红斑顠体虫在活性污泥中的生长特性研究

以活性污泥为研究对象,研究了污泥中红斑顠体虫的生长情况以及红斑顠体虫对污泥减量的影响.结果表明:(1)红斑顠体虫的培养温度应该保持在20℃以上.在低污泥负荷(F/M) (＜0.4 mg/(mg·d))下,红斑顠体虫均能大量出现.(2)当温度大于20℃、红斑顠体虫处于生长期的活性污泥浓度(MLSS)＞3.0 g/L时,红...     

温度对活性污泥-生物膜复合工艺中红斑体虫爆发性繁殖影响

活性污泥-生物膜复合工艺在春夏之交常发生红斑顠体虫的爆发性繁殖，使系统性能恶化。用烧杯实验模拟活性污泥-生物膜复合工艺，保持填料投配率为30%，分别在不同温度下（20，25，30℃）运行实验装置，待运行稳定后，接种红斑顠体虫，创造条件以观察红斑顠体虫是否发生爆发性繁殖。实验结果发现，红斑顠体虫在25℃和30℃都不同程度产生了爆发性繁殖，最大种群密度分别达到383个/mL和200个/mL，同时，红斑顠体虫的爆发性繁殖不会对进出水的COD和氨氮去除产生影响；在温度25℃和30℃时，红斑顠体虫爆发性繁殖都导致了总氮的释放，红斑顠体虫种群密度分别大于等于66个/mL和50个/mL可分别作为红斑顠体虫在25℃和30℃发生爆发性繁殖的标志；实验也证明了红斑顠体虫的爆发性繁殖不会产生大量啃食生物膜的现象；用SPSS做多元线性回归分析，得出红斑顠体虫的最大种群密度与总氮的释放显著相关。     

红斑顠体虫的污泥减量效果

为了实现红斑顠体虫捕食污泥减量化,对不同条件下红斑顠体虫的污泥减量效果进行实验研究。实验结果表明：红斑顠体虫的污泥减量速率随初始MLSS及温度的增大而增大,初始MLSS越高,污泥减量速率越大。污泥减量速率随红斑顠体虫密度变化率的增大而逐渐增大,当红斑顠体虫的密度增长率出现下降时,污泥减量速率也呈下降趋势。采用间歇曝气（12 h曝气,12 h停曝）方式,红斑顠体虫的污泥减量速率会显著下降。在污泥好氧消化时,红斑顠体虫能捕食污泥中的有机碎片和细菌,达到污泥稳定化的指标要求。     

红斑体虫的污泥减量效果

为了实现红斑顠体虫捕食污泥减量化,对不同条件下红斑顠体虫的污泥减量效果进行实验研究。实验结果表明:红斑顠体虫的污泥减量速率随初始MLSS及温度的增大而增大,初始MLSS越高,污泥减量速率越大。污泥减量速率随红斑顠体虫密度变化率的增大而逐渐增大,当红斑顠体虫的密度增长率出现下降时,污泥减量速率也呈下降趋势。采用间歇曝气(12 h曝气,12 h停曝)方式,红斑顠体虫的污泥减量速率会显著下降。在污泥好氧消化时,红斑顠体虫能捕食污泥中的有机碎片和细菌,达到污泥稳定化的指标要求。     

多孔载体中微型动物与原位剩余污泥减量的相关性

通过投加多孔载体处理人工配制的生活污水,培养驯化活性污泥挂膜成功后,在稳定运行60 d内,对系统污泥减量效果以及其与载体中微型动物进行了研究。结果表明:系统剩余污泥真实产率为0.054 g SS/g COD,表观产率为0.045~0.052 g SS/g COD之间,剩余污泥真实产率与表观产率基本吻合,稳定运行期间,多孔载体中生物膜生长代谢良好;与传统活性污泥法比较,污泥减量效果明显;固着型纤毛虫和后生动物数量的变化,对剩余污泥浓度影响较大;筛选具有代表性微型动物与系统中剩余污泥浓度进行了相关分析,发现其中钟虫和红斑瓢体虫相关系数最大,分别为0.915和-0.813,可作为剩余污泥浓度的指示性微生物。     

温度对活性污泥-生物膜复合工艺中红斑颗体虫爆发性繁殖影响

活性污泥-生物膜复合工艺在春夏之交常发生红斑颗体虫的爆发性繁殖，使系统性能恶化。用烧杯实验模拟活性污泥-生物膜复合工艺，保持填料投配率为30％，分别在不同温度下（20，25，30℃）运行实验装置，待运行稳定后，接种红斑颗体虫，创造条件以观察红斑颗体虫是否发生爆发性繁殖。实验结果发现，红斑颗体虫在25℃和30℃都不同程度产生了爆发性繁殖，最大种群密度分别达到383个／mL和200个／mL，同时，红斑颡体虫的爆发性繁殖不会对进出水的COD和氨氮去除产生影响；在温度25℃和30℃时，红斑颗体虫爆发性繁殖都导致了总氮的释放，红斑颗体虫种群密度分别大于等于66个／mL和50个／mL可分别作为红斑颡体虫在25℃和30℃发生爆发性繁殖的标志；实验也证明了红斑颡体虫的爆发性繁殖不会产生大量啃食生物膜的现象；用SPSS做多元线性回归分析，得出红斑颢体虫的最大种群密度与总氮的释放显著相关。     

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.     

重金属离子对活性污泥处理污水的影响

研究了Hg2+、Cd2+、Pb2+3种金属离子对活性污泥系统处理污水效能的影响。通过对出水理化指标和生物指标的测定反映Hg2+、Cd2+、Pb2+对活性污泥系统运转效能的影响。结果表明:实验第4 d,Hg2+(0.3、0.4、0.5和0.6 mg/L),Cd2+(15、20、25和30 mg/L)和Pb2+(300、400、600和800 mg/L)各实验组出水的COD、SVI等均有显著影响。在实验中得出,对COD影响最为明显的为浓度600 mg/L和800 mg/L Pb2+实验组,在第4 d时,出水的COD去除率已经为零。锐利楯纤虫对Hg2+的浓度变化耐受力较强;点钟虫对Cd2+的浓度变化耐受力较强;杯钟虫对Cd2+的浓度变化耐受力较强。锐利楯纤虫对Pb2+和Cd2+的浓度变化较为敏感;点钟虫对Hg2+的浓度变化较为敏感;小口钟虫对Pb2+的浓度变化较为敏感。     

固定化活性污泥去除氨氮废水

采用PVA冷冻-解冻法固定传统活性污泥,用无机硝化菌培养基对其进行活性恢复和驯化培养.用该法制备的固定化活性污泥颗粒在三相流化床中处理氨氮废水,结果表明固定化活性污泥颗粒可处理低浓度氨氮废水,当氨氮浓度为60mg/L左右,固定化颗粒填充率9%,水力停留时间8 h,COD为400mg/L时,NH4+-N去除率达82.5%以上.实验还表明,该法制作的活性污泥颗粒寿命在3个月以上.     

不同浓度Mn2+对铜绿微囊藻的生长及其生物可利用性的影响

利用MA培养液进行藻类增长潜力(AGP)试验,考察了不同浓度Mn2 对铜绿微囊藻生长及其生物可利用性的影响.结果表明,Mn2 为0 mg/L时,铜绿微囊藻生长受到很大抑制,叶绿素a含量较低;Mn2 为0.7～6.0 mg/L时,铜绿微囊藻生长较快,叶绿素a含量都较高,并且相互差异不明显;Mn2 为12.0 mg/L时,可能对铜绿微囊藻生长产生了毒性,生长受到抑制,且叶绿素a含量较低;Mn2 在藻类正常生长所需浓度范围内,其生物可利用性与溶液中Mn2 浓度呈正相关.     

Simultaneous nitrification-denitrification and clarification in a pseudoliquified activated sludge system.

This paper describes results from a pilot study of a novel wastewater treatment technology, which incorporates nutrient removal and solids separation to a single step. The pseudoliquified activated sludge process pilot system was tested on grit removal effluent at flowrates of 29.4 to 54.7 m3/d, three different solid residence times (SRT) (15, 37, and 57 days), and over a temperature range of 12 to 28 degrees C. Despite wide fluctuations in the influent characteristics, the system performed reliably and consistently with respect to organics and total suspended solids (TSS) removals, achieving biochemical oxygen demand (BOD) and TSS reductions of > 96% and approximately 90%, respectively, with BOD5 and TSS concentrations as low as 3 mg/L. Although the system achieved average effluent ammonia concentrations of 2.7 to 3.2 mg/L, nitrification efficiency appeared to be hampered at low temperatures (< 15 degrees C). The system achieved tertiary effluent quality with denitrification efficiencies of 90 and 91% total nitrogen removal efficiency at a total hydraulic retention time of 4.8 hours and an SRT of 12 to 17 days. With ferric chloride addition, effluent phosphorous concentrations of 0.5 to 0.8 mg/L were achieved. Furthermore, because of operation at high biomass concentrations and relatively long biological SRTs, sludge yields were over 50% below typical values for activated sludge plants. The process was modeled using activated sludge model No. 2, as a two-stage system comprised an aerobic activated sludge system followed by an anoxic system. Model predictions for soluble BOD, ammonia, nitrates, and orthophosphates agreed well with experimental data.     

Anaerobic inhibition and biodegradation of antibiotics in ISO test schemes

Municipal sewage is the main exposure route for antibiotics that are used in human medical care. Antibiotics that adsorb to the primary sludge and/or sur-plus activated sludge will enter the anaerobic digesters of municipal sewage treatment plants. Here anaerobic biodegradation or inhibition of anaerobic bacteria resulting in a disturbance of the process might occur. ISO standards 13641 (2003) and 11734 (1999) were used for assessing the anaerobic inhibition of 16 and the anaerobic biodegradability of 9 antibiotics respectively. Digestion sludge from a municipal sewage treatment plant (1g/l d.s.) was used as inoculum in both tests. In ISO 13641 (2003) most antibiotics showed only moderate inhibition effects after a 7 day incubation period, with EC50 values between 24 mg/l and more than 1000 mg/l (equal to mg/g d.s.). In contrast, metronidazol was decisively toxic to anaerobic bacteria with an EC50 of 0.7 mg/l. In the anaerobic degradation tests according to ISO standard 11734 (1995), only benzylpenicillin showed certain ultimate biodegradation after 60 days and most antibiotics inhibited the digesting sludge in the respective parallel tested inhibition controls. Thus the inhibition of anaerobic bacteria by antibiotics observed in the degradation tests was higher than expected from the results of the inhibition tests. The possible explanations are that distinct substrates are used (yeast extract versus sodium benzoate), that the digestion sludge loses activity during the washing steps performed for the degradation tests and that the exposure time in the degradation tests was 8 times longer than in the inhibition test.     

基于神经网络的活性污泥系统建模及其控制

针对松江污水厂污水处理活性污泥系统,采用神经网络技术进行建模试验研究,在对实际运行数据剔除异常数据后,将样本数据随机分成训练样本、检验样本和测试样本.用试凑法确定合理的神经网络隐层节点数,用检验样本实时监控训练过程从而避免"过训练"现象,用多次改变网络初始连接权值求得全局极小点,从而建立了泛化能力较好的基于神经网络的活性污泥系统数学模型.利用建立的神经网络模型,对活性污泥系统运行情况的仿真与控制进行了分析研究.示例研究表明:神经网络技术能较好地应用于活性污泥系统的建模与控制,有很好的理论与实践意义.     

ECOSUNIDE工艺活性污泥中自养菌浓度的测定与分析

设计并利用在差压仪中密闭投加基质的实验方法,根据ASM模型中自养菌和硝化过程耗氧速率的关系,对比研究了ECOSUNIDE工艺和其他4个污水处理厂曝气池混合液中自养菌的浓度。研究表明,在不考虑自养菌增长和衰减情况下,ECOSUNIDE工艺混合液自养菌生物浓度为48.15 mg COD/L,该结果显著高于其他受试污水处理厂的混合液自养菌生物浓度(17.2～37.5 mg COD/L),表明ECOSUNIDE工艺在提高活性污泥中自养菌生物浓度上有较强的优势。设计的实验方法可以简便、有效地测定用于ASM模型中的自养菌浓度。     

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。     

活性污泥系统神经网络建模与仿真研究

采用神经网络技术对松江污水厂污水处理活性污泥系统进行建模试验研究，在对实际运行数据按机理准则和范围准则剔除异常数据后，将样本数据随机分成训练样本、检验样本和测试样本。用试凑法确定合理的神经网络隐层节点数，以避免采用过大或过小的网络结构，在训练过程中用检验样本实时监控从而避免“过训练”现象的影响，较好地解决神经网络方法建模的两大难题，从而建立可靠、有效的活性污泥系统神经网络模型。并应用建立的网络模型对活性污泥系统的运行情况进行了仿真研究。建模研究表明，神经网络技术能较好地应用于活性污泥系统的建模，模型具有较好的泛化能力，有很好的实用价值。     

Performance evaluation of a 'sequential-batch' temperature-phased anaerobic digestion (TPAD) scheme for producing Class A biosolids.

Laboratory studies were conducted to evaluate the performance and operational stability of a Temperature-Phased Anaerobic Digestion (TPAD) system modified to operate in the sequential-batch mode. The system fed with a 40:60 mixture (dry weight) of primary sludge (PS) and waste activated sludge (WAS) at 5.5% solids showed stable performance with minimum variation in operational parameters such as biogas production, VFA to alkalinity ratio, pH, and foam accumulation at system retention times as short as 12 days. The maximum volatile solids removal (VSR) of 52.5% was achieved at a system retention time of 16 days. The system did not show any effects of "shock loading" at the retention times studied and outperformed a "conventional" mesophilic system operated at a longer retention time. The system was effective in reducing the densities of pathogenic indicator organisms in the biosolids to levels lower than those specified by U.S. EPA for Class A designation.