模拟废水高温厌氧消化出水中SMP的特性研究

为考察废水高温厌氧消化出水中溶解性微生物产物(SMP)的特性,采用高温厌氧序批式反应器处理葡萄糖模拟废水,运用尺寸排除色谱(SEC)分离厌氧消化出水溶解性有机物(DOM),结合溶解性有机碳(DOC)、UV254吸光度和三维荧光光谱分析方法,对不同分离组分进行了定性和定量研究.结果表明,SMP在出水DOM(356mg/L,以DOC计)中占90.8%,其在高分子量(MW)(10k^100kDa)、中等MW(1k^10kDa)和低MW(<1kDa)内的含量分别为46.8%、45.4%和7.8%.高MW内的SMP比中等、低MW内的SMP有更高的芳香度.废水高温厌氧消化出水中SMP的荧光物质以高的酪氨酸类物质含量,低的富里酸和腐殖酸类物质含量为主要特征.低MW区域的SMP主要包括酪氨酸类物质,而富里酸和腐殖酸类物质主要集中于中等MW区域,色氨酸类和微生物副产物类物质在各MW区域内均有分布.高、中等MW区域(不含630Da<MW<4kDa部分)内的荧光物质组成并无显著差异,但色氨酸和微生物副产物类物质的结构形态则产生了变化.

生活垃圾填埋操作方式对覆土中Ⅰ型甲烷氧化菌的影响研究

填埋场覆土中的甲烷氧化菌可削弱填埋场的温室气体释放,其中Ⅰ型甲烷氧化菌对环境条件的改变反应灵敏.实验采用16SrDNA特异性聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)结合变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)基因指纹技术研究不同填埋操作方式,包括高密度聚乙烯膜(high-density polyethylene liner,HDPE)隔离、渗滤液亚表面灌溉和植被种植,对城市生活垃圾填埋场表层覆土中Ⅰ型甲烷氧化菌的群落结构和多样性的影响.16S rDNA序列的系统发育分析结果表明,供试土壤中的Ⅰ型甲烷氧化菌均属于甲基杆菌属(Methylobacter).从香农-威纳多样性指数(Shannon-Wiener diversity index)和主成分分析的结果可以归纳得到:渗滤液亚表面灌溉和植被种植比HDPE膜隔离对表层覆土中Ⅰ型甲烷氧化菌群落结构的影响更大,它们会降低Ⅰ型甲烷氧化菌的多样性,并且推测渗滤液亚表面灌溉会抑制Methylobacter的生长.无HDPE膜隔离的土壤中,即有填埋气体侵入的土壤中,随填埋气体作用于土壤时间的延长,Ⅰ型甲烷氧化菌的群落结构会发生变化;覆土时间分别为3周、1.5a和5a的土壤中,Ⅰ型甲烷氧化菌的香农-威纳多样性指数在覆土1.5a时达到最大值.

含固率和接种比对林可霉素菌渣厌氧消化的影响

通过林可霉素菌渣的中温厌氧消化摇瓶实验,比较不同的含固率(3%、5%、8%、10%)和接种比(0.5、1、2、3)对菌渣产甲烷能力的影响,以确定菌渣厌氧消化的最优工艺条件.结果表明,在研究参数范围内,含固率越低,接种比越高,越有利于甲烷的产生;经过10d的培养,在含固率为3%、接种比为3时的工况中,菌渣的挥发性固体(VS)累计净产甲烷量最高,为106mL/g;而含固率>5%、接种比<2的工况均受到了不同程度的抑制.因此,林可霉素菌渣的厌氧消化应采用含固率<5%、接种比>2的液态发酵工艺,此条件既能保证厌氧消化不受消化产物(胺和挥发性有机酸)积累的抑制,也可以缓冲菌渣中残留林可霉素对消化微生物可能产生的抑制效应.

生活垃圾填埋场春夏季CH4释放及影响因素

采用静态箱法监测了2个生活垃圾填埋场春、夏季及昼夜的CH4释放通量,并分析了影响CH4释放的相关因素.结果表明:填埋气体(LFG)主动收集对填埋场CH4释放的影响显著.在填埋龄相近的条件(4.0～4.5年)下,无LFG主动收集的填埋场春、夏季CH4的释放通量(以CH4计)平均值〔(541±1005)mg/(m2.h)〕比有LFG主动收集的填埋场提高4.4倍.在有LFG主动收集的填埋场内,填埋龄为1.0～1.5年的非渗滤液灌溉区的CH4释放通量均值〔(324±847)mg/(m2.h)〕为灌溉区的10.0倍左右.在有LFG主动收集的填埋场内,CH4释放通量与各环境因子间无显著相关;而在无LFG主动收集的填埋场内,CH4释放通量分别与覆土温度和气温呈显著正相关,与大气压强呈显著负相关.相关性分析结果表明,CH4释放通量与填埋场覆土中含水率,w(有机碳)和w(总氮)呈显著正相关.

改良型A2／O-MBR工艺的反硝化除磷性能研究

重点考察了一种改良型膜生物反应器(A2/O-MBR)的脱氮除磷性能。该工艺主要特点在于对膜池硝化回流液进行了固液分离,并将上清液和浓缩污泥分别回流至缺氧池和厌氧池,这种改进提高了系统对氮、磷的同步去除效率。实验结果表明,在水力停留时间(HRT)为12 h,污泥龄(SRT)为30 d,混合液回流比为200%的运行条件下,进水COD、NH+4-N、TN和TP平均浓度分别为(225±38)、(24.8±3.9)、(26.7±2.9)和(2.90±0.53)mg/L时,增加膜池硝化回流液固液分离装置前后,系统对COD和NH+4-N的去除都维持在较高水平,而系统对TN和TP的去除效果显著提高,出水TN和TP平均浓度分别由(14.9±3.3)mg/L和(1.95±0.72)mg/L下降到(9.4±1.9)mg/L和(0.91±0.38)mg/L,表明增加膜池硝化回流液固液分离装置显著改善了A2/O-MBR系统的脱氮除磷效果。反硝化除磷活性实验结果进一步表明,改进后系统中反硝化除磷活性占总除磷活性的比例由51.5%上升至61.7%,说明增加膜池硝化回流液固液分离装置强化了系统的反硝化除磷性能。

渗滤液灌溉土壤N2O释放及氨挥发的研究

选用2种供试土壤(S1和S2),通过培养试验研究了渗滤液投加土壤后N2O释放、氨挥发及矿物氮的转化,并讨论了土壤理化性质对上述过程的影响.土壤pH值较大程度地决定了氨的挥发,仅投加渗滤液的碱性土S1在培养期的前5 d内测到氨挥发,通过氨挥发共损失了约3.0‰的渗滤液氮.投加同等含量的渗滤液后,不同土壤可导致N2O释放量近20倍的差异(p<0.01).土壤含水率(WFPS)影响了土壤中硝酸盐氮的生成速率,从而制约了N2O释放通量的高低.与WFPS为46%时相比,投加蒸馏水的土壤S1、投加渗滤液的土壤S1和土壤S2在WFPS为70%的条件下N2O的释放通量均值分别提高了6.5(p>0.05)、1.8(p>0.05)和2.2倍(p<0.05).渗滤液投加土壤在10 d培养期内,土壤S1和S2因N2O释放分别损失了41.1‰和2.3‰的渗滤液氮.为此,控制灌溉土壤的含水率(<70%WFPS),并选用酸性土壤可有效地控制渗滤液灌溉下N2O的释放和氨挥发.