污泥减量化技术的研究进展

从现阶段国内外污泥处理与处置在环境和经济方面存在的问题出发 ,阐明了研究污泥减量技术的紧迫性。根据生物处理工艺中影响剩余污泥产生的可能途径 ,将污泥减量技术分为降低细菌合成量的解偶联技术、增强微生物利用二次基质进行隐性生长的各种溶胞技术、利用食物链作用强化微型动物对细菌捕食的技术 ,介绍了各种技术的研究现状 ,并比较了减量效果和优缺点     

污泥减量化技术的研究进展

从现阶段国内外污泥处理与处置在环境和经济方面存在的问题出发，阐明了研究污泥减量技术的紧迫性。根据生物处理工艺中影响剩余污泥产生的可能途径，将污泥减量技术分为降低细菌合成量的解偶联技术、增强微生物利用二次基质进行隐性生长的各种溶胞技术、利用食物链作用强化微型动物对细菌捕食的技术，介绍了各种技术的研究现状，井比较了减量效果和优缺点。     

高效代谢解偶联剂的筛选及对SBR系统综合运行效能的影响

活性污泥法是最常用的污水处理技术,但它同时会产生大量的剩余污泥,需要进行额外的处理和处置.活性污泥的解偶联代谢能有效地减少剩余污泥的产量.比较了5种代谢解偶联剂,即2,4-二硝基苯酚(DNP)、邻氨基苯酚(AP)、2,4,6-三氯苯酚(TCP)、3,3',4,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)、丙二酸的污泥减量效果和对COD去除能力的影响.结果表明,当它们在各自的最佳质量浓度20、1 5、4、1.2、15 mg/L时,污泥的表观增长系数分别降低了62.39%、63.75%、59.40%、34.58%和53.75%,而COD去除率仅有轻微下降.重点研究了15 mg/L的丙二酸和4 mg/L的TCP对SBR系统运行效能和污泥沉降性能的影响.发现在长期运行过程中,两者都能有效降低系统的污泥产量,而对COD去除率的影响较低,但使用丙二酸6 d后极大地影响了污泥的沉降性能,而TCP对污泥的沉降性能影响很小.     

基于微生物新陈代谢过程的污泥原位减量技术进展

解决剩余污泥问题的关键是将污泥原位减量技术(过程处理)与剩余污泥处理处置技术(末端处理)相结合,对污泥实施联合处理。污泥原位减量技术是在保证出水达标的前提下,尽量促进微生物降解有机物产能用于热逸散而非增殖的一种污水处理技术,其(非生物捕食)主要通过溶胞-隐性生长、解耦联代谢和维持代谢等方式影响污泥中微生物的增殖、衰亡和水解,进而降低剩余污泥产量。为系统了解当前污泥减量技术的驱动机制及关键问题,在分析污泥增殖和微生物新陈代谢途径的基础上,梳理了减量技术对微生物生长(电子受体、代谢解偶联及维持能)、衰减(饥饿、噬菌体、温度、辐射、极端环境及生物抗性)及水解(水解及水解强化)的影响机制及内部驱动,明确了基于微生物代谢过程的减量技术的不足及其对污水处理效果的影响;在总结各类原位减量技术利弊的基础上,展望了污泥原位减量技术的应用前景。     

多孔载体中微型动物与原位剩余污泥减量的相关性

通过投加多孔载体处理人工配制的生活污水,培养驯化活性污泥挂膜成功后,在稳定运行60 d内,对系统污泥减量效果以及其与载体中微型动物进行了研究。结果表明:系统剩余污泥真实产率为0.054 g SS/g COD,表观产率为0.045~0.052 g SS/g COD之间,剩余污泥真实产率与表观产率基本吻合,稳定运行期间,多孔载体中生物膜生长代谢良好;与传统活性污泥法比较,污泥减量效果明显;固着型纤毛虫和后生动物数量的变化,对剩余污泥浓度影响较大;筛选具有代表性微型动物与系统中剩余污泥浓度进行了相关分析,发现其中钟虫和红斑瓢体虫相关系数最大,分别为0.915和-0.813,可作为剩余污泥浓度的指示性微生物。     

不同污泥负荷下SBR处理游泳馆污水的微生物群落的演变

污泥负荷直接影响微生物的生长模式,当污泥负荷发生变化时,短时间内微生物群落结构将发生明显变化。为了研究污泥负荷冲击对SBR系统内活性污泥微生物群落结构的影响,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCRDGGE)技术,对不同污泥负荷冲击时,SBR处理游泳馆污水中的活性污泥微生物进行了考查。研究表明,在不同污泥负荷冲击的条件下,以MBR污泥为接种污泥,SBR工艺处理游泳馆污水系统内活性污泥微生物群落结构变化明显,多样性指数随着污泥负荷升高而逐渐增加并趋于稳定,但污泥冲击负荷过高多样性指数反而下降,SBR系统内微生物菌种大部分为未经培养菌种,肠杆菌属、甲苯单胞菌属以及γ-变形菌纲细菌等。微生物通过对不同负荷阶段环境条件的适应及演变,逐渐形成了适应相应污泥负荷的微生物种群。     

双室污泥微生物燃料电池产电的影响因素

为了提高污泥产电的效率,研究了以城市污水处理厂剩余污泥为基质的双室微生物燃料电池产电的4个影响因素:电极面积、电极间距、污泥浓度和污泥起始pH。研究结果表明,小电极面积电池的输出电压比大电极面积电池低,而电池的输出功率则正好相反;电极间距较小时(4.5 cm),电池的输出电压比电极间距较大(7.75 cm和13 cm)时高;实验的3个污泥浓度中,13.0 g/L为最佳污泥浓度,污泥浓度的升高或降低均会降低利用污泥产电的输出电压和单位污泥的产电功率,不利于污泥产电;当阳极室污泥的起始pH处于碱性时,电池的输出电压更高,污泥产电更好,其中pH为10.0时最好。极化曲线分析表明,这4个因素均会影响以污泥为基质的双室微生物燃料电池的性能。     

基于污泥蛋白质溶出的酶-热碱联合水解中试研究

为探究剩余污泥酶-热碱联合水解生产蛋白质工艺工业化利用的可能性,建立了1 m3·d-1的剩余污泥(含水率80%)的中试水解系统。通过对酶解时间、复合添加量及碱解温度等关键工艺因素优化,获得了中试规模污泥联合水解的最佳工艺条件;通过酶和热碱水解动力学研究,明确了联合水解过程的限速步骤。结果表明:在日处理量为1 m3剩余污泥(含水80%)的中试水解过程中,酶解时间为1.5 h、复合酶投加量为1%、污泥浓度为30 g·L-1、碱解时间1.5 h、碱解温度80℃时,蛋白质溶出效果最佳,上清液中蛋白质浓度为2 160 mg·L-1;污泥酶解过程符合米氏方程,碱解过程符合零级动力学方程,二者的水解速率分别为0.709 mg·(L·min)-1和11.046mg·(L·min)-1;与碱解相比,酶解是剩余污泥联合水解的限速步骤。研究结果可为污泥联合水解工艺产蛋白质的产业化应用提供必要的技术参数。     

废水中硝基酚类化合物生物降解的研究进展

硝基酚是一类重要且常用的化工原料，一些硝基酚毒性大且难以生物降解，被美国环保局列入“优先控制污染物名单”。在自然环境条件下，硝基酚的生物降解速率缓慢，导致硝基酚在环境中长期滞留和积累。分析了人工强化条件下废水中硝基酚的生物降解性能，主要从具有降解硝基酚能力的微生物、硝基酚的厌氧生物降解性、硝基酚的好氧生物降解性和硝基酚的共基质代谢降解方面进行了较全面的综述，讨论了该研究当前仍存在的一些问题和研究展望。     

代谢解偶联剂四氯水杨酰苯胺的污泥减量性能和机理研究

为解析代谢解偶联剂的污泥减量性能及机理,选用毒副作用较低的代谢解偶联剂四氯水杨酰苯胺(TCS),考察其对序批式活性污泥反应器(SBR)长期运行过程中污泥产量及运行参数的影响。结果表明,投加一定量的TCS具有较好的污泥减量化作用,添加TCS前和停用后,SBR内各指标变化均不明显,说明TCS对SBR运行没有明显影响。当SBR中污泥混合液悬浮固体(MLSS)为2 200mg/L,TCS添加量为1.6mg/L时,平均污泥产率系数由0.521mg/mg降至0.314mg/mg,污泥产量减少39.73%。TCS对有机物的去除基本没有影响,COD去除率仅下降3.03百分点,但比耗氧速率(SOUR)增加73.73%,比三磷酸腺苷(SATP)合成量减少23.90%,胞内贮存物(PHAs)含量平均增加42.28%,脱氧核糖核酸(DNA)含量无明显变化。因此,适量添加TCS不会造成细胞溶胞,但能使胞内代谢增加,使氧化磷酸化解偶联,使生物合成量减少,从而实现污泥减量化。     

好氧颗粒污泥动态膜生物反应器工艺参数及运行性能

以一体式尼龙筛网动态膜生物反应器(DMBR)为研究体系,与好氧颗粒污泥相结合,形成新的好氧颗粒污泥动态膜生物反应器(AGDMBR),探讨了在新工艺条件下对COD、氨氮的去除,以及出水浊度的变化,与活性污泥动态膜生物反应器(DMBR)做比较,研究了进水流量、曝气量等工艺运行参数与膜污染之间的关系,并对系统中污泥的EPS进行分析。结论表明,AGDMBR系统对COD和NH4+-N的平均去除率分别为91%和95%,出水浊度为6 NTU,处理效果均优于DMBR系统;AGDMBR系统在运行过程中膜污染速度随进水流量的增大而加快;曝气量为125～150 L/h时,膜通量持续时间最长;AGDMBR系统比DMBR系统在膜污染的延缓上具有明显的优势。     

造纸白泥和粉煤灰的添加对污泥消化液中氮磷回收的影响

污泥厌氧消化液中含有丰富的氮磷,若直接排放到环境中,将会对附近水体造成严重污染。由于消化液中Mg^2＋和Ca^2＋的含量很低,严重影响了氮磷的回收效果。把造纸白泥和粉煤灰引入到污泥厌氧消化液氮磷的回收当中,可以明显地提升消化液pH和提高PO4^3-P和NH3-N回收率。实验结果表明：当造纸白泥添加量为4g／（L·h）时,曝气12h后,pH可达10．19,此时PO4^3-P和NH3-N回收率分别达到64％和45％;而当粉煤灰添加量为4g／（L·h）时,曝气12h后,pH达到9．63,PO4^3-P和NH3-N回收率分别为46％和41％。但仅用曝气方式处理,12h后,pH值仅为8．52,PO4^3-P和NH3-N回收率分别只有20％和18％。实验结果还表明,水力停留时间（HRT）越大,pH上升速度越快,幅度越大,氮磷的回收效果就越好。     

微波法制备污泥活性炭研究

采用微波加热法,以污水厂剩余污泥为原料,磷酸为污泥活化剂制备污泥活性炭.微波功率、辐照时间和磷酸浓度对污泥活性炭吸附性能具有显著影响,在最佳工艺条件微波功率480 W、辐照时间315 s和磷酸浓度40%条件下制得的活性炭碘值301 mg/g,比表面积168 m2/g,污泥中重金属绝大部分被固化.与传统商品炭相比,污泥炭孔隙结构以中孔为主.利用该活性炭处理城市生活污水处理厂出水,COD去除率可达87%以上,污泥炭的吸附等温线用Langmuir等温吸附模型进行描述.     

活性污泥法处理高钙废水中污泥特性的变化

通过单级SBR法处理模拟高钙废水,研究了活性污泥法处理高钙废水的过程中钙离子对COD,MLVSS,MLSS,SVI,污泥增长速率,污泥形态结构及生物相的影响,揭示活性污泥法处理高钙废水的过程中污泥量巨大的原因。采用逐步增加钙离子浓度的方法,检测到在污泥培养期([Ca2+]=0 mg/L),COD去除率为98.1%,MLVSS和MLSS稳定在4 900~5 500mg/L,污泥增长速率为67 mg/(L·d),SVI为55~60 mL/g;在驯化处理期([Ca2+]=120~2 400 mg/L),COD去除率降至87.37%,MLVSS降至2 500 mg/L,MLSS增加至19 300 mg/L,污泥增长速率为212.31 mg/(L·d),SVI降至25 mL/g;在冲击期([Ca2+]=4 000 mg/L),COD去除率降至69.23%,MLVSS降至1 600 mg/L,MLSS迅速增加至24 200 mg/L,污泥增长速率为816.67 mg/(L·d),SVI降至14 mL/g。经显微镜观察发现,污泥絮体由松散变得密实,生物相由钟虫等指示性微生物变为不适应环境的胞囊结构。结果表明,随Ca2+浓度的增加,COD去除率下降,MLSS迅速增加,MLVSS和SVI急剧缩小,说明活性污泥中的活性微生物逐渐减少,而无机物组分逐渐增多;钙离子的加入促使系统碳酸平衡向右移动,使离子状态的钙大部分转化为难降解的碳酸盐,并附着于污泥絮体上,污泥绒粒被压缩,使污泥颗粒密实度及MLSS迅速增加,导致污泥排放量巨大。     

MBBR-SA工艺处理模拟大豆深加工废水厌氧出水及污泥减量化

针对大豆深加工高浓度有机废水厌氧出水的特点,采用移动床生物膜反应器-沉淀池-厌氧池(MBBR-SA)工艺进行处理,重点考察了其COD去除、脱氮以及污泥减量化的性能。处理前厌氧出水水质参数为COD 1 350～1 851 mg/L、TN 45～73 mg/L和TP 35～55 mg/L。结果表明,经过70 d的运行,在最佳水力停留时间(HRT)1.68 d与最佳回流比0.75条件下,出水平均COD、TN和NH4+-N浓度分别为91.5、12.4和11.4 mg/L,分别达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准、二级标准和一级B标准,其平均去除率分别为96.0%、87.4%和88.3%;该工艺未排放剩余污泥,其表观污泥产率为0.13,比MBBR降低了43.5%,具有明显的污泥减量化特性。     

好氧颗粒污泥降解苯酚

以人工配水启动SBR,逐步提高进水苯酚浓度,探究好氧颗粒污泥对苯酚的降解能力,同时分析苯酚对好氧颗粒污泥特性的影响。经过55 d的运行,进水苯酚浓度逐渐增到3 000 mg/L,苯酚、COD及NH+4-N去除率分别达到了98.33%、97.27%和57.58%,好氧颗粒污泥表现出对苯酚的良好的去除能力。扫描电镜照片显示投加苯酚后的颗粒污泥表面更加光滑,结构更为紧凑。胞外聚合物红外光谱分析表明投加苯酚前后好氧颗粒污泥EPS的主要组分没有明显改变。苯酚毒性刺激了颗粒污泥分泌更多胞外聚合物,胞外聚合物中多糖含量由初始的12.70 mg/g VSS增加到35.17 mg/g VSS,蛋白含量由4.93 mg/g VSS增加到8.01 mg/g VSS。投加苯酚后的污泥粒径明显增大,主要污泥粒径由0.5~2.0 mm增大到2.0 mm以上。     

UASB处理硫酸盐有机废水的启动

为了考察上流式厌氧污泥床反应器(UASB)处理含硫酸盐有机废水的特性,采用有效容积为10 L的UASB,研究了启动运行过程中COD和SO2-4降解情况、出水VFA和pH值、产气量及颗粒污泥比产甲烷活性(SMA)变化状况。结果表明,接种厌氧颗粒污泥,保持进水COD为1 500 mg/L,SO2-4浓度为100 mg/L,将HRT由24 h缩短至12 h以提高负荷,经历55 d成功启动了UASB反应器;当HRT为12 h,进水COD和SO2-4负荷为3.0 kg/(m3·d)和0.20 kg/(m3·d),COD和SO2-4的去除率分别达到80%和89%,出水VFA为3 mmol/L,产气量达9.5 L/d,颗粒污泥的SMA为86.4 mL/(g VSS·d)。     

活性污泥与生物膜复合工艺处理石化废水的研究

实验研究了活性污泥与生物膜复合工艺(HP)对石化废水的处理效果,并与活性污泥工艺(ASP)进行对比研究.结果表明,HP对石化废水中COD的去除效果略好于ASP,而对NH3-N的去除效果明显优于ASP.另外,两种工艺对硫化物和油的去除效果类似.提高进水负荷时,HP表现出较强的耐冲击负荷能力.以2L/h连续运行时,石化废水...     

超声波处理回流剩余污泥对SBR工艺的污泥减量效能

在SBR中试系统中,采用较高声能密度较短时间的超声波处理剩余污泥后回流至系统连续运行20 d的方式进行污泥减量,通过分析测定系统MLSS、累计排泥量以及系统出水水质指标,考察了系统污泥减量效果及污泥回流对系统污水处理效果的影响。结果表明,对SBR系统2/3的剩余污泥用声能密度为1 W/mL的超声波预处理6 min后回流至SBR系统。SBR系统最终需处置的污泥量减少了45.64%,获得了理想的污泥减量效果。污泥回流后SBR系统对SS、COD、TN以及NH4+-N的去除效果均无明显变化,仅出水TP含量略高于对照的SBR,出水水质仍能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。     

好氧颗粒污泥自生动态膜生物反应器处理碱减量印染废水

自生动态膜生物反应器(SFDMBR)接种颗粒污泥启动,研究溶解氧浓度和水力停留时间对该反应器处理碱减量印染废水的影响。自生动态膜生物反应器形成稳定的动态膜后,出水浊度小于10 NTU,系统对浊度的去除率在90%以上,溶解氧和水力停留时间对反应器出水浊度基本无影响。系统对废水色度的去除率随着溶解氧浓度的提高和水力停留时间的延长而增加,但是系统对色度的去除效率一般不超过40%。溶解氧浓度由0.3 mg/L逐渐增大至2.4 mg/L,COD的去除率由40%提升至80%,而当溶解氧浓度大于1.0 mg/L后,UV254的去除率达到95%。水力停留时间在8~48 h时,COD去除效率由65%逐渐上升至85%左右;水力停留时间在8~32 h,UV254去除效率为68%~93%,超过32 h后水力停留时间对UV254去除效率的影响已不明显。