山地小城镇污水自然跌水曝气下水道沟渠处理技术研究

针对山地小城镇地形特点,开发了一种集污水收集、输送和处理为一体的自然跌水曝气下水道沟渠处理技术,在重庆武隆仙女山镇建立了总长1.83km、处理规模1 200m3/d的示范工程,并结合示范工程对处理系统的效能开展了生产性试验研究。研究结果表明:在2年运行期间,水温为2.9～22.7℃,渠道进水COD为88～653mg/L,出水能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准,COD去除率为61%～92%;同时,系统对于NH3—N和TN有一定的去除效能,NH3—N去除率为26%～64%,TN去除率为30%～45%。

ASBBR-SBBR组合工艺处理超高盐榨菜腌制废水效能中试研究

通过中试考察了ASBBR-SBBR（厌氧序批式生物膜反应器-序批式生物膜反应器）组合工艺处理高盐度（70 g/L,Cl-计）高有机浓度的榨菜腌制废水的预处理效能。结果表明,在冬季（5-10℃）、春秋季（10-20℃）、夏季（20-30℃）,ASBBR反应器负荷分别为1.5kgCOD/（m^3·d）、3.0 kgCOD/（m^3·d）及5.0 kgCOD/（m^3·d）,对应组合SBBR反应器负荷分别为3 kgCOD/（m^3·d）、1.5 kgCOD/（m^3·d）及1.0kgCOD/（m^3·d）条件下运行,出水COD为390-470 mg/L,SS为275-334mg/L,均能稳定达到GB8978—1996《污水综合排放标准》三级排放标准。ASBBR和SBBR反应器冬季的COD平均去除率分别为54.79%和89.10%,COD分担率分别为59.7%和40.3%;夏季COD平均去除率分别为90.26%和74.44%,COD分担率分别为92.6%和7.4%。

细颗粒泥沙絮凝对泥沙内源磷迁移转化的影响

三峡水库进入蓄水期后,入库流速和泥沙粒径降低,为细颗粒泥沙的絮凝过程创造了水动力条件。为了探究细颗粒泥沙絮凝过程的最佳环境条件及其对内源磷赋存与分布的影响,该文研究了泥沙粒径与浓度、pH、温度和水动力强度等环境因子对细颗粒泥沙絮凝及内源磷迁移与转化的影响。研究结果表明,泥沙粒径越小,絮凝度越大,对磷的吸附能力也越强,但其解吸潜力也越大。泥沙浓度与絮凝强度、磷吸附与解吸能力呈正比,且非磷灰石无机磷(NAIP)是发生解吸的主要磷形态。中性环境不利于细颗粒泥沙絮凝,当pH=5时,总磷吸附量和磷灰石无机磷(AIP)解吸量相对较大;当p H>8时,磷吸附能力减弱,而NAIP的解吸过程增强。温度升高能促进泥沙颗粒絮凝及其对磷的吸附作用,当解吸作用占主导地位时,温度增加也会促进解吸过程。有限强度的水体扰动形成的水动力条件可促进细颗粒泥沙絮凝及其对磷的吸附,但也为磷的解吸创造了有利条件。

反硝化滤池深度处理污水厂尾水的效能研究

研究了基于水体环境标准的污水厂尾水反硝化滤池深度处理技术,重点考察了C/N值、填料粒径对系统效能及微生物种群的影响。结果表明,当C/N值≤6时,系统处理效能随C/N值的增加而提高,C/N值对反硝化速率影响显著;在温度为25~30℃、水力负荷为3 m^3/(m^2·h)、NO_3^--N负荷为0.77 kg/(m^3·d)、C/N值为6的条件下,系统反硝化速率为33.58 mg/(L·h),TN去除率为91.60%,出水COD、NH_4^+-N、TN浓度满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水体要求;且随C/N值的增加,系统对NH+4-N、PO3-4-P的去除率提高。填料粒径对系统效能的影响与C/N值密切相关,填料粒径对系统微生物种群的多样性有影响,但对优势种群影响不显著。反硝化滤池对污染物的去除主要发生在填料层的0~90 cm区域,对COD、TN、NO_3^--N的去除分担率分别为85.89%、83.57%、95.22%;生物量、生物活性与填料高度呈负相关,底层生物量、生物活性分别为顶层的2、6.85倍。

碳源种类对原位生物解偶联污泥减量系统效能影响

研究以SBBR为对象,考察碳源种类对原位生物解偶联污泥减量系统污泥产率和污水处理效能的影响。研究结果表明,在水温为25℃,挂膜密度为45%,负荷为4.0 kg COD/(m3填料·d),供气量为150 L/h,采用间歇曝气30 min/停曝30 min的方波供氧条件下,碳源种类对原位生物解偶联污泥减量系统效能影响显著。当进水有机质为葡萄糖时,系统污泥产率最小,为0.0292 kg MLSS/kg COD,分别比进水碳源为粪水、乙酸钠、淀粉时减少19.4%、64.8%和99.9%。碳源为葡萄糖时,系统出水COD、NH+4-N、TN分别为41、6.4和17.3 mg/L,可达标排放。

管式压力生物膜反应器的同步脱氮除磷效能

以开发小城镇污水高效脱氮除磷分散处理设备为目标，在管式压力生物膜反应器中构建同步脱氮除磷系统，并探讨其处理效能。反应器在温度为20～25℃、压力为0．1～0．12MPa、有机负荷为2．6kgCOD／（m^3·d）、氮负荷为0．4kgTN／（m^3·d）、磷负荷为0．04kgP／（m^3·d）及无污泥外排条件下运行30d后，出水COD、PO4^3-P、NH4^＋-N、TN分别为35、0．9、7、7．5mg／L，去除率分别为90％、76％、78％、83％；系统运行30d共损失磷约0．87k，生物膜中磷含量为2．14％，污泥中结合态磷化氢含量为0．012mg／kg，为非聚磷菌除磷途径；PCR—DGGE分析表明，接种污泥和反应器内成熟生物膜的种群相似度为52．3％。

ASBBR处理超高盐榨菜腌制废水

研究以超高盐榨菜腌制废水为对象,考察填料种类、负荷和温度对ASBBR启动及处理效能的影响。研究结果表明,在温度为30℃,盐度为7%(NaCl计),负荷为1 kg COD/(m3·d)的条件下,采用聚氨酯泡沫填料的反应器经67 d可成功构建超高盐榨菜腌制废水厌氧生物处理系统,较未设置填料、投加半软性组合填料、球形组合填料和聚苯乙烯泡沫填料的反应器分别缩短了26、6、24和18 d,且运行至第79天,可使出水COD降至375 mg/L,COD去除率为92.86%;通过对负荷的阶段逐步提高,可提升反应器有机负荷至15 kg COD/(m3·d),使进水COD为(27 000±2 000)mg/L的超高盐废水,出水COD均值降至2 200 mg/L,平均去除率达到92.03%;温度对反应器处理效能影响显著,温度分别为30、25、20、15和10℃时,反应器COD去除率分别为92.63%、84.07%、67.13%、54.61%和44.19%。

间歇曝气、连续流生物膜反应器的除磷效能

针对连续流生物膜法除磷效能低的问题,开发了基于间歇曝气、回流富磷污水的连续流生物膜反应器(CIBFR),并考察了溶解氧、负荷、间歇曝气工况对其除磷效能的影响。在温度为20℃、溶解氧为5.5 mg/L、负荷为2.2 kg/(m3·d)、间歇曝气工况为厌氧3 h/好氧6 h以及进水COD和PO34--P平均浓度分别为280和3.10 mg/L的条件下,出水COD和PO34--P平均浓度分别为76和0.67 mg/L,去除率分别为72.9%和78.5%。

排空闲置时间对序批式人工湿地处理效能的影响

针对连续流人工湿地自然复氧能力差、脱氮效率低、易堵塞等问题,提出了序批式人工湿地工艺,其运行方式为:进水/反应/出水/排空闲置。重点考察了排空闲置时间对系统处理效能的影响。结果表明:排空闲置时间对序批式人工湿地的处理效能影响显著,两级序批式人工湿地在温度为26～32℃、工况为进水10 min/反应12 h/排水10 min/排空闲置4h、COD负荷为72g/(m3·d)、NH4+-N负荷为16g/(m3.d)、TN负荷为16.8g/(m3.d)的条件下运行时,出水COD、NH4+-N和TN分别为38、11和14 mg/L,总去除率分别为86%、82%和78%,与无排空闲置工况相比,去除率分别提高了15%、35%、32%。

泥种对高盐同步脱氮除磷系统快速构建的影响

针对高盐条件下生物脱氮除磷系统构建周期长、构建困难的问题,在前期对高盐榨菜废水磷酸盐生物还原除磷及同步硝化反硝化脱氮技术研究的基础上,探讨高盐榨菜废水基于磷酸盐还原除磷的同步脱氮除磷系统的快速构建方法,重点考察不同城市污水厂的接种污泥对系统构建的影响,并采用PCR-DGGE技术探讨了系统微生物种群结构的变化。在盐度为3%(以NaCl计)、水温为(30±2)℃、DO为3～4 mg/L、负荷为0.5 kgCOD/(m3.d)的条件下,接种不同城市污水厂污泥的反应器在18～30 d内均能够成功构建出同步生物脱氮除磷系统,对COD、PO34--P、NH4+-N、TN的去除率分别达到95%、60%、97%和95%以上,泥种对系统构建的影响不显著。PCR-DGGE研究表明:在系统构建过程中微生物群落结构发生了变化,但与接种污泥微生物种群仍存在56.4%的相似度,表明接种污泥中有部分微生物可以适应高盐环境。

C/N值对异养硝化同步脱氮系统效能的影响

针对现有自养硝化过程效能低的问题,以高盐高氮高有机物浓度榨菜废水为研究对象,考察了C/N值对基于异养硝化的压力生物膜反应器同步脱氮系统效能的影响。采用16S rDNA与PCR-DGGE技术探讨了C/N值对系统微生物种群的影响。结果表明:对COD为8 960 mg/L、NH+4-N为175 mg/L、TN为185 mg/L的高盐废水,C/N值对系统的脱氮效能影响显著,在盐度为3%(以NaCl计)、温度为(35±0.5)℃、C/N值为50、有机负荷为23.04 kgCOD/(m3·d)、氮负荷为0.48 kgN/(m3·d)时,对COD、NH+4-N、TN的去除率分别为97.87%、98.93%、98.18%。在高负荷条件下,反应器中氮和有机物呈现同步降解的规律,表明系统中的硝化过程为异养硝化。同时,C/N值对系统微生物的群落结构有影响,C/N值过高或过低时微生物种群丰富度和多样性指数值均有所降低;但不同C/N值条件下的微生物种群有较高的相似性。

DO对硫杆菌污泥调理系统脱水效能的影响

针对现有污泥调理技术对污泥脱水性能改善效能低,难以达到现行污泥处置标准对含水率要求的问题,提出了剩余污泥氧化硫硫杆菌生物调理技术,考察了DO对剩余污泥硫杆菌生物调理系统深度脱水效能的影响。在DO为6 mg/L条件下,氧化硫硫杆菌生物调理系统调理污泥脱水后的含水率由75.5%降至63.6%;EPS中蛋白质、腐殖质、多糖分别减少为3.67、3.15、16.17mg/gVSS,污泥结合水含量从2.63 g/gDS降低至1.48 g/gDS;污泥Zeta电位从-14.9 mV降低至0.27 mV,污泥絮体颗粒平均粒径由20.19μm增大到34.51μm,硫杆菌生物调理系统对污泥脱水性能改善显著。

污水厂尾水反硝化滤池生物/化学协同脱氮除磷研究

在反硝化滤池生物脱氮系统构建成功的基础上,投加除磷药剂建立生物/化学协同处理系统,重点研究了除磷药剂种类、投加量对该工艺处理污水厂尾水效能及微生物种群的影响。结果表明,除磷药剂种类(Fe Cl_3、Al Cl_3、氢氧化钙)及其投加量对系统脱氮效果的影响不显著,但对除磷效果影响显著,投加Al Cl_3的除磷效果较优;在温度为25~35℃、水力负荷为3 m^3/(m^2·h)、补充碳源后的COD/TN为6、Al Cl_3投加量为3.0 mg/L时,系统出水NH_4^+-N、TN、PO_4^(3-)-P浓度分别为1.72、1.73、0.19 mg/L,去除率分别为57.10%、91.69%、81.68%,可稳定达到地表水环境Ⅴ类水体标准。PCR-DGGE和16S rRNA高通量测序结果表明,反硝化滤池生物/化学协同处理系统中脱氮功能菌属主要有Hydrogenophaga、Thauera、Dechloromonas、Zoogloea,其相对丰度分别为24.07%、12.26%、8.50%、0.44%;投加除磷药剂的协同处理系统与生物脱氮系统的微生物种群相似性为49.9%,生物多样性降低。

贵州典型煤矸石堆场微生物群落结构及功能特征

【背景】煤矸石堆场用于堆放煤矿开采过程中产生的一种热值低、含重金属的固体废弃物,会产生大量的酸性废水,对堆场周边的生态环境造成严重影响。【目的】探究煤矸石堆场的微生物群落结构和功能特征。【方法】选择贵州省六枝特区典型煤矸石堆场作为研究对象,采集堆场表层土壤、矸石层土壤、废水浸出口沉积物和堆场下游河道沉积物,通过宏基因组学技术进行分析。【结果】细菌的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),优势菌属为钩端螺菌属(Leptospirillum)和硫化杆菌属(Sulfobacillus);古菌的优势菌门为Candidatus_Thermoplasmatota和泉古菌门(Crenarchaeota),优势菌属为热原体属(Thermoplasma)和金属球菌属(Metallosphaera)。不同采样点细菌和古菌的优势菌属存在显著差异,矸石层土壤和废水浸出口沉积物中的铁氧化细菌和硫氧化细菌比其他2个样点丰富。煤矸石堆场中微生物的碳、氮、硫代谢基因丰度较高,共检测到6条固碳途径、6条氮代谢途径和3条硫代谢途径。主要的固碳基因为ACAT和E2.2.1.1,固碳途径以还原性三羧酸循环为主;主要的氮代谢基因为nirB、nasA和narG,氮代谢途径以反硝化为主;主要的硫代谢基因为cysH和sir,硫代谢途径以同化硫酸盐还原为主。【结论】本研究可进一步拓展对矿山生态环境的认识,为矿区生态修复、土壤和河流污染的治理提供理论依据。

ASBBR/SCW组合工艺处理小城镇污水的效能

针对小城镇及集镇等小规模污水处理中水质波动大、处理目标要求不同的问题,同时为了增强人工湿地处理污水的稳定性及灵活性,提出了ASBBR/SCW组合工艺,拟实现人工湿地的优化运行。考察了在不同处理目标下,组合工艺的最佳运行工况及其对污染物的去除效能。在温度为20～25℃的条件下,当以COD为主要去除目标时,ASBBR和SCW的HRT均为4 h,可使系统出水COD降至48 mg/L,去除率为85%;当以COD、NH3-N为主要去除目标时,ASBBR和SCW的HRT分别为12、4 h,可使系统出水COD和NH3-N分别为49、7 mg/L,去除率分别为85%、78%;当以COD、NH3-N和TN为主要去除目标时,ASBBR和SCW的HRT分别为4、12 h,可使系统出水COD、NH3-N和TN分别为38、7和17 mg/L,去除率分别达到88%、77%和54%。