巢湖地区农村生活污水产排污调研方法及实证

农村推行厕所革命后,农村生活污水从产生源头出现了较大的水量和水质差异,改厕后的农村生活污水水质水量的变化将对农村生活污水处理设计方案参数的选取产生很大影响。本研究提炼出一套详细的改厕后农村生活污水产排污调研方法,根据该方法在巢湖地区新农村、兴庄村和周公山村进行农村生活污水产排污调研,3个村落总人口共计5 930人。结果表明,巢湖地区农村居民污水产生系数为56.47 L·人^-1·d^-1,其中灰水占比65.77%,黑水占比34.23%;农村居民生活污水化学需氧量（COD）、氨氮（NH₃-N）、总氮（TN）和总磷（TP）产污系数分别为35.29、1.46、4.31 g·人^-1·d^-1和0.22 g·人^-1·d^-1,经过管网停留和降解,污水管网末端排污系数约为12.12、2.02、4.95 g·人^-1·d^-1和0.14 g·人^-1·d^-1。研究表明,提炼出的农村生活污水产排污调研方法科学合理,可以为调研方案的制定及开展调研实践提供指导。通过家庭层面的生活污水分类水量水质分析,黑水水量小且氮磷营养盐丰富,是很好的资源化利用对象,具有良好资源利用潜质。农村生活污水处理应充分结合农业生产,在降低污水处理难度和费用的同时,因地制宜进行资源化,提高技术推广应用的适应性。     

太湖湖滨缓冲带农田初雨径流的氮磷流失特征

以稻麦轮作田和高产蔬菜地为试验田,研究太湖湖滨缓冲带农业面源污染源氮磷等营养物质随降雨径流流失对太湖水体富营养化的影响。对雨季(6—9月)太湖湖滨缓冲带农田初雨径流流失氮磷的监测结果为:稻麦轮作试验田初雨径流中TN、TP、CODMn浓度波动范围分别为3.88～10.81、0.60～1.50、6.51～12.50 mg/L;PN平均值为2.24 mg/L,占TN的29.75%;NH4+-N平均值为1.13 mg/L,占DTN的14.99%;NO3--N平均值为1.16 mg/L,占DTN的15.37%;PP平均值为0.30 mg/L,占TP的30.06%。高产蔬菜试验田初雨径流中TN、TP、CODMn浓度波动范围分别为10.27～26.27、2.47～6.07、12.43～26.88 mg/L;PN平均值为1.87 mg/L,占TN的11.11%;NH4+-N平均值为2.05 mg/L,占DTN的13.75%;NO3--N平均值为1.57 mg/L,占DTN的10.51%;PP平均值为2.08 mg/L,占TP的72.7%。     

蓝藻自然腐解特性研究

以太湖打捞出的新鲜蓝藻为原料,构建反应器,研究反应器内蓝藻腐解过程中有机物、氮、磷、叶绿素a及微囊藻毒素等指标的变化规律。结果表明:藻浆经自然腐解,化学需氧量(COD)、叶绿素a、总微囊藻毒素(TMC-LR)及有机物分别降解了40.3%、86.5%、97.7%、36.5%。藻浆的自然腐解期宜以有机物、TMC-LR或NH4+-N的稳定为基准,水温25.9℃下腐解期为24 d。藻浆自然腐解过程中,总磷的变化甚微,平均浓度为314.1 mg/L;NH4+-N积累量较大,稳定时达到2 095.8 mg/L左右;总氮则不断减少,浓度由3 247.5 mg/L降至2 782.5 mg/L。NO3--N反硝化生成N2所引起的氮素损失是造成总氮减少的主要原因。对比厌氧发酵与作为农肥灌溉2种蓝藻自然腐解藻浆处理方式,认为作为农肥灌溉处理方式是蓝藻自然腐解藻浆处理的首选方式。     

反硝化脱氮除磷-侧流磷回收工艺效能

为了调查反硝化同步脱氮除磷-侧流磷回收新工艺的工艺效能,该试验在该工艺稳定运行条件下评价其污染物(化学需氧量、总氮、NH+4-N和PO3-4-P)去除能力和磷回收能力。结果表明:当进水中化学需氧量、总氮、NH+4-N和PO3-4-P的质量浓度为239.2~259.5、39.6~43.8、38.2~41.8和8.72~11.40 mg/L,出水中相应的质量浓度分别为15.2~21.6、8.5~9.6、3.6~4.7和0.31~0.49 mg/L,满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准;COD主要在厌氧池被去除,NH+4-N主要在好氧硝化池中去除;污水中磷的去除主要由诱导结晶磷回收和生物除磷两部分组成;整个工艺中,磷去除效率为95.9%,其中诱导结晶磷去除率占总去除效率的71.5%,表明该工艺具有较大磷回收潜力。此外,后置曝气池可对出水中COD、NH+4-N和PO3-4-P浓度起着把关作用,有助于提高出水水质。     

生态混凝土在河道护坡中的应用

利用生态混凝土进行河道护坡是一种新型的环保技术,其实现了河流水土保持、生态修复与重建、水质净化等功能。介绍了生态混凝土制备及预制护坡构件,说明了生态岸坡植被植生方式,并以上海市黄浦江生态护坡示范工程为例,探讨了河道生态护坡设计理念及方法。     

污泥反硝化除磷-诱导磷结晶工艺中硝化池内的微生物特性

为了探究双污泥系统下反硝化除磷-诱导磷结晶工艺中硝化池内微生物特性,该文利用原位荧光杂交（fluorescence in situ hybridization,FISH）技术、电子显微镜扫描（scanning electron micrograph,SEM）方法和Image-Pro Plus（IPP）软件考察了该工艺中硝化细菌的种群结构、形态和硝化污泥微观三维结构图。结果表明：该工艺中硝化池内氨氧化细菌（ammonia-oxidizing bacteria,AOB）数量要多于亚硝酸盐氧化细菌（nitrite-oxidizing bacteria,NOB）,占总细菌的比例分别为46.2%,28.5%,且AOB处于污泥颗粒外层而NOB处于污泥颗粒内层,可能由于NOB利用AOB的代谢产物所致;工艺中硝化细菌多以球形或短杆菌为主,NOB生长时多以几个细胞形成小团聚体,而AOB生长时则形成大的团聚体;通过硝化污泥微观三维结构发现,污泥外层呈密实状而内层较疏松且有空洞存在,可能由于污泥外层和内层微生物的丰度差异、营养物质和溶解氧的浓度差异所致。此外,与传统的单污泥污水处理工艺相比,双污泥工艺明显地增强了硝化细菌的生长和富集能力。     

脉冲循环式渠槽厌氧反应器处理太湖腐熟蓝藻性能

为实现太湖腐熟蓝藻的资源化处理,研究新型厌氧反应器——脉冲循环式渠槽厌氧反应器处理太湖腐熟蓝藻的效能及其运行特点。以城市污水处理厂剩余污泥为种泥,污泥接种量混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)为20g/L,进水化学需氧量(COD)质量浓度2000mg/L,水力停留时间(HRT)为5d,中温(30～35℃)厌氧条件下,反应器可在30d内成功启动并达到初步稳定运行,COD去除率达到60%左右,产气率为0.08L/(L·d);当进水COD容积负荷3.5kg/(m3·d)时,仍能实现安全稳定运行,COD去除率可以稳定在80%左右,产气率在1.2L/(L·d),表明反应器抗冲击负荷能力较强,同时沼液中藻毒素(TMC-LR、EMC-LR)去除率为90%以上。稳定运行期间反应器厌氧颗粒污泥对腐熟蓝藻甲烷化的最大比基质降解速率为1.253mg/(mg·d),半饱和常数为11770mg/L,甲烷产率系数为0.256mL/mg;电镜观测发现稳定运行期颗粒污泥以产甲烷的八叠球菌为主,伴有丝状菌和杆菌等,同时发现其蛋白酶、TTC-脱氢酶和辅酶F420活性相对较高。研究发现脉冲循环式渠槽厌氧反应器能够有效地处理太湖蓝藻,这对其资源化利用具有一定的指导意义。     

空床停留时间对生物活性滤池强化过滤效果研究

[目的]研究空床停留时间（EBRT）对生物活性滤池强化过滤效果的影响,为生物活性滤池的生产过程提供理论依据。[方法]以黄浦江水为水源水,常规沉淀出水为试验进水,采用活性炭-石英砂、活性炭-陶粒等不同滤料组合的生物活性滤池,研究在不同EBRT对有机物、氨氮的去除效果。[结果]结果表明,随接触时间增加,采用不同介质的生物滤池对有机物、氨氮的去除效果相差不大,活性炭-石英砂双层滤料生物滤池去除效果相对较佳。EBRT为15、8和5 min时,活性炭-石英砂滤池CODMn平均去除率分别为19.86%、19.75%和11.30% UV254平均去除率分别为24.43%、18.00%和14.30% NH4＋-N平均去除率分别为73.10%、55.40%和61.60%。活性炭-陶粒CODMn平均去除率分别为18.83%、18.76%和10.46% UV254平均去除率分别为22.15%、16.70%和11.70% NH4＋-N平均去除率分别为67.10%、48.90%和60.10%。二者NO2--N去除率均不低于90%。[结论]生物活性滤池能有效去除有机物、氨氮等污染物,随接触时间增加,生物过滤效果提高,EBRT达到8 min,继续增加停留时间,去除率增加不明显。     

污水处理反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺中除磷微生物特性

为探究反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺中缺氧池污泥释磷、吸磷以及微生物特征,利用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)技术、电子扫描显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察了微生物的数量、分布和形态;通过批次试验考察了污泥在厌氧/好氧和厌氧/缺氧2种模式下的释磷和吸磷特征。结果表明:该双污泥系统缺氧池中聚磷菌占总细菌比例的69.7%,明显高于单污泥系统中富集的聚磷菌比例,污泥中的微生物多呈杆状;厌氧/好氧、厌氧/缺氧模式下单位污泥浓度(mixed liquor suspended solids,MLSS)总吸磷量(以PO43--P计)分别为22.84、18.60 mg/g,反硝化聚磷菌(denitrifying polyphosphate-accumulating organisms,DPAO)占聚磷菌(polyphosphate-accumulating organisms,PAO)的比例为81.44%,表明在长期的厌氧/缺氧运行条件下可以富集到以硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌,同时还存在着仅以氧气为电子受体的聚磷菌;通过pH值和氧化还原电位(oxidation reduction potential,ORP)的实时监测可以快速地了解污水生物处理系统中各类反应的进程,对调控工艺参数有着重要的意义。综上所述,为保证污水生物处理工艺的正常稳定运行,将微生物分析与常规的化学参数分析结合起来考察将是未来发展的必然趋势。     

污水深度处理工艺对抗生素抗性菌和抗性基因去除研究进展

由抗生素的不合理使用产生的抗生素抗性菌(Antibiotic-resistant bacteria,ARB)和抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)已广泛存在于各种环境介质中,对人类健康和生态安全造成了潜在危害。即使抗生素消减后ARB也能在环境中长期存在,ARGs可通过水平基因转移(Horizontal gene transfer,HGT)进一步扩散。污水处理厂是ARB和ARGs的储存库,也是实现其削减的重要环节。因此,探索可高效去除ARB和ARGs的污水深度处理工艺是十分必要的。本文综述了多种深度处理工艺对ARB和ARGs的去除研究进展,分析了氯消毒、紫外和臭氧氧化等传统消毒处理工艺和光/H2O2、光芬顿、光催化等高级氧化技术,以及人工湿地、混凝、膜处理等工艺对ARB和ARGs的去除效果与机理。在此基础上,对今后ARB和ARGs去除相关的研究重点和方向提出建议,以期为我国污水深度处理工艺的选择提供借鉴。