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生物滤池对N-DBPs前体物控制的研究进展

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给水排水 2022年第S01期48卷 687-693,697页

作者：桂鑫蕊张会宁袁鑫季必霄徐美娟马建青浙大宁波理工学院宁波315000 浙江大学工程师学院杭州310000 浙江大学宁波研究院宁波315000 宁波市城乡水污染控制技术重点实验室宁波315000

饮用水消毒过程中,消毒剂会与无机或有机物发生反应,形成有害的消毒副产物,其中含氮消毒副产物有较强的细胞毒性和遗传毒性,引起人们越来越多的关注。源头控制是去除饮用水中含氮消毒副产物行之有效的方法之一。生物过滤是在传统过滤器... 详细信息

饮用水消毒过程中,消毒剂会与无机或有机物发生反应,形成有害的消毒副产物,其中含氮消毒副产物有较强的细胞毒性和遗传毒性,引起人们越来越多的关注。源头控制是去除饮用水中含氮消毒副产物行之有效的方法之一。生物过滤是在传统过滤器上发展起来的一种生物处理技术,它既能实现物理作用的吸附截留污染物又能利用微生物降解有机物。综述了生物滤池工艺、生物过滤法去除含氮消毒副产物前体物的效果以及去除效果的影响因素,同时简要阐述了目前研究与应用的不足。

关键词：生物滤池含氮消毒副产物前体物源头控制饮用水

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生物滤池去除恶臭气体工艺填料优选研究

环境科学研究 2021年第8期34卷 1876-1885页

作者：于承泽李鸣晓孟繁华郝艳刘东明侯佳奇中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012 青岛农业大学资源与环境学院青岛市农村环境工程研究中心山东青岛266109

生物滤池是生活垃圾处理厂处理恶臭气体的主要方式,影响生物滤池性能好坏的重要因素之一就是填料的种类.选用生活垃圾发酵后的堆肥产品作为生物滤池除臭填料,可在一定程度上实现资源循环利用.针对生活垃圾厂产生的甲苯、甲硫醇、氨气、... 详细信息

生物滤池是生活垃圾处理厂处理恶臭气体的主要方式,影响生物滤池性能好坏的重要因素之一就是填料的种类.选用生活垃圾发酵后的堆肥产品作为生物滤池除臭填料,可在一定程度上实现资源循环利用.针对生活垃圾厂产生的甲苯、甲硫醇、氨气、硫化氢4种恶臭气体,通过柱试验模拟,采用二次发酵7 d、20 d及成品肥3种不同腐熟阶段的垃圾发酵产物作为生物滤池填料,考察其对恶臭气体的去除效果和除臭前后其理化性质的变化,并对成品肥填料微生物群落演替进行研究.结果表明:不同填料对氨气、硫化氢、甲苯、甲硫醇的平均去除率均在95%以上,成品堆肥填料对恶臭气体的去除率及其微生物种类丰度均最高.运行前期和后期成品肥细菌群落的同源系数较大,已形成以丝状菌属(Kineothrix)、芽孢杆菌属(Bacillus)、魏斯氏属(Weissella)等具有除臭功能的菌属为优势物种的稳定微生物群落.综上,比较不同填料的恶臭气体去除率、理化性质、微生物群落变化发现,成品肥填料对恶臭气体处理效果最好、理化性质稳定,并含有除臭功能微生物,可优选为生活垃圾处理厂除臭生物滤池填料.

关键词：生物滤池恶臭气体填料堆肥微生物群落

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生物滤池对乙草胺的去除机制研究

生物滤池对乙草胺的去除机制研究

作者：刘惠平吉林农业大学

学位级别：硕士

中国作为农业大国，农药的广泛应用尽管给农业生产带来了极大的效益，但是不可避免的造成农药大量进入环境中，污染水体、土壤和大气。农业生产中流失的农药，不仅会对环境产生危害，还会危害人体健康。东北地区耕地面积大，各种化学农... 详细信息

中国作为农业大国，农药的广泛应用尽管给农业生产带来了极大的效益，但是不可避免的造成农药大量进入环境中，污染水体、土壤和大气。农业生产中流失的农药，不仅会对环境产生危害，还会危害人体健康。东北地区耕地面积大，各种化学农药的应用非常多，乙草胺作为一种广泛应用于玉米田的高效除草剂，其在环境中的残留也令人担忧。因此，迫切需要低成本、高效率的控制措施。生物滤池以其高效、经济并且构造简单等优点被广泛用于处理水体中的各类污染物。本研究以乙草胺为研究对象，对乙草胺的检测方法进行了优化;探索了基质类型对生物滤池乙草胺去除效率的影响，考察了植物强化生物滤池农药降解效果的机制。本研究得出的具体成果如下：　　1.优化了乙草胺液相提取方法，选取了二氯甲烷作为萃取剂，当萃取三次时，乙草胺的回收率为96.3±1.17%，效果最佳;通过比较进样量10μL、20μL对乙草胺浓度识别灵敏度的影响，最终认定进样量为20μL时，液相色谱分析的乙草胺峰形较好。　　2.生物炭生物滤池（Bio-BF）对乙草胺的去除率为73%，效果最好。砾石处理与生物炭处理相似。陶粒生物滤池（CER-BF）对乙草胺的去除率最低。16srRNA分析结果表明变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）是生物滤池中的优势菌门;使用气质法鉴定出乙草胺的四种代谢物，2-乙基-6-甲基-N-（乙氧基甲基）乙酰苯胺（EMEMA）、N-（2-乙基-6-甲基苯基）乙酰胺（EMPA）、N-（2-乙基-6-甲基苯基）甲酰胺（EMPF）和（2-乙基-6-甲基苯基）氨基甲酸（EMPCA）。冗余分析（RDA）进一步表明，溶解氧（DO）和温度（T）与生物滤池中微生物呈正相关，是影响生物滤池内微生物群落发展的关键环境因素。　　3.菖蒲生物滤池(CAL-BF)和美人蕉生物滤池（CAN-BF）对乙草胺的去除率（54.39%和50.88%）高于无植物生物滤池（CK-BF）(35.80%)。两种植物生物滤池的微生物的数量和群落多样性高于CK-BF，由于植物根系茂盛，为微生物提供了合适的生存条件。变形菌门（Proteobacteria）的假单胞菌属（Pseudomonas）中的好氧反硝化菌种可能利用植物根系的氧气进行反硝化，从而促进乙草胺降解。冗余分析结果表明DO与乙草胺去除效率呈正相关，是影响乙草胺去除效率和微生物群落变化的关键因素。通过KEGG通路分析，注释到了氮代谢和碳代谢的相关基因，并且两组生物滤池中氮代谢的基因（K00626）丰度高于对照组CK-BF。高丰度的氮代谢基因（K00626）会加速乙草胺降解，　　提高生物滤池中乙草胺的去除率。

关键词：生物滤池乙草胺去除机制

生物滤池对堆肥废气中氨的去除及氧化亚氮产生机理研究

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生物滤池对堆肥废气中氨的去除及氧化亚氮产生机理研究

作者：张凯峰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

堆肥被认为是处理沼渣、餐厨垃圾、污泥、畜禽粪便等有机固废的有效手段,然而堆肥过程中产生的各种恶臭物质逐渐限制了堆肥技术的发展和实际应用。已有研究表明,以堆肥熟料为主要滤料的生物滤池去除效率较高,非常适宜处理排气流量较大... 详细信息

堆肥被认为是处理沼渣、餐厨垃圾、污泥、畜禽粪便等有机固废的有效手段,然而堆肥过程中产生的各种恶臭物质逐渐限制了堆肥技术的发展和实际应用。已有研究表明,以堆肥熟料为主要滤料的生物滤池去除效率较高,非常适宜处理排气流量较大而污染物浓度相对较低的废气,且运行过程中不产生二次污染,是控制堆肥臭气污染的理想方法。目前已有的对生物滤池除臭能力的研究中,针对除臭过程的量化分析较少,特别是对非恒定负荷条件下生物滤池稳定运行能力的研究欠缺,同时缺少不同来源堆肥熟料作为生物滤池主要滤料之间的对比研究。此外,已有研究关注到生物滤池运行过程中产生的温室气体氧化亚氮(NO),但对其产生途径和微生物机理的研究仍不够深入。针对以上问题,本研究以堆肥产气中的氨气(NH)为主要目标污染物,在监测了不同NH负荷下生物滤池去除效率的基础上,确定了滤料的吸附作用和微生物转化作用对生物滤池除氨性能的贡献程度,同时在非恒定NH负荷条件下,对比了不同来源滤料的长期稳定运行能力,采用氮素平衡计算的方法分析滤料内的氮素转化过程,为生物滤池的实际应用提供理论依据。此外,进一步监测了不同运行条件下生物滤池内NO的排放情况,通过相关性分析确定NO产生的影响因子,并从微生物群落结构的角度解释NO产生的主要途径,对于削减生物滤池运行过程中的温室气体排放具有理论和实践意义。不同NH负荷下生物滤池的运行结果表明,中浓度(200mg/m)生物滤池运行状况最稳定,总体去除率能够维持在85%以上,其中最底层滤料承担去除NH3的主要作用,底层滤料的有效高度每增加10cm,总去除率可以提高30%左右。生物滤池滤料内发生了明显的微生物转化过程,从NO-N和NO-N的累积结果可以得知,滤料内主要发生的是硝化反应。实验应用的两种不同来源滤料生物滤池在非恒定NH负荷条件下均有较强的抗冲击负荷能力,其长期运行状态均能保持稳定,以畜禽粪便堆肥熟料为主要滤料的生物滤池几乎不需要启动时间,而剩余污泥堆肥熟料则需要一段时间的驯化过程。滤料内硝化反应主要发生在中上层,其中累积输入的氮素绝大部分以无机氮的形式存留在滤料内,在运行初期以NH-N为主,随着运行时间的延长NO-N和NO-N的累积量也有所增加。生物滤池内NO的排放量随运行时间的增加呈逐渐上升的趋势,其中以畜禽粪便堆肥熟料为主要滤料的生物滤池在系统运行后期NO排放浓度大幅增加,而剩余污泥堆肥熟料内NO的排放浓度比较稳定。相关性分析及验证结果表明滤料内NO-N含量与NO排放量之间呈显著正相关关系,即NO-N的逐渐累积可能会造成NO的剧烈释放。通过对滤料内微生物群落结构的分析,证明好氧条件下的氨氧化过程和好氧反硝化过程是NO产生的主要途径,添加硝化抑制剂可以显著降低生物滤池内NO的排放浓度,但对生物滤池的稳定除氨能力产生了较大的影响,若通过该方式尝试削减生物滤池内NO的排放,需要在尽可能保持生物滤池稳定运行能力的基础上,进一步考虑硝化抑制剂的投加量。

关键词：生物滤池氨气氮素转化氧化亚氮

火山岩填料曝气生物滤池的SNAD工艺启动特性及功能菌丰度演替

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环境科学 2020年第6期41卷 2796-2804页

作者：薛嘉俊张绍青张立秋李淑更姚海楠耿忠轩李鸿刘晓玲广州大学土木工程学院广州510006 广州大学珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室广州510006 广州大学环境科学与工程学院广州510006

为研究同步亚硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(SNAD)工艺在浸没式生物滤池反应器(SBAF)内的运行特性,同时接种亚硝化污泥和富集ANAMMOX的填料启动SNAD反应器.结果表明在60 mg·L^-1有机物浓度下,自养脱氮和反硝化实现较好的耦合,并在该浓度... 详细信息

为研究同步亚硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(SNAD)工艺在浸没式生物滤池反应器(SBAF)内的运行特性,同时接种亚硝化污泥和富集ANAMMOX的填料启动SNAD反应器.结果表明在60 mg·L^-1有机物浓度下,自养脱氮和反硝化实现较好的耦合,并在该浓度下稳定运行了67 d,其总氮去除率最高可达92.0%,COD去除率最高达82.9%,最高总氮去除负荷为2.3 kg·(m^3·d)^-1.与全程自养脱氮(CANON)工艺相比,SNAD工艺的平均总氮去除率提高了12.6%.荧光定量PCR结果显示,系统启动后AOB菌的丰度有所增长,ANAMMOX菌的丰度增长了1个数量级,而NOB菌和反硝化菌的数量维持在较低水平(小于107 copies·g^-1),表明以火山岩为填料的浸没式生物滤池反应器有利于ANAMMOX和AOB的协同生长,可快速实现SAND工艺的启动.

关键词： SNAD工艺 CANON工艺火山岩填料生物滤池定量PCR

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一种改性生物填料强化生活污水脱氮效果研究

环境科学学报 2022年第1期42卷 222-230页

作者：程贤良王宇晖宋新山许中硕东华大学环境科学与工程学院上海201620

生物强化脱氮技术是城镇污水处理厂的重点关注之一.大量研究表明改性填料可以增强污水生物脱氮效果.本文制备了负载纳米MnO_(2)的改性聚氨酯棉填料(聚氨酯/MnO_(2)),构建分别以聚氨酯/MnO_(2)和聚氨酯为填料的生物滤池对比系统(R1和R2)... 详细信息

生物强化脱氮技术是城镇污水处理厂的重点关注之一.大量研究表明改性填料可以增强污水生物脱氮效果.本文制备了负载纳米MnO_(2)的改性聚氨酯棉填料(聚氨酯/MnO_(2)),构建分别以聚氨酯/MnO_(2)和聚氨酯为填料的生物滤池对比系统(R1和R2);并进一步探究两个系统对生活废水的脱氮效果差异以及主要运行参数的影响作用.结果表明,整个运行过程中实验组R1的脱氮效果优于对照组R2;其中,当进水C/N比为11,DO和HRT分别为3~4 mg·L^(-1)和12 h时,出水水质均可达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A类标准.进一步地,当COD去除率均在85%以上时,R1的总氮去除负荷(0.059 g·L^(-1)·d^(-1))高于R2(0.047 g·L^(-1)·d^(-1));其中,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和TN的去除率比对照组R2分别提高了9.7%、20.0%、17.0%.本研究可为城镇污水处理厂中生物脱氮工艺提供新技术和新思路.

关键词：改性填料二氧化锰生物滤池脱氮

生物滤池/生物滞留池组合设施控制CSO污染的效果

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中国给水排水 2021年第19期37卷 131-138页

作者：马晶伟林潇施周贺卫宁陈世洋陆先镭陈蕃湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 中机国际工程设计研究院有限责任公司湖南长沙410007

针对目前合流制溢流(CSO)污染严重的问题,开展了生物滤池/生物滞留池组合设施去除CSO污染物的研究。首先探讨了砾石、火山岩、陶粒、沸石等4种生物滤池填料对N、P的吸附和解吸附特性,然后通过模拟柱试验分析了含不同填料的生物滤池对CS... 详细信息

针对目前合流制溢流(CSO)污染严重的问题,开展了生物滤池/生物滞留池组合设施去除CSO污染物的研究。首先探讨了砾石、火山岩、陶粒、沸石等4种生物滤池填料对N、P的吸附和解吸附特性,然后通过模拟柱试验分析了含不同填料的生物滤池对CSO污染物的去除效果。结果显示,火山岩填料对CSO污染物的去除效果最佳。在此基础上,将火山岩填料生物滤池与改良介质填料生物滞留池组合起来,探究不同水力负荷和不同污染负荷下组合设施对CSO污染物的去除效果。结果表明,当水力负荷较低时组合设施对CSO污染物的去除效果较好,而当水力负荷较高时组合设施对TN和COD的去除效果不稳定;不同污染负荷下组合设施对CSO污染物均具有较好的去除效果。

关键词：合流制溢流污染生物滤池生物滞留池填料

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煤分质利用废水处理工程实例及运行效果分析

给水排水 2023年第8期49卷 66-71页

作者：金文亮沈哲王延楠新凤鸣集团股份有限公司桐乡314500 西安航空学院能源与建筑学院西安710077

煤分质利用废水属于典型的高氨氮、难降解、有毒有害工业废水,利用低浓度生产废水调制调节,采用分质预处理-生物处理(AO/AO)-高效沉淀池-生物滤池联合工艺处理煤分质利用混合废水,介绍了工艺流程、主要构筑物设计参数及设备选型,对分质... 详细信息

煤分质利用废水属于典型的高氨氮、难降解、有毒有害工业废水,利用低浓度生产废水调制调节,采用分质预处理-生物处理(AO/AO)-高效沉淀池-生物滤池联合工艺处理煤分质利用混合废水,介绍了工艺流程、主要构筑物设计参数及设备选型,对分质预处理混合废水和联合工艺处理系统处理后出水水质检测分析。结果表明该工艺对COD、BOD_(5)、NH_(3)-N、石油类、SS的去除率分别为97.7%、98.3%、98.6%、100%、94.3%,出水多项指标达到进入回用处理系统的进水标准。

关键词：煤分质利用废水工艺设计 AO/AO工艺生物滤池

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后置固相反硝化滤池工艺沿程微生物特性

环境科学 2018年第4期39卷 1763-1772页

作者：张千吉芳英徐璇重庆理工大学化学化工学院重庆400054 重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400045

为解决现有低碳源污水处理工艺能耗高、工艺复杂和脱氮效果不佳等问题,提出一种新型的混凝沉淀/后置固相反硝化滤池工艺.为了从微生物角度来解释该工艺的宏观脱氮效果,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究了工艺中... 详细信息

为解决现有低碳源污水处理工艺能耗高、工艺复杂和脱氮效果不佳等问题,提出一种新型的混凝沉淀/后置固相反硝化滤池工艺.为了从微生物角度来解释该工艺的宏观脱氮效果,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究了工艺中生物滤池沿程微生物群落结构的变化规律及脱氮功能菌的类型.结果表明,硝化滤池内生物膜中微生物的多样性和丰度沿上向流方向呈逐渐上升的趋势,且硝化细菌在顶端富集,而固相反硝化滤池呈先上升后下降的趋势,反硝化菌在中部富集.硝化滤池中的优势菌株为硝化细菌Nitrosomonas sp.Nm47和Candidatus Nitrospira defluvii;固相反硝化滤池中的优势菌株为反硝化菌Rubrivivas gelatinosus和固体碳源降解反硝化菌Myxobacteria.

关键词：后置固相反硝化生物滤池固体碳源 PCR-DGGE 微生物群落