菌藻共生技术在工业废水零排放中的应用与展望

工业废水含有大量的毒性有机物与氮磷营养盐,是导致黑臭水体和富营养化水体的关键源头,因而工业废水零排放成为工业可持续发展的必由之路。菌藻共生技术同时具备有机物降解和碳氮磷固定的优势,日益成为废水零排放战略的研究热点。本文综述了菌藻共生技术去除工业废水中有机物与氮磷的作用机制以及关键影响因素,并就典型工业废水——印染废水、制药废水和石化废水,阐述了菌藻共生技术处理不同废水的特性与难点。此外,环境因子中过度的温度、光照和工业废水中高浓度毒性有机物胁迫微藻营养方式转变,并诱导微生物的强烈氧化应激反应,从而抑制菌藻的生长代谢,降低废水处理效能。因此,本文对菌藻共生技术在工业废水处理中的应用进行展望,需要从预处理工艺和菌藻共生工艺优化着手,削减环境氧化胁迫和增强菌藻生物代谢优势的偶联,并且可通过探索环境因子调控策略实现生物质的定向转化。

混合营养脱氮在低C/N工业废水处理中的研究进展

富氮工业废水中难降解的氮杂环化合物加剧了碳氮比失衡,抑制了生物脱氮工艺中硝化反硝化过程,因而探究新型处理工艺是高效处理低C/N工业废水的必由之路。混合营养脱氮技术结合异养脱氮和自养脱氮的代谢路径,优化低C/N工业废水脱氮性能,进而实现低C/N工业废水处理提质增效。本文综述了混合营养脱氮工艺中铁介导生物脱氮、硫介导生物脱氮和菌藻共生脱氮工艺的作用机理、研究进展与影响因素,阐述了三种工艺特点及不同类型低C/N工业废水的适用性,并就三种混合营养脱氮工艺中存在的问题并结合当前研究方向,从优化电子供受体和代谢路径的角度提出增大电子容量、提高电子转移速率,结合电化学体系与Fe-S耦合增强协同代谢从而提升污染物代谢性能的建议。

不同有机底物对富铁污泥中蓝铁矿生成的影响研究

富铁污泥不仅可以固磷,而且可以通过生成蓝铁矿实现磷的资源化。污泥中不同有机底物会对蓝铁矿的生成速率产生潜在的影响,为探明其影响机制,研究了蛋白质、乙酸钠、葡萄糖对蓝铁矿生成的影响。试验结果表明:蛋白质组蓝铁矿生成量最大,相较空白组提升了35.23%,达到了(107.71±8.79)mg/g[TS],平均生成速率为4.42 mg/(g[TS]·d),而乙酸钠组和葡萄糖组的蓝铁矿生成量与空白组相比分别下降21.50%和19.74%。

对羟基苯甲酸酯对好氧颗粒污泥基本特性的影响

研究采取好氧颗粒污泥(AGS)工艺处理含有对羟基苯甲酸酯(PBs)的废水,在长期运行过程中,AGS工艺在稳定去除COD、氨氮、磷酸的同时,可以高效去除PBs,去除率达到88%以上。在微生物理化性质分析中发现,PBs长期影响下AGS的形态结构变得不规则和松散,同时AGS的粒径增速降低。PBs刺激了污泥中EPS(胞外聚合物)的分泌来应对PBs,同时在PBs长期影响下AGS中EPS的化学结构发生变化,试验组AGS中LB-EPS与对照组相比缺少了芳香族蛋白质,而这种物质与颗粒的稳定性相关。微生物群落分析发现PBs对于颗粒污泥中各种菌纲和菌属的相对丰度产生了影响,并且微生物的多样性有所升高。Meganema和Rhodocyclaceae是R2中的优势菌属,且相对丰度均远高于R1中的丰度,表明可能其对于PBs具有抗性。Meganema的富集影响了颗粒的稳定性,而Rhodocyclaceae的高丰度可能在对PBs的去除上发挥重要作用。

基于熵权赋权的物元模型在河流水质评价中的应用

在物元分析的基础上,结合熵权赋权方法,构建用于评价河流水质的物元模型。依据颍河(河南段)5个监测断面2010年枯水期、平水期、丰水期三个水期溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、化学需氧量、总磷、六价铬、阴离子表面活性剂的实测数据,应用此模型对水质进行综合评价,并与综合水质标识指数评价法相比较。结果显示,2010年颍河5个断面各水期水质较为稳定,且均达到甚至优于地表水Ⅲ级标准。两种方法评价结果相近,验证了模型的可行性,同时物元分析法的评价结果分辨率更高,验证了模型的优越性。基于熵权赋权的物元模型在河流水质评价中具有广阔的应用前景。

污水厂污泥重金属去除技术

从影响因素、优缺点、适用性及处理效果等方面,对当前国内外常用污泥重金属去除技术及新型技术进行综述,并作了对比分析,最后对污泥处理技术进行展望。

煤热解废水中典型环状污染物的生物毒性评估方法研究

为探寻适宜于煤热解废水的毒性评估方法,从煤热解废水典型致毒环状污染物出发,利用3种废水毒性测试物种(小球藻、四膜虫、大型溞),根据光照条件和样本色度对测试方法的影响进行研究,并对比了评估方法对实际废水的适用性。结果表明:光照和色度都会显著影响典型污染物毒性评估,建议毒性测试应在避光条件下进行,且尽量避免采用以吸光度表征的毒性测试方法;实际废水中,藻类方法因光照、色度影响无法对废水毒性准确评估,不宜采用;大型溞毒性评估结果随厌氧、好氧、高级氧化处理工艺出水毒性单位(TU)分别为100.87、12.13和8.37,敏感性、适用性最高,适宜煤热解废水毒性评估;四膜虫在好氧段TU=6.67,与大型溞评估结果相近,可作为好氧段评估方法。

厌氧颗粒活性炭折板工艺处理丁辛醇废水效能研究

丁辛醇废水(BOW)是一种新型煤化工废水,含有高浓度的难降解有毒有机污染物,对人体健康和生态环境造成危害。萃取法、焚烧法、空气催化氧化法等物化法可用于丁辛醇废水的处理,但成本较高、流程复杂。厌氧消化是丁辛醇废水的绿色、高效处理技术之一,然而传统的厌氧工艺易受有毒污染物、高盐等因素影响。对高盐条件下厌氧颗粒活性炭折板工艺(GAC-ABR)处理丁辛醇废水的启动、盐冲击与恢复过程及其微生物菌群变化进行探索。结果表明,与厌氧折板反应器(ABR)工艺相比,GAC-ABR工艺可提高丁辛醇废水厌氧处理的甲烷产量并缓解酸化现象。在GAC-ABR工艺中,污泥的嗜乙酸产甲烷活性提高了1.94-2.27倍,且污泥的电子传递系统活性提高了13.1%-16.4%。微生物群落结构分析表明,GAC-ABR工艺中富集的电活性互营微生物Syntrophomonas和Methanosarcina是提高丁辛醇废水处理效果的关键;其中,Syntrophomonas表现出良好的耐盐性,而Methanosarcina的耐盐性弱于Methanosphaera和Methanobacteria。

浅析基于景观水体循环的城市雨水资源化系统

随着水资源日益紧张和科学技术的进步,世界许多发达国家如英国、日本等在雨水资源化、再生水利用方面取得了显著成就。然而,近年来我国城市雨水资源不仅没能得到有效利用,反而对城市造成了巨大灾难,同时考虑到城市景观水体的特点及其与雨水的一些联系,从系统模型及实例简要阐述一种基于景观水体循环的城市雨水资源化系统。雨水资源化应用于景观用水循环对于城市实现可持续发展具有重大的意义。

不同碳氮比下煤热解废水中硝态氮的去除研究

通过调整煤热解废水的COD/N,废水中的总氮得到了有效的去除。在COD/N为4、5和6时,总氮的出水浓度分别为(45.67±4.91)mg/L、(13.55±2.96)mg/L和(7.56±2.84)mg/L,COD的出水浓度分别为(92.71±14.13)mg/L、(60.21±9.74)mg/L和(132.08±20.38)mg/L;废水的脱氢酶抑制率在COD/N为5时最低,为0.25,即此时的微生物受到的抑制最小;微生物群落分析表明酚降解菌Ottowia可能利用甲醇作为共代谢基质降解酚类物质,反硝化菌Hyphomicrobium在COD/N为5时的相对丰度为16.44%,高于COD/N为6时的13.32%,即过量的甲醇投加使有机异养菌数量增加,Hyphomicrobium的丰度下降。

过氧化钙强化剩余污泥热解液脱氮效能的研究

剩余污泥富含有机质,易造成二次污染且处理成本高,探索其资源化的方法非常必要。为此,采用过氧化钙联合热解处理剩余污泥,并将其热解液用于强化生物脱氮。相比于剩余污泥的纯热解处理,过氧化钙联合热解处理的热解液中TCOD量增加了11.3%,反硝化速率和脱氮率分别提升了59.5%和19.6%,污泥毛细吸水时间(CST)降低了33.7%。单因素对比实验结果表明,添加氧化剂对热解液的成分和脱氮效能没有明显改善,添加碱能促使热解液中的TCOD量增加约3倍,添加钙絮凝可使热解液的溶解性COD(SCOD)与TCOD的比值增加25.3%、污泥CST降低72.0%。综上可见,过氧化钙对热解液脱氮效能的强化机制在于钙絮凝作用去除了剩余污泥中的大分子惰性物质,从而提升了热解液中可生化碳源的比例。

煤热解废水典型工艺流程中芳香化合物的降解特性

选取河南某低阶煤热解废水处理典型工艺流程为研究对象,探讨了各单元对芳香化合物的降解特性。通过降解效能对比发现,SBR工艺对酚类(96.13%)和氮杂环类化合物(78.13%)的降解能力最高,故其为芳香化合物降解的核心单元。通过凝胶色谱、紫外-可见光光谱和三维荧光光谱对全流程废水特性的表征,推测出其分子质量在3 kDa左右,荧光峰在Ex/Em=(300~370)nm/(400~450)nm的腐殖酸物质是煤热解废水关键的难生化物质。各单元的统计分析结果表明,废水处理效果不佳的原因在于酸化、气浮、好氧及强氧化单元。在此基础上,根据最新研究结果和成功案例对现有工艺提出了针对性改进方案。以上结果可为类似的废水处理工程提供参考。