城市污水短程硝化的控制策略及对污泥种群的影响

采用有效容积为54m3的大型中试序批式活性污泥处理(SBR)反应器,研究了在常温下处理碳氮比(C/N)平均值为2.16的以生活污水为主的实际城市污水时短程硝化的实现和稳定问题.试验结果表明,采用分段进水的运行模式,使出水总氮(TN)达到了小于3mg/L的深度脱氮效果.同时通过对SBR反应阶段的实时控制,优化了污泥种群结构,从而实现了温度为12～26℃、平均溶解氧(DO)浓度在2.5mg/L以上的环境条件下长期稳定的短程硝化反硝化,系统维持95%以上的亚硝化率稳定运行180天以上.应用荧光原位杂交(FISH)技术对系统中的氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)的数量进行了分析,结果也证明了系统中氨氧化菌在硝化菌中占绝对优势,亚硝酸盐氧化菌已逐步被淘汰.     

高氮豆制品废水的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮工艺

采用序批式活性污泥法,通过控制溶解氧浓度开发出处理高氮豆制品废水的新工艺.实验结果显示,当曝气阶段反应器内溶解氧浓度保持在0.5 mg•L^-1左右时,曝气过程中NO^-₂-N/NO^-_x-N的比率始终维持在93%以上,并且曝气结束时,有大约87.6%的氨氮是通过同步硝化反硝化途径去除的.因此,控制反应器内溶解氧浓度在0.5 mg•L^-1左右时,在一个反应器内同时实现了亚硝酸型硝化反硝化和同步硝化反硝化.经过理论计算和机理分析,在此溶解氧下,亚硝酸菌的比增殖速率近似为硝酸菌的2.22～2.43倍,并且低溶解氧容易在活性污泥颗粒内形成进行反硝化作用的缺氧区.因此,在常温下,只要采用溶解氧传感器控制SBR反应器内溶解氧浓度在0.5 mg•L^-1左右,就可以实现稳定的亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮工艺.     

不同控制模式下SBR的短程硝化反硝化

以实际豆制品生产废水为处理对象，研究了传统固定时间控制和实时控制两种模式下SBR反应器的短程硝化反硝化效果。结果显示，实时控制下的硝化速率和反硝化速率分别为按固定时间控制时的1．40倍和1．86倍，硝化和反硝化时间则比传统运行方式分别缩短了60min和25min。因此，可采用DRP和pH值实时控制SBR法的短程硝化反硝化过程，它不仅可以合理分配曝气和搅拌时间，而且还能提高硝化速率并缩短反应时间，达到了降低运行成本的目的。     

盐度对厌氧氨氧化脱氮效能的影响

以实验室培养的Candidatus Jettenia属厌氧氨氧化颗粒污泥为种泥,通过批次与连续试验,考察了盐度对Anammox脱氮效能的影响。结果表明以Candidatus Jettenia为优势菌属的Anammox污泥对盐度的增加表现敏感。在连续试验中,UAFB反应器经55 d无盐环境的启动,总氮去除速率达到1.15 kg/(m~3·d),当盐度为5、7.5 g/L时,反应器脱氮效率分别下降了20%、60%,但仍能表现出显著的厌氧氨氧化效能。批次试验中,5、7.5、10 g/L盐度下,Anammox污泥活性分别下降了25%、55%、67%;盐度15 g/L时,Anammox菌失去活性。     

控制pH实现短程硝化反硝化生物脱氮技术

采用序批式活性污泥法,在温度为28±1℃的条件下,通过控制反应器内初始pH为7.8~8.7开发了一种新型短程硝化生物脱氮工艺.试验结果表明:经过25 d的运行,曝气结束时出水中主要以亚硝酸盐为主,硝酸盐氮在4 mg/L以下,亚硝酸盐累积率达90%以上;在整个硝化期间游离氨(FA)质量浓度都在0.52~4.72 mg/L,均在抑制硝酸菌活性的阈值范围内.因此,控制pH实现短程硝化反硝化生物脱氮工艺的机理是利用反应体系内的高pH和高游离氨浓度对硝酸菌产生抑制,从而在硝化过程中产生亚硝酸盐积累.     

利用ORP和pH控制豆制品废水的处理过程

研究ORP和pH在豆制品废水处理过程中的变化与有机物和氨氮的去除间的内在关系，有利于实现SBR法处理废水的在线控制．以豆制品废水为研究对象进行不同进水有机物和污泥质量浓度的试验，结果显示，在有机物降解过程中，0RP出现两个特征点：第1个为ORP凹点，表示反应器内大部分有机物已被去除；第2个为0RP平台，表示有机物已基本不再降解；pH存在两个变化区域：在反应初期为波动区，当有机物降解接近结束时，pH上升速度明显减慢，最后出现平台区．不同进水有机物和初始污泥质量浓度对反应过程的特征点并没有影响，因此可应用ORP和pH作为SBR法去除有机物的模糊控制参数．     

邻苯二甲酸酯降解菌的分离鉴定及降解特性

为了对邻苯二甲酸酯(PAEs)污染的土壤进行生物修复,从人工湿地土壤样品中分离到7株能够以PAEs为唯一碳源和能源生长的菌株D1～D7,对其综合形态特征、主要生理生化特性和16S rRNA基因序列分析结果进行鉴定,并通过3 d摇瓶间歇试验检测其对PAEs和邻苯二甲酸(PA)的降解能力．结果表明,D1、D2与假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的同源性分别为100％和98％,D3与肠杆菌属(Enterobacter sp.)的同源性在99％以上,其余4株细菌与红球菌属(Rhodococcus sp.)的同源性都在98％以上．这些菌株对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)的降解率分别在65％,60％和30％以上,且对PAEs的降解率随侧链烷基链的增长而下降．这7株PAEs降解菌均能在以PAEs的降解中间产物——PA为唯一碳源的培养液中生长,对PA的利用率在18％～39％,这说明它们可能通过PA途径实现PAEs的完全降解．     

水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响

采用自主设计的悬浮载体生物膜/颗粒污泥耦合装置,利用硝化菌载体生物膜和反硝化聚磷菌颗粒污泥,研究水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响,得出最佳工艺参数。试验考查水力停留时间分别为6 h、7 h、8.5 h和10.5 h,结果表明,当水力停留时间为8.5 h时,系统的COD去除率为91.26%,氨氮和总氮的去除率分别为80.68%和70.58%,厌氧释磷速率也较稳定,为0.47 mg P·（g SS）^-1·h^-1,厌氧释磷速率最高,其碳源利用率最大,反硝化除磷效率最稳定,PO₄^3--P去除率为76.50%,反硝化除磷效率为1.04 mg P·（mg NO₃^--N）^-1,所以当水力停留时间为8.5 h时,系统具有较高的脱氮除磷效率。当水力停留时间过短时,氮磷的去除不完全,过长时,系统不稳定,系统的最优水力停留时间为8.5 h。     

臭氧氧化法强化处理纤维素乙醇废水研究

为提高纤维素乙醇废水厌氧出水的可生化性,采用臭氧氧化法对其进行强化处理,考察了反应时间、臭氧投加量、初始p H及反应温度对纤维素乙醇废水可生化性、COD和氨氮去除效果的影响。结果表明,在初始pH为8~10,臭氧投加量为5 g/h,反应时间为80 min,反应温度为30℃的最优条件下,出水COD为1 450 mg/L左右,COD去除率稳定在35%左右;出水氨氮为220 mg/L左右,氨氮去除率稳定在40%以上,出水BOD_5/COD由0.1提高到0.3左右,废水的可生化性得到较大程度的提高。     

基于神经网络构建取代苯类化合物QSAR模型

在取代苯类化合物定量构效关系（QSAR）模型构建中,采用人工神经网络技术对所选点价自相关拓扑指数结构参数进行筛选,并对筛选过程中不同数量的输入结构参数所构建的ANN—QSAR模型的质量和预测能力进行了比较．研究结果显示,应用人工神经网络自身非线性特点对QSAR研究中结构参数筛选是可行的。使最初QSAR模型中24个结构参数减少为5个,而模型的质量和预测能力没有受到影响．该研究成果不仅大大加快了网络模型的运算速度,而且为深入探讨取代苯类化合物生物致毒机理奠定了基础．