两种分子量分级下DOM的组分特征及其生物毒性

分别采用超滤离心管和超滤杯两种方式制备不同分子量的溶解性有机物（DOM）,探究不同的分子量分级方式对获得的DOM组成成分特征及其生物毒性效应的影响,同时判明各组分联合作用方式.DOM分别来源于城市污水厂出水（EfOM）及商品天然腐植酸（SWR-NOM）.结果表明,两种分级方式获得的不同分子量DOM含有相同的荧光峰,腐殖酸类物质是EfOM与SWR-NOM含有的主要荧光类有机质（FDOM）,占FDOM的56%~91%.同种DOM不同分子量组分中FDOM组成相对含量一致.采用超滤离心管分级得到的DOM在不同分子量区间内SUVA₂₅₄和E2/E3的差异较大,而采用超滤杯分级时差异变化较小.对于发光细菌急性毒性,在同一分子量区间内,采用超滤杯分级获得的DOM组分检测到的发光细菌毒性值大于采用超滤离心管分级检测到的结果,但采用超滤杯分级时<1kDa组分的急性毒性效应值低于检测限.利用浓度加和模型（CA）对DOM中各组分的联合作用方式进行判断,发现DOM混合物的联合毒性符合CA模型,预测联合毒性效应占检测到的实际水样毒性的67%~104%.     

铜胁迫对铜绿微囊藻生长及产毒素的影响

以硝酸盐和磷酸氢盐为主要氮源和磷源,通过测定一定初始氮、磷条件下不同Cu~(2+)浓度培养液中藻密度及藻毒素浓度来研究微量元素Cu对铜绿微囊藻生长的影响.结果表明:当Cu~(2+)浓度为1和10μg·L~(-1)时,藻细胞的生长情况最好,藻密度取得所有浓度梯度中最大值;当Cu~(2+)浓度为1μg·L~(-1)时,藻细胞产毒素总量最大;Cu~(2+)严重缺乏(0.01μg·L~(-1))和过量(100μg·L~(-1))时,藻毒素的合成均受到严重抑制.Cu~(2+)浓度变化影响铜绿微囊藻对硝氮的利用效率,当Cu~(2+)浓度为0.01、0.1及100μg·L~(-1)时,氮元素的利用效率都相对较低.细胞比增长率与单细胞产毒量之间的相关性分析及线性拟合结果表明,单细胞产毒素量与细胞比增长率之间存在很好的线性关系:在Cu~(2+)浓度处于0.01~10μg·L~(-1)范围内,二者表现为正相关;Cu过量时(100μg·L~(-1)),表现为负相关,依据此结果可通过比增长率来预测单细胞的产毒素水平.     

体积溶氧传递系数在好氧颗粒污泥系统中的变化特性初步分析

取成熟的好氧颗粒污泥,在同一测试装置中采用相同的曝气条件进行体积溶氧传递系数(kLa)的测试,当传统活性污泥和成熟好氧颗粒污泥浓度MLSS为2 000、4 000、6 000、8 000 mg·L-1时,其kLa(min-1)值分别为0.586 1±0.009 5、0.586 1±0.027 2、0.555 6±0.016 8、0.533 8±0.026 8和0.645 5±0.027 6、0.632 0±0.075 5、0.618 5±0.062 5、0.640 6±0.055 5,表明颗粒污泥kLa值高于同浓度条件下的絮体污泥,且随浓度增加,絮体污泥氧传递效率下降而颗粒污泥无明显变化.对好氧颗粒污泥进行筛分后,大颗粒和小颗粒在污泥浓度相同、体积相同、表面积相同以及个数相同的情况下二者的kLa值均无明显差别,由此可以推断,这些因素对好氧颗粒污泥kLa的影响可以忽略.研究结果对于污水处理厂节能运行具有一定的参考价值.     

城市污水中多环芳烃的吸附去除特性研究

以城市污水中3种典型多环芳烃( PAHs)-萘、菲、芘为对象,以无机颗粒(石英砂、高岭土、黄士)和活性污泥为吸附剂,研究了在污水处理过程中PAHs的吸附去除特性及其影响因素.结果表明,无机颗粒物对PAHs的作用以单分子层吸附为主,符合Langmuir吸附等温式,随着温度的升高吸附能力降低,具有放热反应的特征;活性污泥对PAHs的作用以多分子层吸附为主,符合Freundlich吸附等温式,随着温度升高吸附能力增强,具有吸热反应的特征.活性污泥对PAHs的吸附能力高于无机颗粒.PAHs的吸附去除性质与其辛醇/水分配系数密切相关,并存在相互间的竞争吸附.在pH =6.0～ 8.0的范围内,pH值对PAHs吸附效果的影响不明显.     

人粪便序批式好氧堆肥热平衡分析

利用以锯末为载体的Bio—LuxS15型生态卫生设备,进行人粪便连续堆肥试验。在90天的试验周期内,每天定时定量投加1kg粪便,分析了系统的输入热量与输出热量组成和热量平衡。试验结果表明,水蒸发速率随着反应时间而增加,其值在1．1kg／d～5．1kg／d的范围内。反应器温度维持在50℃～60℃时下,输入热量的77．2％-99．5％主要用来进行水分的蒸发,在保证堆肥反应器中含水率维持在50％-60％的前提下,减少多余水分可有效减少热量消耗。整个过程无臭无味,通过外加热源,可以保证高含水率粪便堆肥化顺利的进行。     

自养菌污泥致密过程及其污水处理特性研究

采用无机碳作为基质在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,考察了氨氧化菌(AOB)、硝化菌(NOB)在颗粒密实化过程中的变化规律及其对颗粒化的影响.研究发现自养菌形成的颗粒污泥极为密实,其密度高达1.06 g/mL,扫描电镜结果表明棒状菌是其优势菌群.出水的氨氮、亚硝酸氮及硝酸氮浓度分别为4.5~15.2 mg/L、10.2~20.3 mg/L和17.9~30.1 mg/L,氨氮的去除率为78%~92%.通过分析反应器内不同形态氮的变化曲线及变化速度,发现在实验初期较短的沉淀时间是AOB富集的主要因素,且颗粒的形成与AOB的富集无明显的相关性.与此相反,硝化速率与颗粒的形成有明显的相关性,颗粒形成有利于固定NOB,其代谢产物可以促进颗粒稳定化,因此,颗粒化与NOB之间存在相互促进的作用.另外,本研究还发现自养反硝化作用随着颗粒的形成而逐步得以强化.     

影响微生物聚集体的聚集度的因素分析

提出了包括两层含义的污泥聚集度的概念(一是污泥空间上的物理聚集,即密实度;二是微生物种类的聚集),并将膨胀污泥、絮体污泥和颗粒污泥作为污泥聚集度的3种典型状态,以现有污泥膨胀控制理论为基本参照,结合好氧颗粒污泥形成条件,探讨了操作条件对污泥聚集度的影响:①较高的基质梯度、溶解氧水平和有机物的复杂程度有利于提高污泥的聚集度;②动力学选择、扩散限制理论对聚集度的影响受微生物聚集体大小的控制;③细胞存储能力的评估及其对聚集度的影响需要综合考虑PHB、聚磷和糖原的影响.另外,还提出了在污泥膨胀的控制中不一定要以抑制丝状菌的增殖作为控制目标,通过对丝状菌的颗粒化过程的探讨,进一步证实了污泥膨胀的控制与污泥聚集度的提高是相似的.本文提出的聚集度概念目前仍不成熟,尚无定量的描述方法,还需要进一步的研究.     

饥饿期间增加曝气量好氧颗粒污泥的形成特点

高有机负荷率8.0kgCOD(/m3·d)条件下,通过两种不同的曝气方式研究好氧颗粒污泥的形成特点,即在反应器R1中采用恒定的曝气流量,而在反应器R2中,30min曝气后,进行沉淀和排水,然后采用较大的曝气流量进行曝气。研究发现:(1)外部基质在前30min被快速降解,其溶解性有机碳DOC基本被消耗到最低水平;(2)在中途排水后的饥饿状态下增加曝气量的反应器R2相对于曝气量一直不变且中途未排水的R1而言,颗粒变的大而疏松,即:在R2中颗粒尺寸>0.9mm占有93%,而颗粒密度均<1.016g/mL。(3)反应器R2在饥饿状态下增加曝气量可以使胞外多聚物(EPS)糖类被当作基质被消耗。     

污水厂二级出水中难凝聚有机物的臭氧化特性

以城市污水处理厂二级出水为原水,研究臭氧化处理对水中难凝聚有机物的去除效果.结果表明单独混凝对水中有机物的去除率较低,混凝过程中未被去除的有机物属于难凝聚有机物,加入臭氧进行氧化,随着臭氧投加量的增加,二级出水色度和UV254去除率逐渐增大,而DOC去除率变化较小.当臭氧投加量(以O3/DOC计)增加至1.5 mg·mg-1时,色度、UV254和DOC的去除率分别为45%、34%和20%,说明臭氧易于与不饱和结构有机物反应,而直接氧化的矿化能力较弱.为进一步明确二级出水有机物种类和含量的变化,测定了混凝和不同臭氧投加量下有机物的相对分子质量和三维荧光光谱.结果表明混凝对有机物含量的影响很小,而臭氧能够优先氧化分解难凝聚有机物中的大分子物质,明显减弱腐殖质类物质的荧光峰强度,但不改变荧光峰位置.同时采用光电子能谱分析有机物结构的变化规律,结果表明混凝能够去除含羧基类官能团有机物,而臭氧则易于与含苯环类难凝聚有机物反应,随着臭氧投加量的增大,脂肪类饱和有机物含量有所升高.     

采用非生长能量代谢参数表征颗粒污泥稳定性

对比分析了无厌氧搅拌的异养菌系统和有厌氧搅拌的除磷系统的颗粒污泥的粒径、密度、形态等特征,得出后者较前者稳定.通过动力学参数分析发现,颗粒污泥的稳定与微生物的代谢特征有一定的关系,即慢速生长系统具有较好的颗粒稳定特征可能与能量维持代谢的比例较大有关.通过对比分析慢速生长系统不同粒径的微生物代谢特征,发现用于表征非生长代谢相关的能量维持系数m和Smin/CODinfluent与颗粒的稳定性具有密切的联系,因而可以作为表征颗粒污泥稳定性的定量指标.本研究改变了长期以来通过观察污泥形态、粒径、密度等理化参数来定性描述颗粒稳定的技术体系,从微生物能量代谢角度建立了定量描述颗粒污泥稳定的方法和指标.