能量解偶联代谢对剩余污泥的减量化研究

采用3,3′,4′,5四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解偶联剂添加到活性污泥工艺中,连续曝气分批培养实验结果表明,TCS以固体方式投加的效果好于液态投加,每天投加12mg,相当于液态浓度1mg/L,可使污泥产量49%。在30d的运行期间,每天分别在4个反应器中添加TCS5.0、8、10和12mg,出水氨氮及总氮浓度均未受影响,但污泥的COD去除能力有所下降,当投加12mg时,COD去除率比对照下降了8.9%。污泥的SVI值有所上升,但沉降性能未见有明显影响。污泥微生物的种群结构发生了改变。     

化学解耦联剂对活性污泥工艺中污泥产率的影响

采用3,3′,4′,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解耦联剂添加到活性污泥工艺中,连续曝气分批培养实验结果表明,TCS在浓度高于1.0mg/L时是一种有效的化学解耦联剂,能显著地降低污泥产率.当TCS浓度为6.0mg/L时,污泥产率可降低约50%.在40d的运行期间,隔天分别在3个反应器中添加TCS 2.0、2.8和3.6mg/L,基质的去除能力和出水氨氮及总氮浓度均未受影响,污泥的SOUR值和脱氢酶活性相应增加,污泥的沉降性能也未见有明显影响.镜检发现,对照反应器中的污泥经40d运行后仍有丝状菌存在,而添加解耦联剂反应器中的污泥几乎无丝状菌的存在.以上结果表明,可以应用TCS来降低活性污泥工艺中的剩余污泥产量.     

化学解耦联剂对活性污泥工艺中剩余污泥的减量作用

采用合建式曝气沉淀池模拟装置,将3,3′,4′,5 四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解耦联剂添加到完全混合活性污泥工艺中.连续培养试验结果表明,在每g固体悬浮物中含量为0 5mg时,TCS是一种有效的化学解耦联剂,可降低剩余污泥产量约30%.在60d的运行期间,活性污泥工艺的COD去除效率和污泥的沉降性能未见有明显影响,但出水氨氮及总氮浓度升高,污泥的SOUR值相应增加.镜检发现,添加解耦联剂运行60d后,污泥中的丝状菌增多,原生动物和后生动物数量和种类减少,且活性也降低.以上结果表明,可以应用TCS来降低活性污泥工艺中的剩余污泥产量,但对污泥的种群结构有一定的影响.     

化学解偶联剂对污泥产率的比较研究

研究比较了8种化学物质--邻氯苯酚 (oCP),间氯苯酚 (mCP),2,4-二氯苯酚 (DCP), 2,4,5-三氯苯酚 (TCP),对硝基苯酚 (pNP),间硝基苯酚 (mNP),2,4-二硝基苯酚 (DNP)和3,3',4',5-四氯水杨酰苯胺(TCS)对污泥产率的影响.结果表明:8种化学物质都能有效地控制污泥产率,均可以做为解偶联剂.硝基酚类化合物比氯酚类化合物的污泥减量化效果要好,DNP和pNP的污泥减量化效果最好,分别达到89.16% 和83.77%.解偶联剂效果的差异与其酸性大小有关,其pK_a越低,污泥的减量化效果越好.随着解偶联剂质量浓度的升高,污泥产率逐渐减小. 解偶联剂质量浓度固定不变时,随着污泥质量浓度的升高,污泥产率逐渐提高.高污泥浓度将弱化解偶联剂的效果,因此建议采用比解偶联剂浓度(解偶联剂质量浓度/污泥质量浓度)来选择解偶联剂.      

化学解耦联剂对活性污泥产率的控制作用

采用3,3',4',5-四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解耦联剂添加到活性污泥工艺中,进行连续曝气分批培养实验.结果表明:在TCS总投加量相同的情况下,采用一次性大剂量投加的污泥减量化效果好于分次小剂量投加.每d投加 12 mg TCS,污泥产量比对照下降了33%,而每2 d一次性投加24 mg TCS,污泥产量比对照下降了55%.污泥的CODCr去除能力有所下降,当一次性投加12 mg时,CODCr去除率比对照下降了12%,但出水氨氮及总氮质量浓度均未受影响.污泥的SVI有所上升,但沉降性能未见有明显变化.      

三氯苯酚对A^2／O工艺污泥产率的影响

应用2,4,5-三氯苯酚（TCP）作为化学解偶联剂投加到A2／O工艺中进行试验,在A^2／O连续流工艺中研究TCP不同投加方式对试验的影响,结果表明：在保持TCP总投加量相同的情况下,采用大剂量一次性投加的污泥减量效果比小剂量分次投加的效果好。即每两天投加240mg TCP,污泥产量比对照下降了67．10％,而每天投加120mg TCP,污泥产量比对照仅下降了35．90％。A^2／O工艺中COD的去除能力有所下降,当一次性投加240mgTCP时,COD的去除率比对照下降了26．80％,但出水氨氮和总氮的浓度未受多大影响,磷的去除率有些下降,SVI有所上升,但是没有严重影响污泥的沉降性能。     

好氧颗粒污泥和絮状污泥脱氮性能及细菌种群分析

比较了SBR反应器中好氧颗粒污泥和絮状污泥对不同浓度氨氮废水的去除情况,并采用定量PCR(RT-PCR)和末端限制性酶切片段长度多态性(T-RFLP)技术研究了2种污泥中氨氧化细菌数量和细菌组成的变化.结果表明,100～500mg/L的氨氮对2种污泥去除COD的影响不大,而氨氮的去除率随着其浓度的上升而下降,絮状污泥的氨氮去除率略高于颗粒污泥(10%～16%).絮状污泥和颗粒污泥中氨氧化细菌的数量分别为2.80×10⁴～3.44×10⁴,7.83×10⁴～1.18×10⁵个/g干污泥.絮状污泥中细菌种群数量高于颗粒污泥,且两者的变化趋势与氨氮去除率的变化基本一致.     

好氧颗粒污泥和活性污泥细菌种群结构对五氯酚污染的响应研究

应用一种新的微生物分子生态学方法--末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)法研究了好氧颗粒污泥和活性污泥在毒性化合物五氯酚(PCP)影响下的废水处理性能及其微生物种群结构的响应.结果表明,PCP浓度为30 mg·L-1时,颗粒污泥和活性污泥的COD去除率为38%、77%,与10～20 mg·L-1 PCP相比,分别下降了56%和15%.另外,PCP浓度为20 mg·L-1时,去除率为13%和58%,与10～20 mg·L-1 PCP相比,分别下降了86%和40%,说明PCP对氨氮去除率的影响大于对COD去除率的影响,对颗粒污泥的影响大于对活性污泥的影响.PCP对好氧颗粒污泥和活性污泥的细菌种群结构都产生了明显的影响,而且好氧颗粒污泥的变化程度大于活性污泥;PCP浓度为30 mg·L-1时,好氧颗粒污泥中的细菌种群数量明显下降,TRFs片段数从26下降到14,但活性污泥中的细菌种群数量基本不变,污泥中细菌种群结构的变化趋势与污泥的水处理性能的变化趋势相一致.     

氨氮和硫酸盐对谷氨酸厌氧生物降解性能的抑制及机理

采用连续运行1119d的上流式厌氧污泥床（UASB）反应器,研究了最佳有机负荷条件下氨氮和硫酸盐对模拟废水中谷氨酸降解性能的抑制作用.结果表明,有机负荷为8.0g COD/（L·d）时,COD去除率达到最高值为（97.94±0.28）%.逐步提高进水氨氮浓度,起初对谷氨酸降解性能的影响不大;但升到2000mg/L时COD去除率和甲烷产率明显降低,继续升至4000mg/L时即达到半抑制状态.逐步提高进水硫酸盐浓度至4000mg/L,甲烷产率和溶液中游离硫化氢（FS）浓度分别呈现一直下降和升高趋势,但COD去除率均能维持在90%以上.进水中的氨氮和硫酸盐分别因离解平衡和生物还原作用形成游离氨（FAN）和FS,进而抑制了产甲烷菌的活性;前者因FAN扩散到细胞内部破坏质子平衡从而过多消耗ATP,后者还因硫酸盐还原菌的增殖存在底物竞争抑制作用.     

氨氮和硫酸盐对谷氨酸厌氧生物降解性能的抑制及机理

采用连续运行1119d的上流式厌氧污泥床（UASB）反应器,研究了最佳有机负荷条件下氨氮和硫酸盐对模拟废水中谷氨酸降解性能的抑制作用.结果表明,有机负荷为8.0g COD/（L·d）时,COD去除率达到最高值为（97.94±0.28）%.逐步提高进水氨氮浓度,起初对谷氨酸降解性能的影响不大;但升到2000mg/L时COD去除率和甲烷产率明显降低,继续升至4000mg/L时即达到半抑制状态.逐步提高进水硫酸盐浓度至4000mg/L,甲烷产率和溶液中游离硫化氢（FS）浓度分别呈现一直下降和升高趋势,但COD去除率均能维持在90%以上.进水中的氨氮和硫酸盐分别因离解平衡和生物还原作用形成游离氨（FAN）和FS,进而抑制了产甲烷菌的活性;前者因FAN扩散到细胞内部破坏质子平衡从而过多消耗ATP,后者还因硫酸盐还原菌的增殖存在底物竞争抑制作用.     

间歇曝气式膜生物反应器对养猪沼液中兽用抗生素的去除特性

研究了间歇式膜生物反应器在不同进水碳氮比和有机负荷下对养猪沼液中11种兽用抗生素的去除特性,以及污泥中抗生素的含量变化.结果表明,水力停留时间(HRT)≥5 d、化学需氧量(COD)/总氮(TN)=2.1时,该膜生物反应器对抗生素和COD的去除率均较高,分别达到(79.1±0.7)%和(88.4±1.4)%;当HRT缩短至3 d时,虽然COD去除率不受影响,但抗生素的去除率明显下降;COD/TN从2.1降至0.7后,抗生素去除效率不受影响,但COD去除率明显降低.长污泥龄(SRT)下污泥中出现四环素类和喹诺酮类抗生素的持续积累,积累量随污泥龄的缩短而降低.污泥中的抗生素含量与组成受进水影响较大.     

基因工程菌生物强化MBR工艺处理阿特拉津试验研究

以生活污水为共基质,考察了基因工程菌在MBR和活性污泥反应器中对阿特拉津的生物强化处理效果,以及生物强化处理对污泥性状的影响.结果表明,基因工程菌在MBR中对阿特拉津具有很好的生物强化处理效果,阿特拉津平均出水浓度为0.84 mg/L,平均去除率为95%,最大去除负荷可以达到70 mg/(L·d).生物强化的MBR对生活污水中COD的平均去除率为71%,COD平均出水浓度65 mg/L,COD容积负荷增加对COD去除效果有一定影响;对生活污水中的氨氮具有很好的去除效果,氨氮平均出水浓度为1.1 mg/L,平均去除率为97%,最大氨氮去除负荷为143 mg/(L·d).与普通MBR污泥相比,生物强化MBR污泥的硝化活性和亚硝化活性略高,碳氧化活性略低,因此表现出氨氮处理效果很好,COD处理效果略差.阿特拉津的存在会对污泥性状产生影响,可能是造成污泥碳氧化活性低的原因.     

铜离子与解偶联剂协同下的污泥减量作用

采用间歇式活性污泥培养装置,以2,6-二氯苯酚（DCP）作为解偶联剂,浓度为20 mg/L,Cu^2＋浓度为1 mg/L,加入到间歇式活性污泥反应器中.通过30　d的连续运行发现,COD去除效率相比对照实验下降7％,污泥减量达75％,且出水中DCP的平均浓度为0.28 mg/L,Cu^２＋的去除率达到90％以上,但污泥沉降性和污泥对N、P的去除率下降,污泥活性也降低.镜检发现,污泥中丝状菌增多,原生动物和后生动物数量和种类减少.结果表明,Cu^２＋和DCP对污泥减量有明显的协同作用,在活性污泥工艺中运用铜离子和解偶联剂联合来限制污泥产率是可行的.     

生物沥浸对精对苯二甲酸化工污泥脱水性能的提高及其重金属脱除效果

通过摇瓶培养试验研究了生物沥浸处理对精对苯二甲酸(PTA)化工污泥脱水性能和重金属去除效果的影响.研究表明,PTA污泥经生物沥浸后脱水效果得到了较好的改善,且营养剂最佳投加量为5g·L-1.经生物沥浸2d后污泥的pH从7.37下降到2.29,比阻从62.64×1012m·kg-1下降到2.36×1012m·kg-1,降低了96.23%.在最佳处理条件下对该化工污泥进行多批次生物沥浸中试试验,并对沥浸后污泥采用厢式压滤机脱水.结果表明,经生物沥浸处理后污泥静置24h,污泥沉降率可从2%提高到33%,厢式压滤脱水后泥饼含水率下降到45.9%,与对照相比,污泥体积减少了91.1%.泥饼中Cu、Cd、Pb、Zn、Co的去除率分别为95.15%、85.20%、42.11%、82.59%和64.42%;滤液中COD和氨态氮去除率分别为42.82%和74.98%.可见,生物沥浸法不仅能够较好地改善化工污泥的脱水性能,还能脱除污泥中的重金属.这对生物沥浸技术在PTA化工污泥上的应用和推广具有重要意义.     

城市污水污泥微波热水解特性研究

在80～170 ℃进行1～30 min的城市污水污泥微波热水解,微波频率2 450 MHz,最大输出功率1 kW,考察挥发性悬浮固体(VSS)和悬浮固体(SS)溶解率,污泥上清液COD和TOC浓度、污泥粒径、形态变化和碳氢氮含量等污泥热水解特征,分析污泥离心脱水性能的改善和减量化效果.结果表明,微波加热使污泥有机物水解反应快速发生,水解过程受温度影响显著.热水解5 min时,150℃和170℃的VSS溶解率为15.8%和29.4%;10 min时COD溶解率达到19.07%和25.75%,COD和TOC浓度在170℃分别为9 860.0 mg/L和2 949.70 mg/L.超过5～10 min,VSS和COD水解率增加缓慢.通过扫描电镜(SEM)观察到污泥热水解后菌体细胞破裂.与碳和氢相比,污泥中氮的水解率更高,170℃微波热水解5 min氮的水解率达到67%.150℃和170℃热水解10 min离心脱水污泥含水率降低到73.1%和65.5%,脱水性能改善,相应减量化率为33.9%和51.7%.     

高氨氮废水短程硝化过程中污泥膨胀的研究

采用A/O工艺处理模拟高氨氮废水,在一定条件下实现了稳定的短程硝化(积累率≥80%),污泥沉降性能良好,短程硝化后期污泥沉降性能逐渐恶化。实验结果表明,通过补充废水的N/P虽然能够略微降低SVI,但是仍然不能有效的缓解污泥膨胀。当COD负荷>0.27kg/(kg.d)时发生污泥膨胀。将DO控制在1.5～2.0mg/L,沉淀池的固液分离效果良好,并且氨氮去除率、COD去除率和亚硝氮积累率均>90%,污泥膨胀现象得到有效控制。     

活性炭吸附法处理污泥热干化蒸汽的研究

污泥热干化废水的有效处理一直是水处理行业的技术难题之一。通过采用活性炭吸附法处理污泥热干化过程中产生的蒸汽,研究其对冷凝水中COD、氨氮的去除效果同时探索了污泥脱水过程中聚丙烯酰胺的添加对污泥干化冷凝废水中氨氮含量的影响。结果表明:聚丙烯酰胺对污泥干化冷凝废水中高浓度氨氮的影响不足3%,可以忽略不计经处理后得到的冷凝水中的COD去除效果明显活性炭添加量为30 g/L时,处理后得到的冷凝水中的COD小于50 mg/L(去除率高达98%)达到《污水排放综合标准》(GB 8978-1996)中的一级A排放标准,同时对氨氮也有一定的去除效果,活性炭添加量为45 g/L时冷凝水中氨氮的去除率也能达到70%以上。该方法处理效果显著且经济可行,为污泥热干化废水的处理提供了新的技术参考。     

微膨胀对好氧颗粒污泥脱氮过程中N2O产生量的研究

采用控制低溶解氧(DO)在SBR反应器内,研究了好氧颗粒污泥微膨胀的实现;考察了微膨胀颗粒污泥对COD和氨氮去除效能以及温室气体N2O产生量.结果表明,在低DO条件下可以获得微膨胀颗粒污泥,污泥容积指数(SVI)大都在150～250 mL.g-1之间.微膨胀颗粒污泥对COD和氨氮去除量影响不大,COD去除率从89.45%上升到90.99%;氨氮去除率从77.29%降至68.29%;硝化速率从38.95×10-3 mg.(g.min)-1降至33.46×10-3 mg.(g.min)-1.微膨胀颗粒污泥对N2O产生量影响很大,微膨胀颗粒污泥N2O产生量为2.42 mg.m-3是没有发生微膨胀颗粒污泥N2O产生量的1.26倍.微膨胀颗粒污泥N2O释放速率由3.63×10-3mg.(L.min)-1上升到4.72×10-3mg.(L.min)-1.     

邻氨基苯酚对污泥产率及微生物活性的影响

为了探讨化学解偶联剂在实现污泥减量的同时对污泥活性抑制作用,通过批次试验研究不同浓度邻氨基苯酚(oAP)对污泥减量效果、微生物活性以及由于微生物活性的改变对基质(NH_4~+-N、COD_(Cr))去除变化的影响.分别采用TTC-ETS(氯代三苯基四氮唑脱氢酶)活性、INT-ETS(碘硝基四氮唑脱氢酶)活性、AUR(氨摄取速率)和SOUR(比耗氧速率)4个指标考察污泥活性受oAP的抑制情况.结果表明:oAP添加量为12mg/L时,平均表观污泥产率Yobs由0.443下降到0.256mg MLSS/mg COD,污泥减量为42.20%.与有机物去除抑制相比,活性污泥系统对NH_4~+-N去除的抑制作用更加显著,而硝化细菌比异养菌对oAP响应更敏感.因此,NH_4~+-N去除率比COD_(Cr)去除率更能反映出oAP对污泥活性的影响.通过NH_4~+-N去除率的抑制对比,AUR是最能有效地表征oAP对活性污泥系统中的微生物抑制作用.通过IC50分析显示,TTC-ETS的活性为35.51mg/L,在所有指标最小,灵敏度最高,是表征oAP抑制污泥活性的最佳指标.     

旋流选择作用及K_La对污泥颗粒化的影响研究

采用3个结构不同的SBR反应器R1、R2和R3,研究了旋流选择作用和体积溶解氧系数(KLa)在低负荷条件下对絮体污泥颗粒化过程的影响。试验结果表明,3个反应器内的污泥颗粒化的时间与颗粒污泥的孔隙率依次为53 d、41 d、25 d和82%~95%、92%~97%、60%~75%;3个反应器的化学需氧量(COD)平均去除率都在92%以上;R1和R2中氨氮(NH3-N)的平均去除率都在97%以上,而R3中氨氮的平均去除率从反应器启动初期的99%下降到完全颗粒化后的56%。说明旋流选择作用延缓了好氧污泥颗粒化的时间并对出水水质影响不大;较高的KLa促进了好氧颗粒污泥的形成并对于COD的处理基本没有影响,但对于氨氮去除效果的负面影响较大。