【摘 要】
:
随着我国工业化的迅速发展,大量富含硫酸盐的废水被排出。在厌氧-缺氧条件下,硫酸盐会被还原为H2S、HS-,对微生物有毒害作用。因此,研究人员开发了利用硫细菌(包括硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)、硫氧化菌(sulfur-oxidizing bacteria,SOB))作为功能菌的诸多新型生物处理工艺,其中最新开发的硫循环协同反硝化强化生物除磷工艺实现了碳、
【基金项目】
:
国家自然科学基金-单质硫强化低碳源污水反硝化除磷机理及调控(52100040); 湖北省自然科学基金-基于宏基因组技术和数字模型研究硫循环反硝化除磷系统机理和工艺(2020CFB403);
论文部分内容阅读
随着我国工业化的迅速发展,大量富含硫酸盐的废水被排出。在厌氧-缺氧条件下,硫酸盐会被还原为H2S、HS-,对微生物有毒害作用。因此,研究人员开发了利用硫细菌(包括硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)、硫氧化菌(sulfur-oxidizing bacteria,SOB))作为功能菌的诸多新型生物处理工艺,其中最新开发的硫循环协同反硝化强化生物除磷工艺实现了碳、氮、磷的同步去除。然而聚糖菌(glycogen-accumulating organisms,GAOs)的富集会与硫细菌竞争系统中有限的碳源,造成系统性能恶化。硫代硫酸盐具有生物可利用性强,生物转化吸收速率更快的优点,能够被许多SRB、SOB作为生长基质。因此,本实验研究了硫代硫酸盐投量对硫细菌与GAOs竞争关系的短期、长期影响。主要研究内容及结果如下:(1)首先研究在进水碳源均为400 mg COD/L条件下,不同硫代硫酸盐投量对硫细菌与GAOs竞争关系的短期影响。实验结果表明:当硫代硫酸盐投量不足(20mg S/L)或过量(80 mg S/L)时,缺氧阶段聚硫转化量或硫酸盐生成量较低,说明硫细菌的活性不高,不足以抑制GAOs的活性;当硫代硫酸钠投量适中时(50 mg S/L)聚硫转化量最高,为33.19 mg S/L,说明短期内可促进系统的硫转化,增强硫细菌的活性,同时抑制GAOs活性,在一定程度上可以提高除磷效果。(2)其次,在短期影响实验的基础上,进行了不同硫代硫酸盐投量对硫细菌与GAOs竞争关系的长期影响实验。105 d的运行过程可分为两个阶段:PhaseⅠ(1~59d),进水碳源均为400 mg COD/L,分别向三个反应器中投加20、50、80 mg S/L硫代硫酸盐;PhaseⅡ(60~105 d),在投加上述不同量的硫代硫酸盐基础上减少进水碳源,保持进水总COD均为400 mg COD/L。实验结果表明:硫代硫酸盐投量不足(20 mg S/L)或过量(80 mg S/L)时,由于硫代硫酸盐或进水碳源浓度较低,导致硫细菌硫转化能力降低,同时糖原积累量增加,GAOs活性未能受到抑制;当硫代硫酸盐的投量适中时(50 mg S/L),微生物的硫转化能力较强,这与短期实验的结果相一致,同时SRB(包括Desulfobacter、Desulfocurvus等)和SOB(Chromatiaceae)的丰度分别增加了13.79%、8.34%,而GAOs(Candidatus_Competibacter)的丰度降低,表明硫细菌在与GAOs竞争中处于优势地位。综上,硫代硫酸盐可以有效地增强硫细菌的硫转化能力,同时抑制GAOs的活性,使得硫细菌在与GAOs的竞争中获得优势,此结果可为含硫废水脱氮除磷技术的优化改进提供一定的技术支撑。
其他文献
我国村镇生活垃圾填埋处理规模小,受地域气候,经济水平的影响大,现有应用于城市生活垃圾处理的大型卫生填埋场技术无法适用。如何有效减少填埋渗滤液产生量,研发适用于村镇生活垃圾卫生填埋技术是亟待解决的难题。本论文研究了不同通风量下微好氧填埋过程中的垃圾稳定化过程和渗滤液减量化效果。在荆州市埠河镇开展了南方多雨地区村镇垃圾微好氧填埋中试试验,探究微好氧填埋技术在村镇垃圾处理应用推广的可行性。本文主要的研究
水蒸气气化制氢是一种广泛采用的将固体废弃物资源化利用的工艺之一。城市污水厂的湿污泥具有含水率高、有机质含量少的特点,导致湿污泥水蒸气气化工艺的产氢效率低、预处理能耗高。因此开发有效的高含水污泥热解气化技术,合理利用湿污泥中的水分制氢成为众多学者关注的热点。本文选择密度小、有机质含量高的生物质秸秆掺混,开展了掺混秸秆种类选取、湿污泥和玉米秸秆原料特性分析、湿污泥/玉米秸秆共气化制氢特性等研究。在此基
市政污泥是很有潜力的磷回收二次资源,从市政污泥中回收磷对于缓解我国磷矿资源危机、促进污泥的资源化利用及减少磷污染均具有重要意义。但市政污泥中磷存在形态复杂,难以直接进行回收。本文以市政污泥中磷回收为目标,基于污泥调理深度脱水-碱活化热解-水浸蓝铁矿结晶的磷回收新方法,研究了磷在污泥资源化全过程中的存在形态和迁移转化规律,揭示了生物炭水浸液中杂质去除及蓝铁矿结晶的关键控制因子,并对磷回收过程中分离得
近年来,基于过硫酸盐的高级氧化技术受到广泛关注。过硫酸盐可通过多种方式活化,与基于输入能量的活化方法(热、紫外、超声等)相比,过渡金属活化操作简单,价格低廉。然而,过渡金属活化过硫酸盐时存在有效p H范围窄、金属离子从高价态到低价态转化速率慢等问题。为解决上述问题,本论文将具有还原性的四硫化钼离子(MoS42-)引入水滑石材料层间,制备了镁铝-四硫化钼(MgAl-MoS4)和铁镁铝-四硫化钼(Fe
随着居民对环境空气质量要求的不断提高,H2S等恶臭气体的防治工作引发广泛关注,绿色、高效的H2S捕集材料的合成应用也随之成为当前一大研究热点。本论文利用合成的三种三乙烯四胺基功能化离子液体(Ionic liquid,IL),构建了其与有机溶剂乙二醇(Ethylene glycol,EG)组成的二元混合体系,研究了离子液体及其混合体系的理化特性与该二元混合体系捕集H2S的性能,并利用量子化学方法揭示
五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)作为木材防腐剂和杀虫剂等在世界范围内被广泛生产和使用。PCP结构稳定,难以生物降解,具有极强的生物毒性,目前已被列为优先污染物和人类致癌物。近年来随着城市化发展,化工行业关停搬迁,大量PCP等污染的遗留场地亟待修复。过硫酸盐(Persulfate,PS)本身是一种强氧化剂,经过渡金属、碱和热等活化后会产生氧化性更强的硫酸根自由基(SO4·-),对
近年来,可再生能源的装机占比逐年提升,风力发电作为其中一种应用形式有很大的发展潜力。在日益增长的风能市场和有限的陆上可用空间中,海上风电场总发电量和安装容量逐年提高,对环境的控制要求也越来越严格,直流场成为许多电气设备的安置场所。设于户内直流场的桥臂电抗器运行时散发大量热量,合理的气流组织设计对保证设备正常工作和整个输配线路平稳运行有重要意义。本文通过数值模拟的方法,对户内直流场中桥臂电抗器散热冷
基于过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)的高级氧化技术是一类有效去除难降解有机污染物的工艺,近年来受到广泛关注。非均相铜基催化材料可有效活化PMS,而进一步提高催化材料的反应活性一直是有关研究热点。因此,本文利用双金属氧化物催化活性高、金属间具有协同作用的特点,通过共沉淀法制备系列铜基双金属氧化物催化剂,以典型镇痛消炎药对乙酰氨基酚(Acetaminophen,ACE)为目标污
人类活动对自然水体氮循环产生了破坏性影响,由此导致的水体富营养化和含氮污染物毒性等问题对水生态平衡和饮用水安全带来挑战,许多水质敏感水体存在原位深度脱氮需求。人工湿地是一种运维方便、包容性强的深度处理单元,但存在脱氮效率不高、基质堵塞等问题。而硫自养反硝化工艺是一种脱氮效率高、成本低、产泥量少的深度脱氮工艺。因此,基于前期研究,本研究设计、制造了一种一体化湿地装置,对湿地结构进行了防堵塞设计,同时
药物和个人护理用品(PPCPs)是水环境中广泛检出的污染物,其具有环境持久性、生物富集性和生物毒性,对人类健康和生态安全构成潜在危害,如何高效降解水中PPCPs是水环境领域的研究热点。UV-LED光源波长可控、结构紧凑、不含剧毒元素汞,可根据PPCPs紫外吸收和化学反应活性,选择特定波长对其精准光降解,是环境光化学的重要研究方向。水生植物根系分泌物是湿地等水环境中溶解性有机物(DOM)的重要组成部