关键词： 黄河流域   污水处理厂   问题诊断   优化运行对策   降碳潜力核算  

摘要： 以黄河流域某典型一级A标准城镇污水处理厂为研究对象，通过全流程生产性测试和静态模拟试验，对现状运行问题进行了诊断，并对优化运行对策和降碳潜力分别进行了研究，结果表明：通过曝气沉砂池出水渠等关键节点加盖控制预处理单元跌水复氧，系统碳源投加量可降低6.75 mg/L COD;通过设置在线氨氮仪实时指导好氧池池容动态调控，好氧池曝气能耗可平均下降12.5%和节省2 268 kW·h/d;通过冗余好氧段消氧运行模式控制内回流混合液DO,缺氧池碳源投加量至少可降低6.4 mg/L COD;通过优化生物池进水配置强化生物除磷效能，除磷药剂PAC溶液投加量至少可降低24.65 mg/L;通过综合采取四项优化运行对策，核算的该污水厂的间接降碳潜力至少为3 883 kg CO2-eq/d,经济社会环境效益显著。

关键词： 城市更新   再生利用技术   污水处理技术  

摘要： 在中国式现代化改革的新阶段，城市更新工作正稳步推进，污水处理工程作为其中的重要组成部分，处理质量越高越有利于再生水资源的综合利用。当前正值城市污水处理工程高质量建设与高水平运营期间，应持续扩大对污水处理与再生利用技术配置比例并为其实践赋能。本文以此为出发点概述了其实践意义，并在剖析其常用技术的基础上，分别从项目概况、污水处理工艺、再生利用措施等方面，对某污水处理厂的城市污水处理与再生利用工程中实践情况进行了具体探讨。

关键词： 多模式生物滤池   污水处理厂   提质增效改造  

摘要： 针对某污水处理厂出水NH3-N和TN存在季节性不达标，且厂区用于改造的可用空地极其紧张的问题，提出了多模式生物滤池的改造方案。多模式生物滤池由多个滤格组成的一级生物滤池，可根据进水水质情况，全部按硝化滤池、全部按反硝化滤池、部分硝化+部分反硝化滤池3种工况运行，且可灵活调配硝化滤格和反硝化滤格的运行格数，以适应不同的进水水质，确保出水NH3-N和TN同时达标。从而实现只建设一级生物滤池，便可满足不同季节不同来水水质的处理要求，提高生物滤池的利用率，减少占地，节省投资。通过工程应用表明，进水NH3-N浓度2.0～5.0 mg/L、进水TN浓度15～22 mg/L时，通过调配硝化滤格和反硝化滤格的运行格数，可同时保证出水NH3-N稳定在0.5 mg/L以下、出水TN稳定在15 mg/L以下。

关键词： 污水处理厂   数字化改造   项目管理   风险控制  

摘要： 广州某大型污水处理厂于1988年投产，至今已运行30多年。由于建设早，设备较老旧，很多设备、阀门采用手动操作，工艺参数的调整大多沿用积累下来的工作经验，管理手段较传统，与设备自动化和系统智能化的行业现状和技术发展趋势存在较大差距。因此，推动污水厂的数字化化改造成为污水厂近些年的工作重点。该污水厂于2021年至2023年期间开展了系列数字化建设工作，主要有药剂自动化投加系统改造、阀门自动化改造、巡检系统改造等几个项目。在项目实施中发现，因污水处理厂其国企性质，企业内部组织架构是职能部门架构，在风险管理上存在自身单一、集权的组织架构模式，其风险管理模式仍倾向于被动应对。数字化项目实施在整个项目生命周期内存在着各种各样的风险。　　基于以上背景，本课题分析了老旧污水厂运行及数字化改造项目的特点，聚焦老旧污水厂的数字化改造项目实施中所面临的风险管理问题，围绕风险管理的风险识别、风险等级划分、风险评估、应对措施四个方面展开研究。通过问卷调查方式研究构造一个针对老旧污水处理厂数字化改造项目的风险因素清单以及相对应风险因素的排序，同时通过ISM模型法模拟得到关于老旧污水处理厂数字化改造项目风险因素影响程度的排名，得出影响程度最高的风险因素，并根据风险因素的划分形成不同范畴的应对措施并提出建议。为将来的老旧污水处理厂数字化改造项目提供参考。

关键词： 产蛋白酶菌   产淀粉酶菌   原位污泥减量   胞外聚合物(EPS)   微生物群落  

摘要： 目前,城市生活污水处理厂中应用最广泛的处理工艺是活性污泥法。这种工艺能够达到较好的脱氮除磷以及同步去除化学需氧量(COD)的效果,但是在污水处理过程中会产生大量的剩余污泥。剩余污泥的处理处置需要投入大量的人力、物力和财力,而且一旦处理处置不当,会对环境产生二次污染。因此,在污水处理过程中减少剩余污泥的产生量,已经成为当前的研究热点。在此背景下,产酶菌原位污泥减量技术因其经济、节能和生态友好性的优点,逐渐得到广泛研究。目前大多数实验构建的产酶菌主要适用高温(50-80℃)或碱性(p H=9-11)的极端环境条件,这些菌株在应用于污水处理生物反应器的原位活性污泥减量时存在一定的限制。基于此,本文筛选出具有产淀粉酶和蛋白酶功能的菌株,构建了一种微生物菌剂,能够在常温、中性p H条件下实现污泥减量,并在实验室规模的序批式反应器(SBR)中进行了原位污泥减量实验,主要研究内容及结果如下: 本文从污水厂活性污泥中筛选出了三种产酶细菌,能够在30℃、p H=7的条件下实现污泥减量,分别为Bacillus thuringiensis DF1(DF1)、Klebsiella huaxiensis DF10(DF10)和Chryseobacterium ureilyticum DB8(DB8)。其中,DF1和DF10是产淀粉酶菌,DB8是产蛋白酶菌。上述菌株在污泥减量过程中都能促进胞外聚合物(EPS)中的多糖从紧密结合EPS(Tightly Bound EPS,TB-EPS)转化到松散结合EPS(Loosely Bound EPS,LB-EPS)中,同时促进可溶性多糖的溶出。通过正交实验构建了微生物菌剂,9组实验三种菌株的最佳复配比例为DF1:DB8:DF10=2:2:3。通过批式实验,得到微生物菌剂的最佳投菌量为0.15g biomass/g MLSS,按照最佳投菌量投菌,发现微生物菌剂在污水COD浓度为50-250 mg/L的范围内都能实现污泥减量,显示出在污水生物处理反应器中用于污泥减量的潜力。 运行实验室规模的三套SBR反应器,分为对照组(S1反应器)、直接投菌(S2反应器)和侧流投菌(S3反应器)。在稳定运行的S2、S3反应器中投加菌剂,S2反应器的投加量为0.15 g biomass/g MLSS;S3反应器两次投菌,投加量分别为侧流反应器的0.15 g biomass/g MLSS和0.45 g biomass/g MLSS。探究在不同投菌方式下菌剂强化反应器原位污泥减量的效果。研究发现,微生物菌剂的加入,使得体系中淀粉酶和蛋白酶活性增加,水解污泥中的EPS,S2反应器污泥减量效果维持了26 d,S3反应器维持了14 d,平均MLSS减量率分别为27.13%和6.51%。微生物菌剂的加入增强了系统的脱氮效果,S2、S3反应器的总氮(Total Nitrogen,TN)去除率分别提高了2.83%和3.69%。另外,在本研究的两种投菌方式下,SBR反应器经过驯化未出现常见的污泥减量导致总磷(Total Phosphorus,TP)积累的现象。 在反应器投菌并运行一段时间后,从反应器中取样并提取EPS,通过三维荧光光谱技术进行分析。结果进一步证实了直接投菌和侧流投菌两种方式都能有效水解污泥中的EPS,主要减少的是可溶性微生物副产物和腐殖酸类物质。分析投加菌剂前后直接投菌和侧流投菌工艺反应器中微生物群落的变化和演替规律,发现在S2和S3反应器中,拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)的微生物占比相对于对照组有所增加,这些微生物在污泥减量过程中起到了主要作用。

关键词： 低温   生物脱氮   生物强化   SBR   微生物群落  

摘要： 低温会对污水生物脱氮处理造成不利影响,这是由于低温会抑制污泥中微生物酶的活性,进而抑制微生物的生长及代谢。在我国北方地区冬季污水生物处理过程中投加生物菌剂进行强化有助于提升低温脱氮性能。本研究筛选出一株耐低温的硝化菌,探究了该菌株的氮去除特性以及氮转化途径,并在12℃的条件下,投加菌株至SBR考察菌株对反应器性能的生物强化效果,以期为北方地区冬季低温污水处理生物强化提供菌株资源和数据支持。 在12℃条件下,从冬季新疆城市污水处理厂二沉池活性污泥中富集、分离纯化及筛选出8株耐低温硝化菌,选取其中氨氮降解效果最好的一株菌作为研究对象,经16S r DNA测序鉴定后,将菌株命名为Pseudomonas veronii A4。 实验考察了不同影响因素（碳源、COD/N、温度、接菌量、氨氮浓度）对菌株Pseudomonas veronii A4的氨氮去除效果,发现菌株的最适碳源为丁二酸钠;且在COD/N=2.5以及温度低至6℃的情况下仍保持较好的氨氮去除效果;接菌量的提高对菌株A4去除氨氮的效果提升不大;此外,在不同初始氨氮浓度条件下,菌株A4的氨氮去除率基本一致。菌株A4可在低温下以NH4+-N、NO3--N、NO2--N为唯一氮源,以NH4+-N和NO3--N为混合氮源的条件下进行生长代谢。 在12℃下,将菌株A4投加至反应器S1中,以不投菌的S2作为对照,在第一次投加菌株A4 0.1 g·g MLSS-1后9天内,S1出水NH4+-N浓度低于8 mg·L-1,S1组NH4+-N去除率相比于S2提升了15.26%。在投菌后的第10天至下一次投菌前的30天内,S1出水NH4+-N浓度不再符合一级A标准,但整体的出水NH4+-N浓度平均值较S2低3.25mg·L-1。投菌后39天内S1组TN去除率提升了9.16%,COD去除率提升了4.21%,且S1组Pseudomonas菌属相对丰度的上升幅度高于S2。 在反应器S1中第二次投加菌株A4 0.05 g·g MLSS-1后的2天内NH4+-N强化效果最好,S1出水NH4+-N浓度低于8 mg·L-1,而S2出水NH4+-N浓度仍超过8 mg·L-1。2天内,S1组NH4+-N去除率提升了4.47%、TN去除率提升了5.06%,COD去除率提升了4.60%。降低投菌量后各指标去除率提升幅度以及S1组Pseudomonas菌属相对丰度的提升值与第一次投菌强化后相比均降低。综上,菌株A4具有应用于低温污水处理生物强化的潜力。

关键词： 污水处理厂   生活污水   微塑料   去除特征  

摘要： 微塑料(尺寸＜5000μm)是一种新污染物，因其在环境中普遍存在和有潜在危害而引起广泛关注。污水处理厂既是微塑料的最后截留屏障，也是微塑料的重要排放点源。贵阳市，作为中国西南部迅速崛起的中型城市，其快速的城市化进程和人口增长，对城市基础设施，特别是污水处理设施提出了更高的要求。目前对该地区污水处理厂中微塑料的归趋和去除情况了解有限，这为环境保护和水质量改善带来挑战。本研究以贵阳市最大规模的两个污水处理厂以及两个不同处理工艺的小规模污水处理厂为研究对象，分析其不同处理阶段以及脱水污泥中微塑料的赋存、分布特征和去除情况，并综合污染负荷指数(pollution load index，PLI)、聚合物风险指数(polymer hazardous index，PHI)和潜在生态风险指数(potential ecological risk index，PERI)建立了微塑料生态风险评估框架。主要结论如下：　　(1)对不同规模污水处理厂中微塑料赋存特征研究发现，规模越大的污水处理厂接收的微塑料丰度越高，大规模污水厂处理厂XZ-1进水微塑料丰度较小规模污水处理厂XZB高两倍。不同污水处理厂进水微塑料丰度范围为61.13-126.02n/L，出水丰度范围为16.61n/L-22.33n/L，去除效率为73.52%-86.01%，与世界其他污水处理厂的去除率相比处于中等水平。污水处理厂每级工艺均对微塑料去除起到积极作用。除ZQC污水处理厂外，对微塑料去除起到主要作用的是二级处理工艺。从污水中去除的大部分微塑料都转移到了污泥当中，不同处理工艺脱水污泥中微塑料的丰度范围为224.50n/g-380.15n/g(DW)。　　(2)不同规模污水处理厂中微塑料形状以碎片状为主(78.23%-90.28%)，尺寸以30-500μm为主(65.41%-85.17%)，颜色以透明色为主(73.76%-85.45%)。污水处理厂中微塑料共鉴定出13种聚合物类型，其中以PE、PVAL、PVAC和PP为主，这些聚合物类型与人们日常生活中常用的一次性塑料产品相一致。脱水污泥中微塑料的形状、尺寸和颜色分布与污水中的分布特征相似，从聚合物类型组成来看，脱水污泥中微塑料主要类型是PE和PVAL，相比污水处理过程中，PVAL和PET占比明显降低，可能与生物处理过程中的对微塑料的降解作用有关。　　(3)对污水处理厂不同工艺对微塑料的去除效果进行了研究，结果显示在一级处理阶段，污水处理厂利用格栅和沉砂池去除微塑料，此阶段对微塑料去除效果有限(14.07%-26.03%)。在二级阶段，活性污泥法通过污泥的絮凝和沉降作用，有效地将微塑料从水相中分离出来。对于不同二级处理工艺，XZ-1(A2O+圆形二沉池)＞XZB(BL+水力澄清池+反硝化滤池)＞XZ-2系统1(A2O+矩形二沉池)＞XZ-2系统2(AOA+矩形二沉池)＞ZQC(HBR)。生物处理工艺+二沉池的组合对微塑料的去除效率更高，其中二沉池起主要作用，微塑料和活性污泥一起在二沉池沉降下来而被去除(15.12%-79.32%)。深度处理也对微塑料有正向的去除效果(10.84%-57.82%)，微塑料随着高效沉淀池中的絮凝团沉降而被去除。ZQC在三级处理阶段增设了砂滤池，砂滤可以将微塑料截留在固体介质中使其被去除。此外紫外消毒和加氯消毒阶段也对微塑料有一定的去除效果。同时，微塑料的形貌特征影响其去除率，碎片状和薄膜状的微塑料由于体积较大和形状不规则，更易于在污水处理过程中被物理拦截或沉淀去除。　　(4)污水处理厂每年对微塑料的减排量为4.05×1010-1.22×1013个，大规模污水厂处理厂XZ-1、XZ-2对微塑料的减排量较小规模污水处理厂XZB高3个数量级。同时，每年有9.06×109-2.55×1012个微塑料通过出水排放到水环境当中，有2.36×1010-4.40×1012个微塑料赋存在脱水污泥中，污水处理厂中微塑料对环境的影响不容忽视。综合PLI、PHI和PERI指数评估污水处理厂出水中微塑料的潜在风险，虽然污水处理厂对河流系统的总体污染负荷很高，但聚合物风险和生态风险水平较低，这表明污水处理厂对具有高聚合物毒性的微塑料聚合物类型去除效果很好。