SBR系统中活性污泥内源呼吸速率的研究

在SBR污水处理系统中应用呼吸速率测定仪对活性污泥的呼吸速率进行测定,探讨了污泥浓度和温度对内源呼吸速率的影响.对大量的比内源呼吸速率数据进行处理后发现,在混合液温度基本不变的基础上,内源呼吸速率与污泥浓度变化趋势一致,即比内源呼吸速率与污泥浓度无关;而温度对比内源呼吸速率的影响十分显著.这些结论为呼吸速率成为SBR工艺的控制参数提供了基础.     

雨季冲击条件下活性污泥呼吸图谱的变化

通过模型实验考察了雨季合流污水水量冲击以及冲击过后恢复初始状态过程中活性污泥的呼吸图谱变化规律。结果表明:雨季冲击下好氧池污泥浓度降幅较自、异养菌呼吸速率大;异养菌呼吸速率降幅较自养菌大。而COD去除率降幅小,NH_4~+-N去除率降幅大,与自养菌、异养菌呼吸速率的降幅不一致。表明异养菌虽受冲击影响较大,但因其所占污泥比例仍较大,COD处理的缓冲能力大;自养菌占污泥比例较小,虽受冲击的影响较小,但对NH_4~+-N处理的缓冲能力较小;另一方面,大雨冲击下自养菌呼吸比例上升10%,异养菌呼吸比例下降6%,表明在冲击过程中污泥中微生物结构有小幅变化。     

利用OUR监测不同SRT下有机物去除与硝化的分界点

为深入了解有机物与氨氮的降解规律,对活性污泥法改进及新兴脱氮技术应用提供技术支持,研究了有机物去除段与硝化段分离的过程和机理,探讨了不同污泥龄对该过程的影响,并加入呼吸速率(OUR)这一新指标。结果表明,在各污泥龄下,有机物去除和硝化是分步进行的,先进行有机物的去除,当有机物进入慢速降解或难降解阶段时,才进入硝化阶段。污泥龄越小,两个过程的分离越明显。10、17.5和35 d污泥龄下有机物对氨氮的临界抑制浓度分别为36、72和96 mg·L~(-1)。DO和OUR均可表征该分离过程。OUR作为表示活性污泥活性的指标,在实际分离应用中更有意义。     

活性污泥中细微沙浓度的预测模型

悬浮在污泥混合液中的细微沙会导致活性污泥混合液挥发性悬浮固体与混合液悬浮固体比值(ratio of mixed liquor volatile suspended solids to mixed liquor suspended solids,MLVSS/MLSS)降低。通过向生化池进水中连续投加体积平均粒径分别为14、33、50、66和107μm的石英砂,研究不同粒径细微沙对活性污泥MLVSS/MLSS的影响,探讨不同粒径细微沙的悬浮特性,构建活性污泥中细微沙浓度的预测模型,以为污水厂运行调控提供理论基础。研究结果表明,细微沙粒径越小,悬浮比(悬浮在污泥混合液中的细微沙占生化池进水中细微沙总量的比例)越大,悬浮比与细微沙粒径呈显著的相关关系。通过预测模型得到的细微沙浓度的预测值与实测值差异较小,说明构建的活性污泥中细微沙浓度的预测模型是合理的。污水厂可在维持活性污泥MLVSS稳定的条件下,结合活性污泥中细微沙的浓度,调控污泥MLSS,保证污水处理系统的稳定运行。     

添加霍甫水丝蚓对活性污泥系统运转效能及微型动物群落结构的影响

研究了实验室模拟条件下添加霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)对活性污泥水处理系统的影响.实验设对照组和实验组各一个,各设3个平行缸,实验组每缸添加水丝蚓100条,每个批次的实验周期为20 h,循环7d.结果显示,实验组和对照组的出水COD去除率分别为(69.6±1.7)％和(67.9±2.5)％,两者无显著差异;实验组和对照组的活性污泥沉降比SV(％)分别为(16.39±0.30)％和(16.98±0.46)％,活性污泥浓度MLSS分别为(2.48±0.16)g/L和(2.61±0.12)g/L,活性污泥指数SVI分别为(66.35±3.51)和(65.19±2.57)mL/g,两组的SV和MLSS差异显著,说明添加水丝蚓在短期内起到减少污泥量、提高污泥沉降性能的作用.添加霍夫水丝蚓短期内不影响微型动物的种类组成,但使原生动物总密度下降.实验组和对照组污泥生物指数SBI均为7,质量等级为Ⅱ.上述结果可为剩余污泥减量化应用提供参考依据.     

好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能

为考察不同接种污泥培养好氧硝化颗粒污泥的可行性,分别采用絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在气升内循环序批式反应器(SBAR)中进行好氧硝化颗粒污泥的培养,探讨不同性质的种泥对好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能影响.结果表明,以絮状活性污泥、厌氧颗粒污泥为接种污泥均可培养出好氧硝化颗粒污泥,其颗粒成熟时间分别为62和80 d,SVI为25.52和27.68 mL/g,氨氮去除率为93.15％和75.43％,COD去除率在90％以上,SOUR、Zeta和EPS显著提高,微生物活性及疏水性能增强,以絮状活性污泥培养的好氧硝化颗粒污泥性能更优.     

活性污泥胞外聚合物提取方法研究

考察4种方法（蒸气法、EDTA法、NaOH法和搅拌法）对3种活性污泥（可乐厌氧活性污泥、可乐好氧活性污泥和市政污水污泥）胞外聚合物的提取效率,对比分析了各提取方法对不同样品提取所得胞外聚合物的组成影响,结果表明,EDTA法提取多糖的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物糖分别在8.3、16.7和9.7 mg/g VSS左右;NaOH提取蛋白质的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物蛋白质分别为：3.15、0.55和5.57 mg/g VSS.对于3种不同种类污泥,EDTA法提取EPS总量效率最高,分别为市政污水污泥10.7 mg/g VSS、可乐好氧活性污泥16.8 mg/g VSS和可乐厌氧活性污泥9.97 mg/g VSS,分别比效率最低的搅拌法高出5倍、5倍和3倍.     

活性污泥胞外聚合物提取方法研究

考察4种方法(蒸气法、EDTA法、NaOH法和搅拌法)对3种活性污泥(可乐厌氧活性污泥、可乐好氧活性污泥和市政污水污泥)胞外聚合物的提取效率,对比分析了各提取方法对不同样品提取所得胞外聚合物的组成影响,结果表明,EDTA法提取多糖的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物糖分别在8.3、16.7和9.7 mg/g VSS左右;NaOH提取蛋白质的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物蛋白质分别为:3.15、0.55和5.57 mg/g VSS.对于3种不同种类污泥,EDTA法提取EPS总量效率最高,分别为市政污水污泥10.7 mg/g VSS、可乐好氧活性污泥16.8 mg/g VSS和可乐厌氧活性污泥9.97 mg/g VSS,分别比效率最低的搅拌法高出5倍、5倍和3倍.     

不同曝气强度下活性污泥中松散束缚型胞外聚合物组分含量及其对污泥沉降性能的影响

为了探求曝气强度对活性污泥沉降性能的影响规律和机制,在实验室条件下利用序批式活性污泥法(SBR)装置研究了活性污泥好氧阶段曝气强度对活性污泥沉降性能、松散束缚型胞外聚合物(LB-EPS)含量及其组分的影响。结果表明:(1)随着曝气强度增加,活性污泥中LB-EPS含量逐渐升高。(2)活性污泥LB-EPS中,蛋白质为其最主要成分,其次为多糖,腐殖酸所占比例最小,多糖含量及比例均随曝气强度的上升而增大,蛋白质和腐殖酸含量受曝气强度影响不大。(3)曝气强度为40、80、120L/h,污泥体积指数(SVI)分别为(65.00±0.98)、(83.00±1.45)、(103.00±2.00)mL/g。曝气强度增加引起活性污泥沉降性能的恶化的原因主要在于曝气强度的增加会使LB-EPS中的多糖含量上升。     

活性污泥胞外聚合物在污水处理过程中的荧光特性

采用三维荧光光谱法对活性污泥的微生物代谢过程进行了分析。通过分析活性污泥进入内源呼吸过程的EPS中荧光性物质的变化规律,发现疏松结合的胞外聚合物(LB-EPS)荧光光谱的微生物代谢产物峰在内源呼吸前期就开始下降,下降比例为11%,而LB-EPS荧光光谱图中的类蛋白荧光峰和紧密结合的胞外物质(TB-EPS)荧光光谱图的类溶解性微生物代谢产物荧光峰在内源呼吸的后期下降,下降比例分别为18%和14%,在前期分别升高了34%和372%。另外,提出了通过疏松的胞外聚合物(LB-EPS)荧光偏移量来分析污水处理过程特性,得出荧光峰位置的偏移量与污水厂的出水COD、氨氮和污泥内源呼吸比具有很好的相关性,相关系数分别为0.943、0.825和0.941。     

应用柠檬酸和酶制剂协同减量处理活性污泥

活性污泥工艺被广泛的用于处理市政及工业废水,但其弊端就是产生大量剩余污泥。为了开发经济、高效的污泥源头减量技术,利用柠檬酸结合酶制剂(蛋白酶、纤维素和脂肪酶单独或等比例混合)对活性污泥增溶及减量效果进行了研究,摇瓶实验表明柠檬酸处理能使污泥增溶约30%;复合酶制剂能够使污泥浓度减小约33.6%。进一步小试装置中投加柠檬酸和复合酶制剂进行污泥减量实验,结果表明柠檬酸加复合酶协同处理组污泥沉淀性及污泥浓度分别降低24.3%和26.6%,且COD去除效率并未发生明显降低。对污泥进行镜检,发现经柠檬酸和复合酶处理后的污泥形态发生了变化,絮体结构疏松且尺寸变小。     

不同碳源和泥龄对反硝化聚磷的影响

在4个SBR装置(1#~4#)中,对4种不同比例的丙酸/乙酸合成废水采用厌氧/缺氧方式驯化富集反硝化聚磷菌(DPB),研究了碳源浓度和污泥龄对除磷的影响。实验结果表明:(1)厌氧段碳源COD浓度越高,释磷越充分,溶解性正磷酸盐(SOP)去除率越高;但当碳源COD浓度超过某个浓度值时,未反应完全的有机物残留于后续缺氧段对缺氧吸磷产生抑制作用。(2)污泥龄SRT=15 d时,活性污泥的性能较好,达到了较好的除磷效果。(3)在相同碳源浓度和相同的污泥龄下,随着丙酸/乙酸比例的提高,SOP的去除率逐渐的降低。说明在厌氧/缺氧环境下,碳源中丙酸比例的提高不利于系统中磷的去除。高乙酸含量的碳源更适合反硝化除磷系统。     

厌氧-好氧颗粒污泥SBR处理城市污水的中试研究

采用中试规模的厌氧-好氧交替式颗粒污泥SBR处理实际城市污水,研究了好氧颗粒污泥的培养过程、处理效果及颗粒污泥的特性。以絮状活性污泥为接种污泥,经过72 d的培养后,反应器内出现小粒径颗粒污泥。在随后的230 d运行实验中,通过调整曝气阶段的溶解氧浓度、排水体积交换率以及周期运行方式,使得反应器中颗粒污泥粒径和比例逐渐增加。在最佳工况运行条件下,反应器中污泥浓度为3 000～4 000 mg/L,SVI值为45～55 mL/g,对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为91.63%、74.02%、68.42%和96.41%,达到了同时脱氮除磷的效果。     

采用配方均匀设计法利用脱水污泥制备陶粒的研究

长期以来,对城市污水处理后产生的污泥处置一直是环保的难题,传统的处理处置方法均存在诸多问题,寻求一种好的处理处置污泥方法迫在眉睫。针对目前的问题运用带约束条件的配方均匀设计方法对粉煤灰-脱水污泥陶粒配方进行实验设计,运用三叶回转窑进行小试。研究了陶粒组分中粉煤灰、污泥、黏土的比例对烧成陶粒堆积密度、颗粒强度的影响;确定了最佳物料配比,使陶粒的性能测试指标均符合GB/17431.2-1998标准的规定。实验结果表明:烧制陶粒湿比例下脱水污泥用量达45%,干比例污泥用量15.2%,污泥减量化和资源化效果显著;陶粒浸出毒性实验结果表明各项指标均低于浸出液中危害成分浓度限值,达到了污泥无害化的效果;粉煤灰、污泥和黏土的优化质量(干)比例为79%,15.2%,5.8%;陶粒的堆积密度为600 kg/m3,筒压强度2.2 MPa,1 h吸水率10.2%,粒型系数1.3。     

污泥干化冷凝水水质特征分析

随着我国污泥产量的急剧增加,污泥干化冷凝水的产量也在快速增加.由于污泥干化冷凝水其独特的水质特征,专门针对此类冷凝水的生物处理技术目前还非常不成熟.本研究以污泥导热干化冷凝水为研究对象,分析了其主要的水质特征,并结合实际运行结果,对污泥干化冷凝水的生物处理给出建议.分析结果显示,污泥干化冷凝水pH为5.3左右,氨氮、挥发性脂肪酸(VFA)、COD浓度分别为(1 130 ±320)mg/L、(6 840±1 150)mg/L、(13 810±3 280)mg/L,属于高浓度有机废水.同时,冷凝水中宏量元素和微量元素非常缺乏,会严重影响活性污泥的正常代谢以及沉降性能,通过补加缺乏元素或配比适量生活污水,活性污泥性能可得到明显改善.     

好氧颗粒污泥胞外多聚物的提取及成分分析

EPS是微生物聚集体的重要组成部分,提取和分析好氧颗粒污泥的EPS利于深入研究这一新兴微生物聚集体.采用加热、超声、高速离心和加碱等5种方法提取好氧颗粒污泥的EPS,并分析其主要成分.结果表明,匀浆预处理是提取颗粒污泥EPS首要步骤,超声和加热分别适合EPS定性与定量分析,在35 w、超声4 min的条件下,活性污泥与好氧颗粒污泥EPS提取液中TOC产量分别为105.3 mg/g VSS和96.5 mg/g VSS;加热法(80℃,60 min)提取的EPS产量略高于超声法,对于活性污泥和好氧颗粒污泥,TOC含量分别为142.6 mg/g VSS和153.2 mg/g VSS;蛋白质是活性污泥和好氧颗粒污泥EPS中比例最大的成分,且蛋白与多糖在好氧颗粒污泥与其在絮状活性污泥中的比值范围分别为3.22～5.80和1.68～2.63.     

氯化钙控制污泥膨胀

污泥膨胀是活性污泥工艺运行中经常遇到的最棘手的问题之一。本实验以人工合成污水为底物,采用序机式活性污泥法（SBR）;研究投加无机混凝剂氯化钙控制污泥膨胀的情况,同时研究丝状菌和菌胶团的变化。研究发现,投加氯化钙后,丝状菌数量明显减少;形成较多大而密实规则的菌胶团,污泥膨胀得到控制。污泥容积指数（SVI）由最初的309.5 mL/g降到67.1 mL/g,污泥沉降性能改善。停止投加氯化钙后又运行了18周期,活性污泥没有发生再次膨胀。投加氯化钙对COD去除率没有明显影响。研究结果表明,投加氯化钙是一种有效的污泥膨胀应急控制措施。     

厌氧、好氧、厌氧/好氧交替状态对活性污泥性质的影响

实验采用活性污泥处理模拟印染废水,研究厌氧、好氧、厌氧/好氧交替3种条件对活性污泥性质的影响。3种实验条件下,污泥沉降比(SV%)均基本保持在18%~25%之间,污泥容积指数(SVI)保持在62~66 m L/g之间。活性污泥混合液中胞外聚合物(EPS)除EPSB-蛋白质浓度持续升高外,其余形式均呈现积累、达到最大值后下降的趋势,其中厌氧/好氧交替条件下EPS浓度最高而好氧条件下最小。在整个实验期间,活性污泥的脱氢酶活性基本呈上升状态,在厌氧/好氧间歇曝气条件下脱氢酶活性最高、好氧条件次之、厌氧条件最低,最终3种条件下的脱氢酶活性分别为31.27、26.63和24.37 mg/(g·h)。活性污泥中ATP浓度基本呈现先增加后减小、再趋于稳定的变化趋势。实验结果表明,活性污泥表观产率系数顺序是好氧厌氧厌氧/好氧交替运行,厌氧/好氧交替实现了系统内污泥减量,微生物的产率系数和能量状态密切相关。脱氢酶活性对污染物的降解影响明显,而实验条件下微生物能量状态和污泥减量并不对污染物降解产生影响。     

表面活性剂对污泥脱水性能的影响及其作用机理

研究了阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对活性污泥脱水和沉降性能的影响,及其改善活性污泥脱水效能的作用机理。结果表明,质量分数8%的CTAB可使污泥比阻(SRF)从8.5×1012m/kg降为7.5×1011m/kg,滤饼的含水率降至75%左右,污泥的沉降性能最好,上清液的浊度也较小。相比之下,SDS对污泥沉降、脱水性能的改善效果明显逊于CTAB。实验表明,表面活性剂主要是通过溶出胞外聚合物(EPS)破坏污泥结构释放内部结合水来加快污泥的沉降速度和提高其脱水性能。     

硝酸盐反硝化颗粒污泥的快速培养与理化特性

以甲醇为碳源,在USB反应器内接种活性污泥,50 d内培养出优质的反硝化颗粒污泥。颗粒污泥的形成历经3个阶段:启动运行期,颗粒污泥出现期以及颗粒污泥成熟期。颗粒污泥床底层反硝化效率最高可达总量的78%,中部颗粒污泥湿密度与沉降速率较大,分别为1.077 g/m L和194 m/h。成熟的颗粒污泥具有湿密度大,沉降速率高等特点,颗粒表面丝状体互相缠绕,有明显的孔隙结构。