基于呼吸图谱的自养菌与异养菌内源呼吸过程分析

内源呼吸是活性污泥重要的代谢过程,但目前对内源呼吸过程的认识较为模糊.本研究采用呼吸图谱的方法,对以去除BOD为代表的异养菌和以硝化菌为代表的自养菌的内源呼吸特征进行了解析.结果表明,上述两类细菌进入内源呼吸时间几乎相同,但异养菌进入休眠期较快,且处于休眠期的易恢复生物量比例较高,表明异养菌具有较强的环境适应能力,而自养菌则相反,因此,本研究从内源呼吸角度证实了自养菌较为脆弱.另外,研究还发现,内源呼吸速率比例的增大反映出污泥活性变差,是表征活性污泥活性的重要参数,可作为活性污泥健康状态的定量描述指标.本研究成果深化了内源呼吸过程的进一步认识,为污水处理厂运行管理提供理论基础.     

城市污水处理厂活性污泥呼吸速率的研究

利用差压仪分别测定了5个污水处理厂曝气池混合液的内源呼吸耗氧量,同时设计了密闭投加醋酸钠的差压仪测定方法,测定了投加醋酸钠后的外源呼吸耗氧量。不同污水处理厂污泥呼吸性能有较大差异,比基质内源呼吸在14～42mgO2/（g MLVSS.d）范围变化,投加有机物后比外源呼吸在120～450mgO2/（g MLVSS.d）范围变化。不同污水处理厂之间的内源呼吸耗氧速率OUR的大小和挥发性污泥浓度MLVSS的高低没有必然联系,但比内源呼吸OUR高的污泥有较强的基质去除能力,表现出较强的比外源呼吸能力。提高污泥内源呼吸能力就可以实现城市污水处理厂节能减排。     

应用呼吸-滴定测量监测硝化动态过程

将pH值在线监测与药品自动投加系统与已开发的混合呼吸测量仪集成,组成自动呼吸-滴定测量仪,同时测定废水生物处理过程氧气利用速率(OUR)和质子变化速率(HVR).对活性污泥硝化过程定时测定NH4+-N浓度,比较其与基于HVR或OUR预测的NH4+-N浓度间的一致程度,评估自动滴定测量装置测试硝化过程动态的性能.结果表明,在初始NH4+-N浓度分别为20,25mg/L的间歇试验中,实测值数组与基于OUR的预测值数组间的相关系数分别为0.9967和0.9972,与基于HVR的预测值数组间的相关系数分别为0.9991和0.9992,表明OUR和HVR均能及时准确地反映硝化过程的动态特性.     

内源呼吸过程溶解性代谢产物的光谱特性分析

微生物内源呼吸期对污水处理过程具有重要意义.为了更清晰地了解微生物内源呼吸过程,采用三维荧光光谱、紫外光谱结合呼吸图谱对微生物内源呼吸过程进行解析.结果表明,三维荧光光谱和紫外光谱在内源呼吸各个阶段有明显的不同:1内源呼吸快速下降期(第1 d):腐殖酸峰的激发波长(Ex)和发射波长(Em)分别出现5 nm、6 nm的蓝移,荧光指数f450/500和HIX(humification index)分别减小了9.3%、0.2%,UV253/203和UV254分别增加了37.5%、200%,预示着混合液中可生物降解有机物的存在;2内源呼吸慢速下降期(第2 d):f450/500增加了0.5%,HIX减小0.2%,UV253/203减小了20%,UV254增加了16.7%,预示着细胞可能出现了水解或自溶;3内源呼吸稳定期(第3~5 d):腐殖酸峰基本保持不变预示了微生物适应了饥饿环境.本研究从代谢产物的角度解析了内源呼吸过程,为污水处理过程控制提供了新的思路.     

嗜盐菌强化生物活性炭处理不同盐浓度采油废水的研究

研究生物活性炭对于不同水质、不同盐浓度采油废水的适应性及处理情况.实验采用COD、UV_２５４ 2种参数表征水中有机物的综合指标,通过测定呼吸速率（oxygen uptake rate, OUR）随时间变化曲线确定活性炭上生物膜的生长与稳定性.结果表明,驯化期间随着水中采油废水比例的不断加大,生物膜上微生物的活性呈现降低、恢复到稳定的变化过程.经嗜盐菌强化后的生物活性炭对于胜利油田地区乐安现场采油废水和现河首站采油废水有着较好的处理效果,水力停留时间为5 h时,COD去除率可分别达到64.86%、53.62%,UV_２５４也随处理时间得到不同程度的去除.不同盐浓度下乐安现场采油废水的处理结果说明,对于不受高盐浓度影响或影响较小的微生物,如果水质相同,在较低盐浓度范围内的盐浓度的改变基本不影响其活性,盐浓度1.0%～3.0%范围内COD的去除率在64.86%～66.67%.对于相同或近似含盐量的不同水质采油废水,水中COD含量差异对生物处理效果存在影响.     

有机物降解和硝化过程中污泥摄氧速率的变化

通过考察有机物生物降解和氨氮生物硝化过程中活性污泥摄氧速率(OUR)的变化规律,研究了OUR表征污泥生物活性的可行性.结果表明,随有机物和氨氮氧化反应的进行,OUR逐渐降低,当有机物、氨氮和亚硝酸氧化完毕时,OUR均出现下降幅度突然增大的现象,然后趋于稳定;OUR对系统受到的有机物和氨氮冲击负荷及硝化过程中碱度的变化有着灵敏的反映,可以揭示出有机物生物降解和氨氮生物硝化反应的进程,用OUR表征污泥的生物活性是可行的.污泥生物活性的动力学分析结果验证,有机物氧化的异养菌生长速率高于自养型硝化菌,活性动力学常数(U_om)分别为128.21,7.22mg/(g·h).     

废水特性鉴定的批量OUR法试验研究

对活性污泥法过程模型化应用的重要课题－废水特性鉴定进行了理论和试验研究,提出利用批量反应器OUR测定,进行废水有机组分鉴定试验的数据分析方法,并对取自两个城市污水处理厂的初沉后污水进行了测定。结果表明,应用批量OUR方法能够对废水中的可生物降解的有机组分,直接进行试验测定和估值;初始OUR控制技术有助于产生适宜的OUR动态响应,以方便和较为精确地进行数据分析处理。利用试验测定结果作为模型输入,比较模型模拟和实测的OUR动态,得到了较好的吻合。     

ECOSUNIDE工艺中活性污泥生物代谢活性的测定研究

利用差压仪测定原理,设计了在差压瓶中密闭投加基质的试验方法,测定了ECOSUNIDE工艺和其它4个不同工艺的污水处理厂曝气池混合液中活性污泥的生物代谢能力,通过内源呼吸速率和投加基质后的外源呼吸速率来表达生物代谢能力,采用各自的比呼吸速率用来比较单位污泥浓度的生物代谢活性能力。研究结果表明,具有高效脱氮除磷能力的ECOSUNIDE工艺中活性污泥在1～2 d时段内的比内源呼吸速率为43 mg O2(/gVSS.d),投加醋酸钠和氨氮后比外源呼吸分别为450和283 mg O2(/gVSS.d),均高于其它不同工艺的普通进水方式污水处理厂混合液相应的呼吸速率。该工艺在提高活性污泥中异养菌和自养菌代谢能力,缩短污染物去除时间上有较明显的优势。     

ASM1中废水和污泥组分浓度的测定方法研究

对呼吸计量法应用于校准ASM1作了简明的阐述.在呼吸速率与模型组分关系的基础上,介绍了ASM1中废水与污泥各组分浓度的测定方法,并指出模型组分细化的意义.     

活性污泥物理结构对呼吸过程的影响

物理性能和生物活性是活性污泥法中两个重要的关注方面,为解决运行控制中这两方面的矛盾,对不同活性污泥系统中的污泥物理结构和呼吸过程进行分析.利用7个不同活性污泥系统中的污泥,对其粒径、分形维数、压缩沉降性能、吸附性能和呼吸图谱等方面进行研究分析.结果表明,物理性能指标和呼吸速率之间存在较好的相关关系,其中污泥粒径(d)与内源比呼吸速率(SOUR_e)和最大比呼吸速率(SOUR_t)呈指数负相关(R~20.9);分形维数(D_f)与SOUR_e和SOUR_t呈线性负相关(R~20.8);压缩指数(SCI)和污泥指数(SVI)与SOUR~2_e呈对数正相关(R0.9);平衡吸附量(Q_(max))与准内源比呼吸速率(SOUR_q)和SOUR_e呈线性负相关(R~20.9).从而得出活性污泥正常运行条件下的最佳物理性能和活性范围:SVI为50～120 mL·g~(-1),SOUR_e为6.27～7.55 mg·(g·h)~(-1),d为205.80～228.12μm,D_f为1.56～1.60,R_(n/t)为0.02～0.03,Q_(max)为508～636 mg·g~(-1).     

污水中易生物降解有机物的测定方法及研究进展

污水中的易生物降解有机物（SS）对生物脱氮除磷过程具有重要意义,也是活性污泥模型中的关键组分。介绍了污水中SS的测定方法,其中好氧呼吸计量法（包括连续OUR法和批式OUR法）和物料平衡法最为常用,而对比发现批式OUR法的测定结果最接近真实值。对文献数据统计表明,城市污水的SS浓度通常为20mg/L-40 mg/L,而工业废水中SS浓度受行业影响很大,SS/COD的波动范围为0.6%-44.0%。     

草浆造纸中段废水的生物处理动力学

利用静态溶解氧消耗速率（OUR）试验模拟草浆造纸中段废水生物处理的生化反应过程,并运用Lawrence-McCarty模式进行了动力学分析。由OUR试验结果和小试研究结果建立的草浆造纸中段废水好氧生物处理的动力学方程为v=0.72S/(60.43 S）。将该动力学方程预测结果和实际工程的运行数据进行了比较,结果表明,动力学方程的比基质降解速率预测值高于实际工程的计算值,分析原因可能在于：实际工程中中段废水中的纤维素类悬溪物在生物处理装置的积累导致了污泥活性的降低。     

活性污泥数学模型中进水易降解有机物的测定

ASM系列模型 (ASMs)自推出以来在欧美得到广泛应用。要想利用ASMs对特定污水处理过程进行准确的模拟 ,首先必须得到该过程污水的水质特性参数。介绍了连续式OUR计量法、序批式OUR计量法和絮凝过滤物理化学法等 3种测定ASMs中进水易降解有机物的方法 ,通过分析比较指出了各自的优缺点及适用情况。     

蒽的不完全臭氧氧化及中间产物特性分析

对蒽进行了臭氧不完全氧化实验研究,利用HPLC、UV、TOC监测了臭氧氧化过程中发生的变化.结果表明,蒽被臭氧降解时有中间产物生成,臭氧可以与中间产物继续作用,但是难以使之矿化.另外,氧化体系中水溶性有机物的TOC变化及其对活性污泥OUR的影响结果表明,臭氧氧化改善了蒽的可生化降解性.因此,臭氧氧化与生物降解组合技术,有望成为处理废水中蒽的经济有效方法.     

低强度超声波对低温下污水生物处理的强化效果及工艺设计

为了研究低温条件下超声波对污水生物处理的强化效果,采用强度0.3 W·cm-2的超声波对好氧活性污泥进行10 min的辐射处理,然后在4℃条件下进行模拟SBR(sequencing batch reactor)反应.以耗氧呼吸速率(oxygen uptake rate,OUR)、脱氢酶活性(dehydrogenase activity,DHA)和COD为指标,研究了低温条件下超声波对污泥生物活性以及有机物去除效果的改善.结果表明,低温条件下,经超声波处理后污泥活性可提高30%,COD的去除率也可保持常温水平.通过比较可以看出,低温条件下超声波的强化效果较常温条件下更为明显.本研究还以典型的城市二级处理污水处理厂和采用SBR工艺的污水处理厂为例,对低强度超声波在污水处理工艺中的设计和操作进行了说明.     

垃圾渗滤液的生物降解特性与动态模型实验研究

应用微生物耗氧速率测定法对不同来源不同季节垃圾渗滤液的生物降解特性进行了比较评估 ,并采用经过长期驯化的厌氧 好氧废水生物处理模型系统对被评估为难生物降解的一种渗滤液进行了动态模拟运行试验。研究结果表明 ,不同来源的污泥菌种及驯化前后均表现出不同的生化代谢活性。驯化污泥对 3种被测渗滤液的耗氧速率常数相差甚大 ,3种待测废水分别被评估为易生物降解、难生物降解及不能被受试微生物降解等类别。当厌氧 好氧模型生物反应器系统进水CODCr、NH+4 N浓度分别为 3 0 18 9mg L、45 2 4mg L时出水质量可达到GB16889 1997排放标准。CODCr及NH+4 N总去除率分别为 78 9%和 75 8%。     

镇江市新区第二污水处理厂入网企业废水毒性试验

镇江市新区第二污水厂进水主要是新区化工园区的混合化工废水,针对生化系统经常遭受异常进水或毒性物质冲击的情况,提出了以耗氧速率(OUR)及COD去除率和硝化速率评价污水可生物降解性的方法,以提高活性污泥系统的处理效率和运行管理水平。研究结果表明,六类化工企业废水的毒性大小顺序为农药类﹥电子类﹥染料类﹥造纸类﹥橡胶类﹥酒精类。