高碳氮比下生物污泥增脂制取生物柴油的研究

通过对污水生物污泥在不同碳氮比(70、140和210)基质条件下的连续培养,研究生物污泥增脂的历程及其对后续制取生物柴油的影响,并考察在此过程中污泥脱水性能的变化。结果表明:在不同C/N值条件下培养的生物污泥制取生物柴油过程中,生物柴油产量均在培养5 d时达到最大,且碳氮比值越高则生物柴油产量越大,碳氮比值为70、140和210条件下培养的生物污泥原位酯化制取的生物柴油产率分别为4.65%、5.53%、6.59%,为原始污泥制取生物柴油产率的3.58、4.25和5.07倍;且此时污泥中各脂肪酸含量均发生了变化,其中油酸含量明显增加,大约占脂肪酸总量的40%。与此同时,与原始污泥相比,高碳氮比基质培养后的污泥中主导微生物倾向于酵母菌,且污泥的毛细吸水时间从第5天开始迅速升高。综上所述,C/N值为210条件下培养5 d时的生物污泥制取生物柴油的产率最大、脱水预处理最易实现。

基于程序升温GC的EA-IRMS联机系统在氮、碳和硫同位素组成测定中的应用

基于具有程序升温气相色谱(GC)的元素分析-稳定同位素比率质谱仪(EA-IRMS)联机系统,初步建立了总氮、总碳和总硫稳定同位素比率的快速分析方法。分析结果表明:EA-IRMS联机系统运行状态良好,δ^(15 )N、δ^(13 )C和δ^(34)S标准曲线在时间上无显著漂移,质量控制标准的长时间测量精度优于0.3‰,准确度优于0.1‰。在18mm的反应管内不存在^(34)S记忆效应,25mm的反应管在加入空锡囊燃烧后可基本消除^(34)S记忆效应。利用该联机系统分析了不同类型的食品和环境样品。对于C/N、C/S质量比都小于200的样品,δ^(15 )N、δ^(13 )C和δ^(34)S的测定精度均优于0.15‰,能够满足实验室测试要求。对于C/N或C/S质量比极高的木材和琥珀样品,在N_2和SO_2信号强度都小于0.5V的情况下,δ^(15 )N和δ^(34)S也获得了较好的重现性,其测定精度分别优于0.6‰和0.2‰。该研究可为EA-IRMS技术的应用与发展提供基础数据和科学依据。

高碳氮废水处理中有机物的荧光光谱特征分析

采用三维荧光光谱技术考察某厂高碳氮废水中有机物的荧光光谱特征及荧光强度与COD去除效果和氨氮浓度变化的关系。反应器稳定运行后进出水COD分别为5 500和1 510mg/L,对COD的去除率达到72.5%,氨氮浓度增加了40.6%,总氮浓度基本保持不变。通过荧光光谱分析,废水中的有机物主要由类蛋白质和类腐殖酸组成,荧光峰中心位置分别为Ex/Em=275/355 nm和Ex/Em=330/425 nm;蛋白质荧光强度从4 175减少至1 318,其与周期内COD去除率、氨氮浓度均存在较好的线性相关性,R2分别为0.943和0.965。说明可以通过荧光光谱技术定性表征生物处理废水过程中有机物的转化情况及其与碳、氮变化的关系。

高碳氮负荷下同时脱氮除碳好氧颗粒污泥研究

在4 L反应器中,以补加葡萄糖和硫酸铵的猪场废水为基质,不接种活性污泥,加入粉末状活性炭对废水土著微生物进行预固定.通过批次进水并控制运行条件(逐渐提高COD、NH 4+-N负荷、缩短沉降时间、提高曝气量)培养同时脱氮除碳好氧颗粒污泥,研究了该好氧颗粒污泥的脱氮除碳功能及对高碳氮负荷冲击的响应.结果表明,成熟好氧颗粒污泥为土黄色不规则球状,粒径为0.5～3.5 mm.COD和NH 4+-N负荷分别在4.80～12.6 kg.(m3.d)-1和0.217～0.503 kg.(m3.d)-1时,好氧颗粒污泥对COD的去除率>94%,对NH 4+-N的去除率>98%.当COD和NH 4+-N负荷分别提高至15.70 kg.(m3.d)-1和0.723kg.(m3.d)-1并运行4 d后,反应器内絮体激增,颗粒沉降变差并开始破碎,NH 4+-N去除率下降至81.6%.排出部分污泥并降低负荷继续运行,颗粒污泥的NH 4+-N去除率可迅速恢复至98%以上.本研究培养的好氧颗粒污泥具有良好的同时脱氮除碳功能,可以耐受高COD和NH 4+-N负荷的双重冲击.

好氧颗粒污泥耐受高碳氮负荷过程中的群体感应

为了探究好氧颗粒污泥耐受高负荷碳氮的生物学机制,对比分析了不同负荷条件下好氧颗粒对污染物的去除、形体结构和群体感应现象.结果表明,好氧颗粒污泥具有同时耐受高碳氮负荷的能力,当进水COD负荷为12.9 kg m-3 d-1时去除率为90%以上,NH4+-N负荷为0.455 kg m-3 d-1时去除率在80%以上.随着负荷的提高,颗粒的粒径不断减小,这可能增强颗粒的传质传氧作用.在进水负荷COD 8.9-10.9 kg m-3 d-1、NH4+-N 0.355-0.455 kg m-3 d-1时,AI-2活性较强,微生物之间相互交流比较活跃,并且保持较好的COD和NH4+-N去除效果.好氧颗粒污泥内部的AI-2活性高于出水溶液.研究表明,群体感应可能在好氧颗粒污泥同时耐受高碳氮负荷中发挥着重要的作用.

控制注射套尺寸稳定性和耐磨性及变形的热处理工艺研究

研究了采用高氮、高碳势碳氮共渗工艺对提高产品抗回火性的作用,并通过适度升高回火温度的方法,有效地控制了注射套高硬度、高耐磨性、尺寸精度稳定性和热处理变形的要求,解决了同时保证尺寸稳定、高硬度、高耐磨、变形四者之间相互制约的问题。

短程硝化-厌氧氨氧化工艺的挑战与对策

短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺与传统生物脱氮工艺相比,具有能耗低、设备简单、污泥产率低等诸多优点,在污水脱氮领域备受关注。本文首先总结了PN/A工艺在实际应用中存在的一些挑战,如处理高C/N废水效果不佳、亚硝酸盐氧化细菌(NOB)抑制困难、启动缓慢等,针对上述挑战提出了一些PN/A工艺的改进措施。可使用多种预处理技术来降低废水有机物含量,以减弱高C/N比废水的负面影响;根据NOB、厌氧氨氧化菌(AnAOB)、氨氧化细菌(AOB)之间生长条件的差异,通过调控温度、pH、溶解氧等环境条件或添加抑制剂来抑制NOB的生长。接着,总结了PN/A工艺快速启动的方法,即通过添加化学物质、物理场、外加AnAOB种泥并给予AnAOB最佳生长条件等方法,实现PN/A工艺的快速启动。最后,展望了该工艺未来有待深入研究的方向。