活性污泥中细微沙浓度的预测模型

悬浮在污泥混合液中的细微沙会导致活性污泥混合液挥发性悬浮固体与混合液悬浮固体比值(ratio of mixed liquor volatile suspended solids to mixed liquor suspended solids,MLVSS/MLSS)降低。通过向生化池进水中连续投加体积平均粒径分别为14、33、50、66和107μm的石英砂,研究不同粒径细微沙对活性污泥MLVSS/MLSS的影响,探讨不同粒径细微沙的悬浮特性,构建活性污泥中细微沙浓度的预测模型,以为污水厂运行调控提供理论基础。研究结果表明,细微沙粒径越小,悬浮比(悬浮在污泥混合液中的细微沙占生化池进水中细微沙总量的比例)越大,悬浮比与细微沙粒径呈显著的相关关系。通过预测模型得到的细微沙浓度的预测值与实测值差异较小,说明构建的活性污泥中细微沙浓度的预测模型是合理的。污水厂可在维持活性污泥MLVSS稳定的条件下,结合活性污泥中细微沙的浓度,调控污泥MLSS,保证污水处理系统的稳定运行。     

聚丙烯酰胺废水的好氧颗粒污泥降解研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)内通过逐步提高进水中聚丙烯酰胺(PAM)的浓度实现了好氧颗粒污泥的驯化.经过43 d稳定运行,成功培养出性状良好且对PAM具有较高降解活性的PAM好氧颗粒污泥,其PAM平均降解速率达2.230 mg/(L·h).系统内PAM好氧颗粒污泥的混合液悬浮固体(MLSS)为9.85 g/L,污泥体积指数(SVI)为39.21 mL/g,湿污泥密度为1.034 g/cm3,平均粒径为1.85 mm,单个颗粒污泥的沉降速率为8.2～12.8 mm/s.     

常温下好氧颗粒污泥的形成过程及除污性能

接种产絮脱氮菌剂TN-14强化普通活性污泥在常温下实现快速颗粒化。研究了污泥颗粒化过程中污泥形态、浓度(MLSS)、体积指数(SVI)、粒径分布、胞外多糖(PS)和蛋白(PN)的变化规律,以及除污性能。结果表明,反应器污泥在45 d内完全实现颗粒化,成熟颗粒污泥粒径多在0.6~1.0 mm之间;颗粒化期间,系统内污泥浓度略有增加,而污泥体积指数SVI值呈下降趋势。污泥PS和PN含量均明显增加,成熟稳定期污泥PS和PN含量分别维持在84.22~90.46 mg/g MLVSS以及294.22~345.26 mg/g MLVSS。污泥颗粒化后对污水除污能力都有一定的提高,颗粒污泥稳定运行阶段出水COD、氨氮、TN和TP值都能满足一级A类排放标准(GB18918-2002)。     

一体化膜生物反应器中短程硝化反硝化对氨氮的脱除

采用一体化膜生物反应器处理模拟氨氮废水,通过改变温度、pH、DO实现了反应器中短程硝化的稳定运行。结果表明,在进水氨氮、COD分别为67~86、240~342 mg/L的情况下,当温度为30℃、进水pH为8.1时,通过逐渐降低DO至1.2mg/L,亚硝态氮得到富集,氨氮和COD的去除率均能达到80%以上,且系统的耐冲击负荷能力较好;整个运行期间保持了较高的混合液悬浮固体浓度(MLSS),处于3 200~8 210mg/L,污泥沉降比和污泥体积指数(SVI)相对稳定,SVI处于75~138mL/g。     

pH对高铁酸盐氧化剩余污泥的影响

针对高铁酸盐在酸、碱性环境下氧化性和稳定性的不同,采用pH调至1、3、5、7、9、11、13的剩余污泥,投加高铁酸盐溶液进行研究,考察污泥脱水性能(污泥比阻)以及减量化效果,包括破解液性质(氨氮NH_4~+-N、总氮TN、正磷酸盐PO43-、总磷TP、总有机碳TOC、溶解性有机物SCOD、胞外聚合物EPS)和污泥性状(混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS、污泥沉降比SV、污泥体积指数SVI、粒径)。结果表明:pH由低到高,破解液中各类污染物浓度总体呈现出两端高中间低的趋势,高铁酸盐在酸性和碱性条件下的氧化效果均优于中性条件。其中,pH达13时减量化效果最佳,氮素和有机物质溶出最多,然而此时的脱水性能最差;pH为1时破解液中磷素最多,达90.6 mg·L~(-1)。当pH为13,每g污泥(干重)的高铁酸盐投加量为15 mg Fe时,1 g MLVSS的污泥SCOD释放量达1.13 g,TN、SCOD、TOC释放量分别为179.3、3 507.9和1 134.3 mg·L~(-1),在达到污泥减量化效果的同时更有利于破解液的后期资源化回收和处理。     

污泥淤砂分离器对分离分流污泥性质的影响

为解决我国很多城镇污水厂活性污泥的MLVSS/MLSS普遍偏低,污泥中泥沙淤积严重的问题,根据水力旋流器的分离原理,开发了污泥淤砂分离器,实现污泥中生物基质和淤砂的分离分流,研究污泥淤砂分离器主要结构参数排口比(底流口直径/溢流管直径)对分离分流污泥性质的影响。实验结果表明,排口比为0.4时,污泥经过污泥淤砂分离器后,得到的底流污泥MLVSS/MLSS比原污泥减小了34%,溢流污泥MLVSS/MLSS增大了16.8%,污泥中的生物基质富集在溢流污泥中,淤砂富集在底流污泥中;底流污泥浓度MLSS比原污泥增加了2.6倍,底流污泥SVI和CST分别减小了68%和70%,底流污泥浓缩效果明显,沉降性能和脱水性能大幅提高,有利于底流污泥的处理处置;进一步减小排口比,底流污泥浓缩效果、沉降性能和脱水性能均进一步提高。     

低温胁迫下Ca2+对厌氧氨氧化污泥脱氮效能影响研究

为了解决厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥在低温下脱氮效能较低的问题,采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,通过投加不同浓度的Ca~(2+),考察低温胁迫下Ca~(2+)对ANAMMOX污泥脱氮效能及特性的影响。结果表明:低温胁迫下ANAMMOX污泥脱氮效能明显降低,当Ca~(2+)投加量为0mmol/L时,氨氮、亚硝态氮去除率分别降至50%、54%,UASB反应器的TN去除负荷最低为0.094kg/(m~3·d);投加一定Ca~(2+)对ANAMMOX反应有正面促进作用,在最佳Ca~(2+)投加量(0.04mmol/L)下,氨氮、亚硝态氮去除率可分别提高至65%、68%,TN去除负荷提高至接近0.200kg/(m~3·d),脱氮效能是未投加Ca~(2+)时的2倍左右,但Ca~(2+)投加量大于0.04mmol/L时,脱氮效能开始呈现下降趋势。投加Ca~(2+)可以增大污泥颗粒粒径,提高污泥的混合液悬浮固体(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度,但对污泥活性的提升不明显。     

好氧污泥颗粒化过程的影响因素分析

影响好氧颗粒污泥性质的因素多且复杂,具有灰色系统的特点.应用了灰色关联分析方法对好氧颗粒污泥的重要参数污泥体积指数(SVI)、沉降速率、颗粒粒径和污泥浓度(MLSS)进行了关联影响分析.结果表明:对颗粒污泥SVI的影响顺序为沉降速率＞颗粒粒径＞ MLSS,说明沉降速率对活性污泥的形态转变和颗粒化过程的作用最明显,SVI可作为评判颗粒化进程的一个理想指标;沉降速率对MLSS的影响最弱;颗粒粒径的最佳值为1.3～1.5 mm,此时,颗粒粒径对SVI降低的贡献最大,从而使颗粒污泥的沉降性能得到很大改善,并且使MLSS达到最大.     

好氧颗粒污泥降解甲基叔丁醚的实验研究

以絮状活性污泥为接种污泥,以甲基叔丁醚(MTBE)为唯一碳源,通过调控运行参数,在SBR反应器中可成功培养出降解MTBE的好氧颗粒污泥.成熟的好氧颗粒污泥平均粒径为202.7 μm,污泥容积指数(SVI)为75 mg/L,污泥混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)为1 311 mg/L,污泥表面可观察到球菌、短杆菌和长杆菌等不同菌落.反应器进水MTBE高达650 mg/L时,出水可维持在10 mg/L以下,去除率达98%以上(其中挥发部分约占25%).变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹图表明,稳定阶段污泥内微生物种群丰富,且种类与数量基本保持稳定.     

高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养及其特性分析

为实现高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养,以反硝化颗粒污泥为接种污泥,对高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养进行了研究。在降低进水硝酸盐(NO_3~-)浓度的同时,采用逐步升高进水高氯酸盐(ClO_4~-)浓度的方法,考察了高氯酸盐还原颗粒污泥培养过程中ClO_4~-的去除以及颗粒污泥的特性。结果表明:以反硝化颗粒污泥为接种污泥,经过50 d快速培养出高氯酸盐还原颗粒污泥,ClO_4~-去除速率达96%以上;其混合液悬浮固体浓度(MLSS)为50.68 g·L~(-1),混合液挥发性固体浓度(MLVSS)为40.58 g·L~(-1),主要粒径分布在0.60 mm和1.00～2.00 mm。NO_3~-浓度逐步降低的培养方式可缓解ClO_4~-对颗粒污泥中各类微生物的毒性,为高氯酸盐颗粒污泥的快速培养提供了新的方法,具有重要的理论和实践意义。     

活性污泥法处理高钙废水中污泥特性的变化

通过单级SBR法处理模拟高钙废水,研究了活性污泥法处理高钙废水的过程中钙离子对COD,MLVSS,MLSS,SVI,污泥增长速率,污泥形态结构及生物相的影响,揭示活性污泥法处理高钙废水的过程中污泥量巨大的原因。采用逐步增加钙离子浓度的方法,检测到在污泥培养期([Ca2+]=0 mg/L),COD去除率为98.1%,MLVSS和MLSS稳定在4 900~5 500mg/L,污泥增长速率为67 mg/(L·d),SVI为55~60 mL/g;在驯化处理期([Ca2+]=120~2 400 mg/L),COD去除率降至87.37%,MLVSS降至2 500 mg/L,MLSS增加至19 300 mg/L,污泥增长速率为212.31 mg/(L·d),SVI降至25 mL/g;在冲击期([Ca2+]=4 000 mg/L),COD去除率降至69.23%,MLVSS降至1 600 mg/L,MLSS迅速增加至24 200 mg/L,污泥增长速率为816.67 mg/(L·d),SVI降至14 mL/g。经显微镜观察发现,污泥絮体由松散变得密实,生物相由钟虫等指示性微生物变为不适应环境的胞囊结构。结果表明,随Ca2+浓度的增加,COD去除率下降,MLSS迅速增加,MLVSS和SVI急剧缩小,说明活性污泥中的活性微生物逐渐减少,而无机物组分逐渐增多;钙离子的加入促使系统碳酸平衡向右移动,使离子状态的钙大部分转化为难降解的碳酸盐,并附着于污泥絮体上,污泥绒粒被压缩,使污泥颗粒密实度及MLSS迅速增加,导致污泥排放量巨大。     

铬离子对SBR工艺活性污泥毒性作用研究

针对重金属铬离子对SBR工艺系统中活性污泥的毒性作用,通过检测不同初始污泥容积指数(SVI)下SBR工艺活性污泥在不同铬负荷下的COD值、挥发性污泥浓度以及受铬离子影响的污泥容积指数(SVI),研究重金属铬离子对活性污泥的毒性作用以及对SBR工艺系统处理污水的影响。研究表明,重金属铬离子会导致SBR工艺系统出水COD升高;将铬离子对活性污泥的毒性作用按照挥发性污泥(MLVSS)铬负荷可划分为耐受范围、非耐受范围、细胞失活范围以及细胞分解范围。耐受范围铬负荷低于约30 mg Cr3+/gMLVSS,此范围内铬离子对于活性污泥的毒性作用不大,不致于导致系统出水水质变差;非耐受范围铬负荷在约30~65 mg Cr3+/g MLVSS,在铬离子作用下系统出水COD值明显高于对照系统;细胞失活范围铬负荷在约70~100 mg Cr3+/gMLVSS范围内,SVI大幅下降,微生物部份死亡和失活,出水COD尽管有一些下降,但与进水COD相比差不了多少;细胞分解范围铬负荷在约100 mg Cr3+/gMLVSS以上,微生物大量死亡,部分死亡细胞分解,系统出水COD值因微生物的死亡分解而超出进水COD值,受铬离子影响的系统SVI值大幅度降低。     

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。     

污泥淤砂分离器再分离溢流污泥

研究了污泥淤砂分离器对分离原污泥所得的溢流污泥进行再分离时,分离器的分离效果和分离分流污泥的性质。实验结果表明,污泥淤砂分离器对溢流污泥进行再分离时,分离器的除砂效率为34.5%,分离度为1.60,与分离原污泥时相比,分离器的分离性能降低;分离得到的溢流污泥MLVSS/MLSS比值为0.406,仅比进料污泥增加了2.2%,未能进一步提高溢流污泥MLVSS/MLSS比值;分离得到的底流污泥浓度MLSS为16.81 g/L,仅为原污泥浓度的1.4倍,底流污泥SVI、CST分别为45.7 mL/g和1.37 s·L/g SS,与原污泥相比仅分别减小了9.3%和2.7%,溢流污泥再分离,会降低底流污泥的浓缩效果,降低底流污泥沉降性能、脱水性能的提高幅度,不利于底流污泥的处理处置。     

污泥淤砂分离器再分离底流污泥

研究了污泥淤砂分离器对分离原污泥所得的底流污泥进行再分离时,分离分流污泥的性质。实验结果表明,原污泥MLVSS/MLSS为0.372,1次分离后得到的底流污泥MLVSS/MLSS为0.222,2次分离后得到的底流污泥MLVSS/MLSS为0.126,表明通过底流污泥再分离,能够进一步降低底流污泥中生物有机质的含量,提高底流污泥中无机淤砂的含量。同时,原污泥CST为2.85(s·L)/g SS,1次分离后得到的底流污泥CST为0.98(s·L)/g SS,2次分离后得到的底流污泥CST为0.12(s·L)/g SS,表明底流污泥再分离进一步提高了底流污泥的脱水性能,最终得到的底流污泥脱水性能良好。     

污泥脱水性能的关键影响因素研究

针对目前污泥脱水性能影响因素不明的问题,研究通过对SBR在7种运行工况条件下活性污泥胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)的提取和测试,并采用SPSS软件分析,探讨MLVSS/MLSS、胞外蛋白质/胞外多糖、胞外蛋白质含量、胞外多糖含量、EPS总含量对污泥脱水性能的影响。研究结果表明,MLVSS/MLSS、胞外蛋白质/胞外多糖是影响污泥脱水性能的关键因素,并建立了脱水污泥含水率和污泥结合水含量的影响因素模型:脱水污泥含水率=0.229×(MLVSS/MLSS)+0.023×(胞外蛋白质/胞外多糖)+0.539、污泥结合水含量=2.876×(MLVSS/MLSS)+0.335×(胞外蛋白质/胞外多糖)-0.012,通过对7个城市污水厂污泥脱水性能测试比较表明,模型对脱水污泥含水率和污泥结合水含量预测值相对误差分别在±1%和±5%以内,对污泥脱水性能预测效果良好。     

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.     

Specific resistance to filtration of biomass from membrane bioreactor reactor and activated sludge: effects of exocellular polymeric substances and dispersed microorganisms.

This study investigates the effect of dispersed microorganisms and exocellular polymeric substances on biomass dewaterability. Specific resistance to filtration (SRF) was measured for biomass from a membrane bioreactor and a completely mixed activated sludge system. Both laboratory-scale reactors were fed with synthetic wastewater and operated at a high food-to-microorganism ratio (F/M) (1 to 11 kilograms chemical oxygen demand per kilogram mixed liquor volatile suspended solids per day [kgCOD/(kg MLVSS.d)]) and short solids retention times (0.25 to 5 d). The SRF values were affected by strong interactions of three parameters: (1) the mixed liquor suspended solids concentration, (2) the amount of dispersed microorganisms, and (3) the exocellular polymeric substances (EPS) concentration. At F/M smaller than 2 kg COD/(kg MLSS.d) and mixed liquor suspended solids (MLSS) concentration higher than 2000 mg/L, increasing amount of dispersed microorganisms in the biomass yielded higher SRF values. However, at high F/M (> 5 kg COD/kg MLSS.d) and low MLSS concentrations (< 600 mg/L), lower EPS concentrations resulted in slightly smaller SRF values, even though the amount of dispersed microorganisms in the biomass was much higher. Thus, at low MLSS concentrations, EPS concentrations rather than the amount of dispersed microorganisms tend to control SRF.     

好氧颗粒污泥对膜生物反应器污泥性能的影响

采用膜生物反应器进行含酚废水的处理,探讨投加好氧颗粒污泥对反应器中污泥性能的影响。结果表明,在膜生物反应器中投加好氧颗粒污泥能有效改善污泥性能,提高处理效果。从采用絮状污泥到逐渐增加好氧颗粒污泥投加量为100%的过程中,反应器中污泥浓度明显提高,MLSS由5 582 mg/L增加到8 168 mg/L;沉降性能得到改善,SVI由135.85 mL/g下降到29.36 mL/g;疏水性增强,Zeta电位由-20.302 mV升高到-4.325 mV;对含酚废水中COD、NH3-N的降解能力明显提高,COD、NH3-N、NO3-N去除率分别由87.3%、83.2%、55.3%增加到99.2%、94.9%、66.3%。改善了膜污染现象,膜通量衰减率由63.3%降低到42.8%。用二元多项式三维回归分析,得到污染物去除率关于好氧颗粒污泥投加量和反应器运行时间的二元方程,对指导好氧颗粒污泥膜生物反应器的连续运行具有重要意义。