高氮负荷下硫自养反硝化菌群的胞外聚合物和信号分子特征

硫自养反硝化工艺(SADN)受水力停留时间(HRT)和进水NO_(3)^(-)-N浓度的影响.通过逐步缩短HRT,提高进水NO_(3)^(-)-N浓度的方式探究工艺脱氮极限,同时解析在此过程中胞外聚合物(EPS)和信号分子酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的变化特征以及微生物群落结构演替过程.在HRT从4.1h缩短至1.0h的过程中,硫自养反硝化菌群可快速适应环境,当HRT=1.0h,进水NO_(3)^(-)-N含量为40mg/L,系统的TN去除率为99.74%,脱氮负荷高达958.53mg/(L·d).在此过程中,EPS含量的增加以TB-PN和TB-PS为主,AHLs含量的增加以C4-HSL为主.较缩短HRT而言,提高进水NO_(3)^(-)-N浓度会促使C4-HSL含量显著增加并导致污泥结构逐渐趋向不稳定状态.C6-HSL是系统内最主要的AHLs,其含量在G4和G7阶段大幅增长是基于系统脱氮能力弱化后微生物所进行的自我调节.微生物群落组成分析表明,系统运行和氮负荷变化会对微生物群落进行驯化选择.在降HRT组中,Proteobacteria的norank_f_Pleomorphomona-daceae作为优势菌属发挥主要作用,为反硝化菌提供底物以维持系统稳定运行.在提高NO_(3)^(-)-N浓度后,UKL 13-1、Simplicispira、Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium、Thermomonas逐渐演变为优势菌属,这些优势菌属均为具备脱氮功能的关键微生物.

酸热水解制备蓝藻基植物激励素条件优化及产物特征

以蓝藻作为原材料,对蓝藻进行酸热水解,分析蓝藻酸热水解最优条件,并通过内梅罗指数、地累积指数法、潜在生态指数法和人体暴露健康风险评价验证各条件制备的蓝藻基植物激励素施用于土壤的安全性.结果显示,采用2%草酸进行水解可利用草酸对重金属的络合作用以降低蓝藻基植物激励素的环境风险,同时为保证蓝藻的水解效果,耦合硫酸调节pH值至0.8,水解时间保持24h是最优酸热水解条件.各条件制备的蓝藻基植物激励素内梅罗指数、地累积指数、潜在生态指数分别处于无风险、无污染和低风险水平,对人体致癌风险和非致癌风险均低于安全阈值10^(-6)和1.利用半连续流酸热水解体系可提升蓝藻基植物激励素中有益物质的浓度,发现经过3~4个周期的水解富集,植物激励素中N、P、K等营养物质稳定在3942、290.45和421.7mg/kg.2-(5H)-呋喃酮和吡咯类物质等生物刺激素类物质在植物激励素中不断富集后达到29.5646和11.261mg/kg,均可发挥促进植物生长和抑制病菌的作用.同时,生物碱类、酚类物质等化感物质在水解过程中被破坏,有效减轻了其对植物生长的抑制作用.

全流程分析揭示同步化学除磷对倒置AAO工艺的潜在影响

为了积极响应《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》,全面推进城镇污水处理行业的减污降碳,对无锡市某同步化学除磷污水处理厂开展全流程分析,诊断除磷药剂聚合氯化铝铁(PAFC)投加对工艺稳定性的影响,探究倒置AAO工艺节药方式。该厂采用缺氧/厌氧/好氧(倒置AAO)工艺,处理规模达15万m^(3)/d,长期通过投加PAFC保障出水水质稳定。全流程分析发现,该厂一期工艺PAFC药耗逐年增加,尽管实现了TP的高效去除(98%),但残留的PAFC大量回流至厌氧段,导致磷酸盐提前去除,恶化活性污泥(AS)吸磷能力,吸磷速率仅为0.44 mg P/(g SS·h)。因此,进一步开展了一期工艺PAFC药耗调节实验,以期逐步恢复AS吸磷能力。结果表明,将PAFC投加量控制在0.027~0.053 kg/m^(3)即可实现磷酸盐的稳定去除,同时保障污泥沉降性能,而较高投加量的PAFC(≥0.077 kg/m^(3))将快速去除磷酸盐,并明显抑制好氧吸磷过程。