序批式运行Anammox颗粒污泥的有机碳源胁迫效应

以厌氧氨氧化颗粒污泥为研究对象，采用序批式研究方法，考察了不同高浓度COD条件下，厌氧氨氧化颗粒污泥对碳、氮的去除规律，并探究了颗粒污泥物理性状的变化。研究发现，序批式运行可以降低有机碳源对厌氧氨氧化颗粒污泥的胁迫效应，在进水NH₄⁺-N和NO₂^--N平均浓度分别为126.0 mg/L和173.2 mg/L的条件下，COD<900 mg/L时对系统脱氮除碳具有促进作用，而COD>900 mg/L时存在显著抑制作用。在COD为600 mg/L时，NH₄⁺-N和COD的去除率分别达到97.2%和87.7%，脱氮除碳效率最高。随着有机负荷的提高，厌氧氨氧化颗粒污泥从红色向黑褐色转变，粒径在1.2～2.0 mm的颗粒污泥逐渐占据主导，在COD为900 mg/L时占比达到70.0%，而后开始解体，颗粒污泥在COD为600 mg/L时沉降速度最佳，达到17.0 m/h。     

污泥-煤矸石基活性炭的制备及对Anammox的促进

以污泥与煤矸石为原料制备污泥-煤矸石基活性炭(SCAC),探究其作为固定化载体对厌氧氨氧化(Anammox)反应器运行过程的影响。结果表明,向有效容积为450 mL的反应器投加1.0 g SCAC,运行45 d后,NH₄⁺-N和NO₂^--N去除率分别达到94%和99%,化学计量比(ΔNH₄⁺-N∶ΔNO₂^--N∶ΔNO₃^--N=1∶1.40∶0.25)与理论值更接近,运行稳定性明显优于对照组,脱氮性能显著增强;运行100 d后,测得EPS含量增加了约25 mg/gVSS,其中蛋白质(PN)含量增加了近1倍,多糖(PS)含量变化不大,PN/PS值提升了近1倍,微生物疏水性增强,有利于减少微生物流失。通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定、傅里叶红外光谱(FTIR)表征,SCAC的BET比表面积为146.25m²/g,平均孔径为2.75 nm,主要...     

短程反硝化工艺的研究进展与展望

厌氧氨氧化技术利用NO₂^--N氧化NH₄⁺-N,实现污水中氮素的高效去除,其中NO₂^--N的产生是实现厌氧氨氧化应用的难点。短程硝化是获取NO₂^--N的重要途径之一,但目前在实际工程中通过短程硝化难以实现长期稳定的亚硝酸盐积累。短程反硝化工艺将反硝化过程控制在硝酸盐还原的第一步来积累NO₂^--N,可实现从反硝化途径获得NO₂^--N为厌氧氨氧化反应提供底物,去除污水中的氮素污染物。简要介绍了短程反硝化工艺的发展背景、研究进展、启动及控制策略等,并对短程反硝化过程亚硝酸盐积累机制及其与厌氧氨氧化工艺耦合方式进行了总结,最后对其未来的研究方向进行了展望。     

不同强化手段对生物滞留池脱氮除磷性能的影响

为了探究不同强化手段对生物滞留池脱氮除磷的影响,引入活性炭、导线、活性炭加导线和内加催化铁(Fe⁰/Fe²⁺) 4种组合强化方式,探究生物滞留池对COD、NH₄⁺-N、TN、TP的去除效果。实验结果表明,在厌氧区添加活性炭层可以有效提升系统的反硝化能力,总氮去除率提高8%～23%;好氧区与厌氧区之间增加导线可以促进系统的硝化能力,使出水氨氮浓度降低5%～10%;催化铁可以为反硝化提供电子供体,也能将NO₃^--N还原为NH₄⁺-N;添加活性炭层的强化组对磷的吸附能力明显高于未添加活性炭实验组,其中同时添加活性炭与催化铁实验组的效果最好,对总磷的去除率提高了10%～20%,且在运行期间(180 d)不释磷;氮磷负荷对出水水质有显著影响。低负荷(TN为30 mg/L、TP为2 mg/L)运行时,强化组对总氮和总磷的去除效果明显提高,出水COD与TP能够达到地表水Ⅳ类标准,TN与NH₄^+<...     

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。     

低温下改良SBBR脱氮除磷效能及微生物种群研究

以SBBR高标准脱氮除磷系统为研究对象,考察了温度对该系统脱氮除磷效能及微生物种群的影响,提出了低温下SBBR系统高标准脱氮除磷的运行策略。结果表明,温度对系统的脱氮效能影响显著。当温度为10℃、COD负荷为0.82 kg/（m³·d）时,系统对NH₄⁺-N、TN的平均去除率分别为72.4%、70.1%,与温度为24℃时相比,去除率分别降低26.4%和26.1%;通过调整低温（10℃）下SBBR系统的运行工况及进水方式,可以有效强化SBBR脱氮除磷效能,在COD负荷为0.41 kg/（m³·d）、运行工况为进水6 min—厌氧2 h—好氧9 h—缺氧3 h（二次进水）—好氧9 h—沉淀0.8 h—排水6 min条件下,对COD、NH₄⁺-N、TN和PO₄^3--P的去除率分别提高至95.3%、99.2%、95.9%、95.1%,出水水质达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）类Ⅳ类水标准。16S r ...     

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<...     

改良A2/O—MBR工艺仿真模拟及运行优化

针对常规A²/O工艺在处理低碳源城镇污水时脱氮除磷效率较低的问题,设计开发了改良A²/O—MBR强化同步脱氮除磷中试系统。以广州某污水处理厂细格栅出水为原水,研究了该系统的处理效能及稳定性。结果表明,当进水COD、NH₄⁺-N、TN、TP、SS分别为79～163、19.0～30.8、24.3～39.3、2.00～3.31、60～164 mg/L时,出水COD、NH₄⁺-N、SS平均浓度分别为9.09、0.38、1.13 mg/L。增加缺氧池与厌氧池之间的循环后,TN去除率提高了11.5%,TP去除率提高了12.2%。基于BioWin软件建立了该系统的数学模型,利用校准好的模型对运行参数进行优化。优化结果表明,当硝化液回流比为200%、缺氧混合液回流比为150%、污泥回流比为100%、污泥龄为20 d、好氧池溶解氧浓度为1.25～1.75 mg/L、甲醇投加量为33 mg/L时,对污染物的去除效果最佳。     

硫酸盐型厌氧氨氧化反应器的启动特征分析

研究了硫酸盐型厌氧氨氧化反应器的启动特征及氧化还原电位对SO24-去除性能的影响。首先启动厌氧氨氧化并逐渐提高容积负荷至0.625kg/(m3.d),然后以(NH4)2SO4为唯一基质,启动硫酸盐型厌氧氨氧化。结果表明,历时212d后成功启动了硫酸盐型厌氧氨氧化反应器,对NH4+-N和SO42-的去除量分别为76.2、68mg/L。反应器出水的pH值低于进水的。当将氧化还原电位提高到(-43±10)mV时,硫酸盐型厌氧氨氧化受到抑制。较高的(NH4)2SO4浓度和低氧化还原电位有利于硫酸盐型厌氧氨氧化反应的发生。此外,该反应器还同时存在自养反硝化作用。     

PAC絮凝沉积藻量对水-底泥系统营养盐释放的影响

聚合氯化铝(PAC)絮凝除藻对降低水体藻密度效果显著,但絮凝形成的沉积藻量对水-底泥系统营养盐释放的影响鲜有报道。通过监测不同量的絮凝藻沉积于一定量的底泥表面时上覆水水质和底泥组成的变化,探究使用PAC絮凝除藻时沉积藻量对水体水质及底泥内源释放的影响。结果表明,沉积藻会显著增加底泥中的氮向上覆水释放,当泥与藻的干质量之比为167. 2、83. 6和41. 8时,反应器上覆水中NH₄⁺-N浓度均值分别为控制反应器(CK)的2. 86、2. 42和1. 43倍,对应TN浓度均值分别为CK的2. 06、1. 66和1. 09倍。此外,沉积藻会促进泥水界面处的反硝化过程,促进效果与沉积藻量呈负相关。然而,沉积藻对于控制底泥磷释放具有积极作用,试验期间CK上覆水中TP和PO₄^3--P浓度均值分别为0. 35和0. 22 mg/L,而覆有沉积藻的所有反应器中TP和PO₄^3--P浓度均值分别都低于0. 05和0. 03 mg/L,且沉积藻量越大,对应的磷浓度越低。     

不同挂膜启动方式对复合硫填料自养脱氮效果的影响

为确定硫自养反硝化技术在工程应用中合适的启动方式，对比了变滤速接种挂膜、变滤速自然挂膜和固定滤速自然挂膜三种不同的挂膜方式对脱氮效果的影响。结果表明，接种挂膜在实际工程应用中没有显著优势，变滤速自然挂膜法的脱氮效果最好，其最大脱氮负荷为0.81kg/(m³·d)。通过分析pH、DO和SO₄^2-等参数的变化情况发现，挂膜过程会使出水pH降低，进水DO过高会抑制脱氮过程，一些好氧菌可能会利用溶解氧将硫单质氧化为SO₄^2-，使SO₄^2-平均增加量高于理论值。采用高通量测序手段对系统内微生物群落结构特征进行了分析，在属水平上反应器中进行硫自养反硝化的优势菌群有硫杆菌属(Thiobacillus)和热单胞菌属(Thermomonas)，相对丰度分别为6.38%和3.86%，与二沉池回流污泥的微生物群落结构相比存在明显的驯化过程。     

硫酸盐还原对活性污泥沉降性能的影响

采用双SBR和人工配水进行试验,考察了厌氧选择器中硫酸盐还原对好氧反应器内活性污泥沉降性能的影响。结果表明,当进水硫酸盐浓度一定时,厌氧选择器的水力停留时间越长,则硫酸盐的还原程度越高;当厌氧选择器的水力停留时间一定时,进水的硫酸盐浓度越高,则硫酸盐的还原程度越高。当进水硫酸盐浓度为85 mg/L、在厌氧选择器水力停留时间为60 min时,好氧反应器内已有污泥膨胀迹象;当进水硫酸盐浓度为125 mg/L、在厌氧选择器水力停留时间为60min时,好氧反应器内开始发生污泥膨胀,镜检发现活性污泥中存在大量丝状菌;当进水硫酸盐浓度为250 mg/L、在厌氧选择器水力停留时间为20 min时,好氧反应器内活性污泥膨胀严重,反应器内污泥浓度降低,出水漏泥现象严重,影响到反应器的处理效果。     

云南某废弃菜叶处理厂废水处理工程实例

废弃菜叶处理(破碎+厌氧产沼气)过程中产生的废水是一种污染物浓度较高、C/N偏低的废水。云南某废弃菜叶处理厂废水处理工程采用A²O²(二级O池为MBR膜池)工艺,以强化氮的脱除,保证出水TN的达标。对A²O²工艺的启动特性、运行效果及运行费用组成进行了分析。在工艺启动过程中,COD的去除效率可以稳定在70%以上;当硝化反应发生后,对NH₄⁺-N的去除率>99.5%;投加一定量的碳源后,对TN可以达到较高的去除率。稳定运行后,出水的COD、NH₄⁺-N、TN和TP分别稳定在300、10、45、5 mg/L以下,满足《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962—2015)的C级标准。经测算,处理成本为27.564元/m³。     

通风速率对市政污泥好氧堆肥氮素转化的影响

堆肥过程中氮素的转化对堆肥产品的肥效有着重要影响。以市政污泥和蘑菇渣为原料,按照湿质量比1∶0.7混合后进行为期26 d的好氧堆肥,设置3个不同通风速率的堆体A[2.4 m³(m³·h)]、B[2.9 m³/(m³·h)]、C[3.3 m³/(m³·h)],考察通风速率对堆肥过程中含氮有机物转化及NH₃挥发的影响。结果表明,堆肥完成后A、B、C堆体的总氮损失率介于16.90%～25.10%之间,NH₃挥发占总氮损失的比例介于68.49%～72.97%之间。B堆体通风速率下NH₄⁺-N向NO₃^--N转化更多,B堆体NO₃^--N含量较A和C堆体分别增加了30.31%和8.98%。结构方程模型显示,不同通风速率下,酸解氨态氮(AN)最易转化为NH₄⁺     

西北复合盐侵蚀环境衬砌喷射混凝土离子扩散研究

中国西北地区盐渍土广泛分布,侵蚀性离子与喷射混凝土衬砌接触并向其内部扩散,经过一系列物理化学作用,形成高溶解性、膨胀性及无胶凝性侵蚀产物,破坏喷射混凝土微观结构,造成衬砌结构耐久性退化。采用干湿交替制度,模拟西北地区自然环境;以5%Na₂SO₄+5%MgSO₄+3.5%NaCl(质量百分比)混合溶液为侵蚀介质,模拟盐渍土及其地下水中的离子组成及含量,开展复合盐侵蚀喷射混凝土耐久性试验,测试混凝土pH值,水溶性Cl^-、SO₄^2-、Ca²⁺含量及酸溶性SO₄^2-含量。结果表明:干湿交替次数增大,混凝土pH值,水溶性Ca²⁺含量降低,水溶性Cl^-、SO₄^2-及酸溶性SO₄^2-离子含量增大。Mg²⁺扩散导致混凝土侵蚀区pH值明显降低。但随着深度增大...     

天津某工业园区污水厂扩容与提标改造工程实例

天津某工业园区采用水解酸化/厌氧/缺氧/好氧/MBR/臭氧氧化/紫外消毒工艺对园区内污水处理厂进行扩容与提标改造。工程设计处理能力为10 000 m³/d,连续9个月的运行结果表明,当进水SS、COD、NH₄⁺-N、TP和TN浓度分别为28～84、75～335、17～38. 4、2. 7～5. 2和17～48 mg/L时,经该工艺处理后对SS、COD、NH₄⁺-N、TP和TN的平均去除率分别高达92%、87%、96%、95%、78%,出水水质满足天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB 12/599—2015) A标准。该工程具有运营成本适中、自动化程度高及污染小等特点。     

工业废渣–水泥协同固化土抗硫酸盐侵蚀性能

利用高炉矿渣、粉煤灰、硅灰、电石渣等工业废渣协同水泥固化方法,通过标准养护试样、清水及硫酸盐溶液浸泡试样的表观形貌、无侧限抗压强度、X射线衍射和扫描电镜等测试,揭示工业废渣–水泥协同固化土的力学性能、微观结构和化学反应机制。结果表明：硫酸镁对工业废渣–水泥协同固化土侵蚀效果大于硫酸钠;较纯水泥土而言,工业废渣的加入能够延缓硫酸盐侵蚀作用;经硫酸镁溶液浸泡后,固化土强度在7 d内有一定增长,之后随龄期增加而持续降低,强度保留系数高低依次为高炉矿渣>硅灰>粉煤灰>电石渣;硫酸钠环境下固化土受SO₄^2-离子侵蚀作用,硫酸镁环境下受SO₄^2-侵蚀和Mg²⁺胶结弱化双重作用,导致固化土孔隙增大,侵蚀产物生成量与工业废渣中CaO含量有关。最后,建立了硫酸盐环境下固化土微观反应机制模型,可为工业废渣–水泥协同固化土抗硫酸盐侵蚀研究提供理论依据。     

“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.     

番茄酱废水好氧颗粒污泥活性恢复及群落演替分析

为解决新疆番茄酱加工期间产生的高浓度有机废水带来的环境问题,寻求适应其生产周期的水处理方法,在序批式反应器(SBR)中以人工合成番茄酱废水培养了185 d的好氧颗粒污泥(AGS),经-18℃冷冻储存260 d左右后作为接种污泥,进行为期130 d的活性恢复试验。结果显示,颗粒污泥在第13天开始恢复,35 d完全恢复活性,水质变得清澈,最终对COD、NH₄⁺-N、PO₄^3--P的平均去除率分别维持在95%、82%、80%以上。高通量宏基因组测序结果表明,物种的多样性不断变化,均匀性逐渐上升,变形菌门和拟杆菌门之和占比在80%以上,属于优势菌群。浮霉菌门中的一类细菌可以促进短程硝化反硝化,对氮循环及番茄酱加工废水的高效降解具有重要意义。微生物群落的演替表现出的协同或者竞争关系,是活性污泥微生物有效降解有机物的驱动力,对反应体系的稳定性具有重要作用。     

喀斯特地区乡镇污水一体化处理技术效果分析

某乡镇污水厂设计规模为1 000 m³/d,采用立式A²O工艺,将厌氧、缺氧、好氧、沉淀等工艺合为一体,并且无需混合液回流泵,污泥也可以通过重力作用自然回流。经过9个月的现场连续运行监测,得到该污水处理装置对COD、NH₄⁺-N、TN、TP的平均去除率分别为78. 39%、88. 36%、80. 16%、72. 75%,出水水质可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。该一体化反应器结构紧凑、操作方便、出水水质优良,适用于广大农村乡镇生活污水的集中式处理。