大学生创新实验项目教学改革和实践

大学生创新实验项目是改变传统教学方式、做好本科教学工作、培养学生创新意识和实践能力的重要手段和必由之路。合肥工业大学结合给排水科学与工程专业的特点以及实际教学情况,围绕大学生创新项目的申请、指导和监督、结题等教学环节,探讨了申请动员、实验内容及方案设计、科研带动作用、数据成果化等教学内容及方法;利用教师科研平台支持大学生创新实验项目。其结果有助于提高学生的文献查阅、实验方案设计和实施的能力,充分锻炼自身的创新和实践能力。

玉米芯耦合给水厂污泥强化人工湿地深度脱氮除磷研究

为了实现给水厂污泥的资源化利用,以某水厂污泥为例,分析了其理化性质与吸附除磷特性,并探究了玉米芯耦合给水厂污泥组合填料人工湿地系统在不同季节温度下的脱氮除磷效果。研究结果表明,给水厂污泥的平均铁、铝含量分别为(23.14±0.04)mg/g、(46.2±0.2)mg/g,磷饱和吸附容量为7.89 mg/g,污泥吸附磷的过程符合准二级动力学(R2=0.997)与Langumir模型(R2=0.979);湿地系统主要利用给水厂污泥吸附除磷,并依赖玉米芯进行异养反硝化脱氮;在HRT为1 d,进水氮、磷浓度满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级A标准的条件下,常温条件下出水氮、磷浓度均达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类水标准。

亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理煤气化废水的研究

为了实现煤气化废水的经济有效脱氮,分别研究了单独亚硝化及其与厌氧氨氧化组合工艺对实验室模拟废水和实际煤气化废水的脱氮性能,分析了废水中苯酚对亚硝化反应器运行的影响及其自身转化。结果表明:质量浓度为7~50 mg/L的苯酚对亚硝化系统首先产生抑制,但随着运行时间延长,系统性能逐渐恢复。在处理实际煤气化废水时,逐渐增加进水中煤气化废水的比例,废水中毒性物质对亚硝化过程的影响能够被克服,亚硝化反应器可以实现稳定运行。在亚硝化反应器中,亚硝态氮积累率达90%左右,COD去除率达98%,反硝化脱氮对总氮的去除率达到60%左右;组合工艺中亚硝化反应器和厌氧氨氧化反应器均能够稳定运行,厌氧氨氧化脱氮率维持在70%左右;实际煤气化废水亚硝化-厌氧氨氧化全程氮去除率平均达到86%。

PAC对生物膜性能及煤气化废水处理效能影响研究

以弹性立体填料为载体、连续流进水方式运行两组生物膜反应器。通过不断提高进水负荷、降低C/N的方式驯化生物膜,探究投加20 mg/L聚合氯化铝(PAC)对生物膜性能及低C/N煤气化废水处理效果的影响。通过对污染物去除效能监测发现,未投加PAC的R1组和投加PAC的R2组两组生物膜耐冲击负荷能力良好,有机物去除效果稳定;后期稳定运行时R2组和R1组TN去除率分别达84%、79.4%以上,脱氮性能良好,且PAC的投加使除磷率达98%以上。由数据分析可知,20 mg/L PAC的投加有利于提高生物膜生物量、促进胞外聚合物(EPS)中蛋白、多糖的分泌;SEM及菌群分析发现PAC的投加改变了微生物种群结构、驯化了脱氮除磷优势菌种。通过合适的驯化培养,可以实现PAC耦合生物膜法对低C/N工业煤气化废水较好的处理效果,具有实际应用潜力。

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。

含铁矿物质粉末促进厌氧氨氧化颗粒污泥形成及颗粒特征分析

为了促进厌氧氨氧化颗粒污泥的形成,提高污泥沉降性能,向启动初期的UASB厌氧氨氧化反应器中投加粉末状天然含铁矿物,从反应器性能、污泥变化情况和颗粒污泥特征等方面研究分析了该条件下厌氧氨氧化污泥的颗粒化过程。在投加含铁矿物质粉末后,颗粒污泥占比从反应器体积的0.9%提高到了15%,颗粒污泥平均密度从1.027 g/cm^(3)增加到了1.080 g/cm^(3),污泥SVI从98.65 mL/g[VSS]降至33.51 mL/g[VSS],反应器中颗粒污泥的形成速率明显提高,颗粒污泥比重增加,污泥沉降性能显著提升。含铁矿物质粉末的投加有效地促进了厌氧氨氧化污泥的颗粒化过程,提高了颗粒污泥的沉降性能。

生物曝气联合混凝法处理养殖废水厌氧消化液固体悬浮物的试验研究

为了高效去除养殖废水厌氧消化液中的高浓度固体悬浮物(SS),确保后续厌氧氨氧化脱氮处理的稳定性,探究了生物曝气联合混凝去除养殖废水厌氧消化液SS的效果。结果表明,单独混凝处理厌氧消化液,1.5 g/L聚合氯化铝(PAC)反应16 min后SS去除率为53.7%;单独生物曝气(好氧活性污泥曝气)处理厌氧消化液,1 L/min生物曝气处理20 min后SS去除率为37.3%。而1 L/min生物曝气处理20 min后的出水中投加1.5 g/L PAC反应16 min,最终SS去除率达到99.2%,总磷去除率为98.0%。生物曝气联合PAC混凝处理可以有效降低厌氧消化液中的SS浓度。

给水厂污泥免烧结陶粒强化尾水除磷除氟性能研究

为探索给水厂污泥固体废弃物的资源化利用途径,以给水厂污泥为主要原料开发出一种新型免烧结陶粒,并将其用作水处理滤料,研究其除磷除氟性能。正交试验结果表明,原料的最佳质量配比为:给水厂污泥45%、粉煤灰25%、水泥25%和激发剂5%。在污水处理厂尾水动态吸附柱试验中,水力停留时间为8 h时,总磷和氟化物去除率分别稳定在38.1%和19.1%左右,去除效果较普通陶粒分别提升了6.1倍和2.7倍。利用给水厂污泥制备的免烧结陶粒为城镇污水处理厂尾水除磷除氟提供了新的方法。

煤制气废水处理技术研究进展

介绍了煤制气废水的产生、水质特点,其治理难题表现在:水质复杂、难降解有机物含量高和毒性大。从煤制气废水治理技术的物化预处理、生物处理和深度处理三方面综述了国内外有关煤制气废水处理技术的研究现状、发展趋势及工程应用情况,并着重分析各处理技术的优缺点和在应用中存在的问题,即蒸氨和脱酚工艺的优化、发挥厌氧工艺的作用、废水生物脱氮过程的抑制、高级氧化和膜分离技术的应用。展望了煤制气废水处理技术的未来研究方向,指出物化和生物处理技术的优化组合是煤制气废水处理技术的必然发展趋势,为解决煤制气产业发展的废水治理瓶颈提供借鉴和参考。

厌氧共代谢分解难降解有机物的研究进展

文章介绍了厌氧共代谢的提出、作用机制、调控研究及应用现状,从共代谢技术的基质类型、菌群结构和代谢途径三方面综述了国内外有关厌氧共代谢作用机制的研究现状、发展趋势,并着重分析了厌氧共代谢的调控技术和应用情况,展望了厌氧共代谢技术的未来研究方向,为解决难降解有机污染物的治理瓶颈提供借鉴和参考。

污泥高温厌氧消化产甲烷及病原指示微生物灭活的研究

试验研究了剩余污泥在适宜碳氮质量比条件下，高温厌氧消化对产甲烷及病原指示微生物灭活的影响，分析比较了厌氧消化前、后污泥中病原指示微生物数量的变化。结果表明，高温厌氧消化能够有效地将污泥中的有机物分解，产生沼气，并且能够有效地杀灭上清液和污泥中的大肠杆茵、粪大肠杆菌和沙门氏茵。经过28d，55℃的高温厌氧消化后，消化液中总大肠杆菌下降约2．9个数量级、粪大肠杆菌下降约2．6个数量级，消化污泥中总大肠杆菌量下降3．4-3．6个数量级、粪大肠杆菌量下降3．8-4.3个数量级．而且在消化液和消化污泥中均未检测到沙门氏茵的存在。在适宜的碳氮质量比的条件下。高温厌氧消化能够有效地杀灭消化液和消化污泥中的病原指示微生物．

蒲草根对阴离子染料刚果红的吸附及其机理研究

文章探讨了水生植物废弃物蒲草根对阴离子染料刚果红的吸附及其作用机理。考察了蒲草根剂量、接触时间、颗粒粒径大小和环境温度等因素对吸附的影响,并对吸附过程进行热力学和动力学分析。结果表明,蒲草根对刚果红染料的吸附是一个自发和散热的过程,并且该过程符合Langmuir等温线方程(R2>0.98),最高去除率达98.4%。

饲料添加剂洛克沙砷的降解及其危害

洛克沙砷是一种有机砷饲料添加剂,具有抗菌和促生长作用,广泛应用于肉鸡和猪饲料中。通过简要综述洛克沙砷产生的环境污染现状、洛克沙砷在环境中的降解转化及其降解产物的生态毒性,提出治理方法,以有效治理砷污染。

玉米秸秆应用瘤胃微生物体外降解试验研究

利用瘤胃微生物体外厌氧降解转化秸秆,结果发现：玉米秸秆经瘤胃微生物降解后挥发性固体的转化效率达61.5%~70.3%,总挥发性脂肪酸浓度随底物浓度的增加而增加,随温度的增加则有轻微的下降,每克降解的挥发性固体产挥发性脂肪酸0.38~0.51 g。

厌氧消化在有机固体废弃物处理中的应用研究进展

有机固体废弃物对环境有较大的危害,厌氧消化技术可以实现有机固体废弃物处理的减量化、无害化和资源化。概述了厌氧消化的机理、影响因素和厌氧消化技术在有机固体废弃物处理中的应用,同时介绍了消化残渣的农用价值。

残留兽药添加剂磺胺喹噁啉钠和3,5-二硝基苯甲酰胺对畜禽粪便中温厌氧消化的影响

为研究饲料添加剂磺胺喹噁啉钠和3,5-二硝基苯甲酰胺对畜禽粪便中温厌氧消化的影响,以模拟畜禽粪便为对象,在中温(35℃)厌氧发酵条件下,考察了磺胺喹噁啉钠和3,5-二硝基苯甲酰胺的添加量对VFAs的生成、累积产气量和累积甲烷产量的影响。试验结果表明:在厌氧发酵过程中,产生的VFAs以乙酸和正丁酸为主,产甲烷菌对VFAs的利用顺序为乙酸>正丁酸>丙酸。2种兽药添加剂均抑制VFAs的生成,但添加剂浓度的增加对抑制效果影响不明显。2种兽药添加剂对产甲烷均没有抑制作用,反而具有一定的促进作用。含有残留磺胺喹噁啉钠和3,5-二硝基苯甲酰胺的养殖废水和畜禽粪便可以进行厌氧消化处理。

餐厨发酵液强化喹啉降解和反硝化脱氮

工业废水中的喹啉类化合物会严重抑制反硝化细菌的活性,阻碍废水生物脱氮过程。将餐厨发酵液作为碳源,应用于喹啉降解和反硝化脱氮过程。设置乙酸钠(A)和餐厨发酵液(B)两组反应器,在喹啉质量浓度为200mg/L、COD/NO3--N为7的条件下,A、B两组的出水中未检测出喹啉,COD去除率分别为83.2%±0.4%和87.6%±1.1%,TN去除率分别为90.9%±3.5%和95.8%±1.5%。餐厨发酵液会促进污泥中Trichococcus菌丰度增加,加速喹啉降解,提升系统的脱氮效率。同时,餐厨发酵液会增大污泥粒径,提高污泥沉降性,增加污泥微生物多样性,提升系统运行的稳定性。

钴铁镍水滑石催化过硫酸氢钾复合盐降解制药废水

试验合成晶相钴铁镍水滑石(CoFeNi-LDH),并利用其催化过硫酸氢钾复合盐(PMS)降解制药废水。考察了体系中CoFeNi-LDH和PMS投加量对制药废水COD去除率的影响,分析了降解前后Cl^-和pH值的变化,并对CoFeNi-LDH材料进行了重复试验。结果表明,室温下,当CoFeNi-LDH与PMS的投加量分别为2.0 g/L和4.0g/L时,反应2 h后,制药废水COD质量浓度从600 mg/L左右下降至200 mg/L左右,随着CoFeNi-LDH和PMS投加量的增加,制药废水COD去除率均有明显的提高。在降解过程中,含硝基有机物被有效降解,废水中Cl^-在2 h内降低了90.9%,且pH值由碱性变为中性。连续重复试验表明,CoFeNi-LDH作为催化剂具有较好的稳定性及可重复利用性。

氨氮浓度对剩余污泥高温固态厌氧消化的影响

为研究氨氮对剩余污泥高温固态厌氧消化的影响,分别监测了不同氨氮浓度条件下剩余污泥的消化过程。结果表明,高温固态厌氧消化能在30 d内完成,单位初始挥发性固体含量(VS)累积产气量可以达到538.80 L/g。高浓度氨氮会对系统的累积产气量造成抑制,但在最高单天产气量和甲烷含量上影响不大。

畜禽粪便中残留抗生素的污染及其危害

综述了畜禽粪便中抗生素污染的概况,指出抗生素污染产生的危害及治理方法,以为治理消除该污染提供参考。