分层填料人工湿地处理生活污水的研究

把铁炭作为一种填料用于湿地系统中,并与沸石和炉渣组合填充于波形潜流人工湿地。实验结果表明,湿地系统对生活污水具有良好的处理效果,对COD、NH4＋-N、TN和TP的去除率分别为86%、80%、75%和90%。把铁炭等化学脱氮法结合到湿地系统中,能大大改善其脱氮效果,为解决湿地系统脱氮效果差的问题提供了一条新思路及途径。     

人工湿地处理城市污水效能的影响因素分析

为解决人工湿地占地面积大、处理效率低、容易堵塞,往往需要间歇运行等问题,通过对传统的人工湿地进行改造,设计一套新型人工湿地床系统——折流式湿地床 侧流式湿地床,并通过试验对其处理城市污水的运行效能的影响因素进行了研究.研究结果表明,降雨、蒸腾和蒸发、温度、植物收割及堵塞作用对人工湿地运行有不同程度的影响,人工湿地受降雨因素的影响,其出水COD值比降雨前低,同时较人工湿地由于降雨作用所导致的COD稀释浓度高2.4～5.7 mg/L,而降雨使出水SS比降雨前高5.0～7.2 mg/L;堵塞缩短了折流湿地床的运行周期及降低了COD的去除,水力负荷为102.87 cm/d时,运行周期为20 d,水头损失由5.2 cm增至14.8 cm,COD去除率由84.35%降至21.19%;水力负荷为137.16 cm/d时,运行周期为16 d,水头损失由5.0 cm增至15.0 cm,COD去除率由81.26%降至7.35%.     

进水方式对序批式人工湿地处理效能的影响

序批式人工湿地具有较高的脱氮效能,研究考察了序批式人工湿地间歇和连续2种进水方式对其处理效能的影响。研究表明,进水方式对TN去除效能影响显著,对COD、NH4＋-N去除影响不显著。在水温18～25℃,负荷38 gCOD/（m2.d）条件下,采用＂进水10 min-反应12 h-排水10 min-排空闲置4 h＂的间歇进水方式时,可使进水COD、NH4＋-N和TN分别为306、65和73 mg/L的生活污水,出水分别为45、7和19 mg/L,去除率分别为85%、89%和74%,与＂进水反应12 h-排水10 min-排空闲置4 h＂的连续进水方式相比,COD和TN的去除率分别提高4%和32%。     

填料配置方式对SBBR运行效能的影响

研究了ZH新型生物填料在自然悬浮填充方式和固定填充方式下,SBBR的有机物降解和脱氮效果。结果表明,在填充率同为20%时,自然悬浮填充方式挂膜条件下,氨氮与COD的去除率分别为84.01%和86.83%,固定填充方式挂膜条件下,氨氮与COD的去除率分别为98.07%和95.23%,可见固定填充方式的氨氮与COD的去除率要优于自然填充方式挂膜。在固定填充方式挂膜条件下,考察了3种不同填充率(20%、40%和60%)对SBBR去除COD和脱氮效果的影响,结果显示填充率20%效果最好,其COD去除率为95.23%,是填充率40%和60%的1.10倍和1.04倍;氨氮去除率为98.07%,是填充率40%和60%的1.39倍和1.69倍。 因此,在生物膜污水处理系统中,选择一定比例的固定填充方式有利于污染物去除。     

腐殖质含量对填料净化污水效能的影响

掺入与腐殖垃圾级配相同的砂配置腐殖质含量分别为1.09%、0.87%、0.65%、0.44%和0.01%的5种填料,装填0.5 m厚度的试验柱,构建人工快速渗滤系统处理生活污水,并测定饱和水力渗透系数,研究腐殖质含量对填料净化污水效能的影响。结果表明,在相同的水力负荷（1 m/d）和污染负荷下,5种腐殖质填料对COD和TP的平均去除率存在明显差异,腐殖质含量为1.09%、0.87%和0.65%的3种填料对COD的去除率较腐殖质含量为0.01%的填料均高出14%以上。腐殖质含量与TP去除率呈现正相关性。腐殖质含量最高的填料（1#）其初始K值最大达3.23×10^-2 cm/s,约为腐殖质含量最低的填料（5#）的5倍,其稳定运行时间最长。     

城市降雨径流人工湿地处理的效能研究

根据广东省东莞市同沙水库集水区的降雨径流的平均水质特征,采用改进的人工湿地系统对其污染物的降解效果和耐冲击负荷能力进行了模拟研究,实验中人工模拟城市降雨径流污染物平均浓度COD为169.19 mg/L、TP为0.58 mg/L、TN为5.69 mg/L和NH4+-N为3.69 mg/L.实验结果表明,该湿地系统各对污染...     

短期低温冲击对PN/A颗粒污泥脱氮效能及微生物性能的影响

常温部分亚硝化/厌氧氨氧化(partial nitritation/anammox,PN/A)颗粒污泥中不同功能菌群对温度的响应机制不同,在低温条件下易导致脱氮系统失衡。为此,探讨PN/A颗粒污泥系统在温度冲击下的应激效应,包括脱氮性能、微生物活性和EPS对温度冲击的响应,并考察了温度冲击后系统性能恢复的可行性 。结果表明： PN/A颗粒污泥在25~30 ℃时脱氮性能最佳,平均总氮去除率可达到73.48%;低温冲击会抑制PN/A的脱氮性能,温度越低,其对总氮去除率影响越大,12 ℃以下的低温冲击导致平均总氮去除率下降至40.6%,且即使温度回升至30 ℃,平均总氮去除率只能恢复至66.27%。SGompertz模型可有效拟合温度与系统总氮去除负荷以及温度降幅与总氮去除负荷变化的关系,拟合所得可决系数R²均在0.995以上。通过分析温度对微生物活性影响发现,温度对PN/A颗粒污泥中 AOB、AnAOB以及NOB菌群活性影响不同,AnAOB对低温更加敏感。在12 ℃和7 ℃时,总氮比降解速率q(TN) 分别为0.40 mg·(g·h)⁻¹和0.74 mg·(g·h)⁻¹,相对于30 ℃时,q(TN)下降了93.42%和87.83%。在20~30 ℃时,EPS总量和TB、LB、SB组分基本稳定,温度降至 12 ℃以下,EPS总量及各组分均会大幅增加。EEM检测结果表明,低温可刺激TB-EPS分泌更多色氨酸类蛋白质。     

低温条件下不同曝气方式对硫自养湿地脱氮效能的影响

为提高人工湿地的脱氮效率,将硫磺与石灰石按体积1∶1的比例填充于波形潜流湿地内,辅助间歇人工曝气,探讨了在冬季低温条件下,间歇曝气时间对波形潜流人工湿地脱氮效率和反硝化作用的影响,并分析了硫自养湿地的作用机理和节能减排特性。结果表明,间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平,在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境,可以促进硝化和反硝化作用,有效地解决了人工湿地在冬季(10℃以下)脱氮效率低的问题。湿地冬季运行时,曝气间歇时间为4 h的条件下,TN去除率高达59.4%,相比连续曝气方式提高20%～30%。与传统处理工艺相比,硫自养湿地的能耗节省率达到50%以上,且在一定程度上减少了CO_2的排放,实现了高效脱氮和节能环保。     

碳质填料的导电特征及其对人工湿地净化效能的提升

探讨了具有导电性的碳质填料填充对人工湿地电场形成及有机物去除的影响.筛选出电阻率较低且稳定的焦炭(0.8～2.5Ω·m)及常规填料石英砂,分别构建了人工湿地系统,在水力停留时间分别为6、12、18、24和30h,进水COD分别为100、300和500mg L-1的条件下,对比了系统自然电场变化特征、有机物降解效果及其受...     

潜流湿地填料比选及对氨氮的去除效应研究

为了提高西北地区潜流湿地净化污水中氮的效率,采用吸附动力学和热力学实验,对比研究了6种填料对水中氨氮的吸附特性。结果表明:砾石、生物炭、红砖、瓷砖、无烟煤和混凝土渣对氨氮的吸附平衡时间分别为12、24、17、12、8、12h,吸附量体现为生物炭砾石无烟煤瓷砖混凝土渣红砖。6种填料对氨氮的动力学吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程受到固体颗粒表面液膜影响,并非速率控制单独起作用。溶液浓度和温度升高有利于填料对氨氮的吸附,6种填料对氨氮的吸附过程符合Freundlich模型,表明吸附过程为多分子层吸附且吸附表面不均匀。6种填料对氨氮的吸附以物理吸附为主,吸附为吸热过程、焓推动作用,均不属于自发过程。6种填料都适合作潜流湿地填料,但生物炭对氨氮吸附效果最佳。     

闽南地区低温下复合填料强化生物滤柱除臭及微生物分析

通过搭建复合填料-生物滤柱反应装置,在厦门冬季低温环境下开展复合填料（蜂窝煤渣、活性炭、蜂窝沸石和陶粒）强化生物滤柱除臭研究,分析了除臭微生物群落组成特性。复合填料-生物滤柱装置在启动运行15 d时其COD去除率达到85%以上且保持稳定,对H₂S和NH₃的最大去除率可分别达到91.77%和82.53%,表明挂膜成功。菌群分析结果表明：以H₂S、NH₃等臭气喷淋液为基质的生物滤柱驯化挂膜过程会降低微生物的丰度和多样性;菌属Thiothrix、Ferruginibacter、Burkholderiaceae、Tahibacter、Dinghuibacter、Cloacibacterium和Kosakonia是除臭过程的优势功能微生物和臭气成分降解的贡献者。本研究阐明了复合填料生物膜内功能菌属对H₂S、NH₃等臭气喷淋液有机质的生物降解/转化机制,并进行了物料平衡分析;复合填料-生物滤柱装置对H₂S与NH₃的平均去除率分别达到90.77%和72.53%,具有良好的生物除臭效果与运行稳定性。本研究可为南方低温季节的污水臭气治理提供技术参考和理论支撑。     

低温等离子体技术改性填料前后Anammox工艺运行及微生物群落变化

采用低温等离子体技术对普通聚氨酯泡沫塑料填料进行表面改性处理,研究了改性前后填料的表面特征、厌氧氨氧化生物膜量、脱氮性能、微生物群落结构及其功能微生物基因丰度的变化。结果表明：低温等离子体改性以后填料表面与蒸馏水的静态接触角减少33.27°,单点比表面积和吸附平均孔径分别由8.98 m²·g⁻¹和3.01 nm提高至9.66 m²·g⁻¹和4.98 nm,材料表面粗糙度增加,亲水性能明显改善;未改性单位质量填料生物膜干质量为0.18 g,改性后单位质量填料生物膜干质量为0.37 g,相同时间内单位质量填料上的生物膜量相比于填料改性前提高了53%;填料改性前后系统总氮去除率均在80%以上。高通量测序结果显示,2系统菌群结构相似,主要功能菌属是Candidatus Kuenenia,改性填料相比于未改性填料其微生物种类丰富程度更高。实时荧光定量PCR(qPCR)结果显示,改性后hzo基因相对丰度由59.50%增至73.50%,提高了14%,nxrB基因相对丰度由21.10%减至17.70%,降低了3%。由此可见,填料经改性后表面生物膜量增加,生物膜上功能微生物种类丰富性也有所增加,但在较低氮基质负荷条件下脱氮效率基本不变。     

AO工艺处理淀粉污水效能及微生物群落解析

对某淀粉污水厂与实验室的AO处理工艺进行比较研究,通过常规水质监测及Miseq测序技术解析水质处理效果、进水成分差异与AO工艺菌群结构的相关性。结果表明,当进水COD和NH3-N浓度分别为500和450.0 mg·L-1,污水厂稳定运行出水COD和NH3-N浓度分别为83和1.3 mg·L-1,其去除率分别达到96.52%和99.66%;实验室AO处理工艺调试45 d后出水COD和NH3-N浓度分别为78.8和49.9 mg·L-1,其去除率分别达到90.83%和88.50%。Miseq测序结果表明,Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi、Firmicutes、Actinobacteria和Candidate division TM7在各样本中为主要菌门。污水厂与实验室AO处理工艺各样品菌属表现出相同的变化趋势,当AO系统运行良好时,其优势菌属为Anaerolineaceae、Saprospiraceae和Betaproteobacteria等,三者总相对丰度比例为30%。污水厂与实验室AO处理工艺菌群也存在一定差异,其中较显著的有Firmicutes、Saprospiraceae和Betaproteobacteria等。     

潜流人工湿地污染河水处理系统中的填料堵塞问题研究

利用潜流人工湿地系统处理污染河水,水力负荷为0.15 m3/(m2·d).研究了该系统长期运行过程中的填料堵塞问题及其对污染物去除率的影响.构建了潜流人工湿地污染河水处理中试系统,在运行两年后,潜流人工湿地填料存在一定的堵塞现象,填料孔隙率最大减少了2.67%.填料孔隙堵塞现象主要发生在该中试系统的前段(沿水流方向距进水点0～5 m),其填料堵塞物质主要为无机颗粒物.植物对填料堵塞问题的改善作用并不显著.填料的部分堵塞对该中试系统中污染物的去除率有一定的影响,运行第2年氨氮的去除率略有降低,而COD的去除率有增加的趋势.     

表面水力负荷对锰渣陶瓷球填料人工湿地的影响研究

云贵高原地区农村面源污染严重。参照贵州铜仁农村面源污水配制模拟污水,研究了表面水力负荷对锰渣陶瓷球填料人工湿地的影响。结果表明,该人工湿地的最佳表面水力负荷为0.55m~3/(m~2·d),此时COD、氨氮、硝态氮和TP去除率分别为90.12%、76.45%、70.04%、87.48%。以锰渣陶瓷球代替砾石作为人工湿地填料能显著提高人工湿地对污染物的去除能力。     

不同填料潮汐流人工湿地处理SBR尾水的对比

通过构建室内潮汐流沸石-石灰石混合填料和沸石填料人工湿地装置,探讨了不同基质人工湿地对SBR尾水中污染物的去除效果。结果表明,沸石对NH4+-N的吸附能力强,且潮汐间歇运行方式使系统一直保持高效的去除NH4+-N的能力,石灰石中Ca、Mg含量高,对P有较好的吸附。潮汐流沸石-石灰石混合填料、沸石填料人工湿地对NH4+-N的去除率分别为99.8%、96.7%,对TP的去除率分别为59.6%、24.9%。石灰石呈中性偏碱性,有利于水中硝化菌、反硝化菌和某些异养菌群的生长。潮汐流沸石-石灰石混合填料、沸石填料人工湿地对TN的去除率分别为43.0%、28.0%,对COD的去除率分别为43.4%、36.7%。沸石-石灰石混合填料人工湿地上层基质中微生物量最高,达到20.45 nmol·g-1填料（相当于E.coli大小的细胞2.0×109个）。2组系统中微生物量具有较明显的分层现象,且上层高于下层,这与污染物随水流推流方向的浓度变化一致。     

染发污水对生物处理效能的影响

以生活污水、含染发污水的混合污水及低浓度染发污水为对象,通过实验研究了SBR去除其COD、总磷、氨氮和总氮效能及活性污泥CAT活性变化特征,结果表明,染发污水对SBR法去除COD、总磷、氨氮影响不大,通过生物方法可以处理低浓度染发污水,染发污水COD、总磷、氨氮和总氮的去除效率可分别达到79.11%、92.16%、74.51%和55.93%,但由于染发污水的环状有机物有可能抑制了异养菌的作用,影响总氮的生物去除效果,使染发污水比生活污水的总氮去除率低14.70%;在反应器正常运行的典型周期内,3种污水的活性污泥CAT活性均呈先高后低的总体变化趋势,且活性污泥CAT活性分别依生活污水、混合污水、染发污水降低。     

PLA对土壤微生物生长的影响及PLA的生物降解性

从不同土壤环境中筛选出的4类不同土壤微生物91株,分别标记为细菌、固氮菌、分解纤维素菌和放线菌。然后通过将定量的聚乳酸（PLA）分别加入对应液态培养基中,恒温（30℃）摇床培养,连续测定这4类不同的土壤微生物对PLA的降解性能以及该种聚合物对各种微生物生长的影响。结果表明,虽然在自然界中PLA的降解率比较高,但不同类型的土壤微生物对PLA的降解性能却存在明显个体差异。在测试期内,放线菌对于PLA的总降解率最高;而细菌中RB-4的日降解率最高,达到3%左右;纤维分解菌HX-8及固氮菌RG-28的日降解率能达到2.4%。PLA降解产物对于细菌及纤维分解菌的抑制性普遍较强。     

回收塑料填料厌氧滤池/人工湿地处理农村生活污水的研究

采用以回收塑料为填料的厌氧滤池与人工湿地这一组合工艺对农村生活污水进行处理,研究其性能特点和脱氮除磷效果。结果表明:在厌氧滤池水力停留时间(HRT)为6 h,人工湿地水力负荷为0.12 m3/(m2·d),气水比(体积比)为6∶1条件下,该组合工艺对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别为84.99%、69.31%、65.11%、73.58%,平均出水质量浓度分别为20.44、6.82、12.53、1.00 mg/L,均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准,其中COD和TN平均出水浓度还满足一级A标准。     

低温等离子体灭活微生物气溶胶的效果及影响因素

微生物气溶胶相关的突发性疫情时有发生,故研发新型高效的微生物气溶胶灭活技术已引起广泛关注。采用低温等离子体灭活枯草芽孢杆菌气溶胶,对低温等离子体电学特性和光学特性进行测定诊断,并测定活性氧。从细菌可培养性、细胞膜完整性、蛋白质泄露及细胞矿化4个方面分析评估灭活效果,并以杀菌率为指标,研究了外加电压、流速及相对湿度对灭活效果的影响。结果表明,低温等离子体可实现枯草芽孢杆菌气溶胶灭活,灭活效果显著。随着外加电压的增加,灭活效率呈上升趋势。在外加电压为10~13 kV时,对应灭活效率为48%~83%。灭活效率与流速成反比,随着流速的增加,灭活效率减小。流速为11~14 L·min⁻¹时,灭活效率为80%~47%。在不同相对湿度条件下,灭活效率呈先上升后下降的趋势。在RH=40%时,灭活效率达到最大值,为86%。这表明低电压、高流速和高相对湿度不利于微生物气溶胶灭活。本研究结果可为低温等离子体灭活微生物气溶胶技术的应用提供参考。