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。     

曝气加氢氧化钙复合技术抑制底泥磷释放及对底泥微生物多样性的影响

底泥磷释放是导致水体富营养化的主要原因之一,本文通过在样泥中分别投加0、0.01和0.02 mol·L-1Ca(OH)2溶液,同时进行微臭氧曝气(0.6 g·min-1),研究了曝气加氢氧化钙复合技术抑制底泥磷释放的效果及对底泥微生物多样性的影响.结果显示,投加0.02 mol·L-1Ca(OH)2组上覆水中总磷(TP)浓度的最终值与对照组相比,抑制率达到34%;从各形态磷的角度进一步分析发现,与对照组相比,该组底泥中可溶性磷和铁磷含量分别降低了92%和60%,其最终转化为钙磷是该技术的关键.通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术(PCRDGGE)研究发现,各试验组微生物相似性在65%~85%之间;Berger-Parker优势度指数、Margalef丰富度指数、Shannon多样性指数变化不明显,表明该技术不会影响底泥微生物多样性.     

投加甜菜碱对MFC处理低温地下水硝酸盐污染的研究

针对低温环境下,微生物燃料电池中微生物活性会受到抑制,处理污染物效能低的问题,在反应器中投加甜菜碱来增强微生物活性的方法,进行甜菜碱对低温下MFC处理硝酸盐污染的研究。结果表明:当对培养驯化完成的MFC投加甜菜碱时,MFC对进水中的COD和NO-3的处理效果增强,最佳投加量为0.7 mmol/L,此时与未投加甜菜碱的反应器相比,COD的降解率增加了18.1%,对NO-3的降解率提高了41.2%。     

基于BioWin的微生物呼吸速率和B/C值相关性的模拟

B/C比值法是目前最常用的评价废水可生化性的方法,然而该方法测定周期较长,测定结果易受各种因素影响而产生误差,而微生物呼吸速率法操作简单、测定周期短,但相较于B/C比值法无数据上的直观性。采用BioWin软件模拟微生物呼吸速率测试,通过控制原水COD、混合液污泥浓度、原水B/C比值,探究微生物呼吸速率和B/C比值之间的相关性,以期通过测定废水的呼吸速率替代B/C比值法。模拟结果表明:当废水ρ(COD)200mg/L,混合液污泥浓度控制在200~250mg/L时,比相对呼吸速率与B/C比值之间具有良好的线性关系,且根据拟合公式,进一步可得出比相对呼吸速率和废水可生化性程度之间的关系,为用微生物呼吸速率法判断废水可生化性提供参考依据。     

NZVI对低有机质污泥厌氧消化系统及微生物群落的影响

采用投加不同剂量纳米零价铁（NZVI）（0,0.1,0.3,0.5 g/g VS）的低有机质污泥进行半连续中温厌氧消化试验,研究了反应器在不同NZVI投加量下的产甲烷特性及微生物群落变化。研究表明:NZVI的投加前期对产甲烷具有促进作用,随着反应器中NZVI累积逐渐对产甲烷产生抑制,且投加量越高抑制效果产生越早,抑制作用也越强。投加NZVI反应器未造成酸化或氨抑制,厌氧消化系统稳定性较好,系统上清液中磷酸盐去除率最高达到97.78%。NZVI的投加可以促进Firmicutes、Proteobacteria等水解产酸菌和Methanosarcina等多数氢营养型产甲烷菌的生长,而对严格的乙酸型产甲烷菌Methanosaeta生长有一定抑制作用。     

环境因子对水蚯蚓呼吸速率的影响研究

水蚯蚓能通过摄食剩余污泥而使污泥减量.因此,本文以颤蚓科蠕虫 (Tubificidae)为研究对象,考察环境因子(水质、水蚯蚓投加量、温度、pH、溶解氧)对水蚯蚓呼吸速率的影响,以探明水蚯蚓生长和新陈代谢的最佳条件,揭示环境因子影响水蚯蚓污泥减量的机理.结果表明,水蚯蚓在"水蚯蚓-微生物"共生系统污泥减量装置出水中的呼吸速率最大,为81.72 mg·g^-1·h^-1·L^-1(以单位体积内每g干重水蚯蚓每小时消耗的O₂质量计(mg)),在蒸馏水中的呼吸速率最小,仅为18.31 mg·g^-1·h^-1·L^-1;在容积为1 L的系统中,水蚯蚓呼吸速率随着投加量增加而逐渐减小,当水蚯蚓投加量为0.25 g (以湿重计)时,呼吸速率最大,为81.72 mg·g^-1·h^-1·L^-1;在8~22℃范围内,水蚯蚓呼吸速率随温度升高而增大,在22~30℃范围内趋势则相反;当pH=8.00±0.05时呼吸速率最大,比其他pH值条件下测得的呼吸速率高1倍多;溶解氧在3.5~4.5 mg·L^-1范围内,水蚯蚓的呼吸速率较高,在此溶解氧范围之外时,水蚯蚓呼吸速率均较低. 该研究结果可为污泥减量中水蚯蚓的培养和应用提供可靠的理论依据,从内在层次上揭示了环境因子影响水蚯蚓生长及代谢,进而影响污泥减量的本质原因.     

微生物修复剂投加量对铜绿微囊藻生长的影响研究

向藻类生长控制模拟实验柱中接种处于对数增长期的铜绿微囊藻,分别投加2,5,10 mg/L的微生物修复剂,定期监测藻种密度、总氮和总磷浓度的变化,初步了解微生物修复剂对藻类的生长抑制效果以及脱氮、除磷的效果。通过研究得出:随着微生物修复剂投加量的增加,实验水体的藻密度、总氮和总磷浓度呈下降趋势,5 mg/L和10 mg/L投加量下的水质改善情况没有显著变化。微生物修复剂的最佳投加量为5 mg/L,在该投加量下,实验柱中的藻密度、总氮和总磷浓度比空白柱中分别降低24%、27%和38%。     

基于BioWin的微生物呼吸速率和B/C值相关性的模拟

B/C比值法是目前最常用的评价废水可生化性的方法,然而该方法测定周期较长,测定结果易受各种因素影响而产生误差,而微生物呼吸速率法操作简单、测定周期短,但相较于B/C比值法无数据上的直观性。采用BioWin软件模拟微生物呼吸速率测试,通过控制原水COD、混合液污泥浓度、原水B/C比值,探究微生物呼吸速率和B/C比值之间的相关性,以期通过测定废水的呼吸速率替代B/C比值法。模拟结果表明:当废水ρ(COD)<200mg/L,混合液污泥浓度控制在200~250mg/L时,比相对呼吸速率与B/C比值之间具有良好的线性关系,且根据拟合公式,进一步可得出比相对呼吸速率和废水可生化性程度之间的关系,为用微生物呼吸速率法判断废水可生化性提供参考依据。     

Cr(Ⅵ)对活性污泥硝化活性的抑制及在污泥中的分布特点

重金属铬(Cr(Ⅵ))是废水中常见的、困扰很多污水生物处理系统运行效果的污染物.本文通过静态试验和静态冲击试验,研究了Cr(Ⅵ)在活性污泥系统中的分布特点和对硝化效率、活性等的影响,并进行了模型分析.结果表明,活性污泥对Cr的吸附很快,但吸附量有限,Cr(Ⅵ)投加浓度为1、5、10和30 mg·L-1的溶液中,Cr的12 h-吸附量分别为0.79、1.98、3.19和5.78 mg·g-1.Cr(Ⅵ)投加到活性污泥混合液中后形态分为溶解态、可洗脱和不可洗脱态,可洗脱的Cr能够向不可洗脱态转变.Cr(Ⅵ)对活性污泥硝化活性的抑制程度随着Cr(Ⅵ)浓度的增大而提高.静态试验中,1、3、5、10和30 mg·L-1Cr(Ⅵ)对氨氮平均降解速率的抑制率分别为5.25%、9.80%、10.41%、17.54%和21.38%.Cr(Ⅵ)对微生物的抑制作用大小是:氨氧化菌亚硝酸盐氧化菌异养菌.模型分析发现,Cr(Ⅵ)对氨氧化菌和异养菌比耗氧速率的抑制符合Haldane动力学模型,属于非竞争性抑制.冲击试验表明Cr对硝化等的抑制主要是不可洗脱的Cr造成的,抑制效果的出现具有滞后性.     

活性炭优化生物阴极提升微生物燃料电池产电性能

对双室好氧生物阴极微生物燃料电池的阴极电极材料进行了优化.使用碳纤维刷阴极启动,进入稳定期后向反应器阴极室投加活性炭颗粒(T2)和活性炭粉末(T3),以提升微生物燃料电池的产电性能.实验结果表明,向阴极投加活性炭可以迅速提高微生物燃料电池的输出电压.投加活性炭颗粒后,T2的开路电压和最大功率密度分别提高了42%和237%;投加活性炭粉末后,T3的开路电压和最大功率密度分别提高了12%和42%.优化后的微生物燃料电池对COD的去除率分别是91.5%、90.3%,库仑效率分别提高了54.4%和17.9%.投加活性炭颗粒效果更好,可以显著提高微生物燃料电池产电性能,同时提高微生物燃料电池的COD去除率和库仑效率.     

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.     

NO-2作为电子受体对反硝化吸磷影响动力学研究

在生物除磷系统中NO-2常被认为是反硝化吸收磷过程的抑制剂,而NO-2对反硝化吸磷抑制过程的抑制剂量的结果差别很大,缺乏动力学研究.本研究应用序批式反应器(SBR)在不同的NO-2浓度和pH梯度下进行了反硝化吸收磷试验,其接种活性污泥取自A2/O氧化沟中试反应器.SBR试验步骤为,取氧化沟好氧区活性污泥,先投加乙酸钠释放磷,然后投加NO-2吸收磷.大量试验发现NO-2和pH共同作用对反硝化吸磷产生了抑制.结果表明,[1]在恒定pH下,比反硝化速率和比吸磷速率与初始NO-2浓度均符合Andrews抑制动力学;[2]在6.5相似文献   

生物活性炭降解2,4-二氯酚的特性

以普通活性污泥法和石英载体生物膜法为对照,研究生物活性炭对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的吸附特征和生物吸附动力学,探讨生物活性炭去除2,4-DCP的作用机制.结果表明:使用粉末活性炭吸附2,4-DCP可行且具有较强的抗冲击负荷能力,生物活性炭比活性污泥法、石英生物膜法的降解速率快,抗冲击负荷能力强,适合长期高浓度运行使用.且在生物活性炭系统中,除了活性炭吸附和生物降解作用外,活性炭对2,4-DCP还有氧化降解作用.     

醌呼吸影响厌氧消化产CO2/CH4及转化有毒物质的研究

利用蒽醌-2,6,-双磺酸(AQDS)为模式物在厌氧消化过程中富集醌呼吸微生物,考察了富集产物厌氧消化同步醌呼吸的产气特性和对有毒物质的转化.结果发现,富集产物具有较强的腐殖质还原能力,CO2:CH4为1.7,高于未富集污泥;不同来源的腐殖质因其具有不同的分子结构和醌功能基团数量,对污泥的醌呼吸的促进作用有所差别,而可从还原性腐殖质接受电子的Fe(III)可显著加强醌呼吸速率;醌呼吸微生物在pH4.5~6条件下获得较高活性,说明此时醌呼吸对厌氧消化贡献较大;富集产物以乙酸为电子供体时可快速转化苯和三氯乙烯, 27h的转化率分为85.9%和82.2%,并可以苯为电子供体以三氯乙烯为电子受体同时降解苯和还原三氯乙烯,30h内的转化率分别为81.7%和68.8%.     

Performance, microbial community and inhibition kinetics of long-term Cu2+ stress on an air-lift nitritation reactor with self-recirculation

Biological nitrogen removal process could be affected due to the presence of heavy metals owing to their toxicity and accumulation in the sludge.In this study,the impact of Cu~(2+)shock on a long-term nitritation operation was investigated in an air-lift reactor with selfrecirculation.Both the dynamics of microbial community and inhibition kinetics under Cu~(2+) stress were ascertained.The results showed that Cu~(2+) exerted severe inhibition on nitritation performance of an air-lift reactor(ALR) at 25 mg/L.The corresponding NH_4~+-N removal efficiency decreased to below 50%,which was mainly due to the variation of microbial community structure,especially the inhibition of nitrifiers like Nitrosomonas(the relative abundance decreased from 30% to 1% after Cu~(2+)inhibition).Kinetic parameters were obtained and compared after fitting the Haldane model.The long-term Cu~(2+) stress on the ALR aggravated the ammonium affinity and the resistance to substrate self-inhibition of the nitritation sludge,but reduced the resistance to Cu~(2+) inhibition.Furthermore,Cu~(2+)acted as uncompetitive inhibitor on nitritation process.Our results provide new insights into the nitritation characteristics under long-term Cu~(2+) stress.     

Comparison between inhibitor and uncoupler for minimizing excess sludge production of an activated sludge process

In order to study the minimization of excess sludge production, the reduction in the excess sludge production in the presence of an inhibitor and uncoupler was studied in this work. The experimental results show that such an addition could effectively reduce the production of excess sludge. With the energy uncoupling model established in this work, energy uncoupling coefficient (E _u) was used to evaluate the reduction in excess sludge production. The energy uncoupling coefficients in the presence of dinitrophenol (dNP), Zn²⁺, and Cu²⁺ was 0.75, 0.46, and 0.18, respectively. The analysis demonstrated that energy spilling occurred in the presence of dNP, and that dNP was an effective uncoupler for reducing the production of excess activated sludge without affecting the microbial respiration activity.     

悬浮填料活性污泥法影响因素初探

针对传统活性污泥法生物脱氮除磷功能较差，前期试验和中试试验采用投加悬浮填料强化其脱氮能力，进而研究了曝气方式对生物膜量的影响，及低温、填料投配比和生物膜量等因素对系统脱氮效果的影响。结果表明，采用微孔曝气能显著提高填科的生物膜量，而在一定范围内降低填科投配比对系统硝化效果影响不大，冬季通过提高系统的曝气量，可以保证系统的硝化效果基本不变，使出水氨氮较低，出水完全可以达标排放，表明试验投加悬浮填科强化传统活性污泥法的脱氮功能是经济，简便和可行的。     

富磷剩余污泥厌氧消化过程中的水解与生物释磷机制

以某采用A/O生物除磷工艺的污水处理厂排出的富磷剩余污泥为研究对象,设计厌氧消化比较试验,讨论了富磷剩余污泥厌氧消化过程中的磷释放机制.结果发现,剩余污泥消化系统中的SOP(溶解性正磷)释放/PHA(聚羟基烷酸)合成比值大于活性污泥厌氧释磷系统,证实了剩余污泥厌氧消化过程中水解机制是磷释放的主导机制;剩余污泥消化系统中的PHA合成/糖原降解比值小于活性污泥厌氧释磷系统,表明污泥消化系统中的糖原降解不仅仅是生物释磷引起的;厌氧消化系统中抑菌剂的存在对于污泥消化系统的水解释磷机制与生物释磷机制均是不利的.     

不同方法处理乳品废水效果的比较研究

采用SBR工艺对悬浮活性污泥法、包埋固定化活性污泥法和活性炭吸附活性污泥法处理乳品废水效果进行了比较研究。试验结果表明,进水CODcr为395.55 mg/L的乳品废水,在水力停留时间（HRT）为24 h,采用活性炭吸附活性污泥法处理后的乳品废水CODcr的去除率为77.31%;采用包埋固定化法处理后的乳品废水CODcr的去除率为73.18%;采用悬浮活性污泥法处理后的乳品废水CODcr去除率为55.14%。结果表明,上述三种方法处理进水CODcr相同的乳品废水的效果排序为：活性炭吸附活性污泥法〉包埋固定化活性污泥法〉悬浮活性污泥法。