reduce orderly. Obviously, INT-ETS activity reduces from 232.59 rny/（g · h） to 190. 65 rag/（ g ·h） at first and then decreases to 113.88 my/（ g · h） when influent concentration of COD and NH4＋-N is 300 my/L and 40 mg/L respectively. In addition, various influent Nitrogen （NH4＋-N are 14.5 mg/L and 42.0 my/L） and organic shock loading （COD are 293 mg/L and 685 my/L） experimenntions cure prove that operational conditions have no obvious effect on INT-ETS variation rule. However, the time of the appearance of feature points marking different reaction phase is influenced.     

利用硫酸根自由基处理剩余污泥

利用K2S2O8热活化产生具有强氧化性的硫酸根自由基破解剩余污泥,与单独加热相比,考察了处理前后污泥性质的变化。实验结果表明,随着反应时间的增加,污泥分解率呈线性上升趋势,升高温度可提高K2S2O8热活化的效率,增加污泥的破解率。当反应温度90℃、加热时间90min、每克悬浮固体(SS)中K2S2O8投加量为0.5g时,污泥分解率达16.9%;微生物胞外聚合物(EPS)被分解、胞内物质释放到液相中,使污泥上清液中SCOD由单独加热时的435mg/L增至719mg/L;融胞释放的TN、TP质量浓度比单独加热处理分别增加了46%和60%;在高温及氧化剂的作用下,部分有机氮被转化成NH4+-N,使污泥上清液中的NH4+-N质量浓度由15.0mg/L增至27.8mg/L。     

预处理低有机质剩余污泥两相厌氧消化

为提高低有机质剩余污泥的厌氧消化效率,采用超声波(40kHz,50W)与生石灰(投量为560mg/L)联合预处理剩余污泥,然后将预处理的剩余污泥进行中温两相厌氧消化.试验污泥取自长春市某污水处理厂,试验中主要考察剩余污泥的消化性能、产气情况及脱水性能变化.结果表明,当剩余污泥的VS/TS比值为0.56、水力停留时间(HRT)为20d时,预处理污泥厌氧消化后VS去除率达到40.8%.在消化过程中系统稳定,产酸相内挥发酸成分以乙酸和丁酸为主,而产甲烷相内以少量乙酸为主.产甲烷相的甲烷产率为0.33L/gVS去除,产气中甲烷平均含量可达到59.2%,但消化后污泥的脱水性能变差.污泥的联合预处理增加了液相中溶解性有机物的含量,提高了进料污泥的pH与碱度,有助于低有机质剩余污泥的后续厌氧消化处理.     

窖泥微生物群落SSCP分析条件优化的研究

由于窖泥微生物群落结构复杂,而PCR—SSCP是研究环境微生物群落较理想的一种方法。试验对影响SSCP图谱的条件进行优化分析,为窖泥微生物群落结构解析提供了有效的手段。结果表明：变性缓冲液配比为：去离子甲酰胺1．9mL、溴酚蓝3mg、5×TBE 250μL、0．5MEDTA5μL、10％SDS 5μL;凝胶条件为：凝胶浓度为12％、丙烯酰胺与N,N′-亚甲基双丙烯酰胺的比例为29：1、无甘油。经95℃变性10min,4℃条件下200V电泳8h,可得到较理想的图谱。     

膜吸附生物反应器(MABR)用于饮用水去除有机物

为更加有效地制备优质饮用水,考察了膜吸附生物反应器(MABR)强化去除水中有机污染物的效能.结果表明,当粉末活性炭(PAC)投加量为8mg/L时,MABR对进水中TOC、CODMn、DOC、UV254以及BDOC和AOC的去除率分别达41.3%,59.4%,36.7%,53.5%,67.9%和44.0%.在MABR中,膜的物理截留作用、生物降解作用以及PAC的吸附作用协同完成对溶解性有机污染物的去除;就DOC而言,3种作用的贡献分别为11.1%,7.6%和18.0%.微观分析结果表明,MABR中膜表面的动态污泥层能强化膜对混合液中溶解性有机物的截留.考虑到0.5h的短水力停留时间,MABR无论是从技术上还是从经济上考虑都有着很好的应用前景.