好氧颗粒污泥胞外多聚物的提取及成分分析

EPS是微生物聚集体的重要组成部分,提取和分析好氧颗粒污泥的EPS利于深入研究这一新兴微生物聚集体.采用加热、超声、高速离心和加碱等5种方法提取好氧颗粒污泥的EPS,并分析其主要成分.结果表明,匀浆预处理是提取颗粒污泥EPS首要步骤,超声和加热分别适合EPS定性与定量分析,在35 w、超声4 min的条件下,活性污泥与好氧颗粒污泥EPS提取液中TOC产量分别为105.3 mg/g VSS和96.5 mg/g VSS;加热法(80℃,60 min)提取的EPS产量略高于超声法,对于活性污泥和好氧颗粒污泥,TOC含量分别为142.6 mg/g VSS和153.2 mg/g VSS;蛋白质是活性污泥和好氧颗粒污泥EPS中比例最大的成分,且蛋白与多糖在好氧颗粒污泥与其在絮状活性污泥中的比值范围分别为3.22～5.80和1.68～2.63.     

碳氮比对好氧颗粒污泥稳定性的影响

针对好氧颗粒污泥运行过程中稳定性较差的问题,在3个C/N比条件下,通过气升式内循环反应器对好氧颗粒污泥进行培养,分析了不同时期好氧颗粒污泥的沉降性能、粒径变化、进出水水质中有机物、胞外聚合物组分及含量变化,探讨了C/N比对好氧颗粒污泥稳定性的影响。结果表明,在C/N比分别为10、15和25的条件下,均能培养出好氧颗粒污泥,C/N比为15时,好氧颗粒污泥稳定性最优,此时好氧颗粒26 d内成NH_4~+-N和TP的去除率可达93%、75%和91%,松散型EPS和紧密型EPS的含量最高分别为44.97 mg·g~(-1)和54.20 mg·g~(-1)。在采用不同C/N比对好氧颗粒污泥的培养过程中,C/N比对好氧颗粒污泥稳定性有较大影响,其中松散型EPS与好氧颗粒污泥的稳定性呈正相关关系。     

好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能

为考察不同接种污泥培养好氧硝化颗粒污泥的可行性,分别采用絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在气升内循环序批式反应器(SBAR)中进行好氧硝化颗粒污泥的培养,探讨不同性质的种泥对好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能影响.结果表明,以絮状活性污泥、厌氧颗粒污泥为接种污泥均可培养出好氧硝化颗粒污泥,其颗粒成熟时间分别为62和80 d,SVI为25.52和27.68 mL/g,氨氮去除率为93.15％和75.43％,COD去除率在90％以上,SOUR、Zeta和EPS显著提高,微生物活性及疏水性能增强,以絮状活性污泥培养的好氧硝化颗粒污泥性能更优.     

有机负荷影响好氧颗粒污泥特性的研究

好氧颗粒污泥形成后,逐步提高进水有机负荷(OLR)至好氧颗粒污泥解体,分析OLR对系统运行特性、污泥表面特性及胞外蛋白和多糖的影响.进水OLR在4～8 g/(L·d)、污泥负荷(SLR)稳定在0.42～0.77 g/(g·d)、污泥龄为17.8～60.0 d时,好氧颗粒污泥系统处于最优运行阶段.好氧颗粒污泥形成后,随着进水OLR的提高,十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)能够直观地反映出胞外蛋白分泌量逐渐减少,而多糖分泌量呈相反趋势,导致蛋白/多糖(PN/PS,质量比)值从4.8降至0.9左右.当进水OLR从4 g/(L·d)增至12 g/(L·d)时,污泥表面相对疏水性从75.8%降至38.5%,这可能与胞外蛋白分泌量减少及多糖分泌量增加有关.PN/PS值的降低可能是好氧颗粒污泥在高OLR下解体的内在原因.因此,微生物分泌的胞外多聚物(EPS)中较高的PN/PS值利于好氧颗粒污泥的长期稳定运行.     

颗粒污泥沉降动力学模型研究

通过分析颗粒污泥沉降过程的特点,采用颗粒物质干涉沉降规律对颗粒污泥沉降过程进行描述·结合Allen阻力公式,建立了颗粒污泥沉降动力学模型,并用实验和文献数据对模型的可靠性进行了验证,模型预测值误差不超过土8%.应用模型对好氧颗粒污泥沉降速度的模拟实验表明,一般好氧颗粒污泥沉降速度在5～120 m/h,沉降速度随好氧颗粒污泥粒径和密度的增大而增加,沉降过程雷诺数(Re)在1～100,处于Allen阻力区.     

2种反应器中好氧颗粒污泥培养的比较研究

以絮状活性污泥为接种污泥,采用人工配制的模拟生活污水,分别在气提式序批反应器(SBAR)和序批式活性污泥反应器(SBR)中成功地培养出了成熟的好氧颗粒污泥.SBAR和SBR中的好氧颗粒污泥都具有稳定的基本形态结构,其微生物主要由杆菌和球菌组成,对COD的去除率可达到93%左右.对NH+4-N的去除率可达到98%以上.SBAR中好氧颗粒污泥的粒径主要分布、污泥体积指数(SVI)、比耗氧速率(SOUR)、TN去除率和TP去除率分别为0.45～2.00 mm、19.97 mL/g、47.68 g/(kg·h)、82%和65%;而SBR中好氧颗粒污泥的粒径主要分布、SVI、SOUR、TN去除率和TP去除率分别为0.18～1.00 mm、29.12 mL/g、43.21 g/(kg·h)、58%和50%.相对而言,SBAR更有利于好氧颗粒污泥的培养和运行.     

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.     

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.     

好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水的研究

在不同接种源污泥颗粒化过程中污泥理化性状对比研究的基础上,采用成熟好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水,对其脱氮行为以及不同C/N条件下好氧颗粒污泥微生物的比耗氧速率、好氧颗粒污泥对氨氮的比降解速率随时间的变化等进行了研究.实验结果表明,在进水氨氮质量浓度较高(480 mg/L)、温度30℃左右的条件下,稳定运行15 d,氨氮的去除率维持在85%左右;进水氨氮的浓度越高,随着微生物对环境的逐渐适应,硝化菌的活性也逐步增加;随着进水氨氮浓度的提高,好氧颗粒污泥对氨氮的比降解速率也逐渐上升.     

好氧颗粒污泥的研究现状及应用前景

简述了好氧颗粒污泥的国内外研究现状,介绍了好氧颗粒污泥的形成机制、特性及影响好氧颗粒污泥形成的关键因素,如微生物表面疏水性、水流剪切力、进水底物、有机负荷、DO、pH、沉降时间、进水中Ca2 的添加及温度等.并对好氧颗粒污泥的研究方向和应用前景进行了展望.