煤气化废水尾水的生物强化处理与微生物响应特性

煤气化废水难降解有机物含量高、毒性大,常规生化处理很难达到理想的处理效果。以煤气化废水生化处理出水为研究对象,采用生物菌剂和促生剂来强化煤气化废水的生化处理效果,探讨生物强化的微生物机制。反复批式实验结果表明,单独投加原油降解菌群对废水的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)去除效果最好,与只投加污泥的空白相比,可使3个实验周期内平均COD去除率提高19.7%;单独投加促生剂能使早期出水COD浓度显著下降,但效果难以维持长久;联合投加原油降解菌群和吐温80,可使30 d内COD平均去除率提高21.5%。微生物生态学分析表明,促生剂和菌剂联合强化对煤气化废水中优势菌属Candidatus Competibacter和Defluviimonas的影响较小,但明显增加了系统中的微生物多样性;在微生物互作关系网中,具有较高权重和紧密中心性的Limnobacter和Gaiella是煤气化废水处理系统中的关键物种;香草醛和香草酸盐降解途径是煤气化废水处理系统中微生物的关键降解途径,推测香草醛或香草酸盐是煤气化废水中多种复杂有机物降解的共同中间体或结构类似物。

硫磺-生物绳为填料的自养反硝化污水脱氮处理

针对传统的填充床硫自养反硝化工艺填料用量大、水头损失严重以及反应器易堵塞等问题,采用硫涂层接触反硝化工艺进行模拟污水脱氮研究,主要考察反应器内部的填料填充比、温度以及水力停留时间(HRT)对其脱氮性能的影响。结果表明:在进水NO_(3)^(-)-N浓度为50 mg/L、温度为(25±1)℃、HRT=19.5 h时,将填料填充比由1/10增大到1/5,NO_(3)^(-)-N的去除效果明显提升,由56.77%提升至78.26%;温度变化对反应器脱氮有很大影响,当填料填充比为1/5、HRT=19.5 h时,在(25±1)℃和(30±1)℃条件下,NO_(3)^(-)-N的平均去除率分别为71.05%和98.38%;此外,当HRT降低至9.7 h时,NO_(3)^(-)-N的平均去除率为89.29%。整个反应过程中,出水NO_(2)^(-)-N浓度均很低,保持在0.4 mg/L以内,并且反应器出水pH值保持在6.8~8.3之间,满足微生物生长所需的pH条件。硫涂层接触反硝化系统的硫自养反硝化优势菌属是Thiothrixs、Thiomonas和Sulfuritalea,其占比分别为2.89%、1.55%和1.35%。微生物功能预测结果表明,硫、氮代谢对系统脱氮起着关键作用。

螯合铁对厌氧铁氨氧化脱氮效能及微生物群落的影响

为深入了解厌氧铁氨氧化反应微生物群落组成特征,本实验选取螯合铁对厌氧铁氨氧化脱氮效果进行了研究,并分析了微生物群落结构、功能及共现网络关系.厌氧反应器经过77 d运行,腐殖酸铁组、柠檬酸铁组、乙二胺四乙酸铁钠组和氨三乙酸铁组总氮去除率分别为83.32%、43.67%、55.07%和12.65%,腐殖酸铁是厌氧铁氨氧化更有效的电子受体.反应结束后,腐殖酸铁组中的脱氮菌群Comamonadaceae丰度约为17.57%,柠檬酸铁组中铁还原菌群Clostridium丰度为47.70%,乙二胺四乙酸铁钠组中脱氮菌群Thermomonas丰度为20.11%.微生物功能预测结果表明,铁循环、硫循环和氮循环关系密切,铁代谢和硫代谢对于脱氮有重要作用;在腐殖酸铁组中,铁呼吸和氮循环相关功能强度较其它组高.通过共现网络推测出Tessaracoccus是螯合铁厌氧铁氨氧化体系的关键物种.