生物表面活性剂强化城镇污泥水解液提高生物脱氮性能的探究

为强化生物反硝化脱氮效率，在中温条件下开展了生物表面活性剂烷基多苷（APG）强化污泥厌氧发酵水解液提高生物脱氮的探究。结果表明，APG的最佳剂量为0.15 g/g（以固体含量计），挥发性脂肪酸和溶解性COD的最大产量分别为3 415 mg/L和4 289 mg/L。发酵液作补充碳源能提高生物脱氮工艺内COD和总氮（TN）的去除效率分别至94.2%～96.3%和94.2%～95.3%，显著高于空白和乙酸盐作补充碳源组别。发酵液能影响生物脱氮污泥特征，提高污泥内有机质含量，挥发性悬浮固体（VSS）/总悬浮固体（TSS）提高至0.69～0.75，而降低胞外聚合物（EPS）的含量至58.5～64.2mg/g。发酵液提高了活性污泥内微生物的丰度和多样性，与生物脱氮相关微生物Proteobacteria、Chloroflexi和Bacteroidetes的相对丰度分别提高至31.2%、24.3%和18.5%。本研究结果为污泥的资源化利用和强化生物脱氮提供了一定的理论依据。     

全氟辛酸对好氧颗粒污泥处理低C/N废水的影响

开展了不同温度下新污染物全氟辛酸(PFOA)含量对好氧颗粒污泥(AGS)处理低C/N废水过程中运行效能及微生物群落特征的影响。结果表明，PFOA对AGS系统的影响具有浓度依赖性。低浓度PFOA(低于0.5 mg/L)对COD、NH₄⁺-N及总氮(TN)去除无明显影响，但提高磷酸盐去除。超过0.5 mg/L PFOA降低AGS对污染物和营养盐的去除。温度升高(25℃提高至35℃)利于提高AGS活性，且提高PFOA在AGS系统内的去除。高浓度PFOA降低了污泥浓度和有机质占比，刺激胞外聚合物(EPS)分泌，提高蛋白质(PN)和多糖(PS)含量。在2 mg/L,25℃下，EPS含量为73.6 mg/g,PN和PS占比提高至39.5 mg/g和26.6 mg/g。温度升高能降低PFOA的生物毒性。微生物群落特征分析揭示高浓度PFOA降低了变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)占比，在属水平上，降低了与生物脱氮相关微生物的相对丰度。研究结果AGS处理含PFOA的低C/N废水提供一定理论依据和强化策略。     

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。     

内电解耦合人工湿地对某工业园区污水厂尾水的脱氮除磷效果

以工业园区污水处理厂尾水脱氮、同步除磷为目标,构建铁炭内电解人工湿地中试系统,通过内电解作用改善工业尾水可生化性,为反硝化脱氮提供更多可利用碳源,强化脱氮;同时,内电解产生的铁离子促进除磷。结果表明:铁炭内电解人工湿地对氮、磷及有机物有良好的同步去除能力,强化脱氮效果明显,冬季运行稳定;COD、氨氮、TN和TP全年平均去除率分别为55.6%、72.2%、54.6%和86.0%,其中出水COD、氨氮、TP浓度满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类水质要求,TN出水浓度低于10 mg/L。高通量测序结果显示,铁炭内电解人工湿地内脱氮微生物数量明显高于普通人工湿地,在1号池及3号池两个处理单元检测到的与硝化有关的细菌丰度分别占到总生物量的6.66%和3.67%。     

氯霉素对序批式反应器生物脱氮及微生物群落的影响探究

为探究新型污染物氯霉素类抗生素对活性污泥生物脱氮的影响,构建了批式生物反应器,在中温条件下研究不同浓度氯霉素（CAP）对生物脱氮的影响。结果表明,CAP的存在抑制了脱氮效率,且当CAP的质量浓度为5.0mg/L时,氨氮（NH₄⁺-N）和总氮（TN）的去除率分别为81.3%和61.2%,仅为空白组的88.1%和77.9%。CAP存在提高胞外聚合物（EPS）的含量,且CAP质量浓度越高,EPS的含量提高越明显。CAP显著降低硝化与反硝化过程,降低氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的活性。此外,CAP的质量浓度影响脱氮关键酶的活性,CAP质量浓度越高,脱氮关键酶抑制越明显。微生物分析表明,CAP存在降低Proteobacteria,Bacteroidetes及Chloroflexi的相对丰度。     

典型纳米污染物和重金属复合胁迫抑制污水生物脱氮的机制解析

为明确金属纳米颗粒与重金属复合胁迫对活性污泥生物脱氮的影响，通过改变进水纳米Ag和Cu的浓度，探究了两者复合胁迫对生物脱氮的影响并揭示相关机制。结果表明，纳米Ag和Cu复合胁迫影影响生物脱氮性能，且与纳米Ag和Cu的暴露浓度有关。2.0 mg/L纳米Ag复合15.0 mg/L Cu组内COD和TN去除率下降至61.5%～68.9%和61.6%～62.3%，低于纳米Ag或Cu单独影响。此外，复合胁迫降低了污泥沉降性和有机质的含量并促进了胞外聚合物（EPS）的合成，EPS最大值高达125.6～128.5 mg/g，其中蛋白质和多糖的含量均显著增加。微生物群落结构受到纳米Ag和Cu污染而发生改变，并降低了Proteobacteria、Bacteroidetes和Nitrospirae的相对丰度。脱氮功能基因分析证实纳米Ag和Cu复合污染降低了生物脱氮相关机制。研究结果为金属纳米颗粒与重金属复合污染下生物脱氮技术提供了一定的数据支撑和理论依据。     

潜流人工湿地对农村生活污水氮去除的研究

作者研究了潜流水平人工湿地处理农村生活污水中氮的去除效果，结果表明湿地进水TN负荷与出水TN负荷去除之间有较好的线性关系，随着水力停留时间的延长TN去除率也升高，停留时间为4d时，芦苇湿地和菖蒲湿地的脱氮效率可以达到60％以上。从脱氮效果看，芦苇湿地的略好于菖蒲湿地的，有植物系统明显好于无植物系统。在进水NO2^--N浓度小于0．062mg／L、NO3^--N浓度小于1．982mg／L的情况下，无论是连续运行还是间歇运行，大多数情况下，出水浓度都分别低于0．631mg／L和1．00mg／L，两者一般不会有较大的积累。试验分析了湿地脱氮的途径，微生物硝化／反硝化是人工湿地脱氮的主要途径，植物吸收、存储仅占湿地总氮去除量的10％左右，但是植物的存在间接地影响湿地脱氮的其它途径，对提高湿地氮去除率具有重要作用。     

改良人工湿地对二级好氧单元出水的深度脱氮研究

针对传统人工湿地脱氮效率低,构建了潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地,对二级好氧单元出水进行深度脱氮。结果表明,潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地分别对 NH₄⁺-N 和 NO₃^--N 去除效果较好,其平均去除率分别为 79.92% 和72.45%,且后者出水 TN 浓度低于城镇污水处理厂污染物排放标准一级 A 标准限值,但 NH₄⁺-N 则未能达标。增大进水C/N 比均显著提升了两系统对 TN 的去除效率（p<0.005）。两系统上层填料对 NH₄⁺-N 的去除贡献均超过 75%,同时对TN 和 COD 的去除贡献也最高,表明上层填料在污染物去除过程中发挥了主导作用。完全氨氧化细菌（相对丰度为1.87%）和潜在硝化菌 Rudaea（相对丰度为 0.58%）分别是潮汐-垂直流和垂直潜流人工湿地上层填料主导的氨氧化菌,而Rhodanobacter和Denitratisoma以及norank＿c＿OLB14和Denit...     

多级垂直潮汐流人工湿地厌氧氨氧化脱氮研究

采用多级垂直潮汐流人工湿地(MVTF-CWs)处理城市污水处理厂剩余活性污泥厌氧消化液(EAS-ADL),在低C/N条件下,研究MVTF-CWs对典型污染物的去除特征及其厌氧氨氧化脱氮行为,并利用FISH和高通量测序方法分析主要功能微生物。结果表明,在原水COD/ρ(TN)为0.46的条件下,进水NH4+-N、TN的质量浓度分别为(1 002±71)、(1 003±71) mg/L,平均去除率分别为98.97%和62.64%;进水COD为(456.4±57.7) mg/L,平均去除率为93.22%。MVTF-CWs中第3和第5级对TN的去除贡献最大。第3和第5级湿地单元中存在Anammox菌,相对丰度分别为7.77%和12.14%,而异养反硝化菌占比仅为2.22%和0.22%,表明第3和第5级湿地单元高TN去除主要通过厌氧氨氧化脱氮途径实现。     

铀对好氧颗粒污泥处理核工业废水的影响及机制探究

为明确核工业废水内典型金属铀对好氧颗粒污泥（AGS）运行效能及微生物群落特征的影响，构建了实验室规模的AGS反应器，在中温条件下采用控制进水铀浓度的方法探究了铀含量对AGS处理核工业废水运行效能的影响。结果表明，铀对AGS的影响与其含量密切相关，低于0.05 mg/L对AGS运行效能影响不明显，而超过0.1 mg/L铀显著降低了AGS对污染物和营养盐的去除，并影响了微生物代谢活性及群落结构。当铀浓度为1.0 mg/L时，COD升高至50.5～57.3 mg/L，去除效率下降至77.6%～79.2%。此外，高浓度铀降低了AGS对营养盐的去除。超过0.1 mg/L铀降低了AGS内污泥浓度，提高了胞外聚合物（EPS）含量。高含量铀降低了微生物的代谢活性，降低比耗氧速率（SOUR）和脱氢酶活性。微生物学分析揭示高含量铀降低了AGS内门水平上Proteobacteria、Bacteroidota，属水平上Nitrosomonas和unclassified＿Comamonadaceae的相对丰度。本研究为AGS处理含铀核工业废水提供了一定的借鉴。     

黄铁矿强化人工湿地反硝化处理含氮废水的研究

通过构建黄铁矿垂直流人工湿地(PCW)和对照组湿地(CW0),考察黄铁矿强化人工湿地对含氮废水的处理效果,分析最佳脱氮条件下不同形态氮的沿程变化,探索氮转化去除途径。结果表明:PCW的脱氮效率优于对照组,NO_2~--N、NH_4~+-N和SO_4~(2-)积累显著降低。碳氮比为6、HRT为12 h时PCW脱氮效果最好,对NO_3~--N、TN和COD的去除率分别为95.6%,92.1%、83.0%,比CW0提高了7.5%、14.1%、5.5%。沿程变化表明NO_3~--N、TN浓度沿水流方向明显降低。湿地上部10～30 cm处COD大部分得到去除,底部NO_2~--N、NH_4~+-N维持在较低水平。     

碳纳米管降低生物脱氮除磷效率的机制探究

为了探究碳纳米管（CNT）对生物脱氮除磷效率及活性污泥特征的影响，以实际生活废水为探究对象，构建了序批式反应器，探究了中温环境下不同剂量CNT(0、1.0、10.0、20.0和30.0 mg/L)长期暴露下活性污泥特征及脱氮除磷效率的变化规律。结果表明低浓度CNT(1.0 mg/L)对污泥特征及脱氮除磷影响不明显，而高浓度CNT降低了污泥内混合液悬浮固体浓度和污泥体积指数（SVI）分别至3 165～3 450 mg/L和111～116 mL/g。在生物脱氮除磷方面，CNT显著降低脱氮除磷效率，尤其当CNT为30.0 mg/L时，出水COD约为66.9～71.7 mg/L,COD去除效率75.6%～76.6%，氨氮去除效率80.6%～81.3%，磷酸盐去除效率75.5%～76.3%，均显著低于初始状态。机制探究表明CNT降低了生物脱氮除磷涉及的关键酶活性并降低了聚羟基脂肪酸酯（PHA）的合成量，促进了糖原质在典型周期内的代谢。毒性测定分析表明CNT存在促进了活性氧（ROS）产率及乳酸脱氢酶（LDH）释放量ROS释放，尤其当CNT浓度为30.0 mg/L时，ROS的相对产量高达294%,L...     

重金属Cd胁迫对厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮效能影响及机制的研究

以外源Cd²⁺和厌氧氨氧化(Anammox)颗粒污泥为探究对象，构建了升流式污泥床反应器，调查了Cd²⁺短期和长期暴露对Anammox颗粒污泥脱氮及污泥特性的影响。结果表明，短期影响中低浓度Cd²⁺短期暴露对Anammox颗粒污泥脱氮影响不明显但长期暴露实验中降低了脱氮性能，而高浓度Cd²⁺短期和长期暴露均降低生物脱氮性能。Cd²⁺降低了污泥浓度和沉淀性，但提高了胞外聚合物(EPS)含量，尤其蛋白质含量。当Cd的质量浓度为9.0 mg/L,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN的去除率分别下降至81.6%、79.5%和65.3%，总悬浮固体(TSS)下降至4.51 g/L,EPS含量提高至94.1～94.6 mg/g。微生物学分析表明，Cd²⁺存在提高了微生物丰富度和多样性，降低了Planctomycetes、Chloroflexi和Proteobacteria与生物脱氮相关...     

微塑料对颗粒污泥运行效能的影响

微塑料(MPs)作为新污染物的环境行为得到广泛关注。然而,MPs对好氧颗粒污泥(AGS)处理低C/N废水过程中颗粒化进程、营养盐去除规律及微生物种群特征的影响至今鲜有探究。因此,本论文以苯二甲酸乙二醇酯MPs和AGS为探究对象,在室温环境下,探究了MPs粒径对AGS处理城镇低C/N废水的影响,并解析相关作用机制。结果表明,MPs存在加速了AGS颗粒化,提高了污泥浓度,促进了胞外聚合物(EPS)分泌,且MPs粒径越大,颗粒化进程越显著。MPs存在降低了AGS对COD和营养盐的去除,且MPs粒径越大,营养盐去除抑制越显著。MPs粒径在150μm时,COD、NH₄⁺-N及TN的去除效率下降至81.6%～84.1%、82.3%～86.5%和61.6%～62.8%,均远低于空白组。MPs粒径越大,其在AGS内去除效率越低。大粒径MPs提高了Proteobacteria的相对丰度至59.6%,但降低了具有有机质分解能力的Bacteroidota的相对丰度。本论文丰富了MPs在水环境的影响行为,为日后MPs污染控制提供一定的理论依据。     

包埋有机缓释碳源强化二级出水的深度脱氮

针对污水处理厂深度脱氮受制于进水碳氮比偏低的问题，以玉米芯和聚己内酯（PCL）为原料制备有机缓释碳源处理二级出水，比较了包埋微生物（二沉池菌悬液）与非包埋情况下的脱氮表现。结果表明，当进水硝态氮为5 mg/L（低浓度），10 mg/L（中浓度）和20 mg/L（高浓度）时，包埋菌悬液是强化脱氮效率的有效手段。当处理进水硝态氮低于10 mg/L时，包埋菌悬液缓释碳源的脱氮效果均较好，硝态氮去除率达97.34%以上。当进水硝态氮大于20 mg/L时，释碳量高的碳源仍能稳定脱氮，同时因较高的碳源利用效率，包埋碳源具有最佳总氮去除，去除率为88.80%。制备包埋活性污泥菌悬液的固态缓释碳源时，采用十二烷基硫酸钠（K12）发泡增加碳源的比表面积，可强化脱氮微生物的附着增殖，与活性污泥微生物相比，长期运行中出现了的反硝化功能菌属Methyloversatilis，丰度为16.06%。     

新污染物利巴韦林抑制污水生物除磷的行为及机制研究

探究了新污染物利巴韦林（RBV）对强化生物除磷（EBPR）的影响,构建了强化生物除磷系统,分析了RBV浓度对EBPR的影响行为,并揭示了相关作用机制。结果证实RBV对EBPR的影响具有剂量依赖性,低于0.05 mg/L RBV对EBPR影响不明显,而超过0.1 mg/L RBV降低了除磷性能,在3.0 mg/L RBV组别内,COD和溶解性磷酸盐（SOP）去除效率分别下降至80.2%～84.1%和71.3%～75.6%。高浓度RBV降低了污泥浓度及有机质占比。短期内,高浓度RBV促进了胞外聚合物的分泌,但长期暴露发下RBV降低了EPS含量并主要降低了蛋白质和多糖含量。RBV能降低EBPR系统内胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）含量,进而后续产能不足降低除磷效率,但高浓度RBV刺激了糖原质的代谢。酶活性分析表明高浓度RBV降低了多聚磷酸盐激酶（PPK）和外切聚磷酸酶（PPX）的活性。研究结果为EBPR处理含RBV的废水提供一定的数据支撑和理论依据。     

重金属Ni影响下好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水的探究

以生猪养殖场厌氧消化出水为探究对象,构建了好氧颗粒污泥（AGS）体系,在中试规模下探究了不同浓度Ni影响下AGS处理畜禽养殖废水效能及污泥特征的变化规律。结果表明低浓度Ni(<2.0 mg/L)对AGS的处理效能及污泥特征影响不明显,而当Ni浓度高于2.0 mg/L,Ni存在降低了AGS中生物量并导致沉降性变差。当进水Ni为4.0 mg/L时,出水COD为73.5～76.8 mg/L,相应去除效率仅为81.3%～83.4%,远低于对照组。TN去除效率下降至70.6%～71.9%。高浓度NI降低了AGS内MLSS浓度并提高了SVI值。此外,Ni能影响AGS内胞外聚合物及组分的含量,当Ni浓度提高至4.0 mg/L,EPS含量升高至98.6 mg/g,PN和PS的含量分别为41.3 mg/g和25.9 mg/g。氧的利用速率和比耗氧速率揭示高浓度Ni存在能抑制微生物呼吸作用。本研究对评重金属Ni影响下AGS处理畜禽废水提供一定理论依据与数据支撑。     

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%。     

环丙沙星对好氧颗粒污泥同步脱氮除磷的影响

以合成废水为研究对象,在AGS系统中探究了CIP对同步脱氮除磷的影响并揭示作用机制。实验结果表明,低ρ(CIP)对AGS系统营养盐去除影响不明显,而当ρ(CIP)为3.0 mg/L时,AGS系统COD,TN及TP的去除效率分别为71.3±3.2%,72.3±3.6%和74.6±3.1%,显著低于空白组。CIP在AGS系统中的去除主要依赖吸附。CIP降低了AGS系统硝化,反硝化,厌氧释磷及好氧吸磷过程。当ρ(CIP)为3.0 mg/L时,细胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(PHA)最大净增量为0.6±0.05 mg/g,仅为空白组的54.5±1.6%。酶活性分析表明CIP降低与生物脱氮除磷过程相关关键酶的活性。微生物群落结构分析揭示当ρ(CIP)为3.0 mg/L时,生物除磷关键微生物Candidatus_Accumulibacter和Actinobacteria的相对丰度为4.5%和8.4%,生物脱氮微生物Nitrosomonas和Nitrosospira的相对丰度分别为0.21%和0.19%。     

重金属镉胁迫下好氧颗粒污泥脱氮除磷特征分析

为探究重金属镉(Cd)胁迫下,好氧颗粒污泥培养及脱氮除磷的特征,以絮状物质为探究对象,采用摇床震荡并添加不同剂量Cd胁迫下好氧颗粒污泥的形成及脱氮除磷特征。结果表明在低浓度Cd(0.1mg/L和0.5 mg/L)时,颗粒污泥浓度增加,污泥沉降性加强,而当Cd质量浓度为3.0 mg/L,颗粒污泥稳定时期混合液悬浮固体(MLSS)浓度下降至2.16～2.19 g/L,污泥体积指数(SVI)升高至124.6～129.5 m L/g。进水Cd影响颗粒污泥脱氮除磷,0.1 mg/L和0.5 mg/L Cd提高总氮(TN)去除效率至81.5%～82.3%和83.4%～83.6%,而当3.0 mg/L Cd降低TN去除效率至54.9%～55.6%。低浓度Cd对总磷(TP)去除影响不明显,而高浓度Cd抑制TP去除。元素分析表明Cd浓度降低颗粒污泥表面Na与Ca的含量。