盐碱地高盐废水电解脱氯同步制氢特性

就近利用风光能电解盐碱地治理过程中产生的高盐废水,是同步实现风光消纳、废水处理和H₂/Cl₂生产的有效途径。然而,盐碱地治理废水盐浓度较低且盐离子种类众多,直接电解严重影响脱氯制氢效率。该研究通过开展盐碱地治理废水的电解试验,讨论了盐浓度及不同除杂工艺对废水脱氯制氢特性的影响规律。结果表明,不同盐浓度废水电解的H₂/Cl₂产率与电流密度呈线性关系,且产H₂速率稍大于产Cl₂速率。电流密度和pH值均随盐浓度升高先增大后减小,废水中盐浓度为3.5 mol/L时,电解后最终电流密度和阴极的pH值均最大,电解效果最优。添加Ca(OH)₂对废水进行电解前除杂,可将浓缩废水中Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-浓度分别降低至0.02、0.1和0.2 mol/L。电解过程中通入CO₂能够进一步降低杂质离子对废水电解的不利影响,使电解脱氯制氢性能相...     

微生物燃料电池阳极生物膜微生物群落的PCR-DGGE分析

以养殖废水沼气池沼泥为接种物,构建了乙二胺、三氯化铁改性阳极的无介体单室微生物燃料电池（MFC）体系,均成功实现了连续产电,同时对废水中的污染物也具有很好的去除效果。为了更好地研究微生物燃料电池阳极生物膜的微生物多样性,分别采集了两种MFC阳极生物膜样品,采用PCR-DGGE法研究了一个完整产电周期的启动期（S）、葡萄糖产电稳定期（RG）和养殖废水原水稳定期（RS）的MFC阳极生物膜的微生物群落变化。结果表明,不同时期MFC阳极生物膜的微生物多样性存在明显差异,S-RG、S-RS、RG-RS的微生物群落相似性分别为70.1%、42.0%和50.6%。两种不同阳极富集的生物膜微生物群落相似性仅为48%,这表明不同改性方法所得的阳极对微生物具有选择性作用。对DGGE条带测序和比对发现,不同时期阳极生物膜上优势微生物包括Trichococcus sp.、Thauera sp.、Azoarcus sp.、Azospirillum sp.、Zobellella sp.、Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.、Thiobacillus sp.、Desulfovibrio sp.、Thiomonas sp.,其中Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.和Desulfovibrio sp.与已报道的相关产电微生物具有较高的序列相似度,这些菌种可能是本MFC体系中的主要产电菌。     

Anarwia工艺处理猪场废水节能效果的研究

分析比较了厌氧-加原水-间隙曝气(Anarwia)工艺、SBR(序批式反应器)以及厌氧-SBR工艺处理猪场废水的效果。比较三种工艺处理效果表明：厌氧-SBR工艺处理猪场废水，污染物去除效率低，出水污染物浓度高，不适于猪场废水的处理。Anarwia工艺处理效果与SBR工艺相当，污染物去除率高，出水COD和NH₃-N浓度低。在此基础上，以一个日处理1200 t猪场废水处理工程为例，分析比较了Anarwia与SBR工艺的能耗。就能量消耗有关的工艺参数——污泥量和需氧量而言，Anarwia工艺分别比SBR工艺减少16.4%和95.9%，此外Anarwia工艺每天可产生2784 m³沼气。Anarwia工艺增加了废水提升能耗，但减少了曝气、污泥处理、滗水和搅拌的能耗，结果Anarwia工艺总电耗比SBR工艺低81.0%。Anarwia工艺产生的沼气用于发电能完全补偿消耗的能量，并有剩余。     

电活性菌藻膜耦合虹吸曝气技术处理海水养殖废水

人工湿地耦合微生物燃料电池(constructed wetland-microbial fuel cell,CW-MFC)被广泛应用于低碳氮比水产养殖废水处理。然而,高盐度抑制限制了其在海水养殖废水处理中的应用。针对高盐抑制,该研究利用海水底泥和海洋微藻构建电活性菌藻生物膜并结合虹吸曝气技术强化CW-MFC处理海水养殖废水。相比CW-MFC,强化系统对化学需氧量、总磷、总氮、磺胺甲恶唑、Cu²⁺的去除率分别提高33.46%,31.07%、25.64%、12.03%、24.25%。高通量测序显示,硝化和反硝化细菌Marinobacter、Muricauda、Xanthomarina生长状况良好;在MFC阳极和电活性菌藻生物膜表面,胞外呼细菌Geobacteraceae和Pseudomonas以及海洋微藻细菌Pseudooceanicola和Hoeflea被显著富集。研究结果表明,电活性菌藻生物膜耦合虹吸曝气技术可以有效提高CW-MFC系统处理海水养殖废水的效能。     

基于群体感应的生物膜技术在土壤污染修复中的应用与展望

生物膜修复技术凭借其高效性、安全性和经济性，已被广泛应用于土壤中难降解污染物的去除。其中，群体感应效应在生物膜修复过程中起着至关重要的作用。群体感应是微生物普遍存在的细胞间通讯形式，有助于生物膜内不同细菌种内/种间的信息交流，使微生物能够在“群体水平”上相互协作，能够调控生物膜胞外聚合物的生成以及对污染物的吸附固定与降解。本文在简要介绍生物膜和群体感应的功能和作用基础上，结合近年来群体感应调控生物膜形成以及对污染物的降解基础上，综述了群体感应在生物膜修复技术中的应用，最后对生物膜群体感应系统在污染土壤修复中的工程化设计进行了展望。     

服装废水处理工艺研究对保护生态环境的意义

采用“预处理+高效快速曝气+特效生物接触氧化+物化分离”综合工艺处理牛仔服装染整废水。检测结果表明,该工艺出水指标达国家一级排放标准,且实现了80%水量回用。该工艺处理效果好,工艺组合合理,处理费用低,是一种较好的处理牛仔服装染整废水的工艺。     

自然环境中的多物种生物膜:研究方法及社群相互作用

自然界中的微生物大多以多物种生物膜的形式存在,这种生命形式可以增加微生物对外界环境胁迫的耐受性。在多物种生物膜中,微生物之间的相互作用包括合作、竞争、信号分子的传递、以及水平基因转移等。研究自然环境中多物种生物膜内部微生物之间的相互作用,不仅对于理解自然生物膜的形成和演替过程具有重要意义,而且也可以为多物种生物膜在环境质量提升、微生物多样性维持等方面提供理论指导。本文主要分为两个部分:第一部分总结了环境中多物种生物膜的研究方法,包括实验室模拟体系下生物膜的构建及其分析检测技术;第二部分论述了天然多物种生物膜内细菌间的相互作用。     

生物膜法应用于白洋淀湿地生态监测的基质筛选研究

生物膜能够从群落水平上表征水生态系统的状态,研究应用生物膜的生态快速监测方法具有重要意义和应用前景。本研究以白洋淀湿地为例,综合运用原位生物膜法、群落分析法和生理生态学方法,通过分析生物膜的生物量、叶绿素、藻类群落组成、胞外酶活性和多糖等指标,对形成于不同人工和天然基质上的生物膜进行比较研究,筛选出了适于草型湖泊湿地的原位生物膜基质。结果表明：不同的基质类型对生物膜的结构和功能产生显著影响。活性炭纤维上形成的生物膜与天然基质芦苇杆的生物膜在结构和功能上相似度高,差异度小于5%,而竹竿上生物膜的结构与前两者明显不同。活性炭纤维作为基质培养生物膜,经过10 d培养即可达到稳定,可应用于白洋淀这类草型湖泊湿地的快速生态监测中,需进一步在不同水体单元进行研究,建立标准化方法并推广应用。     

猪场废水常温短程硝化特性

为实现短程脱氮处理高氨氮猪场废水,在非限制溶解氧条件下,采用序列式活性污泥法（SBR）工艺处理某猪场废水,考察了温度、氨氮质量浓度及曝气时间等因素对短程硝化特性的影响。试验结果表明,SBR工艺能够有效去除猪场废水中的氨氮,处理效果稳定,且全部试验过程均有短程硝化现象发生,短程硝化的实现为低化学需氧量（COD）、高质量浓度尿素废水处理工艺的优化奠定基础。当进水氨氮质量浓度在250 mg/L以下时,氨氮质量浓度和反应温度（即使其在15℃时）对氨氮去除效果和亚硝酸盐积累率影响不大,二者均在80%左右,长时间曝气并未对短程硝化造成影响;高质量浓度氨氮废水生物处理过程中,亚硝酸盐积累是游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）共同抑制作用的结果。     

牛场废水培养肥壮蹄形藻的工艺参数优化

该研究选用肥壮蹄形藻（Kirchneriella obesa）为试验藻种,以秸秆过滤后牛场废水与BG11培养基的混合物为微藻培养液,在前期单因素试验基础上研究废水添加比、光照强度、光照时间和通气量对微藻干重、氨氮去除率、总磷去除率和Chemical Oxygen Demand (COD)去除率的交互影响,通过Central Composite Design (CCD)中心组合试验得到了相应的影响模型。试验结果表明牛场废水培养肥壮蹄形藻的最优工艺条件为：废水添加比例26%、光照强度9 028 lx、光照时间21.5 h、通气量2.0 L/min。该研究采用优化工艺,在14d的培养周期末期,肥壮蹄形藻的干重达到了1.141g/L,废水中氨氮去除率、总磷去除率和COD去除率分别达到了99.65% 、99.15%、85.83%,响应值指标的预测值和实际值误差均在2%以内。各因素对目标值的交互作用关系为：废水添加比例和光照时间对肥壮蹄形藻干重的交互作用较强,废水添加比例和通气量对肥壮蹄形藻培养液中氨氮去除率、总磷去除率和COD去除率均具有较强的交互作用,而光照强度和光照时间仅对总磷去除率具有较强的交互作用。该研究为牛场废水培养微藻的工业化生产提供了理论参考。     

电极-SBBR对集中型沼液的脱氮除铜研究

为了处理集中型沼液中过高的氨氮和由饲料添加剂带入的铜,将电极生物膜法与序批式生物膜反应器(SBBR)工艺的优势进行互补,构建电极-SBBR耦合新工艺,以同时去除氮与铜。通过实验室配水与沼液试验,探讨了电极-SBBR体系同步脱氮除铜的工艺参数及其效果。结果表明,集中型沼液电极-SBBR体系的操作工序为:进水→厌氧→曝气→缺氧/厌氧→出水→闲置,运行参数为:水力停留时间7.0h,厌氧0.5h、曝气4.0h、缺氧/厌氧2.5h;电流30～60mA,溶解氧(DO)4.0～5.0mg/L,碳氮比(C/N)>10.0。电极-SBBR体系对沼液中全氮(TN)、Cu2+、化学耗氧量(COD)的去除率分别达到45.79%、86.53%和84.86%,可以作为沼液脱氮除铜的新工艺。     

农业废水处理工程技术评价指标体系构建与评价方法研究

对我国农业废水无害化处理技术和工艺进行了调查和分析,探索并建立了一套科学、合理的农业废水无害化处理技术评价方法和综合评价指标体系,并对农村生活污水、农田径流水和畜禽养殖场废水无害化处理典型技术模式进行评价验证。验证结果表明,该方法建立的评价指标体系在农业废水处理工程的技术水平和运行状况评价过程中具有一定的科学性、合理性,评价结果与工程实际比较吻合,具有一定的参考价值。     

用陶粒处理含镍废水的试验研究

探讨了用陶粒处理含镍废水试验中陶粒用量，废水酸度，接触时间等因素对除镍效果的影响。结果表明，在废水ＰＨ＝３－１０、Ｎｉ＾２＋浓度为０－２００ｍｇ／Ｌ范围内，按镍／陶粒生日一比为１／４００投加陶粒进行处理，镍的去除率达９９％以上。处理后的废水可达排放标准。     

弧形筛及生物净化池净化陆基工厂化海水养殖废水的效果

为了研究陆基工厂化海水养殖废水理想的净化工艺,对山东省烟台市1个大型海水养殖厂的“弧形筛＋4级生物净化池”的废水净化系统进行了各项水质指标的定量检测。结果表明：系统对悬浮物与无机氮和无机磷的去除效果明显;经该系统处理后,养殖废水的溶解氧、pH值、电导率、温度和盐度在排放前已经达到自然海水的常规值;系统中的细菌总量和弧菌总量依废水流入的次序,在各级净化池之间呈现了下降趋势;净化池中底栖单胞藻则体现了丰富的生物多样性。利用废水净化池进行刺参养殖,还可创造显著的经济效益。研究结果证明,该套系统易于建造、废水处理能力强,是一种适合中国国情的理想的陆基工厂化海水养殖废水处理模式。     

甲鱼养殖废水蔬菜土培处理系统的应用分析

在选取的４种土壤上，用甲鱼温室排放的富含营养物的养殖废水和商品营养液作对比进行了生菜栽培试验。试验表明，不同的土壤对甲鱼废水显示出不同的适应性，土壤对甲鱼废水中的铵氮和磷的去除率较高，４种土壤中以红壤为最，分别达９５．３％和９６．８％。甲鱼废水既能够提高土壤中有效态Ｋ，Ｃａ的含量，促进植物的生长，还能减少因甲鱼废水的任意排放而的环境污染。     

以聚丁二酸丁二醇酯为碳源去除含盐水体硝酸盐及其动力学模型

以固体碳源反硝化工艺应用于闭合循环养殖废水的脱氮提供理论和技术参数为目的,研究了以一种非水溶性可生物降解多聚物材料（BDPs）聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为反硝化碳源和生物膜载体的填料床反应器对含盐水体硝酸盐的去除效果及动力学特征。结果表明：水力停留时间对NO3--N去除效果影响较大,NO3--N去除率随水力停留时间延长而提高。在温度为(29±1)℃,进水NO3--N质量浓度为25～236 mg/L的条件下,进水NO3--N负荷低于0.32 kg/(m3·d)时,NO3--N体积去除负荷随进水NO3--N负荷的增加呈线性上升;进水NO3--N负荷为0.32 kg/(m3·d)时达到最大NO3--N体积去除负荷为0.21 kg/(m3·d);进一步提高进水NO3--N负荷则NO3--N体积去除负荷开始下降且出水中出现NO2--N积累。动力学研究结果表明以PBS为碳源和生物膜载体的反硝化速率遵循一级反应动力学。用Eckenfelder模型拟合,求出反应速度常数K值和常数n值且相关性良好。采用该动力学模型参数可以预测出水NO3--N浓度并用于实际闭合循环养殖系统的工程设计和优化运行。     

去污和苗圃功能兼具的美人蕉漂浮植物修复系统研究

利用泡沫塑料作为漂浮栽培系统在猪场氧化塘废水中种植美人蕉，通过根系的吸收和吸附等作用，去除废水中的N、P元素，降低废水中的COD_Cr浓度，并通过美人蕉在猪场废水中快速生长的特性，来探讨美人蕉对废水的净化效果和修复系统作为快速育苗的苗圃的可行性。结果表明，美人蕉在猪场废水中生长良好，生物量大，根系发达，经美人蕉漂浮栽培之后废水中的N、P元素去除效果显著，废水中总氮、总磷和COD_Cr的去除率均在90%左右，每株美人蕉在废水中生长35 d的平均分蘖数为2.5个，每年的分蘖数可达20～25个，是作为苗圃快速育苗的良好方法。     

脱氮功能菌去除市政废水中氮素的研究

为了探讨实验室筛选获得的氨氧化细菌CM-NR014和反硝化细菌CM-NRD3联合去除市政废水中氮素的应用价值,采用了两级A／O工艺进行菌株去除废水中氮素的小试实验,最后将菌株用于废水脱氮工程中。结果表明,脱氮功能菌实现了短程硝化-反硝化,氨氮去除率在98％以上,总氮去除率在75％以上,COD（化学需氧量）去除率大于90％,出水各项指标均低于城镇污水处理厂污染物排放一级（A）标准。脱氮功能菌在去除市政废水中氮素方面有很高的应用价值,可用于城镇污水处理厂提标改造等。     

再生水滴灌灌水器附生生物膜生长对堵塞的影响

再生水滴灌灌水器堵塞与其内部附生生物膜的形成和生长密切相关,但是生物膜的生长过程对灌水器堵塞加深的影响机制至今还罕有报道。基于此,该文测试了系统累积运行540 h后7种不同堵塞程度灌水器出流及附生生物膜关键组分,并分析灌水器堵塞加深对生物膜组分增长的敏感性。结果表明:灌水器堵塞程度随着附生生物膜组分的增长而加深,两者存在显著的"S型曲线"相关关系(R20.92),呈现出"敏感-微敏感-极度敏感"变化趋势。生物膜固体颗粒物和磷脂脂肪酸含量变化可以极好地刻画这种敏感性的变化过程,说明水源颗粒物和微生物同时是再生水滴灌灌水器堵塞的关键诱发因素。该文的研究可为揭示再生水滴灌灌水器堵塞诱发机理及其推广提供理论依据。     

Anammox反应器的启动及其菌群演变的研究

为了研究工艺条件对反应器内微生物多样性的影响,该论文采用城市污水处理厂活性污泥接种,通过培育硝化污泥,进行了启动厌氧氨氧化(Anammox)反应器的试验,并对启动过程中细菌的多样性变化作了跟踪研究。研究结果表明,以好氧活性污泥作为接种物,可成功地培育硝化生物膜;通过反应器运行条件的控制,硝化生物膜可从进行好氧氨氧化反应过渡到进行厌氧氨氧化反应。在此过程中,异养型细菌的数量大幅度下降,硝化细菌、反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的数量增大,推测它们都与厌氧氨氧化作用有关。运用PCR-DGGE技术证明,随着反应器运行时间的延长,菌群发生明显变化并呈现简化趋势。