膜生物反应器工艺中基于生物捕食作用的污泥减量效果研究

采用序批式投加剩余污泥方式,连续34d考察了膜生物反应器(MBR)工艺的污泥减量效果,研究了MBR中微型动物种类与数量的变化规律以及生物捕食作用对污泥减量效果的贡献.研究发现,MBR中出现密度较高的原生动物和后生动物共13种,其中以红斑顠体虫平均密度最高,达到了338.5个/mL；MBR在运行过程中,MBR内的微型动物呈现出“纤毛虫—轮虫—红斑顠体虫”的演替变化规律；MBR内的污泥减量效果与微型动物的种类和数量有关,在试验初始阶段,MBR内污泥质量保持相对稳定,之后随着MBR内红斑顠体虫的快速增殖,开始大量生物捕食其他原生动物和轮虫,MBR内微型动物总量降低,导致试验后期(运行约20 d后)MBR内的污泥质量迅速增加,可见保持MBR内原生动物和后生动物种类与数量的相对稳定是MBR工艺能够长期实现污泥减量的关键.整个试验期间,向MBR中投加的待处理污泥总量为126.9 g,污泥累积减少量为100.2 g,污泥总减量率为78.96％,其中生物捕食作用引起的污泥累积减少量占总的污泥累积减少量的73.9％,是MBR工艺实现污泥减量的主要贡献者.     

解偶联剂与电气石协同作用对污泥性能的影响研究

为提升解偶联剂的污泥减量效果并缓解其对微生物的影响,在序批式活性污泥反应器(SBR)中添加不同浓度的解偶联剂(双香豆素)和电气石,分析两者协同作用对SBR系统中活性污泥产量及性能的影响。研究结果表明,当双香豆素投加量由10mg/L增加到40mg/L,污泥的表观产率由0.19降至0.15,下降约20%,污泥减量作用明显增强,但COD去除率由76.7%下降至76.3%,SBR内的亚硝酸盐氮积累量增加,TN去除率由87.5%降至80.3%,污泥沉降性能有所降低,污泥活性有所提高。40mg/L双香豆素与100g电气石协同作用下,SBR内污泥的表观产率降至0.13,COD去除率提高至82.6%,SBR内亚硝酸盐氮积累量显著降低,TN去除率可达88.9%,污泥沉降性能及污泥活性均有所提高。电气石可以改善高浓度双香豆素所导致的负面影响,不会提高系统污泥产率。     

活性污泥超声波预处理的降解特性与减量研究

采用超声波处理序批式间歇反应器(SBR)中的活性污泥,通过改变活性污泥的超声波处理比例,分析SBR系统的污泥降解特性和减量效率。研究结果表明,超声波处理能有效促进系统污泥减量和污泥稳定,30%的处理比例使污泥表观产率和挥发性悬浮固体/悬浮固体(VSS/SS)较对照处理分别减少28%和5.1%,但处理系统出水水质轻微下降,30%和40%的处理比例使系统出水COD去除率较对照处理分别下降了9.5%和12.3%,出水浊度也出现了轻微增加,而污泥的沉降性能并没有产生明显影响。     

超声处理对活性污泥系统污泥减量效果的研究

在活性污泥系统采用超声波处理剩余污泥以考察污泥减量效果及其对系统处理效果的影响.结果表明:在声能密度0.25～0.50 W/mL范围内,经过1～30 min的超声波处理,系统表观产率显著下降,剩余污泥的产量可以减少20%～50%左右.同时发现,污泥的沉降性能指标SVI有所下降,而污泥的稳定性有所提高,活性污泥系统的出水水质略有不同程度的下降.     

超声处理对活性污泥系统污泥减量效果的研究

在活性污泥系统采用超声波处理剩余污泥以考察污泥减量效果及其对系统处理效果的影响.结果表明：在声能密度0.25～0.50 W/mL范围内,经过1～30 min的超声波处理,系统表观产率显著下降,剩余污泥的产量可以减少20%～50%左右.同时发现,污泥的沉降性能指标SVI有所下降,而污泥的稳定性有所提高,活性污泥系统的出水水质略有不同程度的下降.     

活性污泥系统中微型动物与水质净化效果的相关分析

活性污泥系统中微型动物的种类、数量和变化情况与活性污泥状况和出水水质密切相关.在某大型炼油厂污水处理车间曝气池活性污泥系统中,通过微生物镜检监测出30多种微型动物.实验研究发现,固着型纤毛虫的种类最多,出现频率也较高.对微型动物密度与曝气池出水水质和污泥指标的相关性分析表明,小口钟虫可作为曝气池混合液DO浓度的指示生物,小口钟虫密度越大,DO浓度越高;小口钟虫、八钟虫和转轮虫可作为曝气池出水COD的指示生物,其数量增加是水质净化程度提高的标志.     

臭氧预处理—厌氧消化工艺促进剩余污泥减量化的研究

主要研究了臭氧氧化对剩余污泥的破解效果及污泥厌氧消化效率的影响.结果表明,随着臭氧投加量的增加,悬浮物(SS)、可挥发性悬浮物(VSS)逐步减少,而剩余污泥上清液中的溶解性COD(SCOD)、总有机碳(TOC)、蛋白质和多糖则明显增加.经臭氧预处理(臭氧投加量为0.050 g(以每克SS计))后,剩余污泥中温(35℃)厌氧消化效率明显提高,经65d稳定运行后,总挥发性固体(TVS)去除率为67.58％,与未经臭氧预处理的剩余污泥相比提高50.61％;甲烷平均产率为0.303 L(以每克TVS计),与未经臭氧预处理的剩余污泥相比提高54.59％.可见,臭氧预处理能有效促进污泥厌氧消化,从而达到污泥减量的目的.     

气升回流一体化中试反应器的污泥减量化

为了减少分散型污水处理设施中剩余污泥的产量以及解决其维护频率高和运行设备复杂等问题,开发了一种集去除有机物、脱氮及污泥减量于一体的气升回流一体化反应器。该反应器由缺氧区、好氧区、沉淀区及气升区组成。中试反应器规模为10.31 m~3,以实际生活污水为处理对象,研究其污泥减量机理。结果表明,当进水容积负荷在0.14~1.39 kg COD·(m~3·d)~(-1)之间时,系统对COD、NH_4~+-N、TN及SS的平均去除率分别为88.6%、93%、66.9%和93%,其污泥表观产率系数Yobs为0.139 g TSS·(g COD)~(-1),表明该工艺具有良好的污泥减量化效果。根据稳态—ASM3号模型及氨氮的物料衡算分析可得:通过细胞裂解—隐性生长作用去除的污泥量占反应器污泥减少总量的77.6%,而原生动物和后生动物捕食的污泥量约占系统污泥减少总量的22.4%。该系统污泥自消解速率为0.44 kg TSS·d~(-1)。     

高效代谢解偶联剂的筛选及对SBR系统综合运行效能的影响

活性污泥法是最常用的污水处理技术,但它同时会产生大量的剩余污泥,需要进行额外的处理和处置.活性污泥的解偶联代谢能有效地减少剩余污泥的产量.比较了5种代谢解偶联剂,即2,4-二硝基苯酚(DNP)、邻氨基苯酚(AP)、2,4,6-三氯苯酚(TCP)、3,3',4,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)、丙二酸的污泥减量效果和对COD去除能力的影响.结果表明,当它们在各自的最佳质量浓度20、1 5、4、1.2、15 mg/L时,污泥的表观增长系数分别降低了62.39%、63.75%、59.40%、34.58%和53.75%,而COD去除率仅有轻微下降.重点研究了15 mg/L的丙二酸和4 mg/L的TCP对SBR系统运行效能和污泥沉降性能的影响.发现在长期运行过程中,两者都能有效降低系统的污泥产量,而对COD去除率的影响较低,但使用丙二酸6 d后极大地影响了污泥的沉降性能,而TCP对污泥的沉降性能影响很小.     

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。