零价铁强化上流式厌氧污泥床反应器处理煤化工费托合成废水研究

采用零价铁强化上流式厌氧污泥床反应器(UASB)处理费托合成废水。结果表明:经过120d运行,在进水COD平均质量浓度30 000mg/L、HRT=4.0d、进水pH=6.5的情况下,出水COD去除率平均值最高可达到81.1%,比空白组提高了20.2百分点。同时,通过对厌氧污泥胞外聚合物(EPS)三维荧光和污泥傅立叶红外光谱分析表明,零价铁的投加显著提升了EPS中蛋白质类物质的含量,提高了厌氧微生物的代谢活性。     

污泥负荷对UASB处理低浓度污水运行效果和污泥性质的影响

采用升流式厌氧污泥床（UASB）反应器处理低浓度生活污水，探讨了不同污泥负荷对运行效果及污泥性质的影响。通过考察有机物去除率、有机酸积累、污泥粒径、污泥比产甲烷活性、溶解性微生物产物（SMP）、胞外聚合物（EPS）等生化指标，得出如下结论：在受试条件下，污泥负荷率的升高不利于有机物的去除；有机酸特别是乙酸的积累，以及受基质缺乏及污泥洗脱限制的污泥积累，是影响处理效果的因素；稳定阶段污泥的胞外聚合物以紧密附着型EPS为主，污泥负荷升高将导致其浓度升高，而对SMP和松散附着型EPS没有显著影响，EPS的浓度及其组成不影响污泥性质。高的污泥负荷下污泥的产甲烷活性较高。在本实验中，F/M=0.4 g COD/（g MLSS·d）是最佳的污泥负荷条件。     

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。     

钯掺杂纳米塑料对产甲烷颗粒污泥的影响

金属掺杂纳米塑料已被广泛应用在纳米塑料的环境行为与生物效应研究中，但其中掺杂的金属是否会对其生物效应产生影响尚不清楚。以厌氧颗粒污泥为研究对象，基于乳液聚合的方法合成钯(Pd)掺杂的纳米塑料(Pd-NPs),研究它对污泥厌氧消化系统产甲烷性能、微生物群落分布和污泥胞外聚合物的影响。结果表明，Pd-NPs中的Pd会随时间的推移溶出，并通过提高厌氧消化系统中地杆菌(Geobacter)的相对丰度促进电子传递进而促进污泥厌氧消化系统产甲烷量；傅立叶变换红外光谱和三维荧光光谱结果显示，Pd-NPs能够与厌氧颗粒污泥表面胞外聚合物中蛋白质和腐殖酸类物质发生相互作用，使污泥颗粒更易絮凝。这些结果为评估金属掺杂的纳米塑料对厌氧消化系统的影响提供了一定的数据支撑。     

不同状态下的同一污泥胞外聚合物提取方法研究

以由厌氧污泥向好氧污泥转变前后2种不同状态下的污泥为研究对象,采用5种不同方法对污泥胞外聚合物(EPS)进行了提取实验。实验结果表明,NaOH法提取的EPS含量最高,但会导致胞内物质泄漏。CER和离心提取法较温和,但EPS产量不高。甲醛-NaOH和H2SO4法提取的EPS含量较高,且无大量细胞自溶发生,是有效的EPS提取方法。厌氧污泥转变为好氧污泥后蛋白质/多糖(PN/PS)比例有所增加,表明EPS各组分含量发生改变。红外分析表明厌氧污泥转变为好氧污泥前后EPS中主要组成成分没有发生改变,但各成分含量有所增加,特征明显的峰表明EPS中存在蛋白质、多聚糖。     

活性污泥胞外聚合物提取方法研究

考察4种方法(蒸气法、EDTA法、NaOH法和搅拌法)对3种活性污泥(可乐厌氧活性污泥、可乐好氧活性污泥和市政污水污泥)胞外聚合物的提取效率,对比分析了各提取方法对不同样品提取所得胞外聚合物的组成影响,结果表明,EDTA法提取多糖的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物糖分别在8.3、16.7和9.7 mg/g VSS左右;NaOH提取蛋白质的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物蛋白质分别为:3.15、0.55和5.57 mg/g VSS.对于3种不同种类污泥,EDTA法提取EPS总量效率最高,分别为市政污水污泥10.7 mg/g VSS、可乐好氧活性污泥16.8 mg/g VSS和可乐厌氧活性污泥9.97 mg/g VSS,分别比效率最低的搅拌法高出5倍、5倍和3倍.     

活性污泥胞外聚合物提取方法研究

考察4种方法（蒸气法、EDTA法、NaOH法和搅拌法）对3种活性污泥（可乐厌氧活性污泥、可乐好氧活性污泥和市政污水污泥）胞外聚合物的提取效率,对比分析了各提取方法对不同样品提取所得胞外聚合物的组成影响,结果表明,EDTA法提取多糖的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物糖分别在8.3、16.7和9.7 mg/g VSS左右;NaOH提取蛋白质的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物蛋白质分别为：3.15、0.55和5.57 mg/g VSS.对于3种不同种类污泥,EDTA法提取EPS总量效率最高,分别为市政污水污泥10.7 mg/g VSS、可乐好氧活性污泥16.8 mg/g VSS和可乐厌氧活性污泥9.97 mg/g VSS,分别比效率最低的搅拌法高出5倍、5倍和3倍.     

不同温度下有机负荷对厌氧折流板反应器污泥颗粒化的影响

采用2个相同的厌氧折流板反应器（ABR）研究不同温度、有机负荷对ABR启动过程中胞外聚合物（EPS）产生的影响，以及各隔室优势菌种。结果表明，高温和较高的有机负荷（OLR）促进EPS的产生，而EPS有利于颗粒污泥的形成。较高温度也有利于反应器承受更高的有机负荷。启动结束后，沿着水流方向，隔室中的污泥发生变化，由水解酸化菌演替为产甲烷优势菌。     

不同C/N条件下纳米零价铁对反硝化颗粒污泥性能的影响

为了探明纳米零价铁(nZVI)在反硝化处理系统中的"剂量-效应"关系,采用批次实验,考察了不同C/N比条件下,nZVI投加量(0~100 mg/L)对反硝化颗粒污泥(DGS)脱氮性能的影响,分析了氮素形态、比反硝化速率(μ值)、胞外聚合物(EPS)组成及铁元素分布的变化规律。结果表明,当原水中nZVI浓度高于5 mg/L时,DGS对硝态氮和COD去除率均出现下降,导致剩余亚硝态氮浓度上升。在不同C/N比条件下,nZVI对DGS比反硝化速率的抑制符合Haldane模型,R~2在0.944~0.995之间。随着C/N比的增大,颗粒污泥对nZVI的吸附量明显提高,抑制系数(KIH)大幅降低,DGS对nZVI抑制作用的抗性逐渐减弱。当nZVI投加量超过25 mg/L时,EPS中蛋白质与多糖含量开始下降,这不利于维持DGS颗粒结构的稳定性。     

酸热处理提剩余污泥胞外聚合物的条件优化

以蛋白质浓度、多糖浓度和DNA浓度为表征,对酸热法提取剩余活性污泥中的胞外聚合物进行了条件优化,考察了pH值、温度和提取时间对破解剩余污泥细胞提胞外聚合物(EPS)效率影响的最优条件,并对EPS提取液进行FT-IR分析。结果表明,影响提取效率大小为pH值>温度>提取时间,酸热处理提胞外聚合物的最佳条件为pH=1.25,T=100℃,t=4 h。     

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.     

好氧颗粒污泥降解苯酚

以人工配水启动SBR,逐步提高进水苯酚浓度,探究好氧颗粒污泥对苯酚的降解能力,同时分析苯酚对好氧颗粒污泥特性的影响。经过55 d的运行,进水苯酚浓度逐渐增到3 000 mg/L,苯酚、COD及NH+4-N去除率分别达到了98.33%、97.27%和57.58%,好氧颗粒污泥表现出对苯酚的良好的去除能力。扫描电镜照片显示投加苯酚后的颗粒污泥表面更加光滑,结构更为紧凑。胞外聚合物红外光谱分析表明投加苯酚前后好氧颗粒污泥EPS的主要组分没有明显改变。苯酚毒性刺激了颗粒污泥分泌更多胞外聚合物,胞外聚合物中多糖含量由初始的12.70 mg/g VSS增加到35.17 mg/g VSS,蛋白含量由4.93 mg/g VSS增加到8.01 mg/g VSS。投加苯酚后的污泥粒径明显增大,主要污泥粒径由0.5~2.0 mm增大到2.0 mm以上。     

Copper and trace element fractionation in electrokinetically treated methanogenic anaerobic granular sludge

The effect of electrokinetic treatment (0.15 mA cm(-2)) on the metal fractionation in anaerobic granular sludge artificially contaminated with copper (initial copper concentration 1000 mg kg(-1) wet sludge) was studied. Acidification of the sludge (final pH 4.2 in the sludge bed) with the intention to desorb the copper species bound to the organic/sulfides and residual fractions did not result in an increased mobility, despite the fact that a higher quantity of copper was measured in the more mobile (i.e. exchangeable/carbonate) fractions at final pH 4.2 compared to circum-neutral pH conditions. Also addition of the chelating agent EDTA (Cu2+:EDTA4- ratio 1.2:1) did not enhance the mobility of copper from the organic/sulfides and residual fractions, despite the fact that it induced a reduction of the total copper content of the sludge. The presence of sulfide precipitates likely influences the copper mobilisation from these less mobile fractions, and thus makes EDTA addition ineffective to solubilise copper from the granules.     

聚乙烯醇(PVA)厌氧生物降解特性试验研究

对聚乙烯醇 (PVA)的生物降解特性进行试验研究。结果表明 :厌氧颗粒污泥的微生物组成及粒径大小 ,对PVA的降解率影响最大 ,以产酸菌为主的颗粒污泥对PVA的降解能力最强 ,2 0d后PVA的降解率高达 70 % ,以甲烷菌为主的颗粒污泥对PVA的降解能力最差 ,2 0d后PVA的降解率仅为 6 3% ;pH对PVA的降解率影响不大 ,碱度过大对PVA的降解不利 ;PVA共基质试验结果表明 :以葡萄糖为碳源时 ,低浓度的葡萄糖会改变污泥的表面性质 ,使PVA迅速吸附到污泥表面 ,但随着降解时间的延长 ,PVA的浓度会回升 ,高浓度的葡萄糖对PVA的降解产生抑制 ;以淀粉为碳源时 ,产酸菌优先利用淀粉 ,PVA的降解率没有明显提高。在PVA浓度低时 ,在底物中添加一定的氮源可以提高PVA的降解率     

Simultaneous nitrification and denitrification in an aerobic reactor with granular sludge originating from an upflow anaerobic sludge bed reactor.

Anaerobic granular sludge, obtained from an upflow anaerobic sludge bed reactor at a brewery waste treatment station, was cultured for 3 months under aeration conditions until the diameter of sludge was in the range 1.8 to 2.6 mm. The aerobic granular sludge gathered acquired the ability of catalyzing simultaneous nitrification and denitrification (SND) and was applied in the study of the process of nitrogen removal in a bioreactor. The ratio between chemical oxygen demand (COD) and ammonium-nitrogen (NH4(+)-N) concentration in the influent was found to be an important factor influencing the process of SND. The final percentage removal of NH4(+)-N reached 100% under the optimal condition of 500 mg/L COD and 0.39 NH4(+)-N/COD. Intermediate products, such as nitrite-nitrogen and nitrate-nitrogen, were also analyzed to clarify the SND process with the aerobic granular sludge.     

Effect of pH on phosphine production and the fate of phosphorus during anaerobic process with granular sludge

The effect of pH on phosphine formation during anaerobic cultivation of granular sludge was investigated. The sludge was taken from full-scale anaerobic reactors treating brewery wastewater. Acetate and phosphate were used as the carbon source and phosphorus source respectively. After 10 days cultivation in the dark, results showed that acidic conditions were more favorable for free phosphine production. At pH 5, the optimum concentration 86.42 ng PH3 m-3 of free phosphine was obtained. The level at pH 7 was reduced to 18.53 ng PH3 m-3, about 1/5 of the maximum. The maximum concentration of matrix-bound phosphine of 3.30 ng PH3 kg-1 wet sludge was achieved at pH 6. More than 83% of the total phosphine was matrix-bound phosphine, which accounted for 0.003-0.009 per thousand of the phosphate removal, while free phosphine comprised 0.00002-0.001 per thousand of the phosphate removal. Most of the phosphorus removal from solution was turned into chemical precipitation or was adsorbed by sludge. The mechanism of the phosphate reduction-step in the formation of phosphine production is still unknown. The promotion of phosphine formation by low pH is compatible with an acidic bio-corrosion mechanism of metal particles in the sludge or of metal phosphides which form phosphine at low pH.     

常温下IC反应器启动过程中的颗粒污泥性能研究

在常温下用自配葡萄糖废水启动IC反应器,研究了厌氧颗粒污泥的形成过程和特性。IC反应器进水浓度为3 000 mg COD/L,水温为14.5～26℃,25 d内形成了颗粒污泥。结果表明,随着运行时间和容积负荷的增加,颗粒污泥粒径逐渐增大。反应器启动完成后,反应器中2 mm的颗粒污泥增加到6.6%,0.3 mm的颗粒从57.7%减少到39.4%;VSS浓度从24.7 g/L上升到48.2 g/L;VSS/SS从34.4%增加到72.8%。颗粒污泥的沉降速度与颗粒粒径成正比,0.3～3 mm的颗粒污泥的沉降速度介于34.05～109.75 m/h之间,具有良好的沉降性能。初始接种污泥几乎没有产甲烷活性,与第30 d的初期颗粒污泥相比,成熟的颗粒污泥的产甲烷活性提高了46.7%。     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg^2＋的研究

在实验室条件下，以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg^2＋的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响，并通过红外光谱和能谱对比手段，初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg^2＋的机理。结果表明，厌氧颗粒污泥对Hg^2＋的吸附过程符合准二级吸附动力学模型，其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好（R^2=0．9933）；pH是影响吸附的重要因素，在pH值为3～8的范围内，吸附量较大，最大为64．64mg／g，当pH值大于8或小于3时，吸附量逐渐下降；温度对吸附也有一定的影响，但影响程度不明显。红外光谱和能谱分析表明，厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg^2＋的络合作用是吸附的主要机理，这些基团包括-CH、-CH2、-CH3、P—H、C=0、C-N、P=0、S=0及=C—H，同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附。     

不同污泥源厌氧氨氧化污泥的比较

采用厌氧序批式反应器,以好氧硝化污泥和厌氧颗粒污泥为污泥源,通过对氨氮、亚硝酸盐氮、pH等指标的监测和数据分析、污泥颜色变化和菌落电镜照片的观察,研究2种不同污泥源厌氧氨氧化污泥的差异.结果表明,不同污泥源厌氧氨氧化污泥的颜色不同,污泥中具有厌氧氨氧化作用的优势菌不同;由厌氧颗粒污泥为污泥源培养出的厌氧氨氧化污泥具有较高的厌氧氨氧化活性.