处理造纸废水的EGSB反应器内颗粒污泥特性

为了解高效厌氧反应器的颗粒污泥特性,研究了生产性EGSB反应器处理造纸废水不同高度的颗粒污泥的固体浓度、外观形态和产甲烷活性。采用甲烷势自动测试系统测试产甲烷活性,测试时间3d。结果表明,颗粒污泥的固体浓度以及溶解性COD随高度的增加逐渐降低,有机质含量沿整个反应器高度不变。反应器内固体浓度和有机质含量平均值为Ts：（123±4）g／L,VS：（75±3）g／L,VS／TS：（61±3）％。溶解性COD浓度由723mg／L降低到449mg／L。反应器内的颗粒污泥产甲烷活性为（0．32±0．03）gCOD／gVSSd（112mLCH。／gVSSd）。反应器底部和顶部颗粒污泥的当量直径分别为169μm和145μm,颗粒污泥呈椭球状（圆度为2．6）。EGSB反应器内由于进水的上升流速较高,污泥颗粒处于膨胀状态,致使颗粒污泥特性沿反应器高度变化不大。     

UASB反应器处理PTA废水的启动及污泥特性分析

采用上流式厌氧污泥床（UASB）反应器,以精对苯二甲酸（PTA）废水为处理对象,研究了中温条件下反应器的启动、颗粒污泥的形态和产甲烷活性及微生物群落结构。实验结果表明：采用逐渐提高进水负荷和减少水力停留时间的运行方法,历时近200 d,可实现UASB 反应器的启动。此时,反应器对COD的去除率保持在80%以上,对应的容积负荷也达到4.0 kg·（m3·d）-1以上。反应器内污泥实现颗粒化,颗粒污泥的体积平均粒径为416.53 μm,产甲烷活性为121.2 mL·（g·d）-1 （以VSS计）。颗粒污泥表面存在大量菌胶团,杆菌和丝状菌镶嵌其中。菌胶团有助于微生物的聚集,加速污泥颗粒化过程。Syntrophorhabdus是降解PTA废水中苯类污染物的重要微生物,占细菌量的27.4%,而Methanosaeta则是主要的产甲烷菌,占古细菌总量的67.3%。该研究可为UASB 处理PTA废水的启动提供依据。     

无机碳强化处理焦化废水EGSB反应器运行效能

为实现处理焦化废水的颗粒污泥的快速培养,进而高效处理焦化废水,在22~27 ℃环境温度下,平行运行2个EGSB反应器,用焦化废水驯化处理啤酒废水颗粒污泥,对微氧运行（与厌氧对比）,有机营养物添加（厌氧、微氧运行）、无机碳营养添加（厌氧、微氧运行）3种情况时的污染物质（COD）去除效果进行实验研究。研究结果表明：与厌氧相比,微氧运行能够明显强化焦化废水中毒性污染物质的去除。在焦化废水驯化初期,多次水质冲击（1 500 mg·L-1COD, 220 mg·L-1氨氮→2 000 mg·L-1COD,70 mg·L-1氨氮→700 mg·L-1COD,104~220 mg·L-1氨氮）,微氧运行时COD平均去除率为24.8%（厌氧运行时仅为5.16%）。微氧运行虽然保证了污泥床的有效膨胀,但COD去除率的提高仍然有限。有机营养物的添加并没有使得COD去除率大幅提高,厌氧时为22.8%,微氧时为37.5%。无机碳营养（碳酸氢钠）的添加能够大幅提高焦化废水中COD去除率,厌氧时提高到53.8%;微氧时提高到75.4%,增幅分别达到31.0%和37.4%。微氧运行条件与无机碳营养的耦合作用能强化焦化废水中COD的去除,快速驯化培养处理焦化废水颗粒污泥。通过给处理焦化废水微氧EGSB反应器内添加碳酸氢钠,40 d就能完成高活性颗粒污泥的培养,高效处理焦化废水中各种污染物质。进水COD、酚类、氰化物和硫氢化物分别为54.8-1 927 mg·L-1,10.1-154.3 mg·L-1,0.9-57.8 mg·L-1和66.7-340.4 mg·L-1、进水流量1.2 L·h-1、HRT10 h 时,COD去除率达到78%~86%,酚类、氰化物、硫氢化物的平均去除率分别高达98.9%、93.1%和97.5%。     

中试规模IC反应器处理大豆蛋白废水的颗粒污泥培养和启动

实验研究了中试规模下,以城市剩余污泥接种IC反应器处理大豆蛋白废水时,厌氧颗粒污泥的驯化和反应器的启动过程。控制反应器内废水的温度在30~38℃、pH在6.8~7.5和挥发性脂肪酸(VFA)不高于600~800 mg/L的条件下,经过98 d运行,IC反应器对COD去除率达到80%~90%,容积负荷达到9.5 kg COD/(m3·d)。成熟厌氧颗粒污泥为黑色,边界清晰,呈椭球形,平均粒径d50为1.5 mm,粒径>1 mm的颗粒占92.3%。扫描电镜观察发现,颗粒污泥中产甲烷鬓毛菌(Methanosaetaceae)占优势。     

强化循环厌氧反应器(SCAR)处理碱减量废水的启动特性

强化循环厌氧反应器（SCAR）接种厌氧颗粒污泥后启动,在固定外回流比R=0.5、HRT=24 h条件下,研究SCAR处理碱减量废水的运行特性。经过6阶段60 d的启动运行,反应器对COD的去除率稳定在42%左右,反应器出水VFA浓度基本维持在约300 mg·L-1,反应器沿高度方向对污染物降解出现了较明显的功能区划。反应器2号取样口污泥脱氢酶活性最高、3号取样口浓度最低,脱氢酶活性最高为5.16 mg·（g·h）-1（以VSS计）,系统污泥辅酶F420浓度基本为逐渐增加趋势,启动完成时辅酶F420浓度最高稳定在0.016 7 μmol·g-1（以VSS计）。SCAR对碱减量废水中不同分子量有机物贡献的COD和UV254表现出不同的去除规律,实验条件下SCAR无法实现对苯系物的彻底降解。     

厌氧动态膜生物反应器处理冷轧平整液废水

平整液废水作为碱性含油废水,一直是冶金行业较难处理的废水之一。搭建了一套厌氧动态膜生物反应器（AnDMBR）,通过梯级驯化的方式,处理COD为2 500 mg·L-1左右的平整液废水。经过88 d的启动驯化,在膜通量为6 L·（m2·h）-1,HRT为2.5 d的条件下,出水稳定在500 mg·L-1左右,甲烷产率约0.151 L·g-1,动态膜的一个运行周期可以分为成膜阶段、稳定阶段和堵塞阶段3个阶段。成膜阶段出水浊度随动态膜的逐渐形成而下降;而后动态膜形成,出水浊度稳定,为稳定阶段;最后为堵塞阶段,跨膜压差激增,出水浊度上升。同时对驯化及稳定运行阶段的污泥进行了微生物菌群分析,在细菌群落中主要的微生物菌群为Clostridia（梭状芽胞杆菌纲）、Bacteroidia（拟杆菌纲）、Anaerolineae（厌氧绳菌纲）、OP8_1和Spirochaetes（螺旋体纲）,其中拟杆菌纲是处理平整液废水的优势细菌菌群。在古菌群落中,Methanolinea（甲烷绳菌属）和Methanosaeta（甲烷鬃毛菌属）为主要菌种,随着反应器的长期驯化和运行,甲烷鬃毛菌逐渐成为反应器中优势菌群。     

AMBR-MABR耦合工艺处理模拟畜禽养殖废水的启动和运行

研究了AMBR-MABR处理模拟畜禽养殖废水的启动过程和成熟污泥的特征。通过在AMBR厌氧格室和MABR格室分别接种ABR-MABR对应格室中的污泥,然后固定停留时间、逐步升高进水负荷进行AMBR-MABR的启动。83 d后,AMBR-MABR的有机负荷（OLR）（以COD计）达到7.5 kg·（m3·d）-1,COD、NH4+-N和总氮去除率分别可达83.96%、37.56%和38.29%,反应器启动成功。启动成功后,AMBR-MABR污泥的浓度在17.5~30.0 g·L-1之间;厌氧格室污泥的粒径为0.25~0.74 mm,曝气格室污泥的粒径均为0.18 mm。AMBR-MABR中各格室的污泥表面凹凸不平,疏松多孔,主要由杆状菌、球状菌、念珠状菌及胞外聚合物（EPS）等组成,EPS主要为多糖、蛋白质和溶解性微生物代谢产物,富里酸和腐殖酸的含量较少。反应器中微生物种类丰富,微生物群落可以分为3类：第1类为Ⅰ、Ⅵ格室;第2类为Ⅱ、Ⅲ格室;第3类为Ⅳ、Ⅴ格室,这与PCA分析的结果一致。     

UASB反应器处理链霉素废水启动及运行性能

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理链霉素生产废水,研究了中温条件下反应器启动和稳定运行中废水处理性能及厌氧污泥颗粒化过程。结果表明,通过逐步提高链霉素废水进水比例和负荷,可以实现UASB反应器的启动和稳定运行,并对高浓度链霉素实际废水具有良好的处理性能,COD去除率稳定在80%以上,COD去除负荷达7.2 kg/(m3·d),CH4产生量达到6.2 L/d。UASB反应器启动运行过程中,链霉素废水对污泥活性具有抑制影响,造成短期反应器运行性能明显下降,而后很快恢复。同时高负荷链霉素废水造成甲烷产率降低。污泥性状变化显著,污泥形态逐渐转变为颗粒态,污泥粒径增大,出现大量0.5~1.0 mm颗粒污泥,污泥VSS/SS比值升高,污泥沉降性明显增强,比产甲烷活性显著升高,表明污泥开始实现颗粒化。     

强化循环厌氧反应器处理印染废水的中试启动研究

应用自主研制的强化循环厌氧反应器(SCAR)中试规模处理实际印染废水,研究反应器的启动特性。反应器接种厌氧颗粒污泥后启动运行83 d,形成连续内循环并实现了对印染废水处理的高效稳定运行。在进水COD浓度1 000~3 650 mg/L、系统容积负荷0.7~6.4 kg/(m3·d)条件下,废水COD和色度平均去除率分别达到55%和73%。反应器内较高浓度的NH+4-N保证了系统pH的稳定性,350~600 mg/L的NH+4-N浓度没有对强化循环厌氧反应器产生抑制作用,系统内也没有出现VFA(以乙酸计)积累。启动过程中,厌氧颗粒污泥的粒径增大、沉降性能变好。启动实验完成时,反应器内微生物的脱氢酶活性(以TF计)和辅酶F420浓度分别为3.4973 mg/(g·h)和0.1872μmol/g。     

AnMBR对高浓度餐厨废水的处理效能

餐厨废水是一类高油、高盐、高氮等较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮流失、有机负荷低及COD去除效果差等问题。通过构建中试规模厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane reactor, AnMBR)处理餐厨废水,考察了3个运行阶段(污泥驯化阶段、容积负荷(volume loading rate, VLR)提升阶段和污泥停留时间(sludge retention time, SRT)缩短阶段)的厌氧消化性能、稳定性能、污泥性质和膜性能变化。结果表明,在污泥驯化阶段,低负荷(1.5 kg·(m³·d)⁻¹)污泥驯化方式能够实现AnMBR的快速启动,甲烷产率由227 mL·g⁻¹ (以COD计)迅速提升至267 mL·g⁻¹,COD去除率达到99%。在VLR提升阶段,当负荷由3.0 kg·(m³·d)⁻¹逐渐增加至12.0 kg·(m³·d)⁻¹时,甲烷产率由283 mL·g⁻¹升高并稳定至335 mL·g⁻¹左右,COD去除率达到98.5%。然而此阶段污泥浓度由13.39 g·L⁻¹迅速升高至45.59 g·L⁻¹,从而导致膜污染加剧,平均膜通量下降速率由0.53 L·(m²·h·d)⁻¹增至0.78 L·(m²·h·d)⁻¹。在SRT缩短阶段(由100 d缩短至40 d),尽管排泥量由0.4 L·d⁻¹增加至1 L·d⁻¹,甲烷产率并没有受到明显影响,仍稳定在335 mL·g⁻¹左右,COD去除率达到98.9%。此外,缩短SRT增大了排泥量,反应器内污泥浓度由45.59 g·L⁻¹逐渐降低至45.27 g·L⁻¹,缓解了膜污染,膜通量下降速率减缓到0.42 L·(m²·h·d)⁻¹。在整个运行阶段,AnMBR对毒性物质氨氮具有良好的耐受能力,尽管体系内氨氮质量浓度高达2 600 mg·L⁻¹,VFA/ALK始终低于0.04,表明AnMBR不仅对外界环境变化有着较好的缓冲能力,而且对消化体系的内源性抑制因素也有着良好的耐受能力。综上,AnMBR在处理餐厨废水时表现了良好的处理性能和稳定性能。     

EGSB反应器处理产氢发酵液

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,对厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理产氢发酵液的启动性能进行了研究。结果表明,在温度为（35±1）℃,水力停留时间（HRT）为6h的条件下,逐渐提高进水COD,经过40d连续运行,EGSB反应器启动成功。容积负荷达到14kgCOD／（m3·d）时,COD去除率约为80％,产气量为26．84L／d,甲烷含量为57．9％。     

ABR处理模拟畜禽养殖废水中有机物的快速启动与运行优化研究

研究了厌氧折流板反应器（ABR）处理模拟畜禽养殖废水的快速启动过程与运行条件的优化。通过接种厌氧颗粒污泥、固定停留时间、逐步升高进水负荷的方式进行快速启动;64 d后,ABR的有机负荷（OLR）达到5.7 kg COD·（m3·d）-1,COD去除率为98%,表明快速启动成功。ABR各格室中成熟颗粒污泥的浓度在7.14~26.17 g·L-1之间,中位直径从开始启动时的0.89 mm增长到1.18~1.58 mm,平均增长速度为7.28×10-3 mm·d-1。通过16Sr DNA、PCR-DGGE技术对ABR的成熟颗粒污泥的微生物群落进行分析,发现了序列最相似的产酸菌包括：Raoultella ornithinolytica、Uncultured Clostridiales bacterium、Staphylococcus sp.、Propionibacterium sp.、Uncultured Acidobacteria bacterium、Brevibacterium casei等,产氢菌Uncultured Clostridium sp.等,以及产甲烷菌Uncultured Firmicutes bacterium等,且这些微生物从ABR第1格室到第5格室呈现种类和丰度依次递减的趋势,不同格室中微生物群落发生了演替。在水力停留时间（HRT） 24 h,运行温度（32±1）℃时ABR处理模拟畜禽养殖废水的效果较好。     

低浓度废水厌氧处理的研究进展

本文展望了国内外厌氧处理低浓度废水的研究进展状况，着重介绍了厌氧滤池（AF）、厌氧流化床（AFB）、上流式反氧污泥床（UASB）、厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB），厌氧折流板反应器（ABR）和厌氧序批式活性污泥法（ASBR）等。     

低浓度废水厌氧处理的研究进展

本文展望了国内外厌氧处理低浓度废水的研究进展状况。着重介绍了厌氧滤池（AF）、厌氧流化床（AFB）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）、厌氧折流板反应器（ABR）和厌氧序批式活性污泥法（ASBR）等。     

膨胀颗粒污泥床厌氧反应器原废水循环启动的实验研究

在室温条件下,以水葫芦汁液为废水来源,对自行设计的膨胀颗粒污泥床(EGSB)厌氧反应器进行原废水循环启动实验。结果表明:在启动运行65d后,进水有机负荷可以达到7kg/(m~3·d)左右,COD去除率达到90%以上,容积产气率达到1.35m~3/(m~3·d),甲烷体积分数达到61%,颗粒污泥粒径达到2~4mm。因此,EGSB厌氧反应器的原废水循环启动方式是可行的,对水葫芦汁液的降解是高效的,为EGSB厌氧反应器的工程应用提供一种新的启动方式,也为水葫芦汁液的能源化利用提供了一套高效、节能的厌氧发酵装置。     

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)。     

低温UASB处理青霉素综合废水及动力学分析

采用逐步降温法启动上流式污泥床反应器（UASB）并对其过程做动力学分析。UASB反应器采用逐渐提高进水COD负荷的方式在25℃进行启动,当COD去除率达到70%完成启动。启动完成后,降低温度运行反应器,在20℃时COD的去除率达到65%左右。在25℃条件下,出水氨氮浓度增加,总氮浓度有增加趋势,随后出水总氮浓度降低;在20℃负荷提高和稳定时期,出水的氨氮浓度逐渐降低,总氮浓度逐渐升高。建立低温条件下厌氧处理高浓度有机废水的动力学模型,分析结果看出20℃运行阶段的基质比降解速度高于25℃阶段基质比降解速度,在20℃条件下厌氧污泥活性最大,污泥性能最佳。推测原因,可能是由于25℃时进水浓度较高,且废水中含有大量抑制性物质（1.1 mg·L-1）,较大影响了微生物的降解速率、而在20℃时进水浓度降低,废水中的抑制性物质也有所降低,为0.75 mg·L-1。     

餐厨垃圾废水制备液态固氮菌肥

探讨餐厨垃圾废水用作发酵基质生产液态褐球固氮菌肥的可行性。结果表明,餐厨垃圾废水培养的褐球固氮菌在第4~5天活菌数达到最大（Ⅰ类废水3.0×1012 CFU·mL-1,Ⅱ类废水3.3×1012 CFU·mL-1）,餐厨垃圾湿热处理对褐球固氮菌生长的促进作用十分有限。废水的pH和盐分对褐球固氮菌的生长代谢影响极为显著：Ⅰ类废水褐球固氮菌生长的最佳pH为7,Ⅱ类废水最佳pH为7.5,其他pH将对褐球固氮菌的生长代谢活性造成不同程度的抑制;随着NaCl含量的增加,固氮菌活菌数先升高后快速降低,最利于菌种培养的NaCl浓度为3 g·L-1。温度、摇床转速和接种量对菌株培养的影响不显著,正交实验确定的较优培养条件为pH=7、T=28℃、转速150 r·min-1、接种量2%（体积分数）。餐厨垃圾废水制备的固氮菌肥可提高土壤总氮水平（线性相关性R2=0.979）,施用0.025‰~2.5‰质量比例固氮菌剂的土壤生长的黄豆苗干重可达到按照5‰质量比例施加无机复合肥生长的黄豆苗的55.2%~67.2%。     

天氧膨胀床处理低浓度污水的污泥颗粒和生物活性变化

污泥的聚集形态和活性,是影响厌氧反应器处理效率的关键因素。通过对厌氧膨胀床反应器（anaerobicex—pandedblanketreactor,AEBR）处理低浓度城镇污水在启动和稳定运行期的污泥活性研究,AEBR在启动运行期内,接种颗粒污泥为适应低浓度基质条件,污泥粒径经历从大变小,再重新颗粒化粒径变大的过程。在运行期第103天,粒径小于1000μm污泥的体积比达到44．7％,平均粒径为952μm,到运行期第173天,粒径小于1000μm污泥的体积比降为28％,平均粒径达1179μm,污泥重新颗粒化完成。颗粒污泥适应新的环境后,单位重量污泥的最大比产甲烷活性（specificmetha．nogensisactivity,SMA）值和胞外聚合物含量增加,分别达到112mLCH4／（gVSS·d）和215mg／gVSS。在处理实际城镇污水的AEBR反应器内,辅酶F420含量可以有效指示污泥样品的产甲烷活性,AEBR反应器不同高度位置的污泥活性不一样,反应器底部污泥活性低于中上部区域污泥的活性。     

厌氧膨胀床处理低浓度污水的污泥颗粒和生物活性变化

污泥的聚集形态和活性,是影响厌氧反应器处理效率的关键因素。通过对厌氧膨胀床反应器（anaerobicex—pandedblanketreactor,AEBR）处理低浓度城镇污水在启动和稳定运行期的污泥活性研究,AEBR在启动运行期内,接种颗粒污泥为适应低浓度基质条件,污泥粒径经历从大变小,再重新颗粒化粒径变大的过程。在运行期第103天,粒径小于1000μm污泥的体积比达到44．7％,平均粒径为952μm,到运行期第173天,粒径小于1000μm污泥的体积比降为28％,平均粒径达1179μm,污泥重新颗粒化完成。颗粒污泥适应新的环境后,单位重量污泥的最大比产甲烷活性（specificmetha．nogensisactivity,SMA）值和胞外聚合物含量增加,分别达到112mLCH4／（gVSS·d）和215mg／gVSS。在处理实际城镇污水的AEBR反应器内,辅酶F420含量可以有效指示污泥样品的产甲烷活性,AEBR反应器不同高度位置的污泥活性不一样,反应器底部污泥活性低于中上部区域污泥的活性。