菌藻颗粒污泥工艺在城市污水处理中的研究

菌藻颗粒污泥(Algal-bacterial granular sludge,ABGS)工艺是一种节能高效的低碳污水处理工艺。本研究采用10L序批式光反应器,针对ABGS的快速启动进行了研究。通过将绿藻投加到好氧颗粒污泥中,30天左右实现了ABGS工艺的快速启动。丝状藻类与丝状菌交织形成颗粒骨架,胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的大量分泌促进了微生物的聚集,进而促进了ABGS的快速形成。稳定的ABGS系统内,氨氮(NH4_(+)—N)、COD和总氮(TN)的去除率分别达到了99%、92%和70%。正磷酸盐(PO_(4)^(3-)—P)的去除率受进水磷浓度和COD浓度影响而不太稳定。系统内发酵菌、聚糖菌和反硝化聚磷菌得到了良好的富集。

同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥的储存与恢复

针对好氧颗粒污泥颗粒化时间慢等问题,进行了同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥常温储存及活性恢复实验研究.结果表明,好氧颗粒污泥经过60d的常温储存后,颗粒的结构基本能保持稳定,但是颗粒污泥的活性大幅度降低,污染物去除率仅有储存前的30%~40%.将常温储存的颗粒污泥接种到反应器中,经过一定的调控手段,可以在60d内恢复好氧颗粒污泥的功能及活性.此外,经过储存与恢复,好氧颗粒污泥的群落结构也发生了明显变化.大部分的微生物的相对丰度变化可逆,经过储存和恢复可以恢复至储存前的状态(包括Defluviicoccus(GAOs)和Flavobacterium(PAOs)),重构同步脱氮除磷的微生物群落结构.

氧化石墨烯对活性污泥脱氮性能影响的机制

本研究建立了3个不同浓度GO(0.1和10mg/L)的序批式反应器(SBR)以明晰氧化石墨烯(GO)恶化活性污泥(AS)脱氮性能的内在机理.结果表明.1mg/L GO对AS性能无明显抑制作用.10mg/L GO使AS总氮(TN)去除效率降低17.63%.并且.GO暴露使AS中氧化应激水平分别提升198.51%和307.13%.而微生物通过分泌更多的胞外聚合物(EPS)以应对GO胁迫.16S rRNA gene测序结果表明.GO显著影响了具有脱氮功能的菌属丰度.常见的负责硝化过程的菌属(Nitrosomonas和Nitrospira)和反硝化过程的菌属(Candidatus_Accumulibacter、和Thauera等)丰度随着GO浓度升高而降低.功能基因预测显示.GO降低了和脱氮有关的基因丰度.与NH_(4)+-N氧化的相关的基因(amoA.amoB.amoC)和NO_(2)--N还原的相关的基因(nirK.nirS)丰度均随着GO的累积而显著下降.本研究从功能基因的角度深入解析了GO恶化AS脱氮性能的内在机理.

长期-短期饥饿对CANON工艺启动的影响

采用序批式反应器(SBR)启动全程自养脱氮(CANON)工艺,考察启动过程中长期饥饿胁迫和短期饥饿调控对脱氮效果的影响,对短期饥饿前后功能菌活性进行测试,分析在缩短恢复时间下反复进行短期饥饿对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制作用,对CANON启动过程中的不同阶段进行微生物测序,分析群落结构的变化情况.结果表明,长期饥饿后系统在7d恢复运行时,TN去除率(NRE)可达到62.34%.短期饥饿-恢复模式加快了工艺的启动速度,成功将SBR中ΔNO_(3)^(-)-N/ΔNH_(4)^(+)-N控制在0.11左右.在实现启动时,工艺平均氨氮去除率(ARE)超过95%,平均NRE可达79.45%.采用短期饥饿调控前后,NOB活性由91.32mgN/(gVSS·d)降至45.40mgN/(gVSS·d),比厌氧氨氧化活性(SAA)升高至219.25mgN/(gVSS·d),保证了CANON脱氮性能.高通量测序表明,在经历长期饥饿后,好氧氨氧化菌(AerAOB)功能菌Nitrosomonas能够迅速恢复.Candidatus Kuenenia具有抵抗长期饥饿的能力,在7d恢复运行后,相对丰度高达69.04%,在稳定恢复运行中,丰度有所降低,但在工艺启动后丰度达到61.19%,实现了厌氧氨氧化菌(AnAOB)的富集.CANON工艺能够在长期饥饿胁迫中恢复,短期饥饿调控有利于提高工艺效能.

饥饿调控对CANON工艺功能菌影响的研究进展

全程自养脱氮(CANON)工艺的启动和运行对环境要求高,相比于实时控制等策略,饥饿调控易于操作,能够减少运行费用,提高短程硝化效果,增强应对底物不足及低温冲击等不利因素的能力。目前,关于饥饿调控CANON工艺的研究主要集中在硝化细菌衰减速率的分析以及环境因素对厌氧氨氧化的作用等方面。但是,当前该领域的动力学研究存在不足,针对多种因素共同作用于CANON工艺的研究存在空白,也缺乏用于预测影响结果的数学模型。基于此,分别总结了饥饿调控对硝化系统和厌氧氨氧化的影响,以及饥饿调控的特点和对受破坏系统的恢复情况,以期为后续开展CANON工艺的快速启动和稳定运行的相关研究提供新的探索途径。