北京市自然科学基金(8082007) 作品数:9 被引量:98 H指数:6 相关作者: 高景峰 苏凯 陈冉妮 张倩 彭永臻 更多>> 相关机构: 北京工业大学 更多>> 发文基金: 北京市自然科学基金 国家自然科学基金 北京市科技新星计划 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 农业科学 轻工技术与工程 更多>>
好氧颗粒污泥对酸性红B的生物吸附模型研究 被引量:2 2010年 考察了灭活好氧颗粒污泥吸附酸性红B的吸附等温线、吸附动力学和热力学。结果表明,Langmuir和Redlich-Peterson比Freudlich吸附等温线更符合试验数据,20 ℃C时Langmuir最大单分子层吸附量为123.46 mg/g。吸附动力学符合准2级动力学模型。灭活AGS内部扩散过程用Webber-Morris模型拟合,结果表明颗粒内部扩散过程是限速步骤,但边界层扩散和动力学阻力亦不能忽略。热力学分析表明,吸附过程是吸热且自发的过程。 高景峰 陈冉妮 苏凯 张倩关键词:环境工程学 生物吸附 好氧颗粒污泥 酸性红B 等温线 热力学 好氧颗粒污泥同时脱氮除磷实时控制的研究 被引量:15 2010年 为实现以厌氧/好氧方式处理生活污水常低温同时脱氮除磷好氧颗粒污泥(AGS)工艺的实时控制,研究了冬季低温条件下磷负荷变化对系统同时脱氮除磷的影响及DO、pH值和ORP的变化规律;并通过静态实验研究了同时脱氮除磷AGS中聚磷菌(PAO)的组成.结果表明,DO、pH值和ORP的特征点对应反硝化结束、厌氧放磷结束、吸磷结束以及硝化结束等阶段,可以作为AGS同时脱氮除磷的实时控制参数.同时脱氮除磷AGS中,以氧作为电子受体的PAO能够去除总磷酸盐的14.19%;以氧和NO3--N作为电子受体的PAO能够去除总磷酸盐的74.32%;以氧、NO3--N和NO2--N作为电子受体的PAO能够去除总磷酸盐的11.47%.在好氧条件下AGS可以实现同时硝化、反硝化、好氧吸磷和反硝化吸磷. 高景峰 陈冉妮 苏凯 张倩 彭永臻关键词:好氧颗粒污泥 同时脱氮除磷 实时控制 同步脱氮除磷好氧颗粒污泥形成与反应机制的研究 被引量:20 2010年 处理实际生活污水添加不同碳源的A(丙酸钠+乙酸钠)、B(葡萄糖)2个单级SBR中的好氧颗粒污泥(aerobic granularsludge,AGS)均能在常温(18~27℃)和低温(9~13℃)条件下稳定维持同步脱氮除磷的去除效果,利用荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)、多重荧光染色技术以及扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)技术对2个反应器中好氧颗粒污泥的菌群、细菌凋亡和胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)的分布以及颗粒污泥的微观形态等进行了研究.FISH结果表明,2个反应器的AGS中,氨氧化菌均位于AGS的最外层,约占总菌的12%,聚磷菌则均位于颗粒的内层,约占总菌的40%,2种颗粒对氮、磷的去除机制没有明显区别,受碳源影响较小.硝化是限速步骤,好氧条件下颗粒内部反硝化除磷的存在加速了吸磷的进行.细菌凋亡荧光染色结果表明,A、B中AGS的活细菌多位于外层,而死细菌均匀分布.EPS多重荧光染色结果表明,2种AGS中的蛋白质和脂类均分布均匀,不受碳源的影响,但蛋白质数量较多,脂类较少;而多糖(α吡喃葡萄糖、α甘露糖和β-D-吡喃葡萄糖)在不同反应器的AGS中呈现出不同的分布规律,表明其分布及含量与外加碳源有着密切的关系,多糖与AGS的形成、稳定维持具有直接的联系.SEM显示B中球菌较多,而A中以杆菌为主,该结果表明不同的碳源会对好氧颗粒污泥的菌种产生影响,并且与最终的去除效果相关,以丙酸钠+乙酸钠为外加碳源更容易维持稳定的同步脱氮除磷去除效果. 高景峰 陈冉妮 苏凯 张倩 彭永臻关键词:好氧颗粒污泥 同步脱氮除磷 荧光原位杂交 胞外多聚物 好氧颗粒污泥对水溶液中酸性淡黄2G的生物吸附 被引量:3 2010年 利用好氧颗粒污泥对酸性淡黄2G溶液进行吸附脱色研究,考察了pH值、吸附剂用量、初始酸性淡黄2G的浓度、温度以及NaCl浓度对吸附过程的影响.实验结果表明,吸附过程对溶液pH值具有很高的依赖性,其最佳pH值为2.0.Temkin等温线在整个实验染料浓度范围内能够很好地描述吸附过程.吸附动力学符合准二级动力学模型.内部扩散和边界层扩散都可能影响生物吸附速率.热力学分析表明,吸附过程是一个自发的放热过程.采用FTIR分析的结果进一步揭示了颗粒污泥上官能团(如胺基、羧基和羟基等)可能是染料生物吸附的活跃结合位点.这些结果表明,好氧颗粒污泥可以作为吸附剂以去除水中的酸性淡黄2G。 高景峰 张倩 苏凯 王金惠 彭永臻 王淑莹关键词:生物吸附 好氧颗粒污泥 等温线 动力学 连续进水对好氧颗粒污泥稳定维持的影响 被引量:8 2010年 为了考察连续进水对好氧颗粒污泥稳定维持的影响,在SBR反应器中接种成熟的好氧颗粒污泥,采用连续进水、间歇出水的方式运行.在反应器运行过程中,部分好氧颗粒污泥解体,完整存在的好氧颗粒污泥表面附着生长树枝状污泥和少量丝状菌.SVI在最初的13d内逐步上升,随后趋于稳定.同时,考察了好氧颗粒污泥在连续进水运行过程中EPS含量的变化以及EPS的空间分布变化:胞外多糖的含量在运行过程中呈下降趋势;胞外蛋白的含量整体呈先上升后下降的趋势;反应器运行15d后,胞外蛋白和胞外多糖的含量趋于稳定.连续进水运行30d后,EPS空间分布最大变化是β-D吡喃葡萄糖,它大量聚集在颗粒的表层及颗粒中伸出的树枝状污泥及丝状菌的表层.本研究表明,连续进水的运行方式不利于好氧颗粒污泥的稳定维持,底物浓度梯度为好氧颗粒污泥稳定维持的重要因素之一;EPS的分泌量以及空间分布对好氧颗粒污泥的形成及其稳定维持起着至关重要的作用. 高景峰 苏凯 陈冉妮 张倩 王金惠 彭永臻关键词:好氧颗粒污泥 连续进水 胞外多聚物 好氧颗粒污泥生物吸附酸性红B的试验研究 被引量:2 2009年 为了考察灭活好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge,AGS)生物吸附偶氮染料酸性红B(Acid Red B,ARB)的能力,对初始pH值、吸附剂用量、ARB初始浓度以及NaCl浓度等条件对生物吸附的影响进行了批式试验。结果表明,初始pH值是影响ARB生物吸附的最重要因素,最佳pH值为2.0。平衡吸附量随ARB初始浓度的增加而增加,随吸附剂浓度和NaCl浓度的增加而减少。通过傅立叶红外光谱分析得出AGS上的化学官能团(如胺基、羧基和羟基等)是吸附酸性红B的活性位置。研究表明,灭活AGS可以作为一种低成本的生物吸附剂来去除偶氮染料ARB及类似染料。 高景峰 陈冉妮 苏凯 张倩关键词:环境工程学 生物吸附 好氧颗粒污泥 酸性红B PH值 好氧颗粒污泥同步脱氮除磷的常温启动和低温维持 被引量:8 2009年 为了考察好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS)同步脱氮除磷(simultaneous nitrogen and phosphorus removal,SNPR)能力,以及在低温条件下的适应情况,采用2个SBR反应器(命名为A、B)以厌氧/好氧方式处理实际生活污水,历时254 d.反应器以沉淀时间为选择压,均在20 d内培养获得AGS,在第42 d加入不同附加碳源(分别为丙酸钠+乙酸钠和葡萄糖),调节COD∶N∶P的比例约为360∶60∶6,2个反应器均获得了夏秋季4个月长期稳定的SNPR效果,A的出水NH4+-N、TIN和PO43--P平均去除率分别为98.42%、74.25%和94.79%,B的出水NH4+-N、TIN和PO43--P平均去除率分别为99.45%、75.96%和95.60%;在低温的影响下,2个反应器分别经35 d4、9 d逐渐恢复了稳定的SNPR效果,之后A的出水NH4+-N、TIN和PO43--P平均去除率分别为96.33%、79.49%和99.68%,B的出水NH4+-N、TIN和PO43--P平均去除率则分别为93.85%、76.44%和98.44%.AGS好氧吸磷和反硝化除磷的同时进行使得除磷优先完成;硝化作用决定着SNPR的反应速度和最终效果;温度过低使得AGS内缺氧区减小,同时胞内PHAs的不足,共同制约反硝化的进行,影响SNPR的效果. 陈冉妮 高景峰 郭建秋 苏凯 张倩关键词:好氧颗粒污泥 生活污水 同步脱氮除磷 不同碳源培养的成熟好氧颗粒污泥的分形表征 被引量:19 2010年 为了表征不同碳源培养的好氧颗粒污泥的密实以及规则程度,试验利用不同碳源培养的成熟好氧颗粒污泥SEM照片,采用Photoshop、Fips2对图形进行处理并且对图像进行分形计盒维数的计算.其中,1号(葡萄糖膨胀颗粒)好氧颗粒的计盒维数最低,达到1.794±0.011,3号(蛋白胨颗粒)与5号(生活污水颗粒)的分形维数较高,达到了1.866±0.018和1.880±0.015,较为致密.不同碳源培养的好氧颗粒污泥的边界计盒维数主要分布在1.14左右,其中6号(啤酒颗粒)的形状较为规则,计盒维数达到1.115±0.003,7号(垃圾渗滤液颗粒)污泥的形状最不规则.结果表明,利用二维分形维数能够较好地表征、区分不同好氧颗粒污泥的密实程度、规则程度,并且能够表征好氧颗粒污泥的状态,如膨胀等.分形表征一定程度上弥补其他现有表征好氧颗粒污泥的理化特性方法的缺陷,为研究好氧颗粒污泥的组成、结构及物化特征的关系提供重要依据. 高景峰 苏凯 张倩 陈冉妮 王金惠 彭永臻关键词:好氧颗粒污泥 碳源 三维荧光光谱结合化学分析评价胞外多聚物的提取方法 被引量:25 2008年 采用高速离心法、EDTA法、阳离子交换树脂法(CER)、甲醛法和甲醛+NaOH法提取普通活性污泥和好氧颗粒污泥的胞外多聚物(EPS),结合三维荧光光谱对五种方法进行评价,并对EPS中的成分进行分析.结果表明,5个EPS的三维荧光光谱峰值中,2个是类蛋白峰,2个是类富里酸峰,1个是类腐殖酸峰.匀浆对好氧颗粒污泥EPS的提取必不可少.甲醛严重干扰核酸的化学测定.透析前后的EPS提取液均应作为分析对象.单纯高速离心法无法有效提取EPS.CER法不容易造成细胞破壁,是一种比较有效的方法.虽然甲醛+NaOH法对EPS的提取量最大,但对细胞的破壁程度也最大.EDTA会导致溶胞,并严重污染EPS.甲醛+NaOH法和EDTA法都会严重干扰胞外蛋白的三维荧光光谱分析. 高景峰 郭建秋 陈冉妮 苏凯 彭永臻关键词:胞外多聚物 三维荧光光谱 污泥