污泥回流对流化床生物膜—A/O活性污泥耦合工艺的影响研究

设计一套流化床生物膜(MBBR)—A/O活性污泥耦合装置处理城镇污水,考察了污泥回流对耦合工艺处理效率的影响,研究了系统中生物膜相和悬浮相微生物在有机物降解和脱氮反应中的活性差异。实验结果表明,当系统进水COD在200~400mg/L,进水氨氮在8.0~32.0mg/L,污泥回流比为1/8时,水力停留时间为12.4h,系统COD去除率平均值达81.4%,TN去除率平均值达70.6%,系统对较难降解城镇污水的处理具有明显的技术优势。污泥回流降低了生物膜相微生物的活性,而提高了悬浮相微生物活性,但生物膜相微生物活性速率仍高于悬浮相微生物活性。与传统活性污泥工艺相比,MBBR—A/O活性污泥耦合工艺将高活性生物膜引入,使悬浮污泥浓度极大降低,有助于减少污泥回流能耗与处理成本,具有明显应用价值。     

腐熟蓝藻与厌氧污泥混合厌氧发酵特性

采用批次小试实验对不同腐熟程度的蓝藻进行厌氧发酵产沼气实验研究。结果表明,新鲜蓝藻在30-35℃时腐熟7 d后,可在35℃的厌氧温度下获得最高的产气速率和246 mL/g COD的产气量,产气潜力为354 mL/g（VS）。厌氧反应15 d后,累计产气量、COD和VFA浓度趋于稳定。淀粉酶和脱氢酶的活性在厌氧反应初期受到抑制,蛋白酶活性和辅酶F420浓度在厌氧系统中逐渐增加,分别在第6天达到27.66μmol/（g VS·min）和第15天达到0.62μmol/g（VS）。15-18d是腐熟蓝藻适宜的中温厌氧发酵时间,少于以新鲜蓝藻为基质的厌氧消化时间。蓝藻腐熟过程促进了厌氧反应,腐熟7 d的蓝藻厌氧系统具有更高的微生物活性和产甲烷能力。     

高含固厌氧消化污泥流变特性

采用完全混合式反应器R1、R2和R3(搅拌频率分别设为不搅拌、每10 min转动5 min和每10 min转动8min),在序批式运行的状态下,考察了不同搅拌频率对高含固厌氧消化过程中污泥流变特性的影响,探究了污泥表观黏度降低的主要原因以及污泥流变特性与各项物化指标的关系。结果表明,各个反应器消化污泥表观黏度μ值在发酵的前4天均出现大幅降低,下降幅度依次达到73.3%、77.8%和80.0%,从厌氧装置设计和运行的角度来看,脱水污泥高含固厌氧消化具有可行性。各反应器消化污泥的含固率(total solid,TS)以及挥发性固体(volatile solid,VS)占TS的比例VS/TS与表观黏度μ值以及稠度系数K值呈现显著性的指数关系,而污泥颗粒中胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)的含量与污泥表观黏度之间的相关关系则较弱。厌氧消化的初始阶段,微生物(主要是水解菌与产酸菌)的作用是污泥黏度急剧降低的主要原因。     

污泥流变学及其厌氧消化混合特性数值模拟研究进展

污泥作为一种非牛顿流体,其流变特性对厌氧消化过程中的传质、传热、搅拌和物料输送等有着重要影响。系统阐述了污泥流变学属性,如流变特性的影响因素、流变模型以及其测试方法。由于污泥在厌氧消化反应器中流场的复杂性及其本身的不透明性,难以对其流场进行高效的实验测试,利用计算流体力学(CFD)技术结合流变学参数对流场进行数值模拟是一种有效工具。因此,综合分析了CFD技术在污泥厌氧消化过程中的研究现状及其搅拌混合过程中旋转桨叶处理方法的选择,并对污泥厌氧消化过程中进行数值模拟存在问题及进一步研究方向进行了展望。随着深入研究,以污泥流变学、计算流体力学为基础结合污泥厌氧消化生化反应过程联合数值模拟研究,将会为控制污泥的厌氧消化工艺提供更加全面和重要的技术措施。     

垃圾渗滤液厌氧处理过程颗粒污泥生长特性

以上流式厌氧反应器为例,研究了渗滤液厌氧处理过程中颗粒污泥的生长特性。结果表明,反应器运行阶段,颗粒污泥粒径由0.96 mm增长至1.06 mm,MLVSS/MLSS大于0.76,污泥能够保持较高的活性。高污泥负荷有利于0.90 mm颗粒污泥生长,0.60~0.90 mm污泥颗粒生长过程中结构不稳定,易发生解体。厌氧颗粒污泥生长过程中,粒径较大的颗粒污泥的孔隙结构较为疏松,它对污泥的活性产生影响。随着孔隙率增大,污泥沉降速度由0.88 cm/s升至0.97cm/s。颗粒污泥表层与内部微生物分布不同,表层微生物以球菌为主,各微生物种群间紧密联系,颗粒污泥内部以短杆菌为主。     

微好氧预处理对市政污泥厌氧消化产甲烷的影响

针对目前市政污泥处理资源化与减量化效率低的问题,利用微好氧预处理技术进行预处理,提高其甲烷产量。利用有机物溶出效率、VSS减量、甲烷产量3项指标对预处理效果进行了评价;研究了不同参数条件下微好氧预处理对市政污泥厌氧消化产甲烷的影响;探讨了微好氧预处理对污泥胞外聚合物的影响。结果表明,微好氧预处理可以促进污泥溶解性有机物释放、提高VSS去除率;在最佳反应条件下(曝气强度0.30m3·(min·m3)-1、预处理时间12 h),相对于未经过预处理的工况,甲烷产量可提高26.77%;微好氧预处理对剩余污泥活性细胞的影响主要发生在胞外聚合物部分,同时也存在对活性微生物的破解作用。市政污泥经过微好氧预处理后,可有效提升后续中温厌氧消化或高温厌氧消化的甲烷产量。     

过氧化钙耦合蛋白酶对污泥厌氧消化产酸性能的影响

为了探究过氧化钙耦合蛋白酶对污泥厌氧消化产酸性能的影响,在35℃、120r/min、pH=7.0的条件下研究了过氧化钙耦合蛋白酶的效果及过氧化钙最佳投加量。结果表明,相比于过氧化钙、蛋白酶单独作用,过氧化钙耦合蛋白酶能够促进污泥厌氧消化中蛋白质、多糖和DNA的溶出,能够提高蛋白酶、乙酸激酶和磷酸转乙酰酶的生物活性,说明过氧化钙耦合蛋白酶能够促进污泥厌氧消化的水解。其中,过氧化钙的最佳投加量为0.3g/L。     

厌氧颗粒污泥的性能研究

对接种市政消化污泥EGSB反应器内所形成的颗粒污泥在低浓度(100～500 mg/L)、低温(8～15℃)、微氧(氧化还原电位为380～400 mV)等条件下的沉速、粒径、活性、形态等性能进行研究.结果表明:厌氧中温(35℃左右)稳定运行时,颗粒污泥的沉速较大,在低温或微氧时,颗粒污泥的沉速相对较低,但都能维持在15 m/h以上,不会被冲出反应器而造成污泥的流失.低温时大颗粒污泥所占重量百分比在逐渐增加,微氧使得颗粒污泥粒径分配更加均匀.低温时,颗粒污泥的产甲烷活性明显降低,降幅为55.5%;但微量氧的加入并没有使EGSB反应器内颗粒污泥的产甲烷活性降低,反而提高了10%.中温稳定运行时,颗粒污泥规则、密实,微生物菌群中甲烷八叠球菌明显增多.低温时,颗粒污泥的表面和内部微生物排列都比较松散,而且出现大量微生物胞外分泌物;低温中高浓度时,甲烷八叠球菌没有出现,鬃毛甲烷菌属占优势.微氧时颗粒污泥同样是规则、密实的,菌种更加丰富,颗粒表面和内部的优势菌群不同,但在中高浓度时没有出现甲烷八叠球菌的明显优势.     

富磷污泥厌氧消化磷释放与回收的研究进展

生物强化除磷(EBPR)工艺会产生大量的富磷污泥。富磷污泥中的聚磷菌(PAOs)在厌氧消化过程中吸收外界碳源并释放大量正磷,高浓度的磷会对厌氧消化系统中厌氧微生物的代谢产生影响,使得消化过程更加复杂。富磷污泥厌氧消化过程会产生磷、氮、有机物和金属离子等物质,其中磷的回收利用可以减少磷矿资源的开采,从而实现磷资源的可持续循环利用。因此,研究富磷污泥厌氧消化过程中磷的变化规律,既为厌氧消化系统的稳定运行提供理论依据,又为磷的资源化回收利用提供参考。对富磷污泥厌氧消化释磷的相关研究成果以及磷回收进行分析和总结,并提出了相应的研究方向。     

污泥的高温微好氧消化-厌氧消化工艺研究

城市污泥含有大量有机物和病原菌,需要稳定化处理。采用新型工艺高温微好氧与中温厌氧两级消化工艺(ATMD-MAD)处理城市污泥,与全程厌氧消化工艺(MAD)相比,不仅回收能源气体甲烷,而且缩短稳定化停留时间。55℃高温微好氧消化停留时间为2 d,后接35℃中温厌氧消化共运行24 d。结果表明,在ATMD-MAD系统中污泥的挥发性悬浮固体VSS去除率能在22 d时达到污泥稳定化要求的40%以上。ATMD-MAD工艺的单位VSS甲烷产量最高为496 m L/g VSS高于MAD工艺。在消化的前14天,可溶性挥发有机酸VFA在ATMD-MAD系统中的总量比MAD高出20%;在消化的第2天,ATMD-MAD系统中可溶性COD(SCOD)高出MAD工艺43.8%。ORP的变化反映了ATMD-MAD工艺保持了较好的厌氧状态,消化开始时的头2天限量曝气并没有给厌氧带来冲击。     

Microbial metabolic activities in soils of old-field communities following eleven years of nutrient enrichment

Effects of 11 years (1978-1988) of nutrient enrichment (fertilizer or sludge) on microbial metabolic activity in soil samples collected from contrasting types of old-field communities were studied during September 1989. During the 1989 growing season, subplots were manipulated by tilling and/or liming to evaluate mechanisms of ecosystem recovery or were left undisturbed. Metabolic activities of soil microorganisms were determined by measuring dehydrogenase activity within soil samples collected from these subplots. The amounts of 2,3,5-triphenyltetrazolium formazan formed during incubation by the reduction of 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride were used to evaluate dehydrogenase activity. Plots that had received long-term applications of sludge or fertilizer had significantly lower rates of microbial activity (P<0.05) than did control plots. Fertilizer and sludge plots treated with lime had significantly higher microbial metabolic activity (P<0.05) than those not receiving lime. Whereas liming stimulated microbial activity to near control levels, tilling had no significant treatment effect.     

应用于PCR-DGGE分析的活性污泥微生物总DNA提取方法比较

探讨适用于PCR-DGGE分析研究的活性污泥细菌和真菌的DNA提取方法。采用5种方法提取活性污泥微生物基因组DNA,以DNA纯度、含量、片段大小及DGGE条带多样性作为考察指标评价提取方法的优劣,以确定最佳实验方案。紫外吸收法和琼脂糖凝胶电泳结果显示,试剂盒法提取的DNA含量最低,其余4种方法获得的DNA含量无显著差异,就DNA纯度而言,试剂盒法最优;除高温裂解法对真菌细胞壁裂解效果较差外,其他4种方法均能不同程度地裂解细菌和真菌细胞;DGGE结果表明,高温裂解法获得的细菌条带最多,基于SDS的细胞裂解法得到的真菌条带最多。综合分析,高温裂解法更适合于活性污泥中细菌的PCR-DGGE分析,基于SDS的细胞裂解法则更适合于污泥中真菌的PCR-DGGE分析。     

石油污染土壤的生物修复室内模拟实验研究

在实验室模拟的条件下,利用从克拉玛依的石油污染土壤中筛选出的4株高效降解菌,以石油烃降解率、脱氢酶活性、呼吸强度、微生物量碳氮和土壤毒性作为评价指标,研究不加生物菌剂不翻耕、不加生物菌剂翻耕、加生物菌剂不翻耕、加生物菌剂翻耕、加固定化菌剂不翻耕和加固定化菌剂翻耕6种不同实验条件对石油污染土壤修复的效果。结果表明,在63 d的修复过程中,加固定化菌剂翻耕实验F组的石油去除率达到了78.7%,比不加生物菌剂不翻耕实验A组的石油去除率提高了49.5%。随着土壤毒性逐渐降低,玉米(Zea mays L.)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)可以在F组土壤中良好的生长,达到了修复的效果。     

磺胺和四环素类抗生素对活性污泥性能的影响简

废水处理工艺中抗生素类污染物的存在可能会对生物处理过程产生长期而深远的影响,为探明此类污染物对废水生物处理主体活性污泥性能等方面的影响,采用间歇培养法研究了活性污泥法处理污水时,抗生素类污染物的存在对活性污泥性能如胞外聚合物（EPS）、污染物处理能力、脱氢酶活性和群落结构的影响。结果表明,抗生素的存在会导致活性污泥的胞外聚合物总量及其主要组分蛋白质和多糖增加,以产生保护屏障;且由于污泥絮体解体,细胞破裂导致EPS中DNA和色氨酸含量增加。同时,由于蛋白质大量增加引起的表面负电荷的增加,使污泥疏水性增强,絮凝性能恶化;污泥絮体解体导致污泥颗粒变小,SVI也随之下降;在活性污泥脱氢酶活性急剧下降的同时,出水TOC迅速升高。此外,抗生素类污染物在抑制活性污泥中大部分细菌的同时,对部分菌群也有刺激生长作用,最终导致活性污泥生物群落结构的改变。四环素类抗生素对活性污泥的EPS和絮凝沉降性能的影响大于磺胺类,而对污水处理能力和群落结构的影响则不如磺胺类。抗生素类污染物的长期存在会对活性污泥沉降性能、絮凝性能、脱氢酶活性以及活性污泥群落结构等产生一系列负面影响,进而影响污染物去除效果,导致出水水质恶化。     

Ni2＋对活性污泥活性及群落多样性的影响

通过检测活性污泥的电子传递体系活性以及生物多样性,研究Ni2＋对活性污泥微生物活性及群落多样性的影响。结果表明：与对照系统相比,5mg／L的Ni2＋对2,3,5-lriphenylteItrazoliumchloride（TTC．ETS）活性未产生显著的影响;但当Ni2＋的浓度进一步增大到10、20和40mg／L后,其对序批式反应器内活性污泥TTC—ETS活性的抑制率分别达到（36．794-11．14）％、（55．88±13．90）％和（70．97±6．78）％。低浓度Ni2＋．能增强活性污泥微生物对碳源的利用,但高于10mg／L的Ni2＋则显著抑制了活性污泥微生物对碳源的利用。各个SBR系统中微生物群落最常见的物种相近,物种丰富度和均一性则均有所不同,其中群落物种丰富度随着Ni2＋浓度的增加而逐渐减小。TTC—ETS活性、平均每孔颜色变化率、Shan—liOn指数和Simpson指数,与Ni2＋的胁迫浓度之间的显著相关性表明,它们均可有效地表征Ni2＋胁迫对活性污泥微生物活性及群落多样性的影响程度。     

Effect of multiwalled carbon nanotubes on UASB microbial consortium

The continuous rise in production and applications of carbon nanotubes (CNTs) has grown a concern about their fate and toxicity in the environment. After use, these nanomaterials pass through sewage and accumulate in wastewater treatment plants. Since, such plants rely on biological degradation of wastes; their activity may decrease due to the presence of CNTs. This study investigated the effect of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) on upflow anaerobic sludge blanket (UASB) microbial activity. The toxic effect on microbial viability, extracellular polymeric substances (EPS), volatile fatty acids (VFA), and biogas generation was determined. The reduction in a colony-forming unit (CFU) was 29 and 58 % in 1 and 100 mg/L test samples, respectively, as compared to control. The volatile fatty acids and biogas production was also found reduced. The scanning electron microscopy (SEM) and fluorescent microscopy images confirmed that the MWCNT mediated microbial cell damage. This damage caused the increase in EPS carbohydrate, protein, and DNA concentration. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy results supported the alterations in sludge EPS due to MWCNT. Our observations offer a new insight to understand the nanotoxic effect of MWCNTs on UASB microflora in a complex environment system.     

A-O工艺污泥疏水比率与污泥活性的关系

通过A-O工艺对印染废水的降解处理,研究了不同污泥活性下微生物疏水比率和COD去除率的变化规律.结果表明,污泥活性指标ATP浓度与微生物疏水性之间存在一定关系,并对COD去除率产生一定的影响.缺氧污泥的活性指标ATP浓度在0.38～0.77 mg/L范围时,污泥微生物的疏水性最好且疏水比率最高值为84％,COD的去除率最高,为70.01％;好氧污泥的活性指标ATP浓度在0.86～2.17 mg/L范围时,污泥微生物的疏水性最好,疏水比率最高值为75％,COD的去除率最高为96.2％.     

垃圾渗滤液中的氨氮对微生物活性的抑制作用

研究了合成废水和垃圾滤渗滤中氨氮对活性污泥微生物活性的抑制作用。当合成废水的氨氮浓度从５０ｍｇ／Ｌ依次成倍递增至８００ｍｇ／Ｌ时,脱氢酶活性由１１．０４μｇＴＦ／ｍｇＭＬＳＳ下降至４．２２,此时ＣＯＤ的去除率相应由９５．１％降低到７９．１％。     

畜禽养殖废水生物处理剩余污泥臭氧减量过程中的重金属释放

采用臭氧氧化污泥减量法对畜禽养殖废水SBR中的剩余污泥进行处理。当臭氧反应时间控制在30min时,污泥的溶解比例在30％左右（以MLSS计）。上清液中一定量的SCOD溶出可为生物处理单元提供充足的碳源,同时在上清液中,TN、TP及水相重金属浓度增加有限,臭氧氧化后的污泥液回流污水处理系统后造成的N、P处理负荷较小,重金属对污泥微生物的活性抑制风险较低。若继续延长臭氧的反应时间,上清液SCOD、TN、TP以及重金属cu、Pb的释放速率明显增加,同时上清液的C／N降低,臭氧化后的污泥液回流反而不利于生物单元的脱氮处理。综合考虑TN、TP及水相重金属浓度增加的危害性,臭氧反应时间应控制在30min,臭氧实际投加量应为123．1mg O3／gSS。     

畜禽养殖废水生物处理剩余污泥臭氧减量过程中的重金属释放简

采用臭氧氧化污泥减量法对畜禽养殖废水SBR中的剩余污泥进行处理。当臭氧反应时间控制在30 min时,污泥的溶解比例在30%左右（以 MLSS计）。上清液中一定量的SCOD溶出可为生物处理单元提供充足的碳源,同时在上清液中,TN、TP及水相重金属浓度增加有限,臭氧氧化后的污泥液回流污水处理系统后造成的N、P处理负荷较小,重金属对污泥微生物的活性抑制风险较低。若继续延长臭氧的反应时间,上清液SCOD、TN、TP以及重金属Cu、Pb的释放速率明显增加,同时上清液的C/N降低,臭氧化后的污泥液回流反而不利于生物单元的脱氮处理。综合考虑TN、TP及水相重金属浓度增加的危害性,臭氧反应时间应控制在30 min,臭氧实际投加量应为123.1 mg O₃/g SS。