丝状菌污泥膨胀及其致密过程中菌丝体演替规律

为了探索丝状菌的致密途径、解决丝状菌污泥膨胀的难题,从丝状菌的自身特点及外部条件出发研究了其在污泥膨胀及致密过程中菌丝体的演替规律。研究发现,致密生长的大絮体对丝状菌的种类是有选择性的,那些丝体较弯曲、丝体强度较大、贮存能力强的菌丝体更利于形成聚集态生长。另外,研究表明,不同种类丝状菌的生长势和存贮能力不同,对底物的利用上亦存在着竞争关系。实验中存在的几个菌种对PHB颗粒的存贮能力由高到低依次为:Nostocoida limicolaⅡ、Type 1851、Type 0701、Type 021N型菌体。     

改善气液传质效率实现丝状菌膨胀污泥控制的方法

为了研究活性污泥系统中丝状菌的存在与污泥气液传质的关系,实验测量了不同絮体结构丝状菌污泥对体积溶氧传质系数(kLa)的影响,并考察了改善气液传质效率对控制丝状菌膨胀的影响。实验结果表明,丝状菌对气液传质的影响主要取决于丝状菌的沉淀性能而不是丝状菌的数量。在由于溶氧不足导致丝状菌膨胀的条件下,可以通过改善丝状菌絮体结构提高系统的气液传质效率,即通过絮体结构调控消除溶氧不足的外在条件,从而实现了控制丝状菌膨胀的目的。研究成果以改善丝状菌结构为手段,从微生物本身出发提高系统曝气效果,为控制丝状菌膨胀提供了新的思路。     

好氧颗粒污泥系统中丝状菌演替规律及其菌丝缠绕特性分析

为达到固液分离的目的,在SBR中将丝状菌颗粒化.研究发现,反应器中相继出现黄色、黑色和白色3种丝状菌颗粒.3种颗粒中,黑色颗粒和白色颗粒孔隙率基本一致,但黑色颗粒粒径远远大于其他2种颗粒,沉速达最大.对3种颗粒和反应器出水进行了丝状菌菌种鉴定,其中黑色颗粒以真菌为主,白色颗粒以微丝菌为主,黄色颗粒为浮球衣菌和Type0041,出水中除以上菌种外还有其他菌种,如Type0581.研究结果表明:丝状菌以弯曲、分支、不规则生长方式易形成丝状化颗粒;单一丝状菌相互缠绕形成的颗粒的强度高于多种丝状菌所形成的丝状菌颗粒.     

氯化钙控制污泥膨胀

污泥膨胀是活性污泥工艺运行中经常遇到的最棘手的问题之一。本实验以人工合成污水为底物,采用序机式活性污泥法（SBR）;研究投加无机混凝剂氯化钙控制污泥膨胀的情况,同时研究丝状菌和菌胶团的变化。研究发现,投加氯化钙后,丝状菌数量明显减少;形成较多大而密实规则的菌胶团,污泥膨胀得到控制。污泥容积指数（SVI）由最初的309.5 mL/g降到67.1 mL/g,污泥沉降性能改善。停止投加氯化钙后又运行了18周期,活性污泥没有发生再次膨胀。投加氯化钙对COD去除率没有明显影响。研究结果表明,投加氯化钙是一种有效的污泥膨胀应急控制措施。     

连续流传统活性污泥系统中好氧颗粒污泥的培养

采用西安市第四污水处理厂A2/O系统中的絮体污泥为接种污泥,在连续流传统活性污泥系统中进行了好氧颗粒污泥的培养研究。当系统温度为25～27℃、沉淀时间为2 h、溶解氧为4.2 mg/L、搅拌速度为240 r/min时,系统可培养出粒径为0.5～1.5 mm的颗粒污泥,扫描电镜结果显示,颗粒污泥主要由球状菌和杆状菌组成,此外还存在少量的丝状菌。实验结果表明,相对于反应器的形式和沉淀时间,水力剪切力和接种污泥中的丝状菌对好氧颗粒污泥形成的影响更大,胞外多糖的产生对好氧颗粒污泥的形成也起着至关重要的作用。     

应用选择器抑制污泥膨胀的20年实践

选择器是在控制丝状菌膨胀实践中孕育而生。丝状菌一般在基质浓度较低的条件下生长，基质浓度较高时菌胶团将要代替丝状菌。根据这一理论，选择器在２０年间逐渐地被开发出来。本文列举了一些成功例子的设计参数和具体结构，并指出了选择器的局限性，即它不能解决所有由丝状菌引起的问题。     

生物脱氮除磷工艺中的丝状菌

在生物脱氮除磷工艺中,污泥膨胀是运行管理的难题。介绍了生物脱氮除磷工艺中丝状菌的种类和数量的变化,数据表明,生物脱氮除磷工艺中的丝状菌主要是微丝菌,其次是0675型和0914型菌。经分析认为,污泥龄的增加会促进丝状菌长度的明显增长并导致污泥膨胀,生物残渣的浓度是造成长泥龄污泥膨胀的原因之一。厌氧阶段有分解生物残渣的功能,可改善菌胶团菌的微环境,从而抑制丝状菌的过剩生长,控制污泥膨胀。     

丝状菌污泥膨胀的影响因素与控制

本文系统地介绍了近一、二十年来国际上关于丝状菌污泥膨胀的最新研究成果。从丝状菌的种类与特性、丝状菌污泥膨胀的机理、引起污泥膨胀的污水性质和运行条件等方面全面地论述了污泥膨胀的影响因素与控制方法,通过对国内外污泥膨胀研究现状与存在问题的分析,提出了该课题今后的研究方向。     

含盐量对好氧颗粒污泥稳定性及微生物组成的影响

研究了不同含盐量(以NaCl质量分数计)对好氧颗粒污泥稳定性及微生物组成的影响.扫描电镜观察发现,高含盐量(5.0%)与低含盐量(1.0%和2.5%)下好氧颗粒污泥微生物的组成有较大的差异.低含盐量下好氧颗粒污泥的微生物以细菌(杆菌和球菌)为主;高含盐量下易出现大量的丝状菌,并形成白色和黑色的丝状颗粒污泥,而且丝状颗粒污泥在短期内(1个月左右)仍具有较好的沉降性能和密实性.但这些丝状颗粒污泥在实验后期易变得大而疏松,最终导致反应器运行失败.因此,维持丝状颗粒污泥的密实成长并抑制其发散成长成为控制好氧颗粒污泥稳定运行的关键,尚需进一步研究.     

污泥膨胀状态下原生动物群落结构分析

系统研究了丝状菌膨胀与非丝状菌膨胀2种典型污泥状态下原生动物的群落结构特征及其演变规律。伴随丝状菌的大量增殖，原生动物总量相应减少，匍匐型纤毛虫及有壳类肉足虫数量迅速上升，占据明显的优势地位，典型原生动物为斜管虫（Chilodonella sp.）、小轮毛虫（Trochilia minuta）以及匣壳虫（Centropyxis sp.）；非丝状菌污泥膨胀对原生动物总量及种群结构影响较小，伴随粘性菌胶团的大量出现，各功能类群的比例变化较小，但原生动物总量持续增加，其中菌食性纤毛虫呈线性增加，典型原生动物为钟虫（Vorticella sp.）。     

低溶解氧污泥微膨胀污染物去除性能的研究

为了研究低溶解氧微膨胀状态下污染物的去除效果，采用SBR反应器，平均DO浓度为0.5～0.9 mg/L，通过好氧/缺氧(O/A)的运行方式，对污染物处理效果进行研究。结果表明：低溶解氧丝状菌污泥微膨胀状态下，SVI可稳定控制在200 mL/g左右,出水SS含量很低，COD去除率在80%以上，氨氮去除率90%以上，除磷效率在90%之上，出水水质良好，同时可以节约曝气量约46.7%。低溶解氧微膨胀状态下，可保证出水处理效果，污泥沉降性能影响小，同时可以节约动力费用。     

NaCl盐度对耐盐活性污泥沉降性能及脱氮的影响

针对海水冲厕工程的实施,采用序批式活性污泥反应器(SBR)处理实际含盐生活污水,考察了盐度对耐盐活性污泥沉降性能及脱氮效能的影响。研究发现,经过长期盐度驯化后的污泥系统也会出现丝状菌污泥膨胀。在经过10 g/L盐度长期驯化的污泥系统中,污泥容积指数(SVI)随着盐度的升高而降低,盐度升高使丝状菌减少,污泥絮体变小变密实。但是,盐度降低时会引发更严重的污泥膨胀,导致污泥流失。对脱氮性能的研究表明,硝化菌的耐盐能力较强。当盐度由10 g/L改变为0、5、15、20 g/L时,氨氮去除率依然可以维持在99%以上。但亚硝酸盐积累率无论是盐度升高或降低时都升高,这表明驯化后污泥中的亚硝酸氧化菌(NOB)对盐度变化的耐受能力比氨氧化菌(AOB)弱,无论盐度升高或降低都会对其产生较大的影响。     

多菌群污水生物处理反应器中污泥分布的试验研究

在多菌群污水生物处理反应器处理城市污水的试验中,对反应器主反应区内水平中线及垂直中线上所布设取样点位的混合液悬浮固体(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)、污泥沉降比(SV30)及污泥容积指数(SVI)进行了检测分析。结果表明,MLSS与MLVSS分布趋势大致相同,在水平方向与垂直方向污泥浓度总体呈现大小交替型分布;SV30与SVI在水平方向总体呈现出周边大、中心小的非对称分布,而在垂直方向由上到下呈现出先增大后减小再增大的分布趋势。污泥浓度与污泥沉降性能的差异分布,对将反应器进水点分布在污泥浓度高值区域、污泥回流点布置在污泥浓度低值区域及出水点选定在污泥浓度较低且沉降性能较好区域有着重要的指导作用,为反应器的优化控制提供了理论依据。     

Identifying different types of bulking in an activated sludge system through quantitative image analysis

The present study proposes an image analysis methodology for the identification of different types of disturbances in wastewater treatment activated sludge systems. Up to date, most reported image analysis methodologies have been used in activated sludge processes with the aim of filamentous bulking detection, however, other disturbances could be foreseen in wastewater treatment plants. Such disturbances can lead to fluctuations in the biomass contents, affecting the mixed liquor suspended solids (MLSS), and in the sludge settling ability, affecting the sludge volume index (SVI). Therefore, this work focuses on predicting the MLSS and SVI parameters for different types of disturbances affecting an activated sludge system. Four experiments were conducted simulating filamentous bulking, zoogleal or viscous bulking, pinpoint floc formation, and normal operating conditions. Alongside the MLSS and SVI determination, the aggregated and filamentous biomass contents and morphology were studied as well as the biomass Gram and viability status, by means of image analysis.     

厌氧序批式反应器中丝状颗粒污泥的形成

以葡萄糖为基质,研究浮动盖式ASBR中颗粒污泥的形成。实验结果表明,污泥在120 d时完全颗粒化,颗粒污泥具有良好的沉降性能(25 m/h)及良好的产甲烷活性,甲酸、乙酸、丙酸及丁酸最大代谢活性分别达到0.216、0.825、0.237和0.796 g COD/(g VSS.d)。电镜扫描(SEM)发现,整个污泥结构均一,均由丝状菌构成。     

NaCl盐度波动对处于污泥膨胀的耐盐脱氮污泥沉降性能的影响

以处于污泥膨胀的耐盐脱氮污泥为研究对象，分别采用有效容积为2和240L的SBR装置（编号1#和2#），在进水NH3-N浓度为40—100mg／L，pH为7．45～8．0，溶解氧为3～5mg／L，温度为28～30℃的条件下，分别研究不同NaCl盐度（0、10、20和30g／L）对污泥沉降性的影响。实验结果表明，在NaCl盐度条件下，可以明显改善耐盐脱氮污泥的沉降性。NaCl盐度越高，污泥絮凝体体积减小、丝状菌及原生动物减少趋势越明显，污泥沉降性效果越好。在30g／L盐度时，1#和2#SBR的SV30分别从95％和80％降至53％和30％，SVI分别从185．5和170．8mL／g降至127．3和78．4mL／g。     

An observation on sludge granulation in an enhanced biological phosphorus removal process

A sequencing batch reactor (SBR) seeded with flocculated sludge and fed with synthetic wastewater was operated for an enhanced biological phosphorus removal (EBPR) process. Eight weeks after reactor startup, sludge granules were observed. The granules had a diameter of 0.5 to 3.0 mm and were brownish in color and spherical or ellipsoidal in shape. No significant change was observed in sludge granule size when operational pH was changed from 7 to 8. The 208-day continuous operation of the SBR showed that sludge granules were stably maintained with a sludge volume index (SVI) between 30 to 55 mL/g while securing a removal efficiency of 83% for carbon and 97% for phosphorus. Fluorescent in situ hybridization (FISH) confirmed the enrichment of polyphosphate accumulating organisms (PAOs) in the SBR. The observations of sludge granulation in this study encourage further studies in the development of granules-based EBPR process.     

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.