活性染料高温厌氧生物降解研究

研究了升流式厌氧污泥床反应器(UASB)在高温条件下处理含盐活性红2(RR2)染料废水的工艺及RR2的降解机理.结果表明:运行温度为(55±1)℃,水力停留时间为12 h,进水ρ(NaCl),ρ(COD_Cr)和ρ(RR2)分别为50　000,1　000和100 mg/L的条件下,以驯化好的厌氧颗粒污泥为接种污泥, 运行10 d后反应器达到稳定,COD_Cr和RR2去除率分别为25%和90%以上.利用气相色谱－质谱联用(GC-MS)分析厌氧出水发现, RR2的生物降解途径为在厌氧条件下最先被还原的是较易断裂的偶氮键(NN),去除颜色后形成了芳香胺类化合物,一部分芳香胺类化合物通过水解和氧化作用进一步降解为更小分子的代谢物.      

UASB处理低浓度城市生活污水的中试试验

研究1·2m3厌氧反应器(UASB),在自然温度(水温32~5℃)下,处理CODCr浓度为200mg/L左右的低浓度生活污水。实验采用颗粒污泥接种二次启动法。水处理系统在水温32~5℃范围内运行6个月的时间,UASB反应器在上升流速为1·4~1·7m/h,水力停留时间(HRT)为3·0~2·5h,CODCr有机污泥负荷(SLR)为0·06~0·13kg/(kg·d)时,去除效率比较稳定,CODCr去除率达40%~80%。     

高温厌氧颗粒污泥对活性染料的吸附、解吸特性研究

试验考察高温(55℃)厌氧颗粒污泥对活性染料(以活性艳红X-3B(RR2)为代表)的吸附、解吸特征。试验结果表明,高温厌氧颗粒污泥的RR2染料吸附和解吸均符合Freundlich等温式,部分RR2被不可逆吸附;温度和盐度对高温厌氧颗粒污泥的吸附作用均有影响。     

升流式厌氧污泥床(UASB)常温启动试验分析

研究了升流式厌氧污泥床(UASB)反应器在常温下的启动过程。试验结果表明,在常温(21~29℃,属于低温厌氧)下,接种普通厌氧污泥,经过逐步增加反应器负荷,启动时长119天,出现部分细小污泥颗粒,运行稳定。此时,进水COD为5240mg/L,有机负荷13.14kgcod/(m3·d),COD去除率最高达77.73%。出现的细小颗粒污泥呈黑色,粒径在0.5~1mm。     

EGSB反应器内厌氧颗粒污泥的特性研究

采用接种厌氧污泥的EGSB反应器处理含油废水,运行40d后启动,考察稳定运行期内从第73d以后反应器内厌氧颗粒的污泥浓度、胞外多聚物(多糖)、辅酶F420、产甲烷活性等特性指标,并且对反应器进出水COD、油含量连续监测。结果表明,反应器内厌氧颗粒污泥具有较强活性,颗粒污泥SS均值为139.8g/L,VSS/SS均值为0.642,胞外多聚物(多糖)、辅酶F420含量和产甲烷活性均值分别为4.860mg/gVSS、0.435μmol/gVSS和134mL/gVSS·d,反应器对COD、油去除率分别稳定在92.7%和82.4%以上,出水COD、油的含量分别稳定在150mg/L和20mg/L以下。     

EGSB反应器快速培养厌氧颗粒污泥

在EGSB反应器中接种取自UASB反应器的絮状污泥(占总接种污泥量的4/5)和少量厌氧颗粒污泥(粒径<0.8mm,占总接种污泥量的1/5),对用该反应器快速培养厌氧颗粒污泥进行了试验研究,结果显示:经过35d运行,反应器中的污泥出现明显的颗粒化现象,平均粒径达1.4mm,且粒径分布均匀,中间粒径(1～2mm)的质量分数达61.84%。当进水COD浓度为7500mg/L,容积负荷为52kg/(m3.d),水力停留时间约3.2h,回流比为12,上升流速为3.4m/h时,反应器仍可稳定运行,COD去除率达95.4%,且在此运行条件下,通过排泥维持反应器内的MLSS为45g/L时,污泥的增长最为迅速,经过4～5d,MLSS可达65g/L。     

核黄素对偶氮染料生物降解的影响

采用高温〔(55±1) ℃〕升流式厌氧污泥床(UASB)-常温三相好氧流化床组合工艺处理含盐偶氮染料活性艳红X-3B(RR2)废水,考察核黄素(VB₂)对染料的降解及活性污泥微生物相的影响.结果表明:在水力停留时间(HRT)为18 h,进水ρ(RR2)为40～100mg/L,ρ(COD_Cr)为800～1 200 mg/L,ρ(NaCl)为30 000～35 000 mg/L,UASB反应器的有机负荷为2～3 kg/(m3·d),三相好氧流化床有机负荷为0.3～0.4 kg/(kg·d)的条件下,ρ(VB₂)为5 mg/L时可以明显改善工艺的运行效果,RR2和COD_Cr的去除率均在95%以上;UASB及三相好氧流化床中活性污泥微生物以杆菌为主,核黄素的投加使得系统中菌体体积变小、总量减少.      

EGSB处理玉米淀粉生产废水中试研究

研究了厌氧膨胀颗粒 (EGSB)反应器处理玉米生产废水的运行过程现象 ,结果表明 ,液体表面上升流速是影响EGSB反应器效能的重要参数 ,当进水CODCr为 35 0 0～ 6 5 0 0mg L时 ,液体表面上升流速为 1～ 3 5m h时 ,EGSB反应器处理始终保持在 85 %以上 ,污泥经过选择后能够适应EGSB反应器的运行条件。     

SBR中除磷颗粒污泥的培养和A/O及A/A/O颗粒污泥工艺除磷特性研究

以絮状活性污泥为接种污泥,乙酸钠为碳源,在SBR反应器内采用水力筛选的方法进行生物除磷颗粒污泥培养,然后诱导为反硝化聚磷颗粒污泥,探讨2种颗粒污泥除磷特性.结果表明,在厌氧/好氧(A/O)交替运行条件下,82d后培养出生物除磷颗粒污泥,污泥颜色呈淡黄色,粒径为0.5~1.5 mm,沉速为20~30 m/h,含水率为94%,密度为1.043 9,SVI在50 mL/g以下;437d时污泥最大比释磷速率(SRPR)为67.7 mg/(g.h),最大比吸磷速率(SUPR)为43.2 mg/(g.h),污泥中总磷的含量(TP/SS)为6.5%;448 d时改变运行条件为厌氧/缺氧/好氧(A/A/O)进行反硝化聚磷试验,653 d时反硝化聚磷颗粒污泥最大SRPR为30mg/(g.h),最大缺氧SUPR为27.9 mg/(g.h),TP/SS为6.3%.生物除磷颗粒污泥和反硝化聚磷颗粒污泥具有较强的除磷能力.     

常温下内循环厌氧反应器的启动研究

研究了内循环厌氧反应器(IC反应器)在常温下处理葡萄糖配水的启动特性。结果表明:在运行温度为25~35℃的条件下,反应器经70 d启动完成,且IC反应器具有较好的处理效果,反应器内能形成大量的颗粒污泥。启动完成后,进水COD浓度在3 000 mg/L左右时,COD去除率一直保持在95%以上,出水COD浓度维持在200 mg/L左右。当HRT为5.8 h,容积负荷为11.9 kg/(m3.d)时,出水VFA低于200 mg/L,产气量为33 L/d,反应器运行正常。     

低温下PABR反应器处理生活污水的中试研究

为探索周期性厌氧折流板反应器(PABR)处理生活污水的实际运行效果,研究了PABR反应器的启动,考察了反应器在启动过程中的处理效果及厌氧污泥特征。结果表明,在低温(3~18℃)条件下,进水COD浓度180~350 mg/L时,通过逐步缩短水力停留时间(HRT)(20 h-12 h-12 h)来提高有机负荷,最后固定HRT为12 h,完成PABR的启动。启动完成后,COD平均去除率为75%,出水COD浓度在60~90 mg/L,容积负荷为0.7 kg COD/(m3·d),出水pH在7.3左右,挥发性脂肪酸(VFA)的浓度为160 mg/L左右,碱度在280 mg/L左右,反应器每日处理量约为2.1 m3。PABR反应器前端的1#、2#隔室对COD的去除分别占总去除率的53%和40%;1#、2#隔室污泥的污泥浓度、可沉降性、污泥活性等均优于后端3#、4#隔室。PABR反应器处理生活污水在低温下可以成功启动并稳定运行。     

UASB反应器处理CMC废水的启动特性研究

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,以高浓度羧甲基纤维素(CMC)废水为处理对象,研究了中温条件下UASB反应器的启动、颗粒污泥特性和废水处理效果.结果表明,采用接种颗粒污泥与消化污泥的混合泥进行培养,并逐步提高进水CMC废水浓度,运行80 d后,可实现UASB反应器的启动;当进水COD值达到4 000 mg/L,容积负荷6.86 kg/(m3.d),COD去除率在80%以上;反应器内污泥实现颗粒化,且颗粒污泥的比产甲烷活性良好.     

内循环厌氧反应器处理十溴联苯醚

在中低温厌氧条件下,采用IC厌氧反应器降解BDE-209废水。结果表明:在温度为18～30℃,反应器运行62 d,第14天反应器出现颗粒污泥,随着运行时间和容积负荷的增加,颗粒污泥的粒径不断增大。当进水ρ(COD)为11 000 mg/L,控制HRT为24 h,COD容积负荷为11.7 kg/(m3.d)时,COD去除率稳定在70%以上,BDE-209降解效率达26.8%。     

SBR工艺处理维生素C废水试验研究

采用颗粒污泥和普通絮体污泥SBR反应器对维生素C生产废水进行可生化性对比试验研究,结果表明,在进水CODcr为400~1800mg/L,运行周期为8h,其中曝气时间为5.5h,换水比为80%的条件下,颗粒污泥反应器CODcr去除率为75~90%,污泥浓度介于6.11-8.32g/L,污泥指数为20~40mL/g。     

中温和高温厌氧生物产氢反应器连续运行的研究

采用2个厌氧生物产氢反应器分别在中温(37℃)和高温(55℃)下连续运行.以河底沉积物接种,葡萄糖为基质,在CSTR中成功实现了连续中温厌氧产氢,最高产氢量达8.6L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/葡萄糖)为1.98.以厌氧产甲烷颗粒污泥接种,蔗糖为基质,在UASB反应器中成功实现了连续高温厌氧产氢过程,最高产氢量达6.8L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/蔗糖)为3.6.在高温UASB反应器中培养获得了灰白色的产氢颗粒污泥,平均粒径为0.8～1.2mm,沉速为30～40m/h,电镜观察发现其表层生长大量杆状细菌.对2种产氢污泥的总DNA进行提取和纯化,通过PCR扩增和DGGE分析,发现高温和中温厌氧产氢污泥中的大部分真细菌种类相同,但各自的优势菌种明显不同.     

升流式厌氧污泥床处理含五氯酚废水的研究

研究了升流式厌氧污泥床反应器(UASB)在中温条件下处理含五氯酚(PCP)模拟废水时工艺特点及PCP降解机理。结果表明:①在以处理啤酒废水的厌氧颗粒污泥为接种物(VSS接种量约15 g /L),运行温度为(35±1) ℃,水力停留时间为20～24 h,进水COD浓度为2 500～2 800 mg/L;进水PCP浓度由1.0 mg/L上升至8.0 mg/L条件下,120 d左右完成启动,PCP和COD去除率分别为94%及86%以上。②高效液相色谱仪检测结果分析表明,PCP厌氧降解的途径是首先经间位脱氯生成四氯酚和2,4,6－三氯酚,再经邻位和对位脱氯生成2,4－二氯酚和邻氯苯酚,最后矿化为CH₄和CO₂。      

厌氧酸化-二级PSB流化床工艺处理高浓度有机废水

采用厌氧酸化+二级光合细菌(PSB)流化床的组合工艺对植物压榨发酵废水进行降解实验,一级流化床(PSB1)中填料为轻质多孔炭渣,二级流化床(PSB2)为活性炭,扰动方式分别采用机械流化和机械气动组合流化,稳定运行40d。结果表明,进水酸化12h后CODCr由80000~120000mg/L降至63000~95000mg/L,进而由系统出水回流稀释至8000~12000mg/L,进入二级流化床反应器,PSB1白天厌氧光照、夜间微好氧,PSB2白天微好氧、夜间好氧,停留48h,CODCr降至295.8~384mg/L,稳定实现96.2%以上的CODCr去除率,TN去除率为71.3%。     

Anammox启动过程中脱氮性能及污泥特性研究

采用NH_4~+-N和NO_2~--N进水浓度分别为200 mg/L和300 mg/L不变,不断缩短HRT以启动厌氧氨氧化反应器,研究了此过程中氮的去除情况、厌氧氨氧化反应化学计量关系及颗粒污泥的特性。结果表明:历时58 d成功启动了厌氧氨氧化反应器,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别为96.62%、76.37%,总氮去除速率达到1.71 kg/(m3·d);NH_4~+-N的去除量、NO_2~--N的去除量及NO_3~--N的生成量三者之间的比值为1∶1.29∶0.26,表现出典型的厌氧氨氧化反应特征;运行后期,反应器内的颗粒污泥呈红棕色,结构紧密,表面可见明显的孔洞,其表面分布的球菌具有火山口状的凹陷结构,为典型的厌氧氨氧化菌。     

低浓度氨氮废水单级自养脱氮EGSB反应器的快速启动

将单级自养脱氮生物膜污泥作为种泥接种于膨胀颗粒污泥床反应器中,并对该反应器进行启动.在温度为(30±2)℃,p H值为7.8~8.2,DO为0.2~1.1 mg·L~(-1),上升流速为2.0~4.0 m·h~(-1)的条件下,进行了低浓度氨氮(60~100 mg·L~(-1))废水的单级自养脱氮工艺快速启动研究.结果表明,经过83 d的运行,反应器历经适应期、提高期和稳定期后,稳定运行阶段NH_4~+-N、TN去除率分别达到99.4%和80.7%.通过控制回流比和提高进水氨氮负荷维持了稳定的低DO状态,有效抑制了硝化细菌的生长,而部分亚硝化反应和厌氧氨氧化反应为主导反应并能保持高效、稳定的脱氮效果,成功实现了在膨胀颗粒污泥床反应器中单级自养脱氮过程的启动.颗粒污泥平均粒径从174μm增大到296μm.扫描电镜显示颗粒污泥表面光滑,微生物以球菌、短杆菌为主.FISH结果显示亚硝化细菌分布在颗粒污泥表面,厌氧氨氧化菌分布在颗粒污泥内部.反应器中构建了稳定的自养脱氮颗粒污泥系统.     

ANAMMOX的快速启动及EPS在ANAMMOX颗粒污泥中的空间分布

为探讨厌氧氨氧化反应的快速启动过程及胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)在厌氧氨氧化颗粒污泥中的空间分布,采用厌氧序批式反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR)接种活性污泥成功启动厌氧氨氧化反应.结果表明稳定运行时,NH_4~+-N、NO_2~--N去除率均达到99%以上,TN去除率为89.87%±0.43%,总氮(TN)去除负荷达到1.7kg·(m~3·d)~(-1).NH_4~+-N与NO_2~--N的消耗量和NO_3~--N生成量之间的比例关系为1∶(1.32±0.08)∶(0.24±0.03).反应器运行中,出水pH和NO_3~--N浓度可作为反应性能的指标,快速判断反应器运行情况.蛋白质为厌氧氨氧化颗粒污泥EPS的主要组分,蛋白质(PN)和多糖(PS)的含量分别为(59.61±5.64)mg·g~(-1)、(12.21±2.04)mg·g~(-1),PN/PS为4.88±1.39.β-D-呋喃葡萄糖和死细胞集中分布在颗粒污泥最外层;活细胞、蛋白质、脂类、α-呋喃葡萄糖和α-甘露糖遍布整个颗粒污泥,但主要集中在外侧.蛋白质和脂类构成了厌氧氨氧化颗粒污泥的骨架,厌氧氨氧化菌分布在蛋白质和脂类中间.