碳源种类对同步脱氮除磷颗粒污泥除磷性能的影响

以厌氧/好氧交替运行培养的具有脱氮除磷功能的颗粒污泥为对象,研究不同碳源条件下对除磷特性的影响。研究结果显示,醋酸钠为单一碳源培养的颗粒污泥呈淡黄色,粒径分布较均匀,主要为双球菌和短杆菌,磷平均去除率为84.77%,厌氧末端释磷量平均为89.76 mg/L,最大释磷和吸磷速率分别为106.33mg/(g·h)和50.92 mg/(g·h);乙酸钠葡萄糖为复合碳源培养的颗粒污泥呈白色和淡黄色,粒径分布不均匀,主要为单球菌,磷平均去除率为93.06%,厌氧末端释磷量平均为75.52 mg/L,最大释磷和吸磷速率分别为92.84 mg/(g·h)和28.23 mg/(g·h),两种碳源条件下表现出良好的除磷能力。     

污泥转移对SBR工艺微生物群落结构及其除磷效能影响分析

采用污泥转移SBR工艺处理以生活污水为基础的合成废水。污泥转移能够强化厌氧生物选择器中聚磷菌的筛选,从而显著提升传统SBR工艺的除磷性能。对比传统SBR,应用荧光原位杂交(FISH)和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)考察了污泥转移SBR中微生物种群结构的变化及除磷特性。结果表明,污泥转移SBR中磷的去除率总体呈上升趋势,稳定在93%左右;而传统SBR中磷的平均去除率为50%。DGGE试验表明,污泥转移SBR首尾样品的相似性系数为36.8%,传统SBR的则为54.7%;污泥转移SBR的香农指数下降率为5.6%,而传统SBR的香农指数下降率为4%。微生物种群在驯化过程中发生了变化,即微生物种群的优势菌在反应器启动阶段被筛选和富集。对比传统SBR,污泥转移SBR中微生物种群的这一驯化现象表现得更为明显。FISH试验表明,污泥转移SBR的聚磷菌占全菌比例在反应器稳定后可达到46%,聚糖菌则稳定在22%;传统SBR稳定后的聚磷菌比例为35%,聚糖菌比例为30%。传统SBR和污泥转移SBR的聚磷菌比例都先沿程增加最后稳定,且聚磷菌是优势菌。污泥转移SBR的聚糖菌沿程减少,聚磷菌抑制了聚糖菌的生长。因此,污泥转移SBR工艺具有筛选大量聚磷菌且抑制聚糖菌的除磷优势。     

化学强化沉淀污泥的除磷效果研究

取吸附-生物降解(AB)工艺A段沉淀池出水,利用投加硫酸铝(AS)和聚丙烯酰胺(PAM)化学强化后的沉淀污泥进行除磷实验,考察沉淀污泥除磷效果和化学强化对污泥沉降性能的影响.结果表明:化学强化的沉淀污泥对污水的11P和浊度有较好的去除效果,其去除率随As投药量的增加而提高;当泥水比为66.7%,PAM为0.05mg/L,AS投药量(以Al2O3计,下同)为15.1 mg/L时,对TP和浊度的去除率分别为75.0%和60.9%;AS投药量从0 mg/L增加至15.1mg/L,沉淀污泥对COD去除率维持在23%～40%,对氨氮无去除作用;同一投药量(As为7.5 mg/L,PAM为0.05 mg/L)下,TP去除率随泥水比增大而提高,氨氮质量浓度无明显变化;投加AS和PAM化学强化除磷,污泥沉降比和体积指数随AS投药量增加而降低,污泥沉降性能提高.     

亚硝酸盐对强化生物除磷系统的影响

为了全面了解亚硝酸盐在生物除磷系统中的作用,采用SBR反应器,研究了亚硝酸盐对聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷的影响及短程反硝化除磷过程中各物质质量浓度之间的关系。结果表明,厌氧段释磷量随厌氧段投加NO-2-N质量浓度提高而增加,在厌氧段的后期出现了以NO-2为电子受体的吸磷现象。在好氧段投加亚硝酸盐,当NO-2-N质量浓度从5 mg/L升高到10 mg/L时,好氧吸磷速率随NO-2-N质量浓度提高而迅速降低,但当NO-2-N质量浓度超过10 mg/L后,好氧吸磷速率随NO-2-N质量浓度提高降低速度减缓。系统缺氧除磷量与NO-2-N消耗量、缺氧除磷量与PHB(聚-β-羟基丁酸)消耗量均呈线性关系。     

SBR法降解处理日化厂废水的实验研究

日化厂废水成分复杂,其中表面活性剂、含P化合物、油脂、色素等严重污染生态环镜,较难处理.本文采用小规模的间歇式活性污泥法(SBR)生物反应器降解处理日化厂废水,分析了废水降解过程中污泥体积指数、污泥负荷、容积负荷等微生物学的特性变化,并讨论了曝气时间、污泥负荷、容积负荷对污染物去除率的影响.结果表明,通过对普通活性污泥的培养与驯化,利用SBR工艺降解处理日化厂废水是可行的.当曝气时间为4.5 h,污泥负荷为1.2 kg/(kg·d)(以MLSS计的COD),容积负荷为2.1～2.3g/(L·d)时,COD、油脂、总磷、表面活性剂(SAA)、SO42-等的去除率分别可达92.3%,99.1%,99.3%,99.3%,99.0%和98.9%.     

同步化学除磷对污水处理系统及A2/O单元的影响研究

为解决城市污水处理厂脱氮除磷过程中有机碳源不足及磷资源的有效回收问题,在A~2/O反应器中抽取厌氧释磷上清液实施同步侧流化学除磷,研究了3个不同侧流比(20%、25%和30%)对生物处理系统及潜在磷回收情况的影响。结果表明,在实施3种不同程度的侧流化学除磷下,对系统氨氮去除效果的影响较小;当侧流比为20%~25%时,系统脱氮除磷能力均有所提高,同时可实现28.50%~29.48%的磷回收;当侧流比增加到30%时,系统发生污泥膨胀并恶化。随侧流比增加,厌氧释磷量逐渐降低,系统微生物胞内合成PHA质量比逐渐减小,糖原质量比逐渐增加,系统SVI与污泥含磷率的变化趋势相反。同步侧流化学除磷导致系统微生物种群结构发生较大变化,与反硝化除磷相关的Dechloromonas菌属丰度由侧流前的1.96%增至7.95%,这有助于系统脱氮除磷效果的提高。在30%侧流比下,污泥中丝硫菌属的细菌占到4.32%,这是引起污泥丝状膨胀的主要原因。侧流比不宜过大,否则会失去高效磷回收优势,要实现可持续磷酸盐回收,最佳侧流比应控制在20%。     

剪切力对好氧颗粒污泥的影响及其脱氮除磷特性研究

以普通絮状活性污泥为接种污泥,以人工配制模拟生活污水为进水,采用有机负荷调控法,在SBR反应器内培养富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,研究剪切力对好氧颗粒污泥理化特性及生物学特性的影响,并探讨好氧颗粒污泥的同步脱氮除磷特性.首先SBR以厌氧/好氧方式运行,采用有机负荷调控法培养出富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,其粒径在1.0～2.0 mm,SVI在20～22 mL/g,MLVSS/MLSS为91.0％,活性污泥比耗氧速率(SOUR)为45.32 mg/(g·h).颗粒污泥具有良好的沉降性能和较高的生物量,磷酸盐去除率为78％ ～ 99％.然后通过控制搅拌机转速研究4种不同剪切力(以剪切应力表示为0.120 N/m2、0.151 N/m2、0.184 N/m2、0.220 N/m2)条件下好氧颗粒污泥的颗粒化进程、颗粒污泥形态及生物活性.结果表明,当剪切力在0.120-0.220 N/m2之间时,剪切力越大,培养出的好氧颗粒污泥的结构越密实,形状越规则,生物活性越强;在一定范围内(0.120～0.184N/m2),剪切力越大,污泥的颗粒化进程越快,培养出的颗粒污泥的粒径越大;但当剪切力为0.220 N/m2时,污泥的颗粒化进程反而变慢,培养出的较大的颗粒污泥解体,颗粒污泥的粒径反而变小.最后采用逐渐增加进水NH;-N负荷的方法诱导具有同步脱氮除磷能力的好氧颗粒污泥,25d后,SBR对NH4+-N、TN、PO3-4--P的去除率分别达到99.7％、89.8％及94.5％.     

UASB偶联SBR强化畜禽养殖废水去除氮磷及产气的研究

本文研究了一种外循环上流式厌氧污泥床(UASB)偶联SBR强化畜禽养殖废水脱氮除磷及产气的新工艺。结果表明:UASB偶联SBR出水COD,NH~+_4-N及TP含量分别为147.6,17.8和2.6 mg/L,出水满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596—2001),相应的去除效率分别为91.8%,91.1%和85.5%。此外探究了COD容积负荷和温度对UASB启动期的影响,结果表明,15.0 kg/(m~3·d)和35℃为UASB启动时期的最佳容积负荷和温度。UASB偶联SBR工艺中COD的去除主要在UASB阶段,并且约占71.5%,而NH~+_4-N和磷酸盐的去除主要集中于SBR工艺好氧段。     

SBR法处理颜料中间体废水的研究

研究了SBR法处理颜料中间体高浓度有机废水时,污泥浓度、曝气时间、pH等参数对该工艺处理效果的影响.结果表明,当SBR周期为8 h(进水0.2 h,反应6 h,沉淀1 h,排水0.5 h,闲置0.3 h), MLSS为2-4 g/L,进水CODCr1.2 g/L,pH 7.00-8.50时,COD去除率可达70%.     

太湖草型区与藻型区沉积物中聚磷菌富集试验研究

采用序批式反应器(SBR)小型反应装置,以葡萄糖和丙酸为碳源,在厌氧/好氧条件下,对太湖草型区和藻型区的沉积物进行聚磷菌富集培养。探讨了太湖草型区和藻型区沉积物中聚磷菌的存在性和差异性。试验结果表明,通过实验室模拟条件培养,发现太湖沉积物存在聚磷细菌。两种碳源培养的草型区沉积物厌氧释磷量高于藻型区。以葡萄糖为碳源培养的草型区和藻型区沉积物厌氧释磷现象微弱,好氧磷的超量吸收现象比活性污泥弱,对PO34--P的平均去除率分别为34.95%、38.17%。而在以丙酸为碳源的系统中,有着明显的厌氧释磷和好氧摄磷现象,对PO34--P的平均去除率分别为41.27%、51.35%。     

高效厌氧反应器处理啤酒废水的试验研究

在(35±1)℃条件下,采用高效厌氧反应器对青岛啤酒股份有限公司的生产废水进行处理,研究了厌氧反应器的启动和运行情况,分析了回流比、温度和上升流速等因素对反应器的影响.结果表明,厌氧反应器的容积负荷可达21 kg COD/(m3·d),COD去除率稳定在80%以上,出水挥发酸质量浓度低于350 mg/L,平均每去除1 kgCOD产生0.26 m3沼气.启动结束后,颗粒污泥的平均沉降速度由40.3 m/h提高到73.4 m/h,污泥密度由0.78 g/cm3升高至1.02 g/cm3,0.5～1.5 mm粒径的颗粒污泥占66%.同时,在25℃的运行条件下反应器的容积负荷降至9 kg COD/( m3·d),温度升高后反应器的运行可以较快得到恢复.     

一种改良双污泥颗粒系统强化低碳氮比污水脱氮除磷的新工艺

以合成废水为研究对象,在序批式反应器中比较了改良双污泥系统与传统工艺在生物脱氮除磷性能、微生物种群、单位周期内营养盐和内聚物变化,并探究了可能存在的机理。结果表明,改良双污泥系统能够提高生物脱氮除磷效率,总氮和溶解性磷酸盐的去除率分别为94.6%和96.5%。荧光原位杂交实验表明改良双污泥系统中富集更多的聚磷微生物。单位周期研究显示改良双污泥系统中内聚物聚羟基烷酸酯(PHA)的最大积累量为8.5 mmol/g,高于传统工艺对照组。改良双污泥系统能够最大程度利用污水中有限的碳源以用于生物脱氮除磷。     

以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌驯化

以活性污泥为种泥,通过序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),在厌氧-缺氧-好氧交替的条件下驯化培养以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌(Denitrifying Phosphorus-Accumulating Organisms,DPAO)。在330 d的培养时间内监测磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等常规指标,并研究驯化不同阶段的一个周期内各指标的变化及进行相应的动力学分析。结果表明,随着驯化的进行,厌氧阶段释磷速率逐渐增加,释磷量也相应增大,出水磷质量浓度最终维持在0.8mg/L,去除率达到91.8%,硝氮全部去除。通过对16S r RNA测序结果的比对,得到聚磷菌占总菌的76.93%,反硝化除磷菌占聚磷菌的一半以上。而聚糖菌仅占5.13%,聚磷菌成为优势菌种。此外,在整个驯化过程中,水质和环境条件的变化使出水中磷质量浓度出现波动,而出水硝氮的变化不大。研究表明,以硝酸盐作为主要氮源培养反硝化除磷细菌的方式是可行的,并有利于聚磷菌对聚糖菌的竞争,使聚磷菌成为优势菌种。     

Cd对新型后置反硝化系统脱氮除磷的影响

针对重金属Cd~(2+)对新型后置反硝化脱氮除磷性能影响不明确的现状,本研究建立序批式反应器并探究了不同剂量的Cd~(2+)对后置反硝化生物脱氮除磷的影响。结果表明,低质量浓度Cd~(2+)(0.1和0.5mg/L)对生物脱氮除磷影响不明显,然而当Cd~(2+)的质量浓度为2 mg/L,生物脱氮除磷效率分别为78.6%和79.5%,显著低于空白组。机理研究表明高质量浓度Cd~(2+)对NH+4-N的氧化影响不明显,然而反硝化过程却受到严重的抑制作用。此外Cd~(2+)的存在对厌氧释磷和好氧吸磷均有不同程度的抑制,当Cd~(2+)的质量浓度为2 mg/L时,厌氧最大释磷量为47 mg/L,聚羟基烷酸酯(PHA)的最大合成量为4.35 mmol/g,显著低于空白组。PHA的厌氧合成受阻从而导致好氧分解产能低,好氧吸磷不充分。     

温度和COD对SBR反硝化同时除磷系统除磷能力的影响

以除磷脱氮SBR(Sequencing batch reactor)系统作为研究对象,考查了温度和COD对其反硝化,以及除磷能力的影响.结果表明,反硝化除磷适宜温度范围为18～37℃.在此温度范围内反硝化除磷速率随温度升高而提高,而且温度变化基本上不影响反硝化除磷系统PO34-去除量和NO3-转化量之间的定量关系.同时实验还发现,反硝化同时除磷系统比传统的厌氧/好氧除磷系统节省33%的碳耗.当进水PO34--P质量浓度8.0～9.2 mg/L而COD质量浓度低至220～240 mg/L时就可以保证出水PO43--P质量浓度小于0.5 mg/L.而传统的厌氧/好氧SBR除磷脱氮系统则需将进水COD质量浓度提高至350 mg/L时才能实现这一目标.     

微量Co对餐厨垃圾厌氧消化的影响研究

针对餐厨垃圾厌氧消化酸抑制而造成的消化效率低和产气量低等问题,采用中温(35℃)厌氧消化研究了微量Co对餐厨垃圾厌氧消化过程中的pH值、挥发性脂肪酸(VFA)、COD、产气速率及产气量的影响。结果表明:投加0.25~2.00 mg/(L·d)的微量Co均可以改善餐厨垃圾单相厌氧消化酸抑制的现象。至第25 d反应结束,C1~C4组(Co投加量分别为0.25 mg/(d·L)、0.50 mg/(d·L)、1.00mg/(d·L)和2.00 mg/(d·L))的COD的去除率分别比CK(对照)组的高5.75%、10.91%、7.97%和4.74%。CK的产气速率峰值和累积产气量分别为867 mL/(d·L)和13 798 mL/L,C1~C4处理的产气速率峰值分别为2 143 mL/(d·L)、3 193 mL/(d·L)、2 204 mL/(d·L)和2 510mL/(d·L),其累积产气量分别达到19 244 mL/L、24 433 mL/L、20 264mL/L和16 989 mL/L。C1~C4的产气速率峰值及累积产气量分别比CK的高147.17%~268.28%和23.13%~77.08%。其中,投加0.50mg/(d·L)的微量Co对餐厨垃圾厌氧消化酸抑制的缓冲作用最好且其COD去除率、产气速率峰值和累积产气量最高。因此,投加0.25~2.00 mg/(d·L)的微量Co均有利于缓解餐厨垃圾单相厌氧消化酸抑制的发生并提高厌氧消化效率和产气效率。     

利用普通反硝化活性污泥快速启动厌氧氨氧化试验

采用有效容积为6.3 L的上流式流化床接种普通污泥,进行了厌氧氨氧化反应器的启动,研究了先富集反硝化污泥再启动厌氧氨氧化反应器的过程特征。首先投配硝氮质量浓度70 mg/L、以葡萄糖为碳源、COD为200 mg/L的模拟废水增强污泥的反硝化能力。运行6 d后,出水硝氮质量浓度在10 mg/L左右,反应器对硝氮的去除率稳定在80%以上,污泥具有较高的反硝化活性。随后投配氨氮质量浓度50~60 mg/L、亚硝氮质量浓度30~58 mg/L的废水进行厌氧氨氧化菌培养。培养一开始出水氨氮质量浓度就比进水低,第31 d氨氮的去除率达到50%以上。逐步提高进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度,从100 mg/L、140 mg/L、200 mg/L到420 mg/L,氨氮和亚硝氮去除率亦不断提高。第40 d后,反应器氨氮去除量、亚硝氮去除量和硝氮增加量之比在1∶(1.3±0.2)∶(0.3±0.1)范围内小幅波动,表明厌氧氨氧化反应已经成为反应器内的主导脱氮反应。经过76 d的培养,在进水氨氮和亚硝氮质量浓度分别为405.23 mg/L和488.24 mg/L时,反应器对它们的去除率达到80%和95.22%,最大氮去除速率为0.93 kg/(m3·d)。研究表明,采用上流式流化反应器先富集反硝化菌再培养厌氧氨氧化菌和采用逐步提高进水负荷的启动策略,对于快速培养高活性Anammox污泥、启动反应器是有效的。     

TATB炸药废水序批式生物处理工艺研究

采用好氧序批式生物反应(SBR)工艺,经过接种、驯化后,对TATB废水生物降解规律进行研究。通过单因素试验,探索了进水CODCr、曝气时间、温度、p H值等因素对废水CODCr去除率的影响规律,确定了正交试验的各因素水平,进而设计正交试验,研究TATB生物降解的最佳条件。结果表明,除温度外,各因素对CODCr去除率的影响均存在峰值点,进水CODCr对CODCr去除率的影响最明显。进水TATB质量浓度(以CODCr计)为800 mg/L时,有机负荷约为0.48kg BOD/(kg MLSS·d),满足间歇出水循环延时曝气系统(ICEAS,一种改良的SBR)活性污泥法所要求的经验值0.4~0.5kg BOD/(kg MLSS·d);高于800 mg/L时,高质量浓度TATB的毒性及较高的负荷均对微生物有抑制作用。在静置40 min后,合适的曝气时间为40 min,曝气时间太短使微生物无法充分利用有机物,太长则使微生物进入内源呼吸期,导致微生物量减少,破坏处理条件,甚至导致丝状菌膨胀,出水恶化。—NH2基团为供电子基,酸性条件下,使苯环上的电子云密度增大,表现出更好的可降解性,抵消—NO2的抑制作用。因此p H=6.0时,CODCr去除率较高。综合考虑实际处理条件,水温以18~35℃为宜。最佳处理条件时CODCr去除率为89.08%。     

味精废水培养好氧颗粒污泥的研究

以味精厂废水厌氧污泥混合普通活性污泥作为接种污泥,采用味精废水在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,通过预曝气调整进水负荷,经95 d成功培养出好氧颗粒污泥。培养出的颗粒污泥呈黄色,轮廓整齐,平均粒径为0.5 mm,对COD和氨氮的平均去除率高达91.8%和96.6%,反应器内SVI值保持在20mL/g左右,污泥质量浓度达8 000 mg/L左右。     

长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果

为保证磷的去除率,城市污水处理厂生物除磷系统污泥龄一般控制在15 d左右.污泥龄越短,剩余污泥排放量越大,污泥处理费用越高.为探明长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果及其作用机理,采用厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR反应器,以无水乙酸钠、葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨为混合碳源,模拟城市污水处理系统,对污泥龄分别为12d、20d和48 d的生物除磷系统出水总磷质量浓度进行连续监测,研究污泥龄与胞内聚合物PHB(聚羟基丁酸)和PHV(聚羟基戊酸)质量比的关系.结果表明,对于进水COD为450 mg/L,总磷质量浓度达8 mg/L的城市生活污水生物除磷系统,由于碳源充足,污泥龄达到48 d仍能保证出水总磷质量浓度长期稳定达标,长泥龄不会影响除磷效果.由于我国生活污水水质的变化,城市污水处理厂最佳污泥龄约为48d.污泥龄对聚磷菌体内的PHA(聚羟基烷酸)质量比及组成有重要影响.随着污泥龄的增长,PHA总量增加,聚磷菌得到了更多的吸磷驱动力,好氧时间不断减少,除磷效率不断增加.随着污泥龄的增长,聚菌体内的PHV质量比增加,而PHB质量比基本不变,因此PHB在PHA中占的比例有所下降.