利用微型后生动物进行污泥原位减量的试验研究

在A/A/O普通活性污泥工艺中引入非寡毛类微型后生动物考察其生长条件和对剩余污泥的减量效果及对系统处理效果的影响。结果表明,当进水负荷小于0.5 mg(/mg MLSS·d)时,非寡毛类微型后生动物可大量生长;当内回流比升高、外回流比降低时,更有利于虫体的繁殖。经过适时的运行工艺调整可使生化系统虫体密度和稳定性提高,污泥减量效果可达到40%以上。非寡毛类后生动物的活动与摄食作用提高了系统污泥的沉降性能,并对系统出水COD、NH3-N、TN、TP、SS没有影响。。     

利用寡毛类蠕虫反应器处理剩余污泥的研究

考察了一种新型寡毛类蠕虫反应器(由游离型蠕虫生长区和附着型蠕虫生长区组成)处理排放剩余污泥的效果．在试验的启动阶段1^#反应器接种了颤蚓(Tubificidae),2^#反应器作为对照．对照试验的结果表明,整个试验运行期间,颤蚓始终存于1^#反应器中,并且主要附着在填料上和聚集在反应器底部．从第35天开始,2个反应器中均发现了游离型蠕虫如红斑瓢体虫(Aeolasoma)、仙女虫(Nais)和叉形管盘虫(Aulophorus)．蠕虫生长有助于污泥减量和改善污泥沉降性能,并且颤蚓的存在和生长可导致更显的污泥减量效果．整个试验期间,1^#反应器的平均污泥减量效果为57％,远高于对照反应器．高浓度NH4^ -N对蠕虫有毒害作用,从而抑制了蠕虫的生长．寡毛类蠕虫的生长对硝化过程没有影响,但会导致一定程度的氮、磷释放。     

曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响

利用寡毛纲蠕虫-水丝蚓(Limnodrilus sp.)的捕食实现污泥量的削减,并针对曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响,考察了不同的曝气强度所引起的蠕虫活性、泥水性质和污泥减量效能等的变化.结果表明:蠕虫对曝气强度的耐受能力有限,其受损程度与曝气强度和时间正相关,低强度的间歇曝气下蠕虫受损数量较低,为总数的1.7%.蠕虫的组织乳酸脱氢酶活力在2.8~9.5m3/(m2·h)的曝气强度下明显升高,表现了较高的物质代谢和能量消耗水平.较低的曝气强度下污泥上清液中硝酸盐氮的累积较轻.蠕虫对污泥的捕食能够抑制低曝气强度下溶氧缺乏所引起的污泥容积指数(SVI)增加,改善污泥的沉降性.在2.8m3/(m2·h)的间歇曝气下,污泥减量效率比连续曝气的污泥减量效率更稳定.     

曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响

利用寡毛纲蠕虫-水丝蚓(Limnodrilus sp.)的捕食实现污泥量的削减,并针对曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响,考察了不同的曝气强度所引起的蠕虫活性、泥水性质和污泥减量效能等的变化.结果表明:蠕虫对曝气强度的耐受能力有限,其受损程度与曝气强度和时间正相关,低强度的间歇曝气下蠕虫受损数量较低,为总数的1.7%.蠕虫的组织乳酸脱氢酶活力在2.8~9.5m3/(m2·h)的曝气强度下明显升高,表现了较高的物质代谢和能量消耗水平.较低的曝气强度下污泥上清液中硝酸盐氮的累积较轻.蠕虫对污泥的捕食能够抑制低曝气强度下溶氧缺乏所引起的污泥容积指数(SVI)增加,改善污泥的沉降性.在2.8m3/(m2·h)的间歇曝气下,污泥减量效率比连续曝气的污泥减量效率更稳定.     

嵌入式旁路污泥减量污水处理系统研究

为了减少活性污泥工艺中剩余污泥的产量以及解决目前污水处理厂无机物积累的问题,开发了一种集旁路污泥减量、污泥淤砂分离、侧流化学除磷、强化氮磷去除于一体的嵌入式旁路污泥减量污水处理系统,中试反应器规模10m3/d,并稳定运行超过90d.试验结果表明:出水ρ(NH4+-N)、ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(COD)分别为(0.5±0.3),(8.6±1.6),(0.14±0.04),(26.8±8.8)mg/L,出水水质能够稳定的达到一级A标,并且远低于其限值.系统运行期间,活性污泥系统的MLVSS/MLSS值逐渐升高,其值从初始的0.33增加到了0.52;该工艺系统有效的防止了无机颗粒在活性污泥系统中的积累.在系统稳定运行过程期间,其表观产率系数Yobs为0.103gVSS/gCOD,该工艺系统展示了良好的污泥减量性能.     

污泥臭氧原位减量工艺中抗生素的去除

建立了两套小试规模的序批式反应器,一套作为污泥臭氧原位减量系统,另一套作为控制系统.通过两系统的长期运行（90 d）考察了污泥臭氧原位减量工艺对9种典型抗生素（四环素、土霉素、强力霉素、诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星、洛美沙星、恩诺沙星和阿奇霉素）的去除效果.结果表明,进水中目标抗生素的存在（9种抗生素各100 μg·L^-1）并未对活性污泥去除COD、总氮、氨氮和总磷的效果产生显著影响.污泥臭氧原位减量系统出水中目标抗生素浓度在运行期间保持相对稳定,且与控制系统接近;但污泥中目标抗生素浓度则显著低于控制系统.质量衡算表明目标抗生素在两系统内的输入和输出逐渐达到平衡,臭氧降解和剩余污泥排放分别为减量和控制系统中目标抗生素的主要去除途径.污泥臭氧处理单元可以降解减量系统入水中83%的目标抗生素,而控制系统入水中82%的目标抗生素则随剩余污泥排放.因此,污泥臭氧原位减量工艺可以明显削减活性污泥系统中抗生素的排放,具有重要的实际意义.     

纳米磁粉协同解偶联剂作用下活性污泥性能的研究

为了促进解偶联剂作用下活性污泥减量化效果及污泥沉降性能,本研究在序批式活性污泥工艺的设施中同时添加解偶联剂和纳米磁粉,分析其协同作用下对活性污泥性能产生的影响.研究发现2,4,5-三氯苯酚(TCP)单独作用下污泥减量达41%,但活性污泥基质降解性能及沉降性能降低,而纳米磁粉与TCP联合作用下污泥减量仍达34%,且对C、N、P去除效能和污泥沉降性能均无明显影响.运行31 d后,脱氢酶活性提高10%～18%,且具有一定的时间累积效应;在光学显微镜下观察可发现污泥絮体结构紧实,原生动物和后生动物种类和数量增多.结果还表明,在活性污泥工艺中运用纳米磁粉与TCP协同作用可抑制剩余污泥的产生,并能提高活性污泥系统的运行效能.     

蠕虫污泥减量效果及其影响因素分析

研究了蠕虫生长在活性污泥法中试系统的污泥减量效果及其对出水水质的影响 ,同时对蠕虫生长的影响因素进行了初步分析 .结果表明 ,除了初始的20d之外 ,整个试验过程中均有蠕虫出现 ,其中红斑瓢体虫(Aeolosomahemprichicii)和仙女虫(Naiselinguis)交替占据优势地位 ,但红斑瓢体虫占据主导地位的时间长于仙女虫 ,而吻盲虫 (Pristinaaequiseta)只是偶尔存在 .蠕虫连续保持高密度生长 (曝气池中蠕虫总密度大于 30条 /mg)长达 172d .高密度下的蠕虫生长不仅能显著降低污泥产率 ,而且能明显提高污泥的沉降性能 .蠕虫密度越高 ,出水水质越差 .仙女虫比红斑瓢体虫具有更大的污泥减量能力 ,并且前者对出水水质的影响也大于后者 .蠕虫生长不影响硝化过程 ,但当仙女虫占优势时 ,蠕虫生长会导致出水PO3₄^3--P浓度的升高 .蠕虫生长影响因素的分析表明 ,只有污泥龄对 2种蠕虫的生长没有影响 ,但温度和水力停留时间均能显著影响它们的生长 .     

利用微型动物减少污泥产量的工艺探讨

在适宜的条件下,活性污泥系统中可以生长出大量的原生动物和后生动物等微型动物,这些微型动物在活性污泥中起着捕食者的作用,它们可以通过捕食,将污泥转化为能量、H2O和CO2,从而使污泥量减少。蚯蚓生物滤池工艺、两段式生物反应器工艺和淹没式生物膜工艺是目前国内外常见的3种利用微型动物减少污泥产量的工艺,本研究介绍了这3种工艺的污泥减量效果,并分析了各自的优缺点。     

应用ANFIS预测蠕虫反应器的污泥减量速率并优化其运行条件

利用水生蠕虫的捕食作用可以有效地实现污泥减量.为了研究环境条件波动对蠕虫捕食污泥减量效率的影响,应用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)和人工神经网络(ANN)模型分别预测蠕虫反应器的污泥减量速率.结果表明,溶解氧浓度(D0)、温度(T)、蠕虫密度和污泥负荷是蠕虫捕食过程的主要影响因素,通过性能比较得出ANFIS模型预测值与实验测定值间具有更好的一致性,其相关系数(r)为0.82,绝对平均误差百分比(MAPE)为71.5％,均方根误差(RMSE)为16.7.根据ANFIS模型的预测结果,得出蠕虫反应器的最适运行条件为:DO 1.8 ～3.1mg·L-1,温度18.4～21.7℃,蠕虫密度低于1.7 g·cm-2(以湿重计),污泥负荷563～734 mg·g-1(以TSS计),在此操作条件下获得的污泥减量速率均高于100 mg· g-1·d-1.     

蠕虫在膜生物反应器和活性污泥法中的污泥减量研究

通过长达345d的中试规模试验,研究比较了蠕虫在膜生物反应器(MBR)和活性污泥法(CAS)的生长状况及其导致的污泥减量效果.CAS中的蠕虫生长状况明显优于MBR的蠕虫生长状况.MBR曝气池中平均蠕虫密度(10条·mg-1)远低于CAS曝气池中平均蠕虫密度(71条·mg-1),并且CAS中蠕虫连续保持高密度(>30条·mg-1)生长达172d.CAS中红斑瓢体虫和仙女虫交替成为优势蠕虫.蠕虫生长对MBR的污泥产率(0 40kg·kg-1)和污泥沉降性能(污泥沉降指数133mL·g-1)影响很小,但却能显著减少CAS的污泥产率(0 17kg·kg-1)和改善污泥沉降性能(污泥沉降指数为60mL·g-1).仙女虫比红斑瓢体虫能更大地减少污泥产量和更好地改善污泥沉降性能.蠕虫生长不影响MBR的COD去除率和出水水质,但却显著影响CAS的COD去除率和出水水质.     

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.     

强化内源反硝化脱氮及污泥减量化研究

为提高传统污水处理工艺内源反硝化脱氮效率,在系统内部实现污泥减量,设计了水解酸化/缺氧/好氧(H/A/O)生物脱氮及污泥减量化工艺.试验采用连续流处理装置,以实际生活污水为研究对象.结果表明,在进水COD(220～410 mg/L)、NH4 -N(36～58 mg/L)、总水力停留时间为11h、硝化液回流比为300%、无外加碳源和碱度条件下,COD、NH4 -N和TN的平均去除率分别超过90%、95%和75%.在缺氧段碳源充足的条件下,随着硝化液回流比的增加,系统TN平均去除率升高;当碳源不足时,随着硝化液回流比的增加,系统TN平均去除率降低.污水经水解酸化预处理后,反硝化速率大大升高.水解酸化段利用水解酸化作用对回流剩余污泥的减量达到56.2%,污水、污泥经过水解酸化处理,大大提高了系统脱氮效率.以水解酸化作为传统的城市污水及污泥处理工艺,既可有效地改善污水的可生化性,提高系统污染物平均去除率,增强污水处理系统运行的稳定性,又可实现污水、污泥一体化处理.     

好氧-沉淀-缺氧(OSA)工艺的剩余污泥减量化研究

在活性污泥工艺的污泥回流途径中引入一个污泥缺氧池,形成好氧-沉淀-缺氧(OSA)工艺。比较研究了污泥在缺氧池中不同的停留时间(5·5、7·6、11·5h)的3种OSA工艺对剩余污泥的减量化效果。结果表明,3种工艺的剩余污泥量分别比传统活性污泥工艺降低33·24%、22·99%和13·80%。经综合考虑认为OSA工艺中污泥在缺氧池中停留6~7h较为理想。     

融合菌-活性污泥联合曝气吸附处理重金属铬

研究了融合菌RHJ-004与活性污泥联合曝气处理含铬废水的生物吸附性能。结果表明,融合菌RHJ-004与活性污泥联合曝气对铬具有良好的处理效果,投加10g/L菌体、6g/L污泥,处理50mg/L的铬液,还原率可达83.26%,去除率达72.04%。该吸附剂对处理酸性含铬废水具有很大的潜力,在pH=1￣5时,还原率均>80%,去除率均>70%;溶解氧是影响该吸附过程的一个重要参数,当DO=2￣4mg/L时,生物吸附效果较好,还原率达到75%以上,去除率也超过65%;融合菌RHJ-004与活性污泥对六价铬的联合吸附可用Langmuir模型和Freundlich模型描述,但Freundlich模型的拟合效果更好。     

污泥基生物炭提升活性污泥系统处理性能

对污泥基生物炭提升活性污泥系统处理性能进行探讨,将活性炭和污泥基生物炭分别投入A²O工艺厌氧池活性污泥,发现其对COD削减率最高分别为72.9%和41.1%,均能有效削减,生物炭对TN削减率最高为74.1%,优于活性炭.表征显示污泥基生物炭上更易附着活性污泥且比表面积更大.在A²O小试厌氧池中以"1次/污泥龄"为频率投加活性炭、污泥基生物炭和脱脂污泥基生物炭,结果发现:投加污泥基生物炭对COD、TN、TP的削减均优于活性炭,投加脱脂污泥基生物炭对COD、TN的削减与投加活性炭相当,对TP平均削减率高达85.6%,优于活性炭,表明生物炭处理(BT)工艺比粉末活性炭处理(PACT)工艺处理生活污水能力更强,脱脂污泥基生物炭作为污泥脂质提取后的副产品更经济.     

剪切作用对活性污泥沉降性能的影响

采用序批式活性污泥法系统(SBR)研究了搅拌型反应器中水流剪切应力对处理系统中活性污泥沉降性能的影响,通过微生物数量、絮凝体形态和微生物种群的观测分析,探讨了水流剪切应力影响活性污泥沉降性能的机制。结果表明:活性污泥的微生物数量和沉降指数随水流剪切应力增加先减少后增加,活性污泥的界面沉降速度随水流剪切应力的增加先增加后降低。水流剪切应力对活性污泥处理系统沉降性能的影响是通过剪切应力对微生物的选择作用实现的。     

Mechanism on minimization of excess sludge in oxic-settlinganaerobic (OSA) process

The oxic-settling-anaerobic (OSA) process is a promising wastewater treatment technique for efficiently reducing sludge production and improving the stability of process operation. In this paper, the possible factors of sludge reduction such as sludge decay, uncoupled metabolism, and anaerobic oxidation with low sludge production were discussed in the OSA process. It has been confirmed that sludge decay is the decisive cause in the OSA process, accounting for 66.7% of sludge production reduction. Sludge decay includes hydrolysis and acidogenesis of dead microorganisms and particle organic carbon adsorbed in sludge floc and endogenous metabolism. By batch experiments, it has been proven that there is energetic uncoupling in the OSA system since microorganisms were exposed to alternative anaerobic and aerobic environment. It accounts for about 7.5% of sludge production reduction. Soluble chemical oxygen demand (SCOD) released from the anaerobic sludge tank in the OSA process was used as the substrate for cryptic growth. The substrate was used for anoxic denitrifying, anaerobic phosphorus release, sulfate reduction, and methane production. These anaerobic reactions in the sludge anaerobic tank have lower sludge production than in the aerobic oxidation when equivalent SCOD is consumed, which may lead to approximately 23% of sludge reduction in the OSA process. It has been concluded that multiple causes resulted in the minimization of excess sludge in the OSA system. The microbial community structure and diversity of sludge samples from the CAS (conventional activated sludge) and OSA systems were investigated by 16 SrDNA PCR-DG-DGGE (polymerase chain reaction-double gradient-denaturing gradient gel electrophoresis). DGGE profile and cluster analysis showed more abundant species in the OSA system contrasting to microbial communities in the CAS system.