磺胺和四环素类抗生素对活性污泥性能的影响

废水处理工艺中抗生素类污染物的存在可能会对生物处理过程产生长期而深远的影响，为探明此类污染物对废水生物处理主体活性污泥性能等方面的影响，采用间歇培养法研究了活性污泥法处理污水时，抗生素类污染物的存在对活性污泥性能如胞外聚合物（EPS）、污染物处理能力、脱氢酶活性和群落结构的影响。结果表明，抗生素的存在会导致活性污泥的胞外聚合物总量及其主要组分蛋白质和多糖增加，以产生保护屏障；且由于污泥絮体解体，细胞破裂导致EPS中DNA和色氨酸含量增加。同时，由于蛋白质大量增加引起的表面负电荷的增加，使污泥疏水性增强，絮凝性能恶化；污泥絮体解体导致污泥颗粒变小，SVI也随之下降；在活性污泥脱氢酶活性急剧下降的同时，出水TOC迅速升高。此外，抗生素类污染物在抑制活性污泥中大部分细菌的同时，对部分菌群也有刺激生长作用，最终导致活性污泥生物群落结构的改变。四环素类抗生素对活性污泥的EPS和絮凝沉降性能的影响大于磺胺类，而对污水处理能力和群落结构的影响则不如磺胺类。抗生素类污染物的长期存在会对活性污泥沉降性能、絮凝性能、脱氢酶活性以及活性污泥群落结构等产生一系列负面影响，进而影响污染物去除效果，导致出水水质恶化。     

高铁酸钾预处理对活性污泥脱水性能的影响

通过投入不同剂量的高铁酸钾于剩余活性污泥中,研究其对污泥絮体性质和脱水性能的影响作用。污泥絮体性质的研究包括絮体粒径的变化以及污泥EPS含量的变化。脱水性能的研究包括过滤脱水性能(以CST表征)以及脱水程度(离心泥饼含固率)。实验结果表明,高铁酸钾的强氧化性可以破坏污泥絮体结构,提高污泥的机械脱水程度;但同时污泥EPS含量增加,对污泥过滤脱水性能有负面影响。高铁酸钾氧化分解生成的Fe(OH)3具有絮凝能力,可以使污泥颗粒重新絮凝;而其混凝作用可以破坏污泥细胞的稳定性,提高污泥的沉降性能。     

Ca(Ⅱ)在活性污泥生物絮凝中的作用研究

采用4个平行的序批式反应器(SBR),研究了进水Ca2+浓度对活性污泥絮体表而特性和结构稳定性的影响,并由此来确定Ca2+在生物絮凝中的作用.结果表明:随着进水Ca2+浓度的增加,污泥中的Ca含量逐渐增大.进水中Ca2+的加入,增大了污泥絮体的粒径和密度,进南改善了污泥的沉降性能;Ca2+的加入,使可供结合的蛋白质数量最高增至近1倍,污泥表面疏水性也相应增强;污泥絮凝性能的改善,主要和可供Ca2+结合的蛋白质含量增加有关,而非多糖;EDTA通过络合污泥絮体中的Ca2+,破坏了山Ca2+架桥形成的污泥絮体结构,这说明Ca2+可通过和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中的负电官能团架桥来促进污泥絮体的形成并维持絮体结构的稳定性.     

胞外多聚物对活性污泥絮凝性能影响的研究进展

活性污泥的絮凝性能直接影响出水SS浓度,而胞外多聚物(EPS)是影响活性污泥絮凝性能的重要因素。从EPS的组分及其化学性质入手,结合现有的活性污泥絮凝机制评价了EPS在活性污泥絮凝性能中的重要作用,系统分析了EPS组分对污泥絮凝性能的影响,以及EPS产量和组分的影响因素,并就近年来的研究热点———松散层EPS、致密层EPS与活性污泥絮凝性能的关系进行了归纳,还对利用EPS提高活性污泥絮凝性能的技术应用进行了总结。最后,对该领域的研究方向进行了展望。     

抗生素类污染物对活性污泥酶活的影响研究

对6种抗生素(3种四环素类和3种磺胺类)类污染物对活性污泥过氧化氢酶、脲酶、脱氢酶3种酶活的影响进行研究.结果表明,四环素类抗生素对活性污泥酶活的影响大于磺胺类抗生素,且对胞内酶脱氢酶的影响大于对另外2种胞外酶脲酶和过氧化氢酶,而磺胺类抗生素对过氧化氢酶的影响最大.6种抗生素类污染物对活性污泥酶活的2h培养时间的半数有...     

胞外聚合物对活性污泥吸附及再生的影响研究

通过研究胞外聚合物 (EPS)对活性污泥吸附及再生的影响 ,探讨吸附、再生机理。吸附试验表明 ,EPS与污泥吸附能力显著相关 ,随着污泥负荷的降低 ,EPS增加 ,污泥的吸附能力提高 ;并且有机物种类对污泥的吸附性能有显著影响 ,研究表明吸附机理主要是生物絮凝作用。此外 ,再生试验结果表明 ,再生能增加中负荷 (Ns) =0 3～ 0 5kgBOD5/kgMLSS·d污泥的吸附能力 ,但不能改变高负荷 (Ns) =2～ 3kgBOD5/kgMLSS·d污泥的吸附能力。其作用机理是再生过程可迫使中负荷污泥进入内源代谢期 ,使污泥中的EPS增加 ,絮凝活性增加 ,吸附能力提高 ,而高负荷污泥再生后EPS则无变化。同时 ,再生过程将使污泥的脱氢酶、OUR降低 ,代谢活性降低。对于高负荷污泥的再生是无效的。     

Ca(II)在活性污泥生物絮凝中的作用研究

采用4个平行的序批式反应器(SBR),研究了进水Ca²⁺浓度对活性污泥絮体表面特性和结构稳定性的影响，并由此来确定Ca²⁺在生物絮凝中的作用。结果表明：随着进水Ca²⁺浓度的增加，污泥中的Ca含量逐渐增大。进水中Ca²⁺的加入，增大了污泥絮体的粒径和密度，进而改善了污泥的沉降性能；Ca²⁺的加入，使可供结合的蛋白质数量最高增至近1倍，污泥表面疏水性也相应增强；污泥絮凝性能的改善，主要和可供Ca²⁺结合的蛋白质含量增加有关，而非多糖；EDTA通过络合污泥絮体中的Ca²⁺，破坏了由Ca²⁺架桥形成的污泥絮体结构，这说明Ca²⁺可通过和胞外聚合物（extracellular polymeric substances, EPS）中的负电官能团架桥来促进污泥絮体的形成并维持絮体结构的稳定性。     

厌氧、好氧、厌氧/好氧交替状态对活性污泥性质的影响

实验采用活性污泥处理模拟印染废水,研究厌氧、好氧、厌氧/好氧交替3种条件对活性污泥性质的影响。3种实验条件下,污泥沉降比(SV%)均基本保持在18%~25%之间,污泥容积指数(SVI)保持在62~66 m L/g之间。活性污泥混合液中胞外聚合物(EPS)除EPSB-蛋白质浓度持续升高外,其余形式均呈现积累、达到最大值后下降的趋势,其中厌氧/好氧交替条件下EPS浓度最高而好氧条件下最小。在整个实验期间,活性污泥的脱氢酶活性基本呈上升状态,在厌氧/好氧间歇曝气条件下脱氢酶活性最高、好氧条件次之、厌氧条件最低,最终3种条件下的脱氢酶活性分别为31.27、26.63和24.37 mg/(g·h)。活性污泥中ATP浓度基本呈现先增加后减小、再趋于稳定的变化趋势。实验结果表明,活性污泥表观产率系数顺序是好氧厌氧厌氧/好氧交替运行,厌氧/好氧交替实现了系统内污泥减量,微生物的产率系数和能量状态密切相关。脱氢酶活性对污染物的降解影响明显,而实验条件下微生物能量状态和污泥减量并不对污染物降解产生影响。     

废水生物处理领域中胞外聚合物的研究进展

胞外聚合物(EPS)是活性污泥的主要组成部分,可影响污泥的表面特性(污泥混合液疏水性和Zeta电位等)、生物絮凝、沉降及脱水等性能.就近年来国内外对EPS空间结构、组成成分、物理化学性质等方面的研究进行了归纳,并结合相关学者的研究成果,综述了EPS在生物膜形成、污泥颗粒化、重金属吸附、生物除磷、膜污染等废水生物处理领域中的研究进展.     

抗生素类污染物对活性污泥生物毒性测定方法的筛选与评价

尽管衡量化学物质生物毒性的标准方法很多,但关于环境中抗生素类污染物的生物毒性及其对污泥活性影响的科学数据较少。以磺胺和四环素两类作用机理和作用谱带不同的抗生素为研究对象,分别用发光细菌法、脱氢酶活性法、生长抑制法及呼吸速率法进行了抗生素类污染物生物毒性测定方法的筛选与评价。结果表明,发光细菌标准方法中30min的作用时间太短,延长作用时间不仅导致各种抗生素的EC50值大幅度降低,同时毒性排列顺序也发生了改变;以活性污泥为对象的脱氢酶活性和呼吸速率抑制实验的EC50值与抗生素类物质对敏感致病菌的MICs相比异常高,不适宜于作为单独方法准确评估抗生素类污染物的生物毒性。生长抑制实验中,活性污泥混合菌种增殖生长对磺胺类抗生素敏感,而假单胞杆菌对四环素类抗生素敏感。不同方法测定抗生素毒性的灵敏度顺序是发光细菌(24 h)>生长抑制(7 h)>呼吸速率(24 h)>脱氢酶活性(24 h)。用标准方法评价抗生素类污染物的生物毒性,可能导致对抗生素排放到水环境中所带来的风险估计不足。     

Effects of nitrogen and phosphorus limitation on the activated sludge biomass in a kraft mill biotreatment system.

Unlike wastewater, pulp and paper mill effluents are generally severely deficient in bioavailable nitrogen and phosphorus. The influence of nitrogen and phosphorus limitations on steady-state or typical pulp and paper mill activated sludge floc properties and performance was studied using a bioreactor-fed synthetic raw mill effluent and seeded with mill activated sludge. Limitation of either nitrogen or phosphorus decreased growth, five-day biochemical oxygen demand, and suspended solids removal. Nitrogen limitation greatly enhanced activated sludge floc poly-beta3-hydroxybutyrate (PHB), but not carbohydrate or extracellular polymeric substances (EPS). In contrast, phosphorus limitation increased total floc carbohydrate and EPS, but not PHB. The flocs showed little ability to store either nitrogen or phosphorus. Nitrogen limitation, but not phosphorus limitation, produced much more negative net floc surface charge, increasing fines, while phosphorus limitation, but not nitrogen limitation, increased the floc bound water content and surface hydrophobicity and decreased fines.     

实际污水与模拟污水活性污泥系统的特性差异

实验中经常采用人工配置的模拟生活污水,为了研究其与实际生活污水活性污泥系统的特性差异,采用2个序批式间歇反应器(SBR)进行平行实验(厌氧、好氧方式运行),系统地考察了在进水主要组分和运行参数相同的情况下,不同原水对活性污泥系统脱氮、除磷、比好氧速率、污泥絮体形态和出水水质等方面的影响。结果表明,模拟污水系统的硝化活性强于实际污水系统,两者的平均硝化速率分别为7.43 mg NH4+-N/(L.h)和5.55 mg NH4+-N/(L.h)。在前置厌氧段,模拟污水系统的释磷量比实际污水系统高出36.45%。两者在后续好氧阶段都能够充分吸磷。模拟污水系统的平均比好氧速率(SOUR)高达64.54 mg O2/(g MLSS.h),而实际污水系统的则只有32.81 mg O2/(g MLSS.h)。模拟污水系统的污泥絮体疏松,粒径小,形状不规则,沉降性差,沉后出水平均悬浮物浓度(SS)为20 mg/L;而实际污水系统的污泥絮体则密实、粒径大,沉降性好,沉后水十分清澈,SS几乎检测不出。     

Effects of chlorination on the adhesion strength and deflocculation of activated sludge flocs.

A side effect of the application of chlorine for controlling filamentous bulking is deflocculation of floc-forming bacteria, which may cause unacceptable effluent deterioration depending on dosing. It was assumed that chlorine may adversely affect the adhesion ability of floc bacteria, promoting their erosion in shear flow. The effect of chlorination on the strength of activated sludge flocs was investigated. The adhesion-erosion (AE) model developed by Mikkelsen and Keiding was used to interpret results from deflocculation tests with varying shear and solids concentration. The AE model yields the adhesion enthalpy (deltaHG/R) of cells in sludge flocs and parameters from the model were used to quantify the sludge in terms of floc strength. Two activated sludges with different initial characteristics were studied. The resulting model parameters showed that the AE model was suitable for quantifying the bond energy of particles to the activated sludge exposed to chlorine. For one activated sludge, adhesion of cells was largely unaffected by the applied chlorine doses. A second sludge showed reduced adhesion strength with chlorine, leading to increasing deflocculation. The simple batch test and AE model proved valuable for assessing the effect of chlorination on the flocs in activated sludge. By use of these procedures, it is possible to determine acceptable chlorine dosing to avoid excessive deflocculation and effluent deterioration.     

Influences of influent carbon source on extracellular polymeric substances (EPS) and physicochemical properties of activated sludge

It is necessary to understand the bioflocculation, settling and dewatering characteristics in the activated sludge process in order to establish more efficient operational strategies. The influences of carbon source on the extracellular polymeric substances (EPS) and flocculation, settling and dewatering properties of the activated sludge were investigated. Laboratory-scale completely mixed activated sludge processes were used to grow the activated sludge with different carbon sources of starch, glucose and sodium acetate. The sludge fed with acetate had highest loosely bound EPS (LB-EPS) and that fed with starch lowest. The amount of tightly bound EPS (TB-EPS), protein content in LB-EPS, polysaccharide content and protein contents in TB-EPS, were independent of the influent carbon source. The polysaccharide content in LB-EPS of the activated sludge fed with sodium acetate was lower slightly than those of starch and glucose. The sludge also had a nearly consistent flocs size and the sludge volume index (SVI) value. ESS content of the sludge fed with sodium acetate was higher initially, although it was similar to those fed with glucose and starch finally. However, the specific resistance to filtration and normalized capillary suction time fluctuated first, but finally were stable at around 5.0 × 10⁸ m kg⁻¹ and 3.5 s L g⁻¹ SS, respectively. Only the protein content in LB-EPS weakly correlated with the flocs size and SVI of the activated sludge. But there was no correlation between any other EPS contents or components and the physicochemical properties of the activated sludge.     

新型填料曝气生物滤池处理抗生素类废水

针对抗生素类制药工业废水难处理的特点,将某高效复合微生物菌群负载在以中孔和大孔为主的污泥炭颗粒的表面和孔隙内部,制备得到生物改性污泥炭。采用装填生物改性污泥炭的新型填料曝气生物滤池及向下流、中下部曝气的运行方式对以抗生素类制药废水为主的混合工业废水絮凝沉淀池出水中的主要污染物进行深度处理。结果表明,污泥炭载体在水中发挥2种作用,即吸附功能和载体功能,污泥炭表面及内部孔隙结构非常发达,为不同种类和功能的高效微生物菌群的构建和负载提供了良好的载体;采用粒径为8~10 mm的生物改性污泥炭、HRT 100 min及气水比3∶1,进水COD浓度96~123 mg/L、NH3-N浓度8.8~17.4 mg/L、TP浓度0.390~0.623 mg/L、pH 6~9,新型填料曝气生物滤池对混合工业废水中的COD、NH3-N和TP的平均去除率分别为47.2%、49.2%和35.6%,相比污水厂常规陶料填料生物滤池分别提高了27.9、21.6和12.8个百分点,该工艺处理效果稳定,运营管理简单,为极难生物降解的抗生素类废水为主的混合工业废水的深度处理提供了新思路。     

铬离子对SBR工艺活性污泥毒性作用研究

针对重金属铬离子对SBR工艺系统中活性污泥的毒性作用,通过检测不同初始污泥容积指数(SVI)下SBR工艺活性污泥在不同铬负荷下的COD值、挥发性污泥浓度以及受铬离子影响的污泥容积指数(SVI),研究重金属铬离子对活性污泥的毒性作用以及对SBR工艺系统处理污水的影响。研究表明,重金属铬离子会导致SBR工艺系统出水COD升高;将铬离子对活性污泥的毒性作用按照挥发性污泥(MLVSS)铬负荷可划分为耐受范围、非耐受范围、细胞失活范围以及细胞分解范围。耐受范围铬负荷低于约30 mg Cr3+/gMLVSS,此范围内铬离子对于活性污泥的毒性作用不大,不致于导致系统出水水质变差;非耐受范围铬负荷在约30~65 mg Cr3+/g MLVSS,在铬离子作用下系统出水COD值明显高于对照系统;细胞失活范围铬负荷在约70~100 mg Cr3+/gMLVSS范围内,SVI大幅下降,微生物部份死亡和失活,出水COD尽管有一些下降,但与进水COD相比差不了多少;细胞分解范围铬负荷在约100 mg Cr3+/gMLVSS以上,微生物大量死亡,部分死亡细胞分解,系统出水COD值因微生物的死亡分解而超出进水COD值,受铬离子影响的系统SVI值大幅度降低。     

低浓度LAS对活性污泥性质和去除污染物行为的影响

采用SBR处理模拟废水,考察了不同浓度阴离子表面活性剂——烷基苯磺酸钠（LAS）对反应器活性污泥的影响。实验结果表明,低浓度表面活性剂LAS的投加,有利于提高SBR中活性污泥对COD和氨氮处理效率,并且活性污泥的沉降性以及微生物活性也随着LAS投加浓度的升高而升高。但是,当LAS的投加浓度过高时（1 mg/L）,污泥表面产生起泡、乳化和微粒悬浮等现象,使大量固体陷入漂浮泡沫层,降低曝气池的充氧效率,最终导致污泥解体,沉降性变差,活性下降。     

混合型污水处理厂原位生物强化脱氮中试及微生物群落结构分析研究

针对混合型污水处理厂进水水质波动大、C/N低、总氮稳定达标困难等共性问题,开发出适宜于低C/N、贫营养等苛刻环境条件的高效脱氮菌剂.现场中试结果表明:经过脱氮菌强化后,生化系统脱氮效率提升8.5百分点,出水平均总氮较强化前下降3 mg/L,出水水质稳定性明显提升,生物强化效果显著.在不补加碳源条件下,深度处理出水总氮完...