木薯废水的厌氧生物降解特性及动力学研究

通过静态小瓶试验,研究了木薯废水的厌氧降解特性,并对其厌氧降解动力学进行分析;同时利用傅里叶红外光谱(FTIR)与三维荧光光谱(EEM)对颗粒污泥的胞外聚合物(EPS)进行分析。结果表明,当木薯废水COD浓度由6 000 mg/L增大到10 000 mg/L时,COD去除率由81.23%下降到71.67%,而VFA由5.07 mmol/L增大到21.33 mmol/L。木薯废水的厌氧降解动力学模型符合一级反应动力学。当木薯废水COD浓度由6 000 mg/L增大到10 000 mg/L时,颗粒污泥EPS的红外光谱中出现了N—H的伸缩振动、C—H的伸缩振动、C O的伸缩振动以及C—N的弯曲振动。木薯废水COD浓度为6 000 mg/L时,在颗粒污泥EPS的三维荧光光谱中,出现了显著的辅酶F420吸收峰(Ex/Em=420/470),表明在此条件下,颗粒污泥产甲烷活性良好。     

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。     

苯酚对厌氧颗粒污泥的毒性研究

通过改变苯酚的浓度,研究厌氧颗粒污泥的产甲烷比活性(SMA)、胞外多聚物(EPS)产生量和组分多糖、蛋白质以及辅酶F420的变化情况,以明确苯酚对厌氧颗粒污泥的毒性作用影响,并采用红外光谱分析了不同浓度苯酚作用对EPS分子结构的影响.结果表明,苯酚浓度<100 mg/L时,对厌氧颗粒污泥的影响很小,污泥的产甲烷活性、辅...     

COD/SO42-对硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性的影响

为了考察COD/SO_4~(2-)值对硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性的影响,文章采用五隔室厌氧折流板反应器(ABR),通过逐步降低COD/SO_4~(2-)值,研究了运行过程中各隔室COD和SO_4~(2-)的去除、挥发性脂肪酸(VFA)和硫化物的分布规律以及颗粒污泥活性变化情况。结果表明:(1)在COD/SO_4~(2-)值由12.5降至4.0的过程中,COD的去除主要由第3隔室承担,SO_4~(2-)的去除由第1隔室后移并波及到第1、2、3隔室,COD和SO_4~(2-)总去除率在90%左右;VFA主要在第1、2隔室产生,在第3隔室急剧下降,而硫化物的产生由第1隔室后移至第2隔室;第3隔室颗粒污泥保持较高的比产甲烷活性(SMA)和辅酶F_(420)含量,其平均值分别为55.23 mL CH4/(gVSS·d)和10.45μmol/L,第3、4隔室的颗粒污泥的脱氢酶活性(DHA)随COD/SO_4~(2-)值变化波动较大,同时出现胞外聚合物(EPS)的积累。(2)当COD/SO_4~(2-)值降至3.0,COD的去除主要由第4隔室承担,总去除率降低至40%,SO_4~(2-)的去除则后移并波及到第1、2、3、4隔室,总去除率最终稳定在90%左右;第3隔室VFA去除不明显,出现VFA积累,硫化物的产生后移至第3隔室;第3隔室颗粒污泥的DHA、SMA、辅酶F_(420)含量均急剧下降,其数值分别为0.278μmol TTC/(g·min)、6.84 mL CH_4/(gVSS·d)和5.71μmol/L,第4、5隔室颗粒污泥的DHA和SMA总体升高,但辅酶F_(420)含量和EPS浓度均降低。     

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.     

不同形态厌氧氨氧化污泥低温保存的性能差异研究

厌氧氨氧化污泥的保存对其后续在反应器的脱氮过程有着重要的影响,因此,本研究针对不同形态的厌氧氨氧化污泥—生物膜和颗粒污泥的低温保存性能开展研究.结果表明,在64d 4℃的保存后,生物膜和颗粒污泥的厌氧氨氧化比活性分别降至(351.4±14.5),(32.3±2.7)mgN/(gVSS·d),分别为初始活性的62.1%和6.0%.EPS含量分别减少至(18.4±0.3)mg/gVSS和(13.3±1.5)mg/gVSS.生物膜和颗粒污泥中厌氧氨氧化功能菌属Candidatus Kuenenia丰度分别减少为6.1%和1.6%,厌氧氨氧化菌16S rRNA丰度分别降低为(1.48±0.29)×10⁸ gene copies/gVSS和(5.05±1.53)×10⁷ gene copies/gVSS.在后续的活性恢复过程中生物膜相较于颗粒污泥达到NRR为0.54kgN/m³/d花费周期缩短了15d.因此,厌氧氨氧化生物膜是比颗粒污泥更好的保存形态.     

电子受体类型对聚磷污泥胞外聚合物的影响研究

采用3种电子受体(硝氮、亚硝氮、氧),在SBR反应器中分别驯化了具有稳定除磷能力的聚磷污泥。对比研究了不同聚磷污泥胞外聚合物(EPS)的组分与含量,结合三维荧光光谱对EPS中有机物质进行分析。研究表明,以硝氮、亚硝氮为电子受体的聚磷污泥EPS平均浓度较为接近,分别为115.6mg/gVSS、133.5 mg/gVSS,由厌氧段至缺氧段,EPS总浓度有所下降。以氧为电子受体聚磷污泥的EPS平均浓度相对较高,为194.5 mg/gVSS,由厌氧段至好氧段,EPS总浓度略有升高。不同聚磷污泥的EPS组分均以胞外蛋白为主,占EPS总量的53%~65%,多糖与核酸占EPS总量28%~34%、5%~7%。三维荧光光谱显示3种聚磷污泥EPS均具有芳香结构蛋白质、可溶性代谢物的荧光峰,另外,以硝氮为电子受体的聚磷污泥还具有明显的腐殖酸类物质的荧光峰。研究结果表明电子受体对聚磷污泥EPS的组分、浓度、有机质类别有一定的影响。     

亚硝酸盐对厌氧产甲烷反硝化反应的抑制机理

为了研究亚硝酸盐作为反硝化底物时的厌氧同时产甲烷反硝化的反应机理,拓展厌氧同时脱碳脱氮理论在高氮有机废水中的实际应用,文章采用批式实验方法,对比研究亚硝酸盐对厌氧颗粒污泥的同时产甲烷反硝化性能的影响。结果表明,亚硝酸盐浓度对厌氧颗粒污泥的活性有影响,在适宜的浓度条件下,随着亚硝酸盐的降解,颗粒污泥的活性会逐渐恢复,当亚硝酸盐浓度达到一定的抑制阙值时,例如试验条件下的400和600 mg/L,其对颗粒污泥的活性抑制是不可逆的;亚硝酸盐浓度对其本身参与的反硝化反应也有影响,但影响不大;亚硝酸盐浓度从20 mg/L增加到600 mg/L,其降解速率由22.26 mg/(h·g)增加至44.07 mg/(h·g)。在产甲烷活性恢复试验中,当反应样中的亚硝酸盐浓度分别为100、200、400、600 mg/L时,厌氧颗粒污泥的产甲烷活性比之前分别降低了4%、10%、100%、100%。     

石化废水处理过程中活性污泥毒性变化

考察了某石化园区废水从进入污水处理厂到到达好氧生物处理单元之前,各级工艺处理后废水对活性污泥的毒性的变化情况,通过活性污泥耗氧速率抑制效应、脱氢酶活性抑制效应和发光细菌急性毒性3种指标表征石化废水的活性污泥毒性,测定了沿程各节点废水的三维荧光光谱,并解析了石化废水对活性污泥的毒性与其荧光光谱特征之间的相关性.结果表明,石化废水对好氧生物处理工艺中硝化细菌耗氧速率的抑制率达50%~60%,经过好氧生物处理单元之前的各级处理后,抑制作用仍然在30%左右.在沿程各处理工艺中,水解酸化与A段缺氧处理对毒性削减作用相对明显.比较3种毒性表征方法的结果,耗氧速率法较适合评价石化废水对活性污泥的毒性.各水样的荧光峰集中在λ_(ex)/λ_(em)=200~300/250~400nm区域,其中峰C(λ_(ex)/λ_(em)=225/340)、E(λ_(ex)/λ_(em)=275/325)、F(λ_(ex)/λ_(em)=275/335)与毒性相关性较强,因此,检测发射波长在325~340nm内荧光物质有助于快速表征石化废水活性污泥毒性.     

亚硝化颗粒污泥中EPS提取方法与组成特性的比较研究

以异养型好氧颗粒污泥(AGS)、普通活性污泥(AS)和厌氧颗粒污泥(An GS)为参照,考察了5种方法对亚硝化颗粒污泥(GNS)中胞外聚合物(EPS)的提取效果,以选出最佳方法,并通过测定蛋白质(PN)/多糖(PS)含量、三维荧光(3D-EEMs)与傅里叶红外(FT-IR)图谱,比较分析了GNS中EPS的组成特性.结果表明,甲醛-Na OH法能在有效保护细胞结构的同时,获得较高的EPS提取效率,而耗时更短的甲醛-热碱法对GNS也同样适用.尽管亚硝化颗粒污泥的EPS总量低于其他污泥样品,但高比例的PS成分有利于自养型微生物的固着生长.从可溶性微生物代谢产物(λEx/λEm=250~310 nm/320~380 nm)和芳香类蛋白质(λEx/λEm=200~250 nm/280~380 nm)所对应的荧光峰强度及红外图谱可知,GNS具有比AS更高的微生物活性和更丰富的结构性蛋白,且EPS组成更为简单.     

厌氧/微好氧与A/(O/A)n运行时间配比对SNDPR的影响

在SBR反应器中采用厌氧/微好氧与A/（O/A）_n交替运行模式,考察运行过程中污染物的去除效果、颗粒污泥特性及EPS分泌情况等,探讨厌氧/微好氧与A/（O/A）_n的运行时间配比对短程硝化反硝化除磷（SNDPR）系统的影响.结果表明,在厌氧/微好氧与A/（O/A）_n交替运行方式下,整个运行期间对COD的平均去除率始终保持在90%以上.当厌氧/微好氧与A/（O/A）_n运行时间配比为1：1时,系统内的脱氮除磷性能均有所提高,TP和TN的平均去除率分别达到了95.87%和92.00%,颗粒污泥的结构更为密实,EPS含量达到了92.60mg/gVSS,PN/PS维持在较高水平,而运行时间配比为1：3和3：1时颗粒的稳定性均略有降低.系统内以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌占比达到了57.76%,比氨氧化速率（以N/VSS计）达到了4.57mg/（g·h）,表明厌氧/微好氧与A/（O/A） n运行时间配比为1：1时提高了功能菌的活性,有利于维持良好的短程硝化反硝化除磷性能.     

纳米ZnO浓度对EBPR系统除磷性能的影响

采用SBR工艺接种成熟的强化生物除磷(EBPR)絮状污泥,研究了不同浓度纳米ZnO(ZnO NPs)对颗粒化EBPR系统性能的影响。结果表明:低浓度(≤1 mg/L)ZnO NPs可促进厌氧释磷和好氧吸磷作用;随着ZnO NPs浓度的增加,磷酸盐及COD去除能力受到明显抑制;在厌氧释磷过程中,PAOs对ZnO NPs的毒性更为敏感;与未受ZnO NPs污染的系统相比,ZnO NPs浓度为15 mg/L条件下的释磷速率与吸磷速率分别下降了0.1 mg/(gVSS·min)和0.15 mg/(gVSS·min)。     

联合厌氧/微好氧的A/(O/A)n强化好氧颗粒污泥脱氮除磷

设置3组规格相同的SBR反应器R1、R2和R3,分别采用A/O/A-A/O/A、A/O/A-A/O、A/（O/A）_n-A/O方式运行,以模拟废水为进水基质,接种实验室4℃长期饥饿储存的好氧颗粒污泥及絮状污泥（70%颗粒污泥+30%絮状污泥）,在相同初始条件下,探讨了不同运行方式下颗粒污泥的活性恢复情况及短程硝化反硝化除磷性能.实验结果表明,联合厌氧/微好氧的A/（O/A）_n交替运行模式在实现颗粒污泥的活性恢复及污染物处理性能上表现出较大的优势,R3形成了平均粒径为802.98μm的密实颗粒,分泌的胞外聚合物（EPS）含量达到了94.52mg/gVSS,表明联合厌氧/微好氧的交替运行模式刺激了微生物分泌更多的EPS,颗粒结构更稳定.在稳定运行期间,R3的COD、TP、TN去除率分别达到了92.45%、93.72%和97.24%.系统内以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌所占比例达到了51.46%,实现了氨氧化菌（AOB）与反硝化聚磷菌（DPAOs）的同步富集,具有良好的污染物去除效果.     

Treatment of a dyeing wastewater from a woolen mill using an A/O membrane bio-reactor

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｄｙｅｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｏｆｗｏｏｌｅｎｍｉｌｌｃｏｎｔａｉｎｓａｌｏｔｋｉｎｄｓｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ,ｓｕｃｈａｓａｃｉｄｉｃｄｙｅｓ,ｄｉｓｐｅｒｓｅｄｙｅｓ,ｍｏｒｄａｎｔｄｙｅｓ,ａｕｘｉｌｉａｒｉｅｓ,ｓａｌｔｓａｎｄｓｏｏｎ .Ｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔｓｆｒｏｍｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｓｆｏｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｄｙｅｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｏｆｗｏｏｌｅｎｍｉｌｌｓｗｉｔｈｎｏｒｍａｌｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅ…     

Treatment of a dyeing wastewater from a woolen mill using an A/O membrane bio-reactor

An anaerobic/oxic membrane bioreactor (A/O MBR) was used for treatment of dyeing wastewater from a woolen mill.COD and color of the wastewater were 54-473 mg/L and 40-400 dilution time (DT) respectively. The ratio of BOD5/COD was less than 0.13. By the A/O MBR process, the average removal of COD, BOD5, color and turbidity was 82％, 96％, 71％ and 99％, respectively. The average COD, BOD5, color and turbidity of effluent was 37 nag/L, 0.8 mg/L, 40 DT and 0.44 NUT respectively. The effluent COD met the local standard of reuse water in Beijing, China. The average COD volume load of the anaerobic biological tank was 0. 0483 kgCOD/(m3·d) and that of the aeration tank of the MBR was 0. 3589 kgCOD/(m3·d). The sludge load of the MBR was 0.19 kgCOD/(kg· MLSS· d) on average and the maximum of that was 0.4 kgCOD/( kg· MLSS· d).The flux of the A/O membrane bioreactor could be remained at larger than 50 L/(h· m2· 0.1MPa). The results indicated that A/O membrane bioreactor has technical feasibility for treatment of woolen mill wastewater.     

ABR-MABR耦合工艺处理畜禽养殖废水的同步启动

为评价采用ABR-MABR（厌氧折流板反应器-膜曝气生物膜反应器）耦合工艺处理畜禽养殖废水的可行性,采用模拟畜禽养殖废水,通过在ABR的厌氧格室接种厌氧颗粒污泥和MABR的好氧格室接种活性污泥,逐步升高进水负荷进行反应器的同步启动,并通过PCR-DGGE技术研究了反应器中微生物群落结构.结果表明:48 d后反应器OLR（有机负荷,以COD_Cr计）达到5.0 kg/（m3·d）,此时,耦合反应器对COD_Cr、NH₄+-N的去除率分别可达89%、60%,反应器成功启动;成功启动之后反应器中厌氧颗粒污泥的浓度在14.0~35.0 g/L之间,直径由1.18~1.58 mm增至1.62~2.37 mm.ABR-MABR中的污泥主要由杆状菌和少量丝状菌、球状菌以及胞外聚合物组成;反应器中微生物群落结构丰富,厌氧格室中存在优势的具有产氢、产甲烷功能菌群或反硝化功能的菌群,曝气格室中存在硝化细菌[uncultured Nitrospira sp.、uncultured Nitrospira sp.（Nitrospirae）]与反硝化细菌（Thauera sp.）,同时也发现了与厌氧消化产甲烷相关的菌群.研究显示,采用接种厌氧颗粒污泥与逐步升高进水负荷的方式可以快速实现ABR-MABR的同步启动.      

林可霉素生产废水的厌氧生物处理工艺

采用单相中温升流式厌氧污泥床(UASB)反应器厌氧生物工艺处理含有有毒难降解有机物的林可霉素生产废水.当进水COD 8000～14000 mg/L,HRT约10h时,COD容积负荷可达20～35kg/(m³·d),COD去除率为50%～55%.适时调整并维持较高的表面水力负荷[0.2～0.4 m³/(m²·h)]、较高的进水有机基质浓度(COD为2000～3000mg/L)和污泥COD负荷[0.2～0.5 kg/(kg·d)],并适当延长启动驯化时间可培养出沉降性好、污泥活性较高的颗粒污泥.废水厌氧生物降解动力学符合Monod方程,动力学常数V_max=1.3 d^-1,K_s=8133mg/L.废水中不可生物降解物质占总COD的比例约为30%,这是废水COD去除率偏低的重要因素.     

The integration of methanogenesis with denitrification and anaerobic ammonium oxidation in an expaned granular sludge bed reactor

The integration of methanogenesis with denitrification and anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) was studied in an expanded granular sludge bed (EGSB) reactor in this work. Experimental results from the continuous treatment of wastewater with nitrite and ammonium, which lasted for 107 days, demonstrated that wastewater with high nitrite and ammonium could be anaerobically treated in an expanded granular sludge bed reactor. More than 91% to 97% of COD were removed at up to about 3.9 g COD/(L x d) of COD volumetric loading rate. More than 97% to 100% of nitrite was denitrified at up to about 0.8 g NO2(-) -N/(L x d), which is 16 times higher than that in a conventional activated sludge system with nitrification/denitrification (0.05 gN/(L x d)). No dissimilatory reduction of nitrite to ammonium occurred in the process. However, maximum of about 40% ammonium was found to be lost. Batch tests of 15 days with sludge from the reactor showed that 100% of nitrite was denitrified completely, and about 3% of ammonium was removed when only ammonium (34.3 mg/L) and nitrite (34.3 mg/ L) were added into the sludge suspension medium. Furthermore, about 15% of ammonium amounts were lost with organic COD addition. It suggested that the methanogenesis in the system could enhance ANAMMOX because of intermediate hydrogen produced during methanogenesis.