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石家庄市春季景观水体nirS型反硝化细菌群落特征分析

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环境科学 2019年第7期40卷 3295-3303页

作者：张艺冉李再兴孙悦霍然孟文茹王凌霄申邵恒杨子程周石磊河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室

选取石家庄市主城区4个典型景观水体作为研究对象,在对水体水质特征分析的基础上,运用Illumina高通量测序技术对景观水体中的nir S型反硝化细菌种群结构和多样性进行测定,探究春季景观水体水质与nir S型反硝化细菌群落的相互关系.结果表... 详细信息

选取石家庄市主城区4个典型景观水体作为研究对象,在对水体水质特征分析的基础上,运用Illumina高通量测序技术对景观水体中的nir S型反硝化细菌种群结构和多样性进行测定,探究春季景观水体水质与nir S型反硝化细菌群落的相互关系.结果表明,4个景观水体中氮素含量为4.43~13.83 mg·L^-1,氮素污染较严重;基于三维荧光光谱的特征指数分析,4个景观水体均呈现出较强的自生源及弱腐殖质特征;Illumina高通量测序结果表明,不同景观水体中nir S型反硝化细菌大多为变形菌门,在优势菌属上差异显著;unclassified_Bacteria(53.52%)、假单胞菌(Pseudomonas)(60.48%)和红杆菌属(Rhodobacter)(46.94%)分别为裕西、水上和长安公园水体中的优势菌属,unclassified_Bacteria(36.19%)和unclassified_Proteobacteria(23.44%)为世纪公园水体中的优势菌属;冗余分析(RDA)结果表明,裕西公园反硝化细菌主要受硝氮、总氮和溶解氧的影响,水上公园反硝化细菌受总磷的影响较大,长安公园反硝化细菌主要受氨氮和亚硝氮的影响,世纪公园反硝化受总磷、亚硝氮和氨氮的影响较大.综上表明,春季不同景观水体的水质以及nir S型反硝化细菌的群落结构差异显著,通过开展景观水体水质、反硝化群落以及影响因素的研究,有助于对城市水系的水质特征以及反硝化群落结构的认识,对基于该水质特征的高效反硝化菌剂的研发具有指导意义.

关键词：景观水体 nirS型反硝化细菌 Illumina高通量测序群落结构冗余分析(RDA)

微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺深度处理煤化工废水

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环境科学 2017年第8期38卷 3362-3368页

作者：刘春周洪政张静陈晓轩张磊郭延凯河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室石家庄050018

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考察耦合系统处理性能及不同臭氧投加量和进水COD量比值的影响.结果表明,微气泡臭氧催化氧化处理能够有效降解废水中难降解含氮芳香族污染物,去除部分COD并释放氨... 详细信息

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考察耦合系统处理性能及不同臭氧投加量和进水COD量比值的影响.结果表明,微气泡臭氧催化氧化处理能够有效降解废水中难降解含氮芳香族污染物,去除部分COD并释放氨氮,显著提高废水可生化性,臭氧利用率接近100%,无需进行臭氧尾气处理;同时为生化处理提供充足溶解氧(DO),实现生化处理对COD和氨氮的进一步有效去除,生化处理无需曝气.在系统出水回流比为30%、臭氧投加量和进水COD量之比为0.44 mg·mg^(-1)的运行条件下,耦合系统处理性能较好.微气泡臭氧催化氧化处理对COD去除率为42.5%,臭氧消耗量与COD去除量比值为1.38 mg·mg^(-1),臭氧利用率为98.0%;生化处理对COD去除率为42.3%;耦合系统整体COD去除率为66.7%,最终平均出水COD浓度为91.5 mg·L^(-1),估算整体臭氧消耗量与COD去除量比值为0.68 mg·mg^(-1),具有较优的技术经济性能.

关键词：微气泡催化臭氧化生化处理煤化工废水深度处理

微气泡臭氧催化氧化-生化耦合处理难降解含氮杂环芳烃

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中国环境科学 2017年第8期37卷 2978-2985页

作者：周洪政刘平张静刘春陈晓轩张磊河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室河北石家庄050018

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考查了污染物去除性能,并分析了处理过程中含氮杂环芳烃类污染物降解和废水可生化性变化.结果表明,微气泡臭氧催化氧化对煤化工废水生化出水COD平均去除率和去除... 详细信息

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考查了污染物去除性能,并分析了处理过程中含氮杂环芳烃类污染物降解和废水可生化性变化.结果表明,微气泡臭氧催化氧化对煤化工废水生化出水COD平均去除率和去除负荷分别为26.4%和1.46kg/(m^3·d),并将废水BOD5/COD值由0.038提高至0.30,从而改善后续生化处理COD去除性能,使得COD总去除率达到62.4%,显著优于单独生化处理.微气泡臭氧催化氧化降解含氮杂环芳烃后释放氨氮,其在后续生化处理中被有效去除.此外,耦合处理对废水UV_(254)的总去除率可达68.9%.对耦合处理过程中废水GC-MS、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱进行分析,结果表明,含氮杂环芳烃是煤化工废水生化出水中主要难降解污染物.同时证实微气泡臭氧催化氧化可有效降解去除含氮杂环芳烃,生成小分子有机物,提高废水可生化性.

关键词：微气泡臭氧催化氧化生化处理含氮杂环芳烃煤化工废水

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工业废水水质对微气泡臭氧化深度处理影响

环境科学 2020年第4期41卷 1752-1760页

作者：张静张守敬刘春施佳泽陈晓轩张磊张瑞娜河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室石家庄050018

采用微气泡臭氧化深度处理实际制药废水和制革废水,比较处理性能并分析废水水质对处理性能的影响.结果表明,微气泡臭氧化可有效氧化降解实际制药废水和制革废水中主要有机污染物并去除COD,其深度处理COD去除量与臭氧消耗量之比分别为0.7... 详细信息

采用微气泡臭氧化深度处理实际制药废水和制革废水,比较处理性能并分析废水水质对处理性能的影响.结果表明,微气泡臭氧化可有效氧化降解实际制药废水和制革废水中主要有机污染物并去除COD,其深度处理COD去除量与臭氧消耗量之比分别为0.77和1.02,同时明显提高可生化性并降低生物毒性.废水中有机污染物类型影响微气泡臭氧化处理性能,制药废水中存在较多难降解复杂芳香族有机污染物,臭氧化降解难度较大,因而微气泡臭氧化深度处理制药废水性能不及制革废水.废水中无机阴离子不利于臭氧气液传质和分解以及·OH产生,进而影响微气泡臭氧化反应效率以及可生化性改善,降低阴离子浓度有助于提高微气泡臭氧化处理性能.

关键词：微气泡臭氧化实际工业废水废水水质深度处理

生物膜反应器-单宁酸铁处理低C/N废水的脱氮性能

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中国环境科学 2019年第5期39卷 1993-1999页

作者：刘春王聪聪刘颖张瑞娜陈晓轩张静张磊河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室河北石家庄050018

采用生物膜反应器耦合包埋型单宁酸铁处理低C/N比废水,考察其脱氮性能,分析了生物脱氮过程功能菌群的变化,以及单宁酸铁强化脱氮的作用机制.结果表明,生物膜反应器耦合包埋型单宁酸铁,具有低C/N比废水高效脱氮性能.进水C/N比为1:2.7时,T... 详细信息

采用生物膜反应器耦合包埋型单宁酸铁处理低C/N比废水,考察其脱氮性能,分析了生物脱氮过程功能菌群的变化,以及单宁酸铁强化脱氮的作用机制.结果表明,生物膜反应器耦合包埋型单宁酸铁,具有低C/N比废水高效脱氮性能.进水C/N比为1:2.7时,TN平均去除率可达80.0%,TN平均去除负荷为1.38kg/(m^3·d).生物膜反应器内随着进水C/N比降低,优势脱氮过程从同步硝化-反硝化过程向同步短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)过程转变,厌氧氨氧化过程对TN去除的贡献率逐渐升高至76.2%,亚硝化菌群和厌氧氨氧化菌群成为优势生物脱氮功能菌群.包埋型单宁酸铁在生化处理后,通过吸附-催化氨氧化作用同步去除氨氮和亚硝酸盐氮,进一步提高TN去除性能.因此,耦合单宁酸铁强化生物膜反应器SNAD脱氮过程,是实现低C/N比废水高效脱氮新的有效途径.

关键词：生物膜反应器包埋型单宁酸铁脱氮 SNAD过程催化氨氧化

微气泡臭氧化预处理实际制药废水去除SS和有机物性能

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环境科学 2022年第9期43卷 4608-4615页

作者：刘春陈蕊张静杨旭陈晓轩郭延凯武明泽庞勃河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室石家庄050018

采用臭氧微气泡预处理实际制药废水,并与氮气微气泡、臭氧普通气泡和氮气普通气泡处理过程比较,考察悬浮固体(SS)和有机物去除过程和性能.结果表明,臭氧微气泡存在强吸附-气浮-氧化作用,显著增强SS去除能力,60 min时SS去除率可达到81.6... 详细信息

采用臭氧微气泡预处理实际制药废水,并与氮气微气泡、臭氧普通气泡和氮气普通气泡处理过程比较,考察悬浮固体(SS)和有机物去除过程和性能.结果表明,臭氧微气泡存在强吸附-气浮-氧化作用,显著增强SS去除能力,60 min时SS去除率可达到81.67%,同时SS粒径减小,SS表面负电荷转变为正电荷.微气泡臭氧化具有强·OH氧化作用,显著增强有机物降解去除能力,60 min时溶解性COD(SCOD)去除率可达到36.60%,且SS去除可加速SCOD去除,UV_(254)去除率可达到36.91%,同时可生化性改善和生物毒性消除作用明显.三维荧光和GC-MS分析表明,微气泡臭氧化可有效氧化破坏废水中复杂结构大分子有机物,显著降低废水中有机物芳香性.微气泡臭氧化可为高浓度难降解实际制药废水提供高效可行的预处理手段.

关键词：微气泡臭氧化实际制药废水预处理吸附-气浮-氧化

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微气泡曝气对生物膜反应器启动运行性能影响

中国环境科学 2014年第12期34卷 3093-3098页

作者：刘春肖太民张晶杨亚男张静杨景亮河北科技大学环境科学与工程学院、河北省污染防治生物技术重点实验室河北石家庄050018

比较了微气泡曝气(MB)与传统气泡曝气(CB)流化床生物膜反应器启动运行性能,以及生物膜形成过程与组成特性.结果表明,启动运行中,MB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别达到90.3%、92.7%和43.4%,而CB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除... 详细信息

比较了微气泡曝气(MB)与传统气泡曝气(CB)流化床生物膜反应器启动运行性能,以及生物膜形成过程与组成特性.结果表明,启动运行中,MB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别达到90.3%、92.7%和43.4%,而CB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别为79.4%、86.3%和29.3%,MB反应器污染物去除性能优于CB反应器.同时,MB反应器的氧利用率高达94.3%,显著高于CB反应器.MB反应器中生物膜形成速率和稳定生物膜生物量均高于CB反应器,并且所形成的生物膜VSS/SS比值较高而EPS含量较低.因此,微气泡曝气能够加速生物膜形成并获得更高的活性生物量,从而提高生物膜反应器的启动运行性能.

关键词：微气泡曝气生物膜反应器启动运行生物膜形成胞外聚合物(EPS)

微气泡曝气生物膜反应器处理低C/N比废水脱氮过程

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环境科学 2019年第2期40卷 754-760页

作者：刘春王聪聪陈晓轩张静张瑞娜张磊河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室石家庄050018

微气泡曝气生物膜反应器是微气泡曝气技术与好氧生物处理相结合的新型处理工艺.本研究采用微气泡曝气生物膜反应器在低气水比下处理低C/N比废水,考察了生物脱氮过程和性能,并分析了脱氮功能菌群变化.结果表明,通过低气水比(小于1∶2)控... 详细信息

微气泡曝气生物膜反应器是微气泡曝气技术与好氧生物处理相结合的新型处理工艺.本研究采用微气泡曝气生物膜反应器在低气水比下处理低C/N比废水,考察了生物脱氮过程和性能,并分析了脱氮功能菌群变化.结果表明,通过低气水比(小于1∶2)控制DO浓度并降低进水C/N比,可以实现生物脱氮过程从同步硝化-反硝化向同步短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)过程转变,并可获得较高的低C/N比废水生物脱氮性能. DO浓度低于1. 0 mg·L-1、进水C/N比为1∶2. 8时,SNAD过程成为生物脱氮的主要途径,TN平均去除率可达到76. 3%,TN平均去除负荷为1. 42 kg·(m3·d)-1,厌氧氨氧化过程对TN去除的贡献率为86. 0%.随着进水C/N比降低,生物膜中亚硝化菌群和厌氧氨氧化菌群的相对丰度逐渐增加,而硝化菌群和反硝化菌群的相对丰度逐渐降低.生物脱氮功能菌群变化与脱氮过程转变为SNAD过程相一致.

关键词：生物脱氮微气泡曝气生物膜反应器厌氧氨氧化功能菌群

中试规模微气泡曝气生物膜反应器运行性能评估

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环境科学 2016年第7期37卷 2632-2638页

作者：刘春张晶张静陈晓轩张磊曹丽亚河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室石家庄050018

运行中试规模微气泡曝气生物膜反应器处理校园生活污水,对其运行性能进行评估,并与传统生物处理工艺比较.结果表明,采用中试系统处理校园生活污水原水时,平均COD去除率和去除负荷分别为57.0%和2.68 kg·(m^3·d)^(-1),平均氨氮去除率和... 详细信息

运行中试规模微气泡曝气生物膜反应器处理校园生活污水,对其运行性能进行评估,并与传统生物处理工艺比较.结果表明,采用中试系统处理校园生活污水原水时,平均COD去除率和去除负荷分别为57.0%和2.68 kg·(m^3·d)^(-1),平均氨氮去除率和去除负荷分别为17.4%和0.17 kg·(m^3·d)^(-1),平均TN去除率和去除负荷分别为15.8%和0.21 kg·(m^3·d)^(-1),平均氧利用率达到100%.采用中试系统处理可生化性较差的生物接触氧化池出水,平均COD去除率和去除负荷分别为46.0%和1.53 kg·(m^3·d)^(-1);平均氨氮去除率和去除负荷分别为17.1%和0.32 kg·(m^3·d)^(-1);平均TN去除率和去除负荷分别为14.1%和0.28 kg·(m^3·d)^(-1);平均氧利用率高于50%.由于微气泡曝气能够加速氧传质过程并提高氧利用率,因此相同进水条件下,中试系统污染物去除能力显著优于传统生物接触氧化工艺和传统曝气生物滤池工艺.

关键词：微气泡曝气生物膜反应器中试规模性能评估 OHR混合器