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不同环境下厌氧氨氧化菌对盐度的响应及生物量作用

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工业水处理 2022年第8期42卷 163-169页

作者：苏杨杨宏北京工业大学城市建设学部北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124

为考察厌氧氨氧化菌在不同环境下对盐度的响应情况,以及生物量对厌氧氨氧化菌高盐抑制的缓解效果,研究未添加盐度和添加不同盐度的SBR反应器的脱氮性能,确定起到促进及抑制作用的盐度阈值。通过批次实验考察低盐度对35、15℃厌氧氨氧化... 详细信息

为考察厌氧氨氧化菌在不同环境下对盐度的响应情况,以及生物量对厌氧氨氧化菌高盐抑制的缓解效果,研究未添加盐度和添加不同盐度的SBR反应器的脱氮性能,确定起到促进及抑制作用的盐度阈值。通过批次实验考察低盐度对35、15℃厌氧氨氧化污泥的影响,以及不同污泥量(4、6、8、10 g/L)在高盐抑制条件下对基质的降解能力。结果表明,低于5 g/L的盐度对中温和低温系统中的厌氧氨氧化菌均有促进和稳定作用。尤其在低温条件下,该盐度可提高厌氧氨氧化菌的亚硝氮还原能力,盐度达到14 g/L后出现明显抑制。此外,生物量为10 g/L的厌氧氨氧化颗粒污泥对盐度冲击具有一定耐受度。单位盐度负荷下的比厌氧氨氧化活性(SAA)在不同生物量时的变化规律相似。当单位生物量的盐度增至1.8 kg/kg时,SAA为初始数值的50%。明确了不同环境条件下盐度对厌氧氨氧化菌的响应情况及生物量的缓解策略,可为厌氧氨氧化菌在含盐废水脱氮工艺中的应用提供参考。

关键词：厌氧氨氧化盐度低温颗粒污泥

纳米零价铁/过硫酸盐去除2,4-二氯酚的动力学研究

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应用化工 2023年第10期52卷 2756-2760,2765页

作者：张永祥赵崇辉李雅君杜伟北京工业大学城市建设学部水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124

为更好地理解纳米零价铁(nZVI)激活过硫酸盐(PS)的机制和动力学,基于Langmuir-Hinshelwood机理,结合nZVI/PS体系中主要的反应步骤对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的降解过程建立动力学模型。使用不同影响因素下(包括nZVI投加量、初始PS浓度和初始... 详细信息

为更好地理解纳米零价铁(nZVI)激活过硫酸盐(PS)的机制和动力学,基于Langmuir-Hinshelwood机理,结合nZVI/PS体系中主要的反应步骤对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的降解过程建立动力学模型。使用不同影响因素下(包括nZVI投加量、初始PS浓度和初始2,4-DCP浓度)PS,2,4-DCP浓度变化数据拟合动力学模型并确定速率常数,通过对速率常数的敏感性分析得到:2,4-DCP降解的整体反应动力学是由前体表面复合物内部发生电子转移反应形成硫酸根自由基SO_(4)^(·-)以及2,4-DCP被羟基自由基OH·降解这两个过程来控制的。

关键词： 2,4-二氯酚纳米零价铁/过硫酸盐动力学模型

厌氧/微好氧与A/(O/A)n运行时间配比对颗粒污泥SNDPR的影响

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中国环境科学 2022年

作者：李冬王歆鑫王沁源李柱张杰北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室

本研究在SBR反应器中采用厌氧/微好氧与A/（O/A）n交替运行模式.通过考察运行过程中污染物的去除效果、颗粒污泥特性及EPS分泌情况等，探讨了厌氧/微好氧与A/（O/A）n的运行时间配比对短程硝化反硝化除磷（SNDPR）系统的影响.实验结果...

本研究在SBR反应器中采用厌氧/微好氧与A/（O/A）n交替运行模式.通过考察运行过程中污染物的去除效果、颗粒污泥特性及EPS分泌情况等，探讨了厌氧/微好氧与A/（O/A）n的运行时间配比对短程硝化反硝化除磷（SNDPR）系统的影响.实验结果表明，在厌氧/微好氧与A/（O/A）n交替运行方式下，整个运行期间对COD的平均去除率始终保持在90%以上.当厌氧/微好氧与A/（O/A）n运行时间配比为1:1时，系统内的脱氮除磷性能均有所提高，TP和TN的平均去除率分别达到了95.87%和92.00%，颗粒污泥的结构更为密实，EPS含量达到了92.60mg·g;VSS，PN/PS维持在较高水平，而运行时间配比为1:3和3:1时颗粒的稳定性均略有降低.系统内以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌占比达到了57.76%，比氨氧化速率（以N/VSS计）达到了4.57mg·（g·h）;，表明厌氧/微好氧与A/（O/A）n运行时间配比为1:1时提高了功能菌的活性，有利于维持良好的短程硝化反硝化除磷性能.

关键词：

调控内生正磷酸盐启动同步短程硝化反硝化除磷颗粒污泥

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中国环境科学 2023年

作者：李冬解一博高飞雁祝彦均张杰哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室

正磷酸盐是生物反硝化聚磷过程的中间产物，生物体内生成的正磷酸盐作为中间产物影响着反硝化聚磷菌(DPAOs)在和其他异养菌竞争碳源时的活性.本研究在接种絮状活性污泥后，以人工配水为进水，分别以不同的内生正磷酸盐调节方式运行4组... 详细信息

正磷酸盐是生物反硝化聚磷过程的中间产物，生物体内生成的正磷酸盐作为中间产物影响着反硝化聚磷菌(DPAOs)在和其他异养菌竞争碳源时的活性.本研究在接种絮状活性污泥后，以人工配水为进水，分别以不同的内生正磷酸盐调节方式运行4组活性污泥序批式反应器(SBR)，探究了不同内生正磷酸盐调节方式对于富集DPAOs和造粒等方面的影响.结果表明，以内生正磷酸盐排出液回流方式运行的颗粒污泥脱氮除磷效果更好，DPAOs活性更高，并且颗粒沉降性能良好.其中，相较于以微好氧模式运行的颗粒污泥系统，以厌氧/微好氧(AO)模式运行的颗粒污泥系统的污染物处理污染物性能更优，其化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除效率可分别达到92.57%、94.7%和97.62%.这主要是由内生正磷酸盐刺激、DPAOs和反硝化聚糖菌(DGAOs)的协同作用等多种因素共同影响的结果：在周期性调控系统中的内生正磷酸盐后，系统中污泥的内碳源转化率明显提高，DPAOs和DGAOs的活性得到增强，异养反硝化菌(DOHOs)活性被抑制，这也是在进水水质不变的情况下系统脱氮除磷效果得到明显提高的原因，而在较长的周期运行模式下，氨氧化菌(AOB)与DPAOs形成互生作用的同时也抑制其他异养微生物的生长.

关键词：内生正磷酸盐反硝化除磷菌同步硝化反硝化颗粒污泥

长/短HRT交替培养同步硝化反硝化除磷颗粒

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哈尔滨工业大学学报 2023年第2期55卷 9-18页

作者：李冬高鑫张杰杨杰王文琪水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室(北京工业大学) 北京100124 城市水资源与水环境国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

为快速实现颗粒化同时富集反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms,DPAOs),在接种絮状活性污泥和长期低温储存的颗粒污泥后,以人工配水为处理对象,分别以恒定水力停留时间(hydraulic retention time,HRT,t_(HR))... 详细信息

为快速实现颗粒化同时富集反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms,DPAOs),在接种絮状活性污泥和长期低温储存的颗粒污泥后,以人工配水为处理对象,分别以恒定水力停留时间(hydraulic retention time,HRT,t_(HR))和不同比的长/短HRT交替模式运行4组序批式活性污泥反应器(sequencing batch reactor,SBR),探究长/短HRT交替运行下的饥饿作用对于富集DPAOs和造粒等方面的影响。结果表明,长/短HRT交替运行下的颗粒污泥均具有更高的DPAOs占比和脱氮除磷率,沉降性能良好且颗粒致密。其中,在12 h/6 h的长/短HRT交替模式下,同步硝化反硝化除磷颗粒的污染物去除性能最好,其长周期内COD、TN和TP的去除率分别达93%、96%和98%,短周期内的去除率为95%、90%和93%,这主要是大粒径颗粒内形成的缺氧区、饥饿条件下胞外聚合物的分泌以及反硝化菌对可溶性微生物产物(soluble microbial products,SMP)的利用等因素综合作用的结果;当HRT比提高至13.5 h/4.5 h时,过高水平的SMP积累和过短的厌氧时间会使得出水COD和TP质量浓度超标;而当HRT比降低至10.5 h/7.5 h时,反硝化聚磷菌的占比下降了18%,出水TN去除率也有所下降,表明12 h/6 h是采用长/短HRT交替运行的可参考值。

关键词：水力停留时间可溶性微生物产物硝化反硝化除磷颗粒污泥

采用水力剪切强度优化短程硝化反硝化除磷颗粒污泥性能

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哈尔滨工业大学学报 2023年第6期55卷 10-18页

作者：李冬高鑫陈昊杨杰张杰水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室(北京工业大学) 北京100124 城市水资源与水环境国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

短程硝化反硝化除磷具有氧气消耗量小、碳源需求低以及污泥产量低等优势,但好氧颗粒污泥随着运行因粒径过大容易解体失稳。为解决失稳问题并保证反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms,DPAOs)具备充足的缺氧区,... 详细信息

短程硝化反硝化除磷具有氧气消耗量小、碳源需求低以及污泥产量低等优势,但好氧颗粒污泥随着运行因粒径过大容易解体失稳。为解决失稳问题并保证反硝化聚磷菌(denitrifying phosphate accumulating organisms,DPAOs)具备充足的缺氧区,将长期以人工配水培养的颗粒污泥作为种泥,通过优化水力剪切强度调控粒径分布,实现处理生活污水的稳定运行,并探究不同水力剪切强度对颗粒结构的影响。结果表明,具有最优同步脱氮除磷性能且颗粒结构致密的粒径范围为800~1400μm,通过调控水力剪切强度至1435.2可将这一粒径范围内的颗粒占比提高到53.39%。待颗粒粒径稳定后,出水COD远低于50 mg/L,TN去除率达90%左右,出水TN质量浓度约为4.28 mg/L,TP平均去除率为93.45%,出水TP质量浓度均在0.5 mg/L以下。此外,三维荧光结合平行因子对胞外聚合物的分析表明,提高水力剪切强度能够降低腐殖酸的质量分数并提高蛋白质的占比,有利于优化颗粒沉降性能以及提高致密性。通过优化粒径范围,利用自身缺氧区富集DPAOs并逐渐淘汰亚硝酸盐氧化菌,同时避免了丝状菌膨胀现象,稳定实现了对生活污水的短程硝化反硝化脱氮除磷处理。

关键词：颗粒粒径水力剪切强度胞外聚合物生活污水短程硝化反硝化除磷

营销水表批量定位方法及其在管网水力模型中的应用

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给水排水 2022年第10期48卷 167-172页

作者：吴雨晨黄金美吴珊侯本伟北京工业大学城市建设学部北京100124 北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124

供水公司营销系统的用户水表水量信息,是确定管网水力模型节点水量的主要依据,水表定位直接影响管网水力模型用水量空间分布的准确性。营销系统一般提供普通水表的水量和地址名称,缺乏水表的具体坐标,本文提出一种根据地址名称批量进行... 详细信息

供水公司营销系统的用户水表水量信息,是确定管网水力模型节点水量的主要依据,水表定位直接影响管网水力模型用水量空间分布的准确性。营销系统一般提供普通水表的水量和地址名称,缺乏水表的具体坐标,本文提出一种根据地址名称批量进行水表坐标定位的方法。根据单表用水量占比,将水表用户划分为重要用户和普通用户;在GIS系统中通过人工定位少量的重要用户水表,利用在线地图API批量查询获取普通用户水表的具体坐标,进而确定管网水力模型用水量的空间分布。结合某城区供水管网水力模型构建的案例验证了方法的有效性,与传统按管道长度比流量法相比,本方法构建的水力模型中节点压力和流量误差均显著降低。

关键词：管网水力模型营销数据节点水量应用程序接口

关于环境天然纳米颗粒提取及其携带有机污染物的定性测试研究

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应用化工 2022年第3期51卷 897-900页

作者：张永祥吴伊婷徐慧蕾丁文华北京工业大学城市建设学部水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124

以土壤中提取天然纳米颗粒携带有机污染物的非靶标筛查为目的,建立了一种超声离心提取-固相萃取-气相色谱质谱结合的筛查方法。采用沉淀-超声-离心-抽滤-超声-离心的方法路径,对土壤天然纳米颗粒进行提取,得到纳米颗粒原液,通过固相萃... 详细信息

以土壤中提取天然纳米颗粒携带有机污染物的非靶标筛查为目的,建立了一种超声离心提取-固相萃取-气相色谱质谱结合的筛查方法。采用沉淀-超声-离心-抽滤-超声-离心的方法路径,对土壤天然纳米颗粒进行提取,得到纳米颗粒原液,通过固相萃取对其上携带的有机污染物进行浓缩富集纯化,用气相色谱-质谱联用(GC/MS)法对污染物进行了快速定性分析。本方法用于北运河河道两侧地下水及土壤污染带,进行纳米颗粒携带的污染物监测及有机污染来源分析,为环境治理提供指导依据。

关键词：纳米颗粒有机污染物固相萃取-GC/MS 定性分析非靶向筛查

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臭氧-生物活性焦工艺对二级出水净化效果

哈尔滨工业大学学报 2022年第8期54卷 27-33页

作者：王赛时玉龙李魁晓许骐王刚魏凡钦郑晓英北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室(北京工业大学) 北京100124 北京城市排水集团有限责任公司北京100022 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室(清华大学) 北京100084

为进一步探索再生水水质安全性保障技术,搭建臭氧氧化-生物活性焦过滤中试系统(O_(3)-BACK),考察其对城市污水处理厂二级出水有机污染物、病原菌的去除效果,以及对发光菌综合生物毒性的影响。结果表明,活性焦滤柱由吸附饱和向生物活性... 详细信息

为进一步探索再生水水质安全性保障技术,搭建臭氧氧化-生物活性焦过滤中试系统(O_(3)-BACK),考察其对城市污水处理厂二级出水有机污染物、病原菌的去除效果,以及对发光菌综合生物毒性的影响。结果表明,活性焦滤柱由吸附饱和向生物活性焦发展的过程可分为3个阶段。较BACK单独过滤,O_(3)前处理单元的引入,使后续BACK滤柱稳定期对COD_(Cr)的平均去除量与去除率分别提升了20.81%和28.35%。BACK滤柱出水COD_(Cr)、UV_(254)、色度、浊度分别维持在12.74 mg/L、0.04 cm^(-1)、2度、0.75 NTU附近。O_(3)氧化对腐殖质、芳香族蛋白质类荧光组分和微量有机污染物均有较好的去除效果。除全氟辛酸外,BACK出水中磺胺甲恶唑等11种微量有机物质量浓度均降至10 ng/L以下。O_(3)对粪大肠菌群(FC)有近2log的灭活,BACK出水FC浓度为31~504 MPN/L,满足观赏性景观环境用水FC水质安全性,为污水再生与安全利用提供了可靠的技术选项。

关键词：二级出水臭氧氧化生物活性焦过滤微量有机污染物发光细菌发光强度抑制率