接种污泥对好氧颗粒污泥稳定性的影响

为研究接种污泥对好氧颗粒污泥稳定性的影响,将以城市污水处理厂的活性污泥和以啤酒废水处理厂的活性污泥为接种污泥培养的成熟好氧颗粒污泥封存后重新启动运行,探讨其理化性能、降解性能的恢复以及种群结构的变化情况。结果表明:接种污泥对好氧颗粒污泥的稳定性具有一定的影响,沉降性能好、生物活性强的啤酒废水处理厂的接种污泥形成的颗粒污泥形态恢复快,约需35 d,沉降性能恢复为贮存前的93%,具有较好的稳定性;对COD、NH3-N的降解效果与用城市污水厂的污泥接种形成的好氧颗粒污泥相近,但其对TP有更好的去除效果,COD、NH3-N、TP的去除率分别达95.10%、91.80%、94.00%。变性梯度凝胶电泳法(DGGE)分析表明:啤酒废水厂污泥接种形成的颗粒污泥的群落结构多样性十分丰富,优势种属达20个操作分离单元(OTUs);而城市污水厂污泥接种形成的颗粒污泥中优势种属只有11个OTUs。     

连续流气提式流化床启动过程中好氧颗粒污泥的形成机制

探讨连续流气提式好氧颗粒污泥流化床(CAFB)反应器的运行特征,对该工艺颗粒污泥形成过程、形成机理和颗粒性质进行分析。以市政污泥为接种污泥,以醋酸钠为碳源,在连续运行方式下培养好氧颗粒污泥。研究结果表明：CAFB反应器启动的第4－5天即有大量颗粒污泥形成,颗粒直径800~1 000 μm,比重1.006,生物相丰富,能够分泌大量胞外聚合物。当COD有机负荷高达8 和13 kg/(m³·d)时,对COD处理效率均维持在93%~97%,COD出水质量浓度仅为30~80 mg/L,引起启动后期丝状菌的大量繁殖,污泥流失。进一步提高污泥负荷有望控制污泥膨胀。     

连续流态下好氧颗粒污泥的培养及处理制药废水的性能

在上流式好氧颗粒污泥床反应器中, 以厌氧颗粒污泥和好氧絮状活性污泥为接种泥, 采用人工配制的模拟废水, 成功培养出性能优异的好氧颗粒污泥.反应器内污泥浓度稳定在5g/L左右, 颗粒污泥粒径为0.5~2.0mm, 当进水COD为2000mg/L, 容积负荷为4.8kg/(m3·d)时, 系统对COD的去除率稳定在96%以上.通过扫描电镜观察, 好氧颗粒污泥是层状结构, 表面有大量丝状菌缠绕, 内部有短杆菌和空穴存在.逐步提高制药废水在进水中的比例, 经过47d的培养, 生物制药废水完全取代模拟废水, 系统对COD、NH₃-N、TP的去除率分别稳定在90%、90%和70%以上.      

好氧颗粒污泥对有机污染物的吸附机制

为探讨好氧颗粒污泥对有机污染物的吸附机制,采用动态吸附方式研究好氧颗粒污泥对有机污染物的初期吸附作用,采用静态吸附方式考察好氧颗粒污泥失活前后对有机污染物吸附效率的差异,分析了好氧颗粒污泥吸附有机污染物前后的热力学参数及红外光谱变化。结果表明,好氧颗粒污泥对有机污染物的吸附过程表现出了明显的初期吸附去除现象,30min内对有机污染物吸附去除率达60.19%。好氧颗粒污泥吸附有机污染物是一个自发、吸热、熵增的过程,且吸附过程是一个以物理吸附为主、生物吸附和化学吸附为辅的复杂过程。     

投加粉末活性炭对MBR运行性能的影响

试验研究比较了在相同的进水和运行条件下,反应器1(投加粉末活性炭,投加量为12.3 g,使其质量浓度达到1 100 mg/L)和反应器2(未投加粉末活性炭)的膜透水性及对污染物的去除效果,并分析了粉末活性炭可以提高膜过滤性能的相关机理。试验结果表明：反应器1的膜通量衰减速率明显小于反应器2;投加粉末活性炭改变了混合液的性质,也大大降低了混合液中胞外聚合物和微细胶体的含量,从而减缓了膜通量的下降速度,可以使系统长时间地以相对高的膜通量运行。     

石墨对污泥中厌氧微生物代谢产物及其性能的影响

矿物材料对废水厌氧处理及厌氧污泥改性具有十分重要的作用,而微生物代谢产物是生物处理系统的重要组分,在提高污染物去除率和甲烷产量等方面也起到非常重要的作用。本研究对矿物材料石墨和厌氧微生物共存体系内溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)进行了分析表征。结果表明,石墨对EPS和SMP的组成和含量影响显著,主要是由于石墨的吸附作用及其对石墨颗粒的环境毒性所致。红外光谱分析表明,添加石墨体系内SMP与EPS的基团种类并未发生明显改变,但含量有所改变。三维荧光分析结果显示,SMP的主要荧光类物质为色氨酸类似物和腐殖质(辅酶NADH),而EPS的主要荧光类物质为色氨酸类似物和腐殖酸,石墨能明显降低色氨酸类似物及腐殖酸类物质的产生。石墨会减弱微生物的相对疏水性,提高表面自由能,有利于微生物团聚体的形成。     

颗粒粒径对微生物固化砂土强度影响的试验研究

微生物固化技术（MICP）是岩土工程领域新兴起的一种不良地基处理技术,不同地基土体之间的颗粒粒径并不相同,其固化效果也可能存在一定差别。选用3种不同颗粒粒径范围的砂土进行微生物固化处理,并基于无侧限抗压强度试验、孔隙体积测量和洗酸处理,从宏观角度分析颗粒粒径对微生物固化效果的影响。结合扫描电镜测试,从细观角度对微生物固化机制进行了初探。研究结果表明,微生物固化砂土中碳酸钙晶体以颗粒簇形式堆积在砂土颗粒表面及颗粒间接触处,其尺寸随碳酸钙晶体堆叠程度的增加而增大;对于颗粒粒径较小的砂土,颗粒间孔隙较易被碳酸钙晶体填充密实,固化试样内有效碳酸钙晶体比例较大,“结构性”较强,无侧限抗压强度较高。     

前寒武纪与微生物席相关的粉砂岩岩墙——以天津蓟县古元古界串岭沟组为例

在天津蓟县剖面古元古界串岭沟组下部的环潮坪相粉砂质泥页岩细粒沉积中,发育许多粉砂岩岩墙。由于该粉砂岩岩墙在层面上和层内具有特别的形态,因而对其成因具有多种解释:在层面上呈纺锤状粉砂岩裂缝以及在层内呈砂质充填管形态,从而被认为是最古老的后生动物遗迹化石;在层内呈弯弯曲曲的粉砂岩岩墙以及明显的流体化作用特点,所以又被解释为地震振荡作用形成的液化砂岩脉。显微镜下,这种岩墙具有明显的富残余有机质构成的边界,以及由粉砂颗粒相对聚集所显示出的明显的流体化作用特征;再加上与这种粉砂岩岩墙共生的沉积构造主要是皱饰构造,局部还发育变余波痕,由此表明沉积面上曾经发育过微生物席。因此,这种粉砂岩岩墙应该解释为沉积面在曾经被微生物席封闭的情况下,相对富含有机质的细粒沉积物在早期成岩作用过程中所发生的脱气作用和脱水作用的产物,最终可以归为由微生物形成的沉积构造的一种类型。     

ABR反应器结构对水力特性的影响

ABR反应器的结构决定了反应器的流态, 从而控制着可能达到的处理效率.为进行反应器结构优化设计, 首次研究了ABR的下、上向流室宽度比、折流板底端距底板距离和折流板折角等结构参数与ABR水力特性之间的关系.厌氧折流板反应器ABR的典型结构由一系列相同结构单元串联组成.反应器的水力特性可通过研究单个单元的水力特性推知.采用停留时间分布RTD (residence time distribution)方法研究了反应器各结构参数的变化对一个5.2 5L的ABR单元清水水力特性的影响.结果表明: ABR的死区较小, 远低于其他厌氧生物反应器; 流态接近理想推流式; 下、上向流室宽度比不宜过小, 最佳值为1∶3;折流板底端距底板距离与死区在本试验所取范围内(1~ 5cm)成正比关系; 折流板折角以50°左右为佳.      

Influence of gravelly exclusion on compaction of lateritic soils

This paper uses a deltaic lateritic soil sample to study the combined influence of total gravel composition and gravelly exclusion on compaction parameters MDD (or maximum dry density) and OMC (or optimum moisture content) derived from standard laboratory compaction tests. In the end, MDD was found to vary polynomially with percentage of gravelly exclusion with improved or higher values as total gravel composition increases. OMC on the other hand was found to decrease continually with increasing gravelly exclusion but independent of the total gravel composition. Also, a model was presented in form of a family of curves to predict actual or field compaction parameters (which is devoid of gravelly exclusion) and their laboratory counterparts. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

沙漠微生物矿化覆膜及其稳定性的现场试验研究

将微生物诱导矿化技术应用于原位沙漠覆膜的形成,使得流动沙丘经结皮固定而成为半固定、固定沙丘,从根本上阻断沙尘暴的源头。在内蒙古乌兰布和沙漠腹地选择两个微生物矿化试验区域（TP1和TP3）,分别用于两种不同矿化菌种诱导生成碳酸钙覆膜。研究沙漠微生物矿化覆膜的现场试验方法及工艺,对原位矿化覆膜的强度及其在沙漠环境中的长期稳定性进行跟踪检测。采用沙漠土中自行提取的葡萄球菌和传统的巴氏芽孢杆菌两种不同的微生物矿化菌种,通过现场贯入试验检测7、14、28、60、210 d后矿化覆膜沿深度发展的贯入阻力,并将覆膜厚度为2 cm处的平均贯入阻力换算成覆膜层强度,总结覆膜强度随时间的发展变化规律。现场观测结果显示,不同微生物菌种诱导生成的矿化覆膜均在试验的第4天开始形成,到第7天覆膜层具有稳定的强度和厚度,现场检测覆膜的平均厚度为2.0～2.5 cm,经自源葡萄球菌诱导生成的矿化覆膜（TP1）的强度是巴氏芽孢杆菌诱导生成的矿化覆膜（TP3）强度的1.05倍。当经历冬春交替后覆膜层强度都有不同程度的降低,明显地TP3较TP1区域表面剥落更为严重,第210天检测TP3的平均厚度为0.7～1.0 cm,覆膜强度较第7天时降低19%,覆膜内碳酸钙含量较第7天检测时降低15%～30%。而TP1在第210天时的强度较第7天时强度降低仅2%。因此,微生物诱导矿化技术可以应用于沙漠原位覆膜的形成,且沙漠自源葡萄球菌经诱导生成的矿化覆膜层具有更好的强度表现和稳定性。     

活性TiO2的制备与去除地下水中氟离子（F－)性能的研究

通过静态和动态(柱)吸附实验,探讨了活性TiO₂去除地下水中氟离子（F^－）时活性TiO₂的投加量、处理时间、酸度等影响因素。实验结果表明：在静态实验中,在50 mL,F^-浓度为10 mg/L的地下水样中,加入0.3 g活性TiO₂,处理15 min,F^-的去除率可达90%以上,且处理前后水样的pH值不变。在动态实验中,0.3 g的活性TiO₂和120 g砾石可使150 mL水样的除氟率达到90%以上。处理后均可达到饮用水的标准。     

Effects of periodic fluctuations of micro‐polar boundary conditions on shear localizations in granular soil–structure interaction

In this work, the interface behavior between an infinite extended narrow granular layer and a rough surface of rigid body is investigated numerically, using finite element method in the updated Lagrangian (UL) frame. In this regard, the elasto‐plastic micro‐polar (Cosserat) continuum approach is employed to remove the limitations caused by strain‐softening of materials in the classical continuum. The mechanical properties of cohesionless granular soil are described with Lade's model enhanced by polar terms, including Cosserat rotations, curvatures, and couple stresses. Furthermore, the mean grain diameter as the internal length is incorporated into the constitutive relations accordingly. Here, the evolution and location of shear band, within the granular layer in contact with the rigid body, are mainly focused. In this regard, particular attention is paid to the effects of homogeneous distribution and periodic fluctuation of micro‐polar boundary conditions, prescribed along the interface. Correspondingly, the effects of pressure level, mean grain diameter, and stratified soil are also considered. The finite element results demonstrate that the location and evolution of shear band in the granular soil layer are strongly affected by the non‐uniform micro‐polar boundary conditions, prescribed along the interface. It is found that the shear band is located closer to the boundary with less restriction of grain rotations. Furthermore, the predicted thickness of shear band is larger for higher rotation resistance of soil grains along the interface, larger mean grain diameter, and higher vertical pressure. Regarding the stratified soil, comprising a thin layer with slightly different initial void ratio, the shear band moves towards the layer with initially higher void ratio. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.