水蚯蚓-微生物共生系统泥水同步降解耦合建模及大规模现场校验研究

选取以霍夫水丝蚓(L.hoffmeisteri)为主的水蚯蚓作为研究对象,考察了环境因子中水温(T)和底物氨氮(NH4+-N)对水蚯蚓比生长速率的影响.结果表明,在20～ 30℃的试验水温范围,水蚯蚓在25℃时的比生长速率高于其他水温条件,试验得到水蚯蚓水温影响常数θAW=0.05,水蚯蚓氨氮饱和常数KNH4,AW =41.3 mg·L-1.以水蚯蚓-微生物共生系统生物场-水力场耦合模型(T-FCASM-Hydro)为基础,从环境因子中水温和底物氨氮对水蚯蚓生长影响的角度改进T-FCASM-Hydro模型,建立了T-FCASM-Hydro-Temp模型,并利用浙江省诸暨市某污水处理厂的现场水质数据完成模型的校核验证工作.结果表明,与T-FCASM-Hydro模型相比,T-FCASM-Hydro-Temp模型更能准确模拟出系统中水蚯蚓的生物量,并且出水水质参数也更贴近实测值,系统稳定运行后水蚯蚓生物量维持在2000 mg·L-1左右.     

低溶解氧环境下全程硝化活性污泥的特性

为了了解低溶解氧下硝化活性污泥的特性以及相关微生物的种群结构,以人工配水模拟实际生活污水,在SBR反应器中,培养驯化低溶解氧硝化活性污泥,溶解氧浓度为0.3~0.5mg/L,成功驯化后检测其种群数量及结构并对其进行影响因素的分析.结果表明,低氧驯化的硝化活性污泥最适温度为25℃,最适pH值为8.5;在pH值为7.5,温度为20℃,溶解氧在0.5~4mg/L的条件下,比氨氧化速率和比亚硝氧化速率基本保持在0.3和0.6mg N/(mg MLSS×d)左右.通过高通量测序,低氧驯化的硝化反应器中主要亚硝酸氧化微生物为Nitrospira菌属,占总菌属的33%;主要氨氧化微生物为Nitrosomonas菌属,占总菌属的7%.     

重金属铬胁迫下水蚯蚓的生理响应研究

水蚯蚓污泥减量技术是一种可持续发展的新技术,已成功应用于城镇生活污水处理系统.但污水处理厂的剩余污泥尤其是工业废水处理系统的剩余污泥中往往含有各种重金属污染物.为了将水蚯蚓的应用范围拓宽至含重金属污染的城镇污水或工业废水处理系统中,本文选取典型重金属铬作为研究污染物,以呼吸速率和LC50为指标,考察在Cr胁迫下水蚯蚓的响应机制.96 h急性毒性试验结果表明,随着曝露时间的增加,半致死浓度LC50降低,24 h LC50和96 h LC50分别为7.94 mg·L-1和0.49 mg·L-1,Cr(Ⅵ)对水蚯蚓的安全浓度为0.09 mg·L-1.正交试验结果表明,当Cr(Ⅵ)浓度为2.50 mg·L-1、温度26℃、pH=6.0、DO为6.0 mg·L-1时,水蚯蚓呼吸速率最高.对水蚯蚓呼吸速率影响的因素从主到次为Cr(Ⅵ)浓度、温度、DO浓度、pH值.在本试验中,当六价铬浓度低于2.50 mg·L-1时,铬对水蚯蚓的呼吸速率有促进作用,反之,当六价铬浓度高于8.00mg·L-1时,则对水蚯蚓的呼吸速率起到明显抑制作用.     

运行参数对水蚯蚓生物吸持六价铬性能影响研究

水蚯蚓能通过摄食剩余污泥而使污泥减量,但剩余污泥中常含有各种重金属污染物.本文以颤蚓科蠕虫(Tubificidae)为研究对象,以六价铬为典型重金属污染物,考察运行工艺参数:初始铬浓度、p H、水蚯蚓投加量和温度对水蚯蚓吸持六价铬的影响.实验结果表明,在研究浓度范围内(0.1~8.0 mg·L-1),水蚯蚓对六价铬的吸持速率随铬浓度的增大而加快,单位质量吸持量从14.4 mg·kg-1(以干重计,下同)增加到312.7 mg·kg-1,但六价铬的吸持率却随Cr6+初始浓度的增加而降低;p H从6.0增加到8.0,水蚯蚓对六价铬的吸持速率随p H的上升而提高,吸持率和单位质量吸持量先明显增强,p H达到7.5后逐渐趋于平衡,即吸持最佳p H为7.5;水蚯蚓投加量从1.0 g(以湿重计,下同)增加到5.0 g时,吸持速率及吸持率均上升,但单位质量吸持量却随着水蚯蚓投加量的增加而减少;当温度在10~20℃范围内时,水蚯蚓对六价铬的吸持速率相对较慢,到25℃时,吸持速率明显加快,吸持率和单位质量水蚯蚓的吸持量的变化趋势与吸持速率的变化相一致,但当温度达到30℃,水蚯蚓会大量死亡,综合考虑,处理系统最佳温度宜控制在25℃.     

水蚯蚓-微生物共生系统脱氮除磷最佳运行工况数值模拟研究

以前置厌氧池的氧化沟工艺为研究对象,根据氧化沟溶解氧分布情况,将氧化沟简化为1个缺氧段以及3个好氧段,并在第1好氧段中悬挂生物填料接种水蚯蚓,建立"水蚯蚓-微生物共生系统",通过溶解氧、混合液回流比、污泥回流比的控制保持该系统的微生态平衡.从水蚯蚓动力学角度改进提出T-FCASM新模型,建立并校验"水蚯蚓-微生物共生系统"生物场-水力场耦合模型(T-FCASM-Hydro),根据单因素试验和多因素正交试验分别模拟不同水平溶解氧、混合液回流比、污泥回流比对氧化沟中"水蚯蚓-微生物共生系统"脱氮除磷效果的影响.正交试验的方差分析结果显示,当好氧段1溶解氧为6.5mg.L-1、混合液回流比为100%、污泥回流比为100%时氧化沟可保持最佳脱氮除磷效果.     

活性污泥低温氨氧化功能的驯化与潜力研究

以强化低温污水生物处理系统的氨氮(NH4+-N)氧化功能为目标,采用序批式活性污泥反应器(SBR),通过逐步提高进水NH4+-N浓度的方式,在(15±1)℃的条件下对城镇污水处理厂的好氧活性污泥进行了驯化培育,并就其对生活污水和高氨氮废水的NH4+-N去除潜力进行了测试.结果表明,在(15±1)℃下,好氧活性污泥经适当驯化可获得良好的氨氧化能力.在初始NH4+-N浓度为46mg·L-1左右时,其NH4+-N去除速率和亚硝态氮(NO2--N)生成速率分别可达54.26g·kg-·1d-1(以MLSS计,下同)和29.07g·kg-·1d-1(以MLSS计,下同)左右.对NH4+-N浓度为47.19mg·L-1左右的城镇污水,其NH4+-N去除率可高达85%以上.初始NH4+-N浓度分别为91.01mg·L-1和163.37mg·L-1左右时,其最高NH4+-N去除速率分别可达52.54g·kg-·1d-1和111.97g·kg-·1d-1,具有处理高氨氮废水的潜力.     

颤蚓在活性污泥中的生长研究

以颤蚓为研究对象,活性污泥为底物,通过批量培养实验,考察了颤蚓在20℃和25℃2个不同温度下的生长状况.在16周的培养过程中,颤蚓在活性污泥中的生长较好地符合Logistic曲线;25℃更适于颤蚓生长,颤蚓个体在25℃下体重和体长的增长速率分别是0.0470mg·(条·d)-1和0.1936mm·(条·d)-1.同时,颤蚓在25℃下的体重-体长关系式为W=0.008 L2.028 (R2=0.8685),符合颤蚓科蠕虫体重-体长关系式的一般规律.与其它底物相比,以活性污泥为底物时的颤蚓生长并未表现出明显差别.     

影响亚硝化过程和硝化过程因素的动力学模型分析

用数学模型模拟了1L初始氨氮浓度60 mg·L-1且无其它氮源的污水完全混合批式硝化过程,并分别计算了溶解氧、温度、微生物群落对硝化过程的影响.模拟结果表明,DO浓度降低时各物质转化速度也降低,DO=0.5 mg·L-1和氨氧化细菌占优势时NO2--N的转化率可高于50%,因而低浓度溶解氧有利于NO2--N积累;不同温度的氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌代谢速度不同,温度升高对氨氧化细菌的促进作用更大,亚硝酸盐氮浓度最大值随温度升高而增大,温度高于30℃有利于NO2--N的积累;此外硝化动力学方程对底物最大比氧化速率的灵敏度要高于亲和常数的灵敏度,但二者均低于微生物构成对模拟结果的影响,溶解氧和温度对硝化过程的影响也均不如微生物构成显著,因此要确保亚硝化过程的实现,必须保持系统中氨氧化细菌占优势.     

铜绿假单胞菌胞内酶粗提液对十溴联苯醚的降解

探讨了铜绿假单胞菌粗酶液对十溴联苯醚(BDE-209)的降解特性,结果表明,该菌株胞内酶在12 h内对1 mg.L-1的BDE-209降解率达到了69.22%,温度、pH值、酶蛋白浓度及底物BDE-209浓度均会影响胞内酶粗提液对BDE-209的降解效率.当BDE-209浓度为1 mg.L-1时,BDE-209适宜的酶促降解条件为:温度30℃,反应pH值7.5,且降解率随着酶浓度的增加而增大.胞内酶对BDE-209的降解过程符合一级动力学反应模型,底物浓度为1 mg.L-1时降解速率最快,半衰期为6.9 h.胞内酶降解BDE-209符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数为rmax=0.133 mg.(L.h)-1,Km=0.642mg.L-1,Ki=1.558 mg.L-1.     

同步脱氮除磷新工艺处理校园生活污水

针对国内现行工艺氮磷去除不能兼顾的现实,采用活性污泥、生物膜组合系统(活性污泥、生物膜培养采用原水→配水→待处理废水逐级诱导培养获得单池相对纯净的生物相.避免了硝化菌与聚磷菌的泥龄矛盾,利用反硝化聚磷"一碳两用"缓解了碳源竞争问题),并采用独特的聚磷污泥回流方式使全部聚磷菌污泥经历释磷、聚磷循环,克服了水体中氮磷去除不能兼顾的问题.运行结果表明,该工艺对校园生活污水有良好的处理效果.当进水的CODCr、NH 4-N、TN、PO3-4-P的平均浓度为349.84mg·L-1、32.28mg·L-1、35.76mg·L-1、6.45mg·L-1时,出水平均浓度为14.77mg·L-1、1.46mg·L-1、5.48mg·L-1、0.63mg·L-1,平均去除率分别为95.7%、95.12%、84.45%、92.01%.长期的运行表明此工艺对氮磷有稳定的去除效果,出水水质满足国家<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB18918-2002一级B标准)要求.     

水蚯蚓对硝化细菌活性影响的试验研究

采用SBR反应器富集培养富含硝化细菌的活性污泥,利用填料挂载的方法向SBR反应器投加水蚯蚓,考察了水蚯蚓对SBR反应器硝化效率及硝化细菌活性的影响.结果表明,SBR反应器挂载水蚯蚓后,SBR系统的硝化速率降低了16.65%,NO2--N氧化率减少量约为24%.通过对SBR系统单一周期各形态氮素浓度变化规律进行考察,发现...     

不同曝气能耗对水蚯蚓原位消解污泥的影响

水蚯蚓原位消解污泥过程中,曝气参数的设定十分重要。为评价曝气能耗对水蚯蚓消解污泥的影响并设定适宜的曝气量,研究污水处理系统耦合水蚯蚓后不同曝气梯度下的运行情况,并对耦合水蚯蚓前后的系统进行比较。结果表明:溶解氧最适范围为2～3 mg/L,曝气能耗约为0.19 kW.h/t;溶解氧高于3 mg/L时系统能效并无提高,且能耗增大。     

Re-activation characteristics of preserved aerobic granular sludge

IntroductionThecapacityofawastewatertreatmentplantultimatelydependsupontwofeatures :themetaboliccapabilitiesofthemicroorganismsinthesystemandtheeffectivenessofsolid liquidseparationatthelaststageofthetreatmentprocess(Shwarzenbeck ,2 0 0 4 ) .Granularsludg…     

利用寡毛类蠕虫反应器处理剩余污泥的研究

考察了一种新型寡毛类蠕虫反应器(由游离型蠕虫生长区和附着型蠕虫生长区组成)处理排放剩余污泥的效果．在试验的启动阶段1^#反应器接种了颤蚓(Tubificidae),2^#反应器作为对照．对照试验的结果表明,整个试验运行期间,颤蚓始终存于1^#反应器中,并且主要附着在填料上和聚集在反应器底部．从第35天开始,2个反应器中均发现了游离型蠕虫如红斑瓢体虫(Aeolasoma)、仙女虫(Nais)和叉形管盘虫(Aulophorus)．蠕虫生长有助于污泥减量和改善污泥沉降性能,并且颤蚓的存在和生长可导致更显的污泥减量效果．整个试验期间,1^#反应器的平均污泥减量效果为57％,远高于对照反应器．高浓度NH4^ -N对蠕虫有毒害作用,从而抑制了蠕虫的生长．寡毛类蠕虫的生长对硝化过程没有影响,但会导致一定程度的氮、磷释放。     

污泥负荷对生物处理系统耐药细菌的影响研究

为了研究污水生物处理工艺中抗药性细菌生长和分布特性及污泥负荷的影响,构建了不同处理负荷的活性污泥工艺,并以磺胺嘧啶抗性异养菌为例,阐述了污泥负荷对活性污泥系统中典型抗药细菌的生长及排放特性的影响.结果表明,污泥负荷增大有利于磺胺嘧啶抗性异养菌的生长繁殖,负荷提高后净比生长速率和细菌产量分别由0.32d-1和2.3×106CFU/d提高至0.33d-1和3.1×106CFU/d,活性污泥、出水和剩余污泥中抗药菌的浓度也均显著提高(P < 0.05),但对抗药细菌的相对丰度无显著改变.低污泥负荷下[0.24kg COD/(kg MLSS?d)]抗药细菌主要通过剩余污泥形式排放,排放量比(泥中排放量/水中排放量)为28.4;负荷提高至0.4kg COD/(kg MLSS?d)后,出水抗药细菌排放量显著提高,排放量比为1.1.处理相同水量,高污泥负荷下排放的抗药细菌总量明显降低,提高污泥负荷有利于活性污泥系统抗药性风险的控制.     

有机负荷对除磷颗粒污泥的培养及特性的影响

采用SBR反应器,以厌氧/好氧方式运行,控制SBR反应器内好氧反应时段饱食期溶解氧水平在1.0～2.0 mg/L之间,研究有机负荷对除磷颗粒污泥的培养及其除磷特性的影响.结果表明,当有机负荷（以COD计）为0.482～0.986 kg/（m^3·d）时,SBR内的污泥为大量絮体状污泥和少量形状规则的颗粒污泥的混合物;当...     

曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响

利用寡毛纲蠕虫-水丝蚓(Limnodrilus sp.)的捕食实现污泥量的削减,并针对曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响,考察了不同的曝气强度所引起的蠕虫活性、泥水性质和污泥减量效能等的变化.结果表明:蠕虫对曝气强度的耐受能力有限,其受损程度与曝气强度和时间正相关,低强度的间歇曝气下蠕虫受损数量较低,为总数的1.7%.蠕虫的组织乳酸脱氢酶活力在2.8~9.5m3/(m2·h)的曝气强度下明显升高,表现了较高的物质代谢和能量消耗水平.较低的曝气强度下污泥上清液中硝酸盐氮的累积较轻.蠕虫对污泥的捕食能够抑制低曝气强度下溶氧缺乏所引起的污泥容积指数(SVI)增加,改善污泥的沉降性.在2.8m3/(m2·h)的间歇曝气下,污泥减量效率比连续曝气的污泥减量效率更稳定.     

印染废水活性污泥代谢状态光偏转快速检测法

针对现有活性污泥检测方法过程繁琐、耗时长、检测结果滞后的局限,提出了光偏转快速检测法.在污泥负荷为0.33KgCOD/（kg MLSS·d）、水力停留时间为15h的印染废水完全混合式活性污泥系统中,投放粒径4mm、具有20μm微孔结构的聚乙烯醇（PVA）凝胶小球以负载微生物,并在小球达到稳定状态后,对其表面处因外界溶液与微生物代谢产物交换产生的浓度梯度变化,借助光斑分析仪进行光偏转检测,同时测定与光偏转检测结果相对应的15h后的出水COD及COD去除率.连续10个月的检测发现,小球中富集的主要为细菌,当进水COD由91.95mg/L增至519.4mg/L时,小球的光偏转值从229.51μm增加至299.97μm,COD去除率从16.03%提高至66.99%;当DO浓度为1.5mg/L~5mg/L时,小球光偏转值在DO=4mg/L时增至最大为309.3mg/L,对应状态下COD去除率增至最大为61.18%;在pH值为6~9时,小球光偏转值在pH=7时增至最大为293.96μm,对应状态下COD去除率也达到最大值为64.83%;当重金属Cr³⁺浓度增至50mg/L时,微生物活性逐渐受到抑制,小球光偏转值在Cr³⁺浓度为20mg/L时降至269.7μm,随后随着Cr³⁺浓度的增加,微生物细胞受损,胞内物质溶出,小球光偏转值有所增大,对应状态下COD去除率从52.5%持续降低至25.73%.结果表明：该方法可快速获得活性污泥代谢状态变化信息,且依据特定条件下小球光偏转值变化能够预测随后印染废水COD的去除效果.利用三维荧光光谱初步探究了微生物代谢引发光偏转的机理,发现参与微生物代谢的主要有机物为酪氨酸、芳香类蛋白及色氨酸.     

VE生产废水的短程硝化反硝化研究

应用短程硝化 反硝化工艺在维生素E废水生物脱氮处理中的实验研究。结果表明 ,当溶解氧浓度为 0 85mg L时的亚硝化率 (NO-2 N NO-x N)为 18 9% ,远远 >溶解氧 2 6 5mg L时的 1 13% ;通过对回流污泥 12h的缺氧选择处理 ,出水中的NO-2 由原来的 2 5mg L上升到 2 5 6mg L ,相应的污泥中亚硝化细菌与硝化细菌的数量比值由 0 4 5提高到 2 4 4 ;在进水中投加 5～ 10mg L的ClO-3能够使污泥中硝酸细菌的活性受到明显抑制 ,但污泥中硝酸细菌的数量却增加了。在停止向进水中投加氯酸根离子后硝酸细菌活性可以缓慢恢复 ,15d后系统的亚硝化率稳定在 5 5 %～ 5 8%。