微型动物捕食污泥减量工艺研究现状

微型动物捕食作用减量污泥的技术主要有淹没式生物膜法、两段生物反应器、微型动物直接接种法和蚯蚓生态滤池.其中,淹没式生物膜技术和蚯蚓生态滤池技术已在工程上得到应用,这2种技术污泥减量效果明显,具有工艺简单、操作方便和成本低等优点.提高磷或氮磷去除率是微型动物捕食污泥减量技术共同面临的问题.进一步优化工艺设计,消除两段生物反应器的污泥膨胀和泡沫,解决蚯蚓生态滤池在工程应用中出现的布水不均匀,局部积水和污泥堵塞等问题.深入研究微型动物捕食污泥减量系统中食物链动态平衡代谢机理,以及填料性质、水力负荷、污染物负荷和温度等工艺条件和环境因素对食物链的影响,对于进一步研究食物链生长动力学,强化微型动物捕食污泥能力具有重要意义.     

一种新型环境友好污水处理工艺——蚯蚓生态滤池

蚯蚓生态滤池将蚯蚓创造性地引入到污水处理系统中,延长和扩展了微生物代谢链,强化了生态系统富集与扩散、合成与分解、拮抗与协同等多种自然调控作用,实现了污水污泥的同步高效处理。滤池出水可用作绿化争农田灌溉,蚓粪污泥含水率低,减量化稳定化效果显著,较好地解决了剩余污泥的处置问题。蚯蚓生态滤池工艺高效节能,具有鲜明的“生态平衡”和“环境友好”技术特色,符合可持续发展的理念,具有技术经济竞争优势,环境效益比较显著,具有良好的实际应用前景。     

微型动物捕食污泥减量工艺研究现状

微型动物捕食污泥减量技术主要有淹没式生物膜法、两段生物反应器、微型动物直接接种法和蚯蚓生态滤池.其中,淹没式生物膜技术和蚯蚓生态滤池技术已在工程上得到应用,这2种技术污泥减量效果明显,具有工艺简单、操作方便和成本低等优点.提高N,P去除率是微型动物捕食污泥减量技术共同面临的问题.进一步优化工艺设计,消除两段生物反应器的污泥膨胀和泡沫;解决蚯蚓生态滤池在工程应用中出现的布水不均匀、局部积水和污泥堵塞等问题;深入研究微型动物捕食污泥减量系统中食物链动态平衡代谢机理,以及填料性质、水力负荷、污染物负荷和温度等工艺条件和环境因素对食物链的影响,对于进一步研究食物链生长动力学,强化微型动物捕食污泥能力具有重要意义.     

生物滤池污泥的生态稳定试验研究

采用生态滤池对高负荷生物滤池所产生的生物膜污泥进行分解稳定的中型试验。生态滤池由布水区、滤床和排水区3部分组成。滤床中蚯蚓等各种微型动物和微生物共同组成复杂的生态系统,将生物膜污泥作为生长代谢营养源,集污泥浓缩、稳定、调理、脱水、处置和综合利用等多种功能。当生态滤池水力负荷3.0m3/(m2·d),污泥负荷(SS)0.18kg/(m2·d)时,生物膜污泥可被滤床的生态系统所吸收和稳定,过滤后出水各项指标可达到国家一级排放标准。生态滤池中少量增殖的蚯蚓和蚓粪可用作饲料和高效农肥。该方法处理生物污泥具有节能和造价、运行费用低廉,管理方便,解决污泥最终处置问题等特点。     

蚯蚓生物滤池启动驯化阶段蚯蚓生理生态适应性研究

研究了蚯蚓生物滤池在启动驯化阶段蚯蚓的生理生态状态变化,并分析了相关影响因素.结果表明,由于受到自然环境和滤池环境的胁迫,蚯蚓投加后数量和生物量出现逐渐下降的趋势.一旦条件适宜,幼蚓的孵化可以补充滤池内蚯蚓的数量和生物量.随着温度的升高,周边的蚯蚓逐渐向布水区移动,投加58d后蚯蚓分布较为均匀.蚯蚓密度和含水率之间存在着极显著负相关.温度、日平均降水量和降水强度积分3个自然影响因子对蚯蚓各生态指标的影响均不显著.温度低于15℃时,蚯蚓呼吸率变化较为敏感,出现大幅度下降,不利于蚯蚓代谢处理污水污泥.在一定范围内,采取措施提高滤池内蚯蚓的密度并使蚯蚓分布均匀将提高污泥的处理效率.     

温度对蚯蚓生物滤池处理小城镇污泥效果影响

试验在9¹0,1410,14¹5,1815,18¹9,2419,24²5℃4个温度水平下进行,在蚯蚓生物滤池试验的同时进行了无蚯蚓对照试验,对蚯蚓生物滤池的蚯蚓与微生物的协同作用,以及对污泥的稳定性、污泥性状、污泥含有的微量元素的变化进行试验研究。结果表明在前3个温度水平下随着温度的升高,降解污泥有机质能力、总氮去除效果、硝化能力、聚磷效果方面蚯蚓生物滤池与无蚯蚓生物滤池都有明显提高,并且有蚯蚓的处理效果始终高于无蚯蚓的,但第4个温度水平下,无蚯蚓的处理效果与有蚯蚓的基本相同。     

化学铁盐辅助除磷对生物除磷的影响研究

化学辅助除磷有助于污水厂实现磷达标,但其对生物系统存在潜在的影响。针对除磷药剂对生物除磷过程的影响展开研究,选用硫酸亚铁进行化学辅助除磷。药剂形成的化学污泥干扰生物除磷过程且成分复杂,故以磷酸铁、氢氧化铁模拟化学污泥,由钾离子、K/P摩尔比计算出同步除磷中的生物除磷,来探讨化学污泥对聚磷菌释磷/吸磷过程的影响。结果表明,连续投加硫酸亚铁使聚磷菌的释磷量、吸磷量降低;系统中磷酸铁含量0.075 mmol/L时聚磷菌的释磷和吸磷能力提高了约25%,磷酸铁含量0.15 mmol/L时对聚磷菌吸磷有抑制作用;氢氧化铁对聚磷菌释磷、好氧初期吸磷均有抑制作用。生物污泥与化学污泥存在交互作用。     

蚯蚓生物滤池削减剩余污泥中ARGs和ARB的效果研究

蚯蚓生物滤池(vermifiltration, VF)是一种低碳、环境友好的生态技术。基于其良好的剩余污泥减量化效果,以不加蚯蚓的普通生物滤池(biofilter, BF)为对照,探究蚯蚓生物滤池对新型污染物——抗生素抗性菌(antibiotic resistance bacteria, ARB)和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)的去除效果。结果表明:与BF相比,VF对ARB(四环素类抗性菌、磺胺类抗性菌和双抗性抗性菌)的去除率增加25百分点以上,对ARGs(tetO、tetM、tetQ、tetW、sul1、sul2)去除率增加20百分点以上,且具有选择性。VF对intI1去除率高达98.24%,大大降低了ARGs的水平转移和传播风险。夏、冬季,VF对ARGs和ARB去除率比BF高15百分点以上,说明蚯蚓的加入减弱了低、高温对生物滤池的抑制作用。蚯蚓生物滤池能有效提高污泥中ARGs和ARB去除率,为剩余污泥的无害化处理提供参考。     

化学沉淀法除磷和生物法除磷的比较

对化学沉淀法除磷和生物法除磷的机理作了较详细的阐述，并就两者在除磷效果，污泥产量，污泥处置，除磷费用方面进行了比较。结果表明，两种方法磷的去除率比较接近，总费用没有明显差别，其优点是，生物法除磷污泥产量少，而化学沉淀法除磷操作简便。     

水力负荷对生物滤池中蚯蚓抗氧化酶和消化酶活性的影响

通过工况试验考察了不同水力负荷条件对生物滤池中蚯蚓的抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶）和消化酶（纤维素酶、碱性磷酸酶）活性的影响.结果表明,蚯蚓体内抗氧化酶和消化酶活性对水力负荷胁迫的响应不同.在2.4～6.7 m³·(m²·d)^-1的水力负荷条件下,蚯蚓体内的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随水力负荷的增大而增强,蚯蚓通过自身抗氧化系统的协调作用来抵御外界环境胁迫,在各工况条件下均能生存.蚯蚓体内消化酶活性和其消化能力、滤池污泥减量和稳定化效果具有很好的相关性(p<0.05).水力负荷为4.8 m³·(m²·d)^-1时,蚯蚓具有较高的碱性磷酸酶(AKP)和纤维素酶(FP)活性,消化率（41.47%）显著高于其他工况,污泥减量率、污泥有机质分解率均达到最高值,分别为48.2%、 65.5%.高水力负荷［≥6.0 m³·(m²·d)^-1］对蚯蚓体内AKP、FP活性抑制较显著,污泥的代谢水平受到影响,污泥减量率和有机质分解率均有一定程度下降,不利于蚯蚓生态功效的发挥.综合蚯蚓抗氧化酶及消化酶的响应结果,蚯蚓生物滤池运行水力负荷不宜超过6.0 m³·(m²·d)^-1.     

不同生态床对剩余污泥脱水和稳定化的影响

对比分析传统干化床、芦苇生态床及芦苇-蚯蚓复合生态床3种处理方式对城镇污水处理厂剩余污泥的处理效果. 结果表明:传统干化床处理简单易行、成本低,但脱水效率低,处理15 d后污泥含水率仍在79.8%左右. 芦苇生态床较传统干化床具有明显优势,其处置后污泥含水率可降至67.8%,但其对有机质、TN、TP的去除效果不明显. 芦苇-蚯蚓复合生态床对污泥脱水效果最佳:①污泥含水率由原来的95.1%降至44.4%,体积明显减少,达到了污泥减量化的目标;②扫描电镜试验显示,处理后污泥具有孔隙及片状结构,有利于水分散失;③污泥中w(有机质)、w(TN)、w(TP)分别降低了14.5%、20.3%和13.2%左右. 热重分析发现,污泥中不稳定化合物含量有所降低. 经芦苇-蚯蚓复合生态床处理后,Cu、Ni、Zn、Cr残渣态所占比例分别由原污泥的3.2%、23.7%、15.2%、55.8%增至73.3%、43.1%、78.3%和78.6%,大幅降低了重金属的迁移风险,并且污泥红外图谱显示─COOH和酰胺明显增多,有利于重金属的稳定. 综上,复合生态床可有效实现污泥减量,并且降低了二次污染的风险.      

污泥中磷回收技术比较分析

对污泥中磷的回收技术进行比较分析。介绍了污水污泥中利用热化学除磷的方法,阐述了方法的原理、优缺点以及常用的处理工艺,对磷回收的原理、工艺进行了论述。     

剩余污泥焚烧灰分磷回收及其技术进展

焚烧渐渐成为剩余污泥终极处理、处置方式,而焚烧产生的污泥灰分中又包括了污水中绝大部分（>90%）的磷.因此,从焚烧灰分中回收磷也为污水磷回收提供了最佳位点.从污泥灰分中回收磷已存在一些适用技术,但灰分中重金属含量对工艺选择有重要影响,这可能会限制灰分直接用作农作物肥料的可行性与价值.因此,磷提取并纯化是灰分磷回收的重要技术步骤,同时也需兼顾工艺经济成本与环境影响.为此,本文从磷提取与磷纯化角度总结了目前灰分磷回收技术的国际研发进展,涵盖生物法、湿式化学法和热化学法;分析比较了不同方法在技术经济、环境影响及适用灰分方面的差别.生物法行之有效、环境影响小,但完成磷回收时间漫长;湿式化学法研发、应用最为广泛,但对环境影响较大;与污泥焚烧统筹合建可使热化学法更具经济性.然而,3类不同技术工艺并不具有相互替代性,需根据灰分成分进行合理选择.此外,前端污水处理以及中端污泥前处理也应与末端灰分磷回收相结合,尽量避免过多化学药剂投加带来的污泥灰分金属含量增加.污泥单独焚烧亦是决定灰分磷回收效率的关键.欧洲政策已明显支持污泥焚烧并从灰分中回收磷,政策和做法值得我国借鉴、学习.     

绿色生态滤池处理城镇污水的中试研究

利用由微生物和以蚯蚓为代表的微型动物组成的人工生态系统对城镇污水中的污染物质进行降解处理。该系统由布水区、蚯蚓滤床和排水区 3部分组成 ,集物理过滤、吸附、好氧和厌氧生物处理以及污泥堆肥处理等功能。蚯蚓在滤床中起分解和利用污水和污泥中的有机物、清通滤床防止堵塞以及促进含氮有机物硝化 反硝化过程的重要作用。本研究中生态滤池对城镇污水的CODCr、BOD5、SS、氨氮等污染物均有较高的去除率。     

pH值对化学－生物混合污泥厌氧发酵释磷的影响

以污水处理厂化学除磷工艺产生的常见化学磷(AlPO4和FePO4)沉淀为研究对象,考察了两种化学磷分别与剩余活性污泥(即生物污泥)混合厌氧发酵过程中化学磷和生物磷的释放情况.结果表明:在纯水中,AlPO4在强酸强碱条件下均能释出部分磷,FePO4只在强碱条件下才能溶解释磷.在(35±1)℃,不同pH值下将含AlPO4的混合污泥厌氧发酵时,强酸性厌氧发酵能释出较多的化学磷,但微生物活性被抑制,不利于发酵产酸;碱性发酵(pH=10~11)能释出28%~55%的化学磷,43%~49%的生物磷,总释磷量比中性条件下高17.5%~62.7%,同时利于发酵产酸,维持pH 10和11时产酸量分别比中性条件高233%和117%;对于含FePO4的混合污泥厌氧发酵,中性条件下即能释放FePO4中40%的磷和生物污泥中50%的磷,释磷量高于pH=11的碱性厌氧发酵释磷量.     

不同工况蚯蚓人工湿地表层污泥处理效果

通过在传统污泥干化湿地中投加蚯蚓,研究了蚯蚓人工湿地处理污泥技术的可操作性;同时研究了不同污泥负荷48、65、80 kg·(m~2·a)~(-1)、不同蚯蚓投放密度0、0.43、0.54、0.65 kg·m~(-2)以及不同进泥频率等工况条件下,该模拟湿地装置表层污泥的脱水和稳定化效果.结果表明,通过设置入土深度为10 mm的挡板,能够提供蚯蚓在进泥期间的栖身之所,保证蚯蚓湿地的正常运行;蚯蚓的加入能够显著改善人工湿地污泥干化和稳定化的效能,使表层污泥脱氢酶活性(dehydrogenase activity,DHA)更低,含水率和VS分别下降了15%和10%左右,并且在0.65 kg·m~(-2)的蚯蚓投放密度下,蚯蚓人工湿地的稳定化效果最好.随着污泥负荷的增加以及进泥频率的降低,蚯蚓人工湿地运行效能会变差.     

侧流污泥返送到缺氧池对A2/O系统效能影响研究

为了探究侧流化学磷回收后生物污泥返送对主流系统的影响,连续85d对A²/O系统厌氧池混合液中的磷进行侧流化学回收,并将侧流生物污泥回流到缺氧池,考察了系统整体的磷、氮、有机物的去除,及生物除磷途径与污泥性能的变化.结果表明,刚开始系统除磷效果有所提高,出水PO₄^3-浓度为（0.07±0.04） mg/L;20d后污泥沉降性能开始变差,除磷性能恶化,但对氮和有机物去除一直无显著影响;厌氧释磷速率和好氧吸磷速率下降,但缺氧吸磷速率却增加,缺氧反硝化聚磷和好氧聚磷的除磷比例由43.20%上升为53.38%,反硝化聚磷除磷得到了加强;污泥微生物胞内PHA和糖原的代谢模式无变化,但厌氧段合成的PHA量逐步下降;侧流磷最大回收量占进水磷量的24.75%,能够实现可观的磷回收效果;系统发生崩溃后,停止侧流化学磷回收,系统各功能就会逐渐得到恢复,可实现系统连续运行.     

蚯蚓处理重金属的毒理学研究启示

介绍了蚯蚓的生态毒理学研究方法以及重金属与蚯蚓的相互影响作用,并通过对早期的剩余污泥中重金属的去除方法作对比,提出了利用蚯蚓处理剩余活性污泥中重金属的技术,为剩余污泥的资源利用化提供了新的途径。     

Advanced nitrogen and phosphorus removal in A2O-BAF system treating low carbon-to-nitrogen ratio domestic wastewater

A laboratory-scale anaerobic-anoxic-aerobic process (A²O) with a small aerobic zone and a bigger anoxic zone and biologic aerated filter (A²O-BAF) system was operated to treat low carbon-to-nitrogen ratio domestic wastewater. The A²O process was employed mainly for organic matter and phosphorus removal, and for denitrification. The BAF was only used for nitrification which coupled with a settling tank Compared with a conventional A²O process, the suspended activated sludge in this A²O-BAF process contained small quantities of nitrifier, but nitrification overwhelmingly conducted in BAF. So the system successfully avoided the contradiction in sludge retention time (SRT) between nitrifying bacteria and phosphorus accumulating organisms (PAOs). Denitrifying phosphorus accumulating organisms (DPAOs) played an important role in removing up to 91% of phosphorus along with nitrogen, which indicated that the suspended activated sludge process presented a good denitrifying phosphorus removal performance. The average removal efficiency of chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and NH₄⁺-N were 85.56%, 92.07%, 81.24% and 98.7% respectively. The effluent quality consistently satisfied the national first level A effluent discharge standard of China. The average sludge volume index (SVI) was 85.4 mL·g⁻¹ additionally, the volume ratio of anaerobic, anoxic and aerobic zone in A²O process was also investigated, and the results demonstrated that the optimum value was 1:6:2.