A/A/O微曝氧化沟工艺提标改造效果分析

采用固定式填料对A/A/O微曝氧化沟工艺进行提标改造，可提升系统的脱氮除磷性能。在生化池固定式填料填充体积比为10%的条件下，出水COD、NH₄⁺-N、TN及TP平均质量浓度分别为28.7、2.42、6.86和0.32 mg/L，满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准，且处理水量提升了17.43%。高通量测序结果表明，提标改造后在门水平优势菌群主要为绿湾菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteriota)及拟杆菌门(Bacteroidota)，三者相对丰度之和大于60%，且Chloroflexi相对丰度大于30%。在属水平优势菌群为硝化菌属(norank＿f＿Saprospiraceae、Nitrospira、Mycobacterium)、反硝化菌属(Rhodoplanes)及聚磷菌属(Acinetobacter及Tetrasphaera)。固定式填料-泥膜复合A/A/O微曝氧化沟中填料生物膜有利于菌群结构优化和功能微生物的富集。     

中试规模AAO-曝气生物滤池双污泥系统的启动运行

AAO-曝气生物滤池(BAF)是污泥龄差距较大的双污泥系统,可在低C/N条件下实现氮、磷的同步去除。本试验以低碳氮比的城市污水为处理对象,研究了处理量为40~100 m³·d^-1的大型中试级别的AAO-BAF脱氮除磷工艺的启动运行。通过先使AAO和BAF独立运行以分别培养驯化聚磷菌活性污泥和硝化细菌生物膜,待分别观察到AAO出水TP及BAF 出水NH₄⁺-N浓度稳定后,再将两部分连通运行的策略,使得在第58天时系统出水COD、 、TN、TP、浊度、SS分别小于50 mg·L^-1、5 mg·L^-1、15 mg·L^-1、0.5 mg·L^-1、5NTU、10 mg·L^-1,表明该中试系统已成功启动。与小试研究比较发现,分开运行更有利于聚磷菌的培养驯化;BAF中采用自然挂膜法较接种污泥法更方便,但增加了填料挂膜的时间。根据微生物群落多样性分析,发现AAO中的硝化细菌丰度少于3%,而BAF生物膜上的硝化细菌的丰度占到12%以上。本试验可为该工艺的实际工程应用提供一定参考。     

硫酸新霉素废水活性污泥的微生物群落结构解析

对硫酸新霉素废水处理中的好氧、厌氧活性污泥进行16S V3-V4扩增区域的微生物分类测序,采用宏基因组技术解析活性污泥的微生物群落结构。结果表明,从门水平而言,好氧活性污泥中的微生物主要为相对丰度为34.3%的变形菌门和相对丰度为11.5%的拟杆菌门,厌氧活性污泥中的微生物主要为相对丰度为42.7%的厚壁菌门、相对丰度为15.5%的拟杆菌门和相对丰度为10.7%的变形菌门;从属水平而言,好氧活性污泥中高丰度菌属的排序为:Parcubacteria_genera_incertae_sedis硝化螺菌属(Nitrospira,大致与Aquihabitans相当),厌氧活性污泥中高丰度菌属的排序为:芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)甲烷丝菌属(Methanothrix)泰氏菌属(Tissierella)嗜碱菌属(Alkaliphilus)副球菌属(Paracoccus)Pusillimonas(大致与Petrimonas相当)Pelolinea;通过PICRUST功能预测分析,推测好氧活性污泥中高丰度微生物的主要功能为硝化作用,厌氧活性污泥中高丰度微生物的主要功能为产甲烷;通过比较分析2种活性污泥微生物群落的主要差异物种,发现好氧活性污泥中高丰度变形菌门可能存在3种变形菌属,分别为α-变形菌、丙型变形菌、β-变形菌,厌氧活性污泥中高丰度厚壁菌门可能存在2种厚壁菌属,分别是芽孢杆菌、梭菌。该研究为活性污泥A/O法处理硫酸新霉素废水奠定了基础。     

三级表面流人工湿地对猪场废水深度净化效果研究

构建三级表面流人工湿地处理低浓度猪场废水并评价其净化效果，同时利用高通量测序技术表征湿地运行前后底泥微生物群落结构变化。低浓度猪场废水中化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)分别为87.7、32.3、29.5、3.3 mg/L，经三级人工湿地处理后出水各指标平均质量浓度分别为20.0、8.7、8.5、0.5 mg/L，即该人工湿地对各指标的去除率分别为77%、73%、71%、84%。表面流人工湿地的运行影响了底泥微生物群落结构，各级人工湿地底泥细菌群落多样性和丰富度均显著高于原始土壤。微生物群落分析表明，酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)以及脱硫菌门(Desulfobacterota)是底泥微生物群落的优势门。基于共线网络分析发现，m(COD)/m(P)、m(N)/m(P)以及TP是影响底泥菌群结构的主要环境因素，其对Acidobacteria以及Desulfobacterota有显著影响。     

SBR系统中半短程硝化的调控过程及菌群结构

采用序批式活性污泥法反应器(SBR)处理人工模拟高NH_4~+-N含量废水,研究半短程硝化的调控过程及微生物群落结构变化。结果表明,在NH_4~+-N的质量浓度140 mg/L、低DO含量(质量浓度约1.0 mg/L)和低游离氨(FA)含量(质量浓度约1.6 mg/L)条件下运行28 d后,开始出现NO_2~--N积累现象。提高进水NH_4~+-N的质量浓度至180mg/L后,NO_2~--N积累率上升至85%以上。经144 d的持续调控,出水ρ(NO_2~--N)/ρ(NH_4~+-N)保持在理论值1.32附近。在反应器运行过程中微生物群落多样性逐渐减少,而微生物群落丰富度仅在适应阶段迅速下降。主要功能菌氨氧化菌(AOB)相对丰度由接种时的0.12%上升至实现半短程硝化后的17.97%,其中,优势菌属为Nitrosomonas。而亚硝酸盐氧化菌(NOB)相对丰度最终保持在1.5%左右,说明调控方式可抑制NOB并促进AOB增殖。     

电-生物耦合技术降解中药提取废水及微生物群落分析

通过现场实验采用电-生物耦合技术处理中药提取废水,探究水力停留时间(HRT)和电压对化学需氧量(COD)去除率的影响,通过高通量测序技术分析最佳工况下阴阳极板附近微生物群落结构差异.结果表明,溶解氧(DO)为3.0～4.5 mg/L,在HRT分别为12、24和36 h的动态条件下,电压为10 V,中药提取废水的COD去除率分别为70.78％±2.41％、82.83％±1.76％和92.62％±1.28％;在0、10和27 V的静态条件下,处理24 h的废水COD去除率分别为56.85％、98.97％和33.33％.阴阳极板附近微生物涵盖了29门、54纲、119目、219科和413属,优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和Epsilonbacteraeota 5个菌门,在阴阳极板附近菌落相对丰度分别为94.82％和99.53％.属水平上,阴阳极板附近菌属种类和相对丰度差异较大;理研菌属(Rikenellaceae)、Lentimicrobiaceae、球衣菌属(Sphaerotilus)、地杆菌属(Geobacter)和Methyloversatilis等菌属在阴极板附近相对丰度较高;在阳极板相对丰度均小于1％;动胶菌属(Zoogloea)、不动杆菌属(Acinetobacter)、小纺锤状菌属(Fusibacter)等菌属在阳极板附近相对丰度较阴极板附近高.研究表明,与仅在微生物或电化学作用下相比,电-生物耦合技术可有效降解中药提取废水,Zoogloea是阴阳极板菌群中的主要差异微生物.     

实时荧光定量PCR法对温度变化下不同工艺硝化细菌丰度的影响

以氧化沟和AAO两个不同工艺污水处理系统曝气池的活性污泥样品为试验对象,建立实时荧光定量PCR法对作用于硝化反应的氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌进行快速定量检测,研究温度降低对不同工艺曝气池中氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌数量及种类的影响。研究表明:不同水厂微生物群落存在差异,AOB丰度比NOB丰度低一个数量级;随着温度的降低,氧化沟工艺中AOB、硝化螺菌属(Nitrospira)含量逐渐升高,硝化杆菌属(Nitrobacter)含量先升高后降低;AAO工艺中AOB、Nitrospira含量先降低再升高,Nitrobacter含量逐渐升高。     

光照强度对菌藻共生系统处理海产养殖废水的性能影响及微生物群落变化

试验采用悬浮态菌藻共生系统，探究光照强度对菌藻共生系统海产养殖废水处理的性能影响。试验结果表明，当光照强度为4 500 lux时，处理效果最好，COD_Cr去除率为96.87%,TN去除率为95.70%,PO^3-₄-P的去除率为94.34%,磺胺甲恶唑(SMX)的去除率为95.67%。各污染物主要在有光照的条件下被去除，黑暗期间的去除率较低。过高和过低的光照强度均对微藻和细菌的生长代谢产生抑制作用，二者活性和相互作用下降，影响胞外聚合物(EPS)的分泌量。光照强度对菌藻共生系统的微生物群落造成显著差异。过高的光照强度会降低微生物群落的丰富度和多样性，系统中的细菌逐渐转变为耐光性更强的细菌，同时反硝化细菌和SMX降解菌的丰度明显降低，但是会提高抑制藻华的菌属丰度。     

水力停留时间对改良型AAO-MBR工艺处理夏季农村生活污水的影响

水力停留时间(HRT)是影响AAO工艺脱氮除磷效率的重要因素.采用改良型AAO-MBR工艺处理某农村生活污水,考察了夏季时HRT对处理装置出水效果的影响.试验结果表明,该工艺对低浓度农村生活污水中CODCr、氨氮的去除效果较稳定,平均去除率分别为69.50％、98.90％.TN去除率为26.50％～56.60％,随厌氧...     

暴雨极端天气对污水处理厂脱氮除磷的影响

为研究极端暴雨天气对污水处理厂脱氮除磷的冲击影响,以郑州市某城市污水处理厂为研究对象,考察其2021年夏季3次暴雨前后脱氮除磷表现。结果表明：1）暴雨的冲击对进水水质影响较大,COD均值从400 mg/L降至均值200 mg/L,进水氨氮、TN质量浓度均值分别从25、35 mg/L下降至20 mg/L以下,进水TP质量浓度在暴雨初期有短暂升高2～3 mg/L随后回落。2）暴雨对出水TP的影响最大,有超过一级A标准的风险,对COD、氨氮、TN的出水指标影响较小。3）通过对工艺参数的分析,COD降低导致了好氧池DO和缺氧池ORP的异常升高,条件的变化导致聚磷菌竞争能力弱于反硝化菌,出水TP不稳定是暴雨期水厂运行最主要的风险因素。根据实际情况,控制进水、降低曝气、增加碳源能有效抵御暴雨冲击对脱氮除磷的影响。