垃圾渗滤液厌氧降解中溶解性有机物的光谱特性

为探讨渗滤液厌氧降解出水中有机物的构成特点和变化规律,采用XAD-8和XAD-4树脂将溶解性有机物(DOM)依亲疏水性和酸碱性特征分为5种组分,对不同水力停留时间(HRT)下厌氧序批式反应器(ASBR)出水中各组分的含量和特性进行了比较研究.结果表明:ASBR处理渗滤液中溶解性有机碳(DOC)去除率可达53.0%～94.7%;芳香类物质多存在于疏水性组分中,厌氧处理后各组分UV254明显下降,芳香类、羧酸和氨基化合物去除明显;随着HRT的延长,富里酸类荧光物质易在出水中累积而造成累计荧光强度Фi,n增大,而芳香性蛋白及溶解性微生物副产物较之更易降解.可见ASBR能有效降解渗滤液DOM各组分物质.     

不同运行模式序批式膜生物反应器中污泥特性研究

比较了不同运行模式(AO、AOA及A 2O)对序批式膜生物反应器(SBMBR)污泥特性的影响.结果表明:运行模式对污泥粒径存在明显的影响,曝气时间较长的AO MBR及厌氧末引入缺氧段的A 2O MBR,有助于形成紧密而细小的颗粒.而粒径大且结构松散的污泥耗氧速率较高;充分的好氧时间则有利于耗氧速率的提高.好氧吸磷速率受运行方式影响,且与耗氧速率呈正相关性.适宜的厌氧阶段时长有助于提高污泥厌氧释磷能力;缺氧段及其位置的设置对反硝化除磷菌的选择与富集影响较大.本试验中A 2O MBR中反硝化聚磷菌(DPAOs)比例为40.6%,分别比AO及AOA MBR中提高了0.57和0.34倍.膜反应器中膜污染主要由膜表面滤饼层导致.曝气时间只是控制膜污染的因素之一,膜污染随污泥平均粒径的减小而加重,运行方式对膜污染也起着不可忽视的作用.     

潜流人工湿地对污水厂尾水中有机物去除效果

采用凝胶过滤色谱(GFC)和三维荧光光谱(EEM)分析技术,研究了两种基质水平潜流人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除特征.结果表明:尾水经过人工湿地系统处理后,水中溶解性有机物(DOM)重均分子质量Mw均有明显降低;进水中表征出四类溶解性有机物,即色氨酸类芳香族蛋白质、溶解性微生物代谢产物、可见类富里酸、紫外类富里酸物质,经过人工湿地净化处理后相对荧光强度均有不同程度的降低;人工湿地对化学性质较为稳定、难以分解、不易被生物利用的类腐殖质有较好的去除效果.陶粒基质湿地水平潜流人工湿地对有机污染物向低碳小分子转化更为彻底,对污水处理厂尾水中有机污染物的去除效果更好.     

微山湖(下级湖)中溶解性有机质(DOM)的降解实验研究

利用微山湖原状水样,模拟光降解和微生物降解两种方式作用下,探讨溶解性有机质(DOM)的降解过程和不同的降解特性。结果显示,DOM的去除率和氨氮的浓度以及活性磷酸盐(SRP)的浓度存在显著正相关关系;同时利用三维荧光光谱研究了微山湖水体中的DOM的荧光光谱特性,微山湖水体DOM的三维荧光光谱图中出现了4个明显的荧光峰,分别为:类蛋白(B)、(D)峰,紫外富里酸(A)峰及可见光富里酸(C)峰。通过设置不同的光照条件(紫外光照、可见光照、避光)研究DOM降解过程,对比发现,紫外光照降解DOM最为彻底,其次为避光条件,最后为可见光条件;而就各种组分来看,类蛋白物质较容易被降解,尤其是芳环氨基酸结构的蛋白类物质最容易被降解,而大分子的富里酸物质较难被降解。     

冻融条件下溶解性有机物在冰-水-沉积物体系中的迁移

通过设置室内控制实验,测定冻融过程中冰水两相的三维荧光光谱（EEMs）、SUVA254、TN、TP、DOC,并对三维荧光特征指数、SUVA254、TN、TP、DOC进行相关性分析。结果表明,冻结过程中水相的三维荧光光谱中类色氨酸峰A、类酪氨酸峰B、类腐殖酸峰C的荧光强度增强,TN、TP质量浓度增加至原水样的1.47、1.13倍。说明在冻结过程中由于冷冻浓缩效应,类色氨酸、类酪氨酸、类腐殖酸三类溶解性有机物、TN、TP由冰相向水相迁移。随着冰相体积的增加,三类溶解性有机物、TN、TP向沉积物迁移,并在溶解过程中,由沉积物向水体释放。通过测定冻融条件下冰水两相中BPA、E2、EE2的质量浓度发现,在冻结过程中BPA、E2、EE2向水相中迁移,结合相关性分析结果说明芳香族物质更易向水相中迁移。     

添加不同比例玉米生物炭的堆肥腐殖质光谱学表征

对于当今污泥量剧增的趋势,添加生物炭的污泥堆肥是处理污泥较好的办法。本文基于理化性质和光谱学表征来研究添加不同比例玉米生物炭的堆肥腐殖质,结果发现生物炭能延长堆肥高温期1-2天;pH、电导率（electrical conductivity,EC）、有机质含量（organic matter content,OM）等指标均表明四组堆肥效果得到提升且实验组数值优于对照组。在紫外-可见光谱和傅里叶红外光谱可以看出S2、S3组有更多的类腐殖质物质生成,芳香族化合物增多,腐殖化程度提高,说明添加10%和15%玉米生物炭有更好的堆肥效果。在三维荧光光谱分析中,经堆肥后四个处理组可溶性微生物副产品逐渐转化为类腐殖质,且添加生物炭能促进其转移效果,有更高的荧光峰值。从胡敏酸平行因子分析中可以得到添加生物炭可以使堆肥腐殖质含量增多,但各处理组胡敏酸的各组分含量变化有所差异。     

厌氧反应时间对反硝化聚磷功效及微生物种群的影响

采用厌氧/缺氧/好氧序批式反应器(An/A/O-SBR),考察了不同厌氧反应时间(分别为90,120和150min)长期运行条件下的反硝化除磷效果,并利用荧光原位杂交(FISH)技术分析了系统内微生物种群的结构变化.结果发现,厌氧反应时间为90 min系统合成的聚羟基烷酸酯(PHA)量最高,脱氮和除磷平均去除率分别达到92％和93％,聚磷菌占总菌的(58±2.3)％;厌氧反应时间为120 min的系统脱氮和除磷平均去除率分别达到97％和73％,聚磷菌占总菌的(50±2.2)％.而厌氧反应时间为150min的系统合成PHA最低,平均脱氮率仅为79％,聚磷菌数量也减少至(45±2.7)％.厌氧反应时间过长致使PHA含量水平下降,继而发生游离亚硝酸(FNA)的积累,这是导致系统脱氮除磷效率降低的主要原因.     

A/O MBR处理印染废水中进水pH值对降解性能的影响

采用厌氧好氧膜生物反应器(A/OMBR),系统考察了当进水pH值在5.0～9.0范围变化时,各反应槽的活性污泥对活性艳蓝KNR染料及COD的降解性能变化情况.从而探索出在厌氧与好氧微生物协同作用下,微生物对染料及有机污染物的降解性能不受明显影响的进水pH值波动范围,为降低实际印染废水处理中化学试剂的使用量提供理论依据.结果表明,只有当进水pH值为9.0时,厌氧槽对脱色率的贡献大于好氧槽,而当进水pH值在5.0～8.0范围内变化时,好氧槽对系统脱色率的贡献大于厌氧槽.进水pH值对厌氧活性污泥的COD的去除效果几乎没有影响,而中性及偏酸性的进水条件更有利于好氧活性污泥对COD的降解.在偏碱性的进水条件下,膜对可溶性COD的截流作用更明显.当进水pH值在5.0～9.0范围内变化时,由于厌氧槽的pH值都能够稳定在6.0附近,使好氧槽和系统出水的pH值能够分别保持在7.0和7.5附近,从而保证了整个系统对染料及COD的降解性能处于最佳状态.     

豆腐渣堆肥过程中的多维光谱解析与建模

以豆腐渣为底物进行混合好氧堆肥,采用三维荧光光谱（3D-EEMs）分析了堆肥产物淋溶上清液DOM的组成,运用傅里叶红外光谱（FTIR）技术解析了堆肥样品中官能团信息。利用三维荧光结合平行因子法研究了堆肥过程中DOM的动态变化过程,分析得出两种组分即可见区类色氨酸（Ex/Em=285 nm/350 nm）与类腐殖酸（Ex/Em=335 nm/415 nm）,随着堆肥的不断进行,可见区类色氨酸荧光强度逐渐下降,类腐殖酸荧光强度逐渐上升,表明堆肥进入腐熟阶段。傅里叶红外光谱分析表明堆肥过程中多糖类小分子物质逐渐减少,而腐殖酸类大分子物质逐渐增加。进一步运用近红外光谱（NIRS）和区间偏最小二乘法等化学计量学方法构建了堆肥过程有机质含量分析预测模型,结果表明,优化选择区间5831.95~6086.52 cm-1可以建立稳健的有机质定量分析模型,堆肥有机质实测值与近红外预测值的相关系数（R）为0.9861、交叉验证均方差（RMSECV）为0.8247、偏差（Bias）为0.005,表明堆肥有机质含量与近红外光谱具有较好的相关性。     

不同电子受体影响下的反硝化除磷过程

为进一步了解反硝化除磷菌的代谢行为,以序批式反应器(SBR)在厌氧/好氧条件下培养的活性污泥为对象,进行批次试验,研究了不同电子受体对反硝化缺氧吸磷的影响.结果证实:只要有电子受体存在,不论是硝氮(NO3--N)还是亚硝氮(NO2--N),缺氧吸磷都会发生,但NO2--N的缺氧吸磷量相对较少;反应开始时的电子受体质量浓度对反应过程影响很大,试验中NO3--N质量浓度为30mg/L、NO2--N质量浓度为20mg/L时吸磷量和吸磷速率均达到最高值;低于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而增加;高于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而减少;NO2--N质量浓度达80mg/L时,没有发现对反应的抑制作用;好氧吸磷效果好于缺氧吸磷.试验还发现反应器在厌氧/缺氧条件下连续运行时,反硝化除磷菌的厌氧释磷和缺氧吸磷能力将很快丧失.     

Occurrence of sulfonamide antibiotics in sewage treatment plants

The occurrence of sulfonamide antibiotics （SAs） was investigated in the six sewage treatment plants （STPs） of Beijing, China. Of the 13 objective antibiotics, suIfamethoxazole, suIfapyrldine, suIfamerazine, sulfadiazine and suIfamethizol were detected in the influents with the average concentrations of 1.2 ± 0.45, 0.29 ± 0.25, 0.048 ± 0.012, 0.35 ± 0.52 and 0.33 ± 0.21 μg·L^-1, respectively, and those in the effluents were 1.4 ± 0.74, 0.22 ± 0.19, 0.021 ± 0.008, 0.22 ± 0.21and 0.01± 0 μg·L^-1, respectively. SuIfamethoxazole was the predominant compound detected, and was found in all wastewater samples with the other two compounds sulfapyridine and suIfamerazine. It should be noted that suIfadiazine was first reported in wastewatera, and the concentration levels of all detected compounds except for suIfamethizol （detected once in the effluent samples） in the influents were observed to be similar to those in the effluents. From the dsts in this study, it can be found that suIfamethoxazole, suIfapyridine, suIfamerazine and suIfadiazine could be partly removed in anoxic and aerobic treatment unit and vice versa in anaerobic process, which led to their low or even negative removal rates in the effluents. The increase on the concentrations of suIfamethoxazole and suIfapyridine in the effluents was found probably due to the biotransformation of their acetylated forms in anaerobic treatment unit. In addition, it was observed that the biodegradation of suIfamethoxazole and suIfapyridine could partly occur during the anoxic and aerobic process, while suIfamerazine was partly eliminated in the anaerobic and anoxic units.     

厌氧及二级交互间歇曝气工艺条件下微生物生长动力学特性

在厌氧及二级交互间歇曝气工艺条件(CHBNR,Cui-Hong Biological Nutirents Removal Process)和厌氧-好氧工艺条件下(ASP,Activated Sludge Process)分别确定微生物生长动力学系数,并比较评价了厌氧及二级交互间歇曝气工艺的微生物生长动力学特性.通过试验得出在厌氧及二级交间歇曝气条件下Y(微生物增长系数)、Kd(微生物衰减系数)、K(微生物最大相对增长速度)、Ks(饱和常数)分别为0.200,0.055 d-1,3.12 d-1,38.3 mg/L.厌氧及好氧条件下Y,Kd,K,Ks分别为0.253,0.092 d-1,2.22 d-1,31.7 mg/L.这说明厌氧及二级交互间歇曝气工艺,虽然消耗很多的外部有机物质,但维持自身所需的能源少,相对增长速度小,污泥的生产量少,因而,废弃的污泥量会减少,处理污泥费用降低.     

DNPAOs的富集及其同步除磷脱氮的实验研究

采用强化除磷反应器,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧过程,分两阶段对硝化菌和反硝化聚磷菌(DNPAOS)进行选择和富集,形成了以二者为优势菌群的同步强化生物除磷脱氮体系。实验结果表明,体系同时存在硝化和反硝化吸磷过程,达到在废水处理过程中同时脱氮除磷的效果,经过58周期的厌氧/缺氧驯化富集,污水氨氮和总磷的去除率分别达到了93%和97%,DNPAOS占总PAOS的48%。     

A2/O厌氧段聚磷菌的反硝化聚磷特性

利用反硝化聚磷菌进行动态与静态相结合的反硝化聚磷试验,研究A^2/O厌氧段聚磷菌的反硝化聚磷特性。研究结果表明,在A^2/O厌氧段中占聚磷菌总数52%的菌具有同步反硝化聚磷的生物学特性。当以NO3^- -N作电子受体进行聚磷时,其硝酸盐浓度应限制在50 mg/L以下,初始硝酸盐浓度越高,反硝化速率和缺氧聚磷速率及去除率越快,系统由聚磷转变为释磷的时间将延后。由于释/聚磷过程都需要碳源,所以,应控制进水的化学耗氧量（COD）,以200 mg/L为最佳,使在释磷时有充足的碳源而在聚磷时碳源又较少。pH值对释/聚磷有不同程度的影响,在一定范围内,初始pH值越高,释磷效果越好,但当pH≥8.0时,会引起磷酸盐沉积而导致磷酸根浓度降低,从而无法正确判断释磷和生物聚磷效果,反硝化除磷系统的pH值应控制在7.0-7.5的范围内。     

水溶性有机还原性物质的伏安行为及其演变特征

以固体电极示差脉冲伏安法对水溶性有机还原性物质的伏安行为及其演变特征作了探讨。结果表明：绿肥(紫云英)嫌气培养生成的水溶性有机还原性物质主要形成峰电位分别为384mV和943mV(vs．饱和Ag/AgCl电极)的两类氧化峰，前一类具强还原性，后一类具弱还原性，且二类氧化峰的伏安行为有随时间发生快速演变的特征。与紫云英相比，稻草嫌气培养生成的水溶性有机还原性物质氧化峰较丰富，峰电位相对较高，伏安行为随时间变化相对较为稳定，表明稻草水溶性有机还原性物质还原基团种类较为丰富，还原活性相对较低但活性保持较为稳定的特点。     

厌氧水解滤池污水处理过程中水质的变化

污水经厌氧水解滤池处理后,污染物的浓度和性质发生了变化,BOD5/COD增加,溶解性COD比例增加,可生化性和碱度都得到提高,COD和SS去除率高,反应器中污泥得到充分处理,出水中脂肪酸含量增加,氧化还原电位在好氧滤池和厌氧消化池之间。水解滤池中有机物的降解经历了快速吸附和截留过程及慢慢分解过程。     

序批式生物膜法生物除磷的试验研究

采用组合纤维填料作为载体的序批式生物膜反应器进行了生物除磷的试验研究.结果表明,在生物除磷过程中,污水中的VFA总量与溶解磷的吸收量具有较好的相关关系,去除1 mg溶解磷大约需要20 mgVFA-COD;为获得稳定良好的生物除磷效果,COD负荷不能太高,否则过多的有机物进入好氧段将引起非聚磷菌的好氧异养微生物异常增殖,导致聚磷菌被洗出;同时COD负荷也不能太低,还要满足反应器中聚磷菌量能够实现净增长;磷的厌氧释放量和好氧吸收量具有良好的相关性,为提高除磷效率必须保证足够的厌氧磷释放量.图5,表1,参12.     

亚甲基兰的生物污泥吸附及胞外聚合物作用

对比研究了活性污泥和厌氧污泥对染料亚甲基兰的吸附性能,并考察了胞外聚合物(EPS)以及外层溶解性胞外聚合物(SEPS)和内层固着性胞外聚合物(BEPS)在此过程中所起的作用.结果表明,活性污泥中的EPS,SEPS,BEPS以及厌氧污泥中的EPS,BEPS对染料哑甲基兰的吸附更符合Langmuir等温式,厌氧污泥中的SEPS则更符合Freundlich 模型.活性污泥和厌氧污泥中SEPS绝对吸附量均大于BEPS的绝对吸附量,分别为14.1倍和5.8倍.但由于单位质量活性污泥和厌氧污泥中BEPS的质量均远大于SEPS,故活性污泥和厌氧污泥EPS对染料亚甲基兰的吸附主要是BEPS的吸附所贡献.     

阶梯式景观河流夏季溶解性有机质构成与分布

溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)构成复杂,是河流生物地球化学循环中重要的组成部分,对水环境状况有很好的指示作用。为研究基于同步荧光光谱(synchronous fluorescence spectrum, SFS)的城市河流DOM含量与构成变化与水环境参数的相互作用关系,以阶梯式城市景观河流为研究对象,采用荧光区域积分、冗余分析(redundancy analysis, RDA)、二维相关分析(two-dimensional correlation spectroscopy, 2D-COS)和主成分分析(principal component analysis, PCA)对SFS及水环境参数进行解析。将SFS光谱划分为类酪氨酸(tyrosine-like, TYRLF)、类色氨酸(tryptophan-like, TRPLF)、微生物源类腐殖质(microbial humic-like, MHLF)和陆源类腐殖质(humic-like, HLF)4个荧光积分区域,提出SFS区域积分校正因子算法以提高SFS的半定量分析的准确性。结果表明：阶梯式景...     

Effect of Sludge Retention Time on the Fate of Proteins and Polysaccharides in AAO Process

Effect of sludge retention time( SRT) on the removal of potential and polysaccharides in an anaerobic / anoxic / aerobic( AAO) process was investigated. The Lowry method and anthrone method were used to detect proteins and polysaccharides. Total removal efficiency of proteins at SRT of 10 to 25 d in the AAO system was higher than 90%. Polysaccharides removal efficiencies were above 80% when SRT was increased from 15 to 25 d,whereas only 81% of polysaccharides was removed at SRT of 10 d. The biodegradation part of proteins and polysaccharides increased from87. 40% to 93% and from 74. 22% to 86. 94% with increasing SRTs.The ratios of polysaccharides and proteins in extracellular polymer substances( EPSs) were around 1. 5-3 in different SRTs. As SRT increasing,polysaccharides and proteins discharged with residual sludge decreased gradually. The amount of EPSs decreased with increasing SRTs.