低强度超声波辐射对污泥生物活性的影响机制

通过测定超声辐射前后污泥性质的变化,不同处理方式对污泥活性影响以及自由基清除剂NaHCO3加入对超声作用效果影响,初步探讨了低强度超声波辐射对污泥生物活性的影响机制.研究结果表明,低强度超声辐射的机械作用和空化作用,使污泥絮体破碎,强化了固-液对氧的传质,提高了酶活性以及增加了溶液中可利用基质,从而强化了污泥的生物活性;不过,超声辐射同时也产生大量自由基,会对污泥生物活性产生抑制或破坏.因此,低强度超声辐射对污泥活性影响是促进效应和抑制效应共同作用的综合表现.     

污泥的超声破解及其对微生物活性的影响

同步测定了超声处理过程中污泥破解程度、微生物活性、颗粒大小等参数的变化,并分析了不同参数之间的内在联系及超声参数对污泥微生物活性的影响.结果表明,污泥颗粒的超声处理过程可以分为2个阶段:首先絮体破碎为直径十几μm的小凝集体,胞外有机质溶出,微生物游离出来,活性增强;随后小凝集体被进一步破坏,污泥颗粒直径降至10μm以下,微生物胞内有机质溶出,活性明显下降.由于污泥的不均匀性,2个阶段并非截然分开,短时间内,污泥破解程度低于20%时,以絮体破碎为主,污泥活性提高20%以上;当污泥破解程度在20%~40%之间时,部分微生物开始受到损伤,污泥活性提高不到20%;当污泥破解程度高于40%时,大部分微生物受到损伤,污泥活性迅速下降.低强超声可以在较长处理时间内使大部分污泥颗粒停留在絮体破碎阶段,有效避免微生物的破坏,因此适用于增强污泥微生物活性.     

温差对活性污泥呼吸速率影响的探讨

通常．活性污泥在中温或高温条件下运行,一般都在20℃以上。而我国北方每年有一半的时间要低于20℃。污水处理厂对温度的控制需要耗费大量电能,大大增加了运行成本、,本实验研究了在20℃和瞬间温度突变对活性污泥的呼吸速率的影响,并对污泥活性的恢复进行探讨。     

城市污水处理厂活性污泥呼吸速率的研究

利用差压仪分别测定了5个污水处理厂曝气池混合液的内源呼吸耗氧量,同时设计了密闭投加醋酸钠的差压仪测定方法,测定了投加醋酸钠后的外源呼吸耗氧量。不同污水处理厂污泥呼吸性能有较大差异,比基质内源呼吸在14～42mgO2/（g MLVSS.d）范围变化,投加有机物后比外源呼吸在120～450mgO2/（g MLVSS.d）范围变化。不同污水处理厂之间的内源呼吸耗氧速率OUR的大小和挥发性污泥浓度MLVSS的高低没有必然联系,但比内源呼吸OUR高的污泥有较强的基质去除能力,表现出较强的比外源呼吸能力。提高污泥内源呼吸能力就可以实现城市污水处理厂节能减排。     

基于DO曲线特征的污水毒性检测技术研究

基于对生化反应体系溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)曲线特征的分析,研究了一种污水毒性检测技术,实验结果表明:在确定的操作流程和参数条件下,对于同种污水的周期性反应,体系DO周期性变化特征值波动小于10%,呈现高规律性和稳定性;最终建立了一种基于体系DO曲线特征的污泥活性相对抑制率公式,通过量化分析污水毒性对污泥活性的抑制程度,提供一种污水毒性快速检测技术手段。     

生活污水与人工配水对好氧颗粒污泥系统的影响

在R1、R2两组序批式活性污泥反应器（SBR）中接种污水处理厂回流污泥,分别以人工配水和实际生活污水为进水,研究常温下（20~30℃）进水水质对好氧颗粒污泥工艺的启动以及温度变化对系统稳定运行的影响.结果表明,R1、R2分别历时25 d、42 d启动成功,颗粒污泥稳定后,其平均粒径分别达到1200 μm、750 μm,R1、R2内出水COD、TP、TN的平均浓度分别为22.53、0.48、7.70 mg·L^-1和49.73、0.49、14.55 mg·L^-1,去除率分别为90.60%、90.34%、87.85%和79.74%、88.59%、79.25%.当温度降低至5~16℃时,R1内颗粒污泥出现解体现象,COD及TP去除能力基本不变,出水TN平均浓度升高为29.03 mg·L^-1,平均去除率降低至48.81%,脱氮性能受到抑制;R2内颗粒污泥运行稳定,出水COD、TP和TN平均浓度分别为14.31、0.50和12.24 mg·L^-1,平均去除率分别为92.42%、93.37%、86.28%,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准.采用人工配水和生活污水均能成功培养出好氧颗粒污泥,生活污水培养成熟的好氧颗粒污泥结构更密实,当温度降低至5~16℃时,能够有效抑制丝状菌的膨胀,抗冲击负荷能力强.     

CeO_2NPs对活性污泥系统脱氮效果及活性的影响

为了研究纳米氧化铈(CeO_2NPs)对活性污泥系统的影响,模拟SBR反应器一个周期的运行,通过短时、浓度梯度投加纳米CeO_2,考察了不同浓度纳米CeO_2对反应体系中有机物、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等指标的影响,同时,对微生物活性和生物量的变化进行研究。结果表明:当纳米CeO_2质量浓度为50 mg/L时,会对亚硝氮和硝氮的去除过程有抑制作用。纳米CeO_2超过25 mg/L,污泥代谢活性短时间也会被抑制,对污泥具有毒性抑制作用。用TTC-ETS表征纳米CeO_2毒性灵敏性较高,可以作为纳米CeO_2对活性污泥硝化菌毒性评价的有效指标。纳米氧化铈会穿过细胞膜进入细胞体内,可能会使参与去除氨氮的关键酶损伤,与细胞膜发生氧化反应,破坏细胞结构,抑制细胞生长。     

LAS对土壤环境理化性状和生物活性的影响

以太湖地区黄泥土为例 ,通过土壤物理性质测定、毒性物质吸附实验以及实验室微生物培养 ,研究了不同浓度LAS对土壤环境理化性质和微生物活性的影响 .表明LAS显著影响土壤溶液性质 ,降低土壤环境对苯酚的吸附量 ,但对重金属离子的吸附无明显效应 ;土壤硝化作用和氨化作用对LAS十分敏感 ,反硝化作用受到一定程度的促进 ;土壤中细菌受到LAS的刺激 ,而真菌受到抑制 ;土壤呼吸活性在培养前期随LAS浓度表现增强 ,但在 >5mg/L浓度下 ,一周后均表现出抑制 .本研究表明 ,土壤中存在对LAS耐受的微生物群落 .土壤对LAS污染的环境效应与土壤类型和性质有关 ,尚需进一步研究 .     

含生物活性介质废水体系的流变行为研究

研究了含生物活性介质废水体系的流变行为 ,考察了污泥浓度、体系 pH值、温度等因素对废水体系流变行为的影响。实验结果表明 :体系粘度随着污泥浓度的增加而变大 ;也随着pH值的增加而变大 ;温度升高 ,污泥粘度相应会变小 ;同样污泥浓度的体系粘度 ,厌氧条件下比好氧条件要低。研究结果可为生化法中的氧气、污染物传递过程计算和生化反应器设计提供理论基础。     

低温下活性污泥膨胀的微生物群落结构研究

采用水质参数指标测定和高通量测序技术,探讨了郑州某污水处理厂冬季间歇性污泥膨胀机制.结果表明该厂活性污泥的污泥容积指数(SVI值)的变化与季节温度变化有显著的负相关性,1~4月及12月易发生污泥膨胀,但是不影响出水水质.高通量测序技术分析发现污泥膨胀月份泥样的微生物群落结构要显著不同于未膨胀月份.该厂发生丝状菌污泥膨胀的优势丝状菌为腐螺旋菌科Saprospiraceae和黄杆菌科Flavobacterium.因此,低温导致活性污泥微生物群落结构变化是引起该厂活性污泥膨胀的原因.     

低强度超声波强化污水生物处理中超声辐照周期的优化选择

为了对低强度超声波强化污水生物处理的重要工艺参数———超声辐照周期进行优化,采用城市污水处理厂的好氧活性污泥为试验材料,以好氧呼吸速率(Oxygen Uptake Rate,OUR)和TTC-脱氢酶活性(2,3,5-triphenyl tetrazoliumchloride-dehydrogenase activity,TTC-DHA)为指标,研究了频率35kHz、强度0.3W/cm²的超声波辐照10min后0～48h污泥活性的变化规律,发现超声辐照处理后8h污泥活性达到最大值,24h后超声波的强化作用基本消失.随后分别以8h和24h为超声辐照周期,进行了反复超声辐照处理试验.结果表明,当采用超声辐照周期为8h时,第2次超声辐照后污泥的活性就开始明显下降,3次辐照后污泥的活性下降到对照的一半;当采用超声辐照周期24h时,每次超声辐照后污泥活性依然有所升高,但是随着超声辐照次数增加,其升高的幅度逐渐降低.考虑到设备投资及处理效果稳定性,应采用8h的超声处理周期,每次只处理反应器内一定比例的污泥以避免反复超声引起的污泥活性下降.根据上述现象分析了低强度超声波改善污泥活性的机理.     

脱氢酶活性检测技术在污水处理厂的应用研究

选用脱氢酶活性（DHA）作为反映活性污泥系统微生物活性的指标，并系统考察了环境因素，负荷等对DHA的影响，实验结果表明，DHA能快速，准胡地反映污泥的活性，该指标在污水厂的运行控制中有良好的应用前景。     

分段进水生物接触氧化工艺处理河道污水的试验研究

选择滇池入湖污染负荷最高的大清河为对象,以分段进水生物接触氧化(SFBC)工艺对河道污水开展了分流处理的试验研究,已完成冬季枯水期、春季枯水期及夏季丰水期3个时期的研究.结果表明.SFBC工艺对水质变化具有很好的适应性,调整各时期的运行参数,可以使COD及TP的去除率分别稳定在50%和40%左右,但TN的去除受水温及溶解氧等的影响很大,在逐渐稳定后去除率可达到20%左右.接种活性污泥可以加快装置的启动.但总体去除效果不及来水自然驯化的污泥.随着运行时间延长以及来水带入河道底泥的影响.有无接种污泥在处理效率上的差别逐渐消失.     

好氧-沉淀-厌氧工艺处理效能及抗冲击负荷研究

以传统活性污泥法（CAS）为参照,系统研究了好氧-沉淀-厌氧（OSA）污泥减量工艺连续运行240 d,污水处理效果、污泥性能、温度波动和难降解有毒物质的冲击对系统稳定性的影响.结果表明,OSA工艺废水处理效率整体上优于CAS工艺,COD去除效率略高于CAS,总氮、总磷去除率分别比CAS高出42 .58%和53 .84%.OSA和CAS工艺每100 g好氧污泥中生物结合的磷分别是2 .69 g和1 .11 g,进一步证实了OSA工艺有生物除磷功能.由于厌氧-好氧耦合,OSA污泥沉降性能和污泥活性都得到改善,SVI稳定在97左右, SOUR和脱氢酶活性均高于CAS污泥.OSA污泥胞外多聚物中蛋白质浓度比CAS高出1 .69 mg·g^-1,多糖浓度要比CAS低6 .7 mg·g^-1,解释了OSA污泥沉降性能改善的原因,也证实了污泥厌氧池的插入对污泥性能、微生物种群结构的影响.OSA工艺对温度波动的影响滞后于CAS工艺3～4 d,出水COD、NH^＋₄-Ｎ、SS均升高,污泥产率Y_{（ＭＬＳＳ/COD)}降低至0 .403 mg·mg^-1和0 .227 mg·mg^-1.OSA受对-硝基苯酚（PNP）的冲击比CAS更敏感,PNP浓度为10 mg·L^-1,系统完全失去脱氮除磷功能.OSA系统受温度和PNP冲击后,比CAS更难修复.     

污水生物处理中抗生素的去除机制及影响因素

环境中的抗生素污染日益严重,其诱导产生的抗生素抗性成为人类健康的重大威胁.通过对世界多地污水处理厂进、出水中抗生素浓度水平的文献调研汇总,发现当前的污水处理工艺不能实现抗生素的有效去除.吸附和生物降解是污水中抗生素的主要去除途径,因此本文深入地分析了吸附的作用机制和不同种类抗生素吸附程度的差异;从生物降解性能、降解菌和降解产物等方面分析抗生素在污水生物处理过程中的生物降解作用;分析讨论了水力停留时间、污泥停留时间、温度和工艺选型(传统活性污泥法、膜生物反应器和生物脱氮工艺)等污水生物处理工艺的运行条件对吸附和生物降解途径的影响,进而解析对抗生素去除效果的影响.菌群组成、生长基质供应情况和微污染物共存情况等因素对污水生物处理中抗生素迁移转化的影响需要更深入地研究.     

生物法废气脱硝研究

将城市生活污水处理厂活性污泥中的反硝化细菌培养挂膜到填料塔中,进行从模拟废气中脱除ＮＯｘ的效果性能实验研究,该生物膜填料塔能有效地脱除废气中的ＮＯｘ,ＮＯ２的去除率可达９９％以上,ＮＯ的去除率可达９０％左右。该法最适宜的温度为３０￣４５℃,进口ＮＯ浓度（５０￣５００ｍｇ／ｍ＾３）对其去除率几乎没有影响,随着废气流量的增加,ＮＯ的去除率逐步降低。     

NCF生物团粒促生增活工艺研究

通过试验，揭示了生物团粒的结构性质，据此设计了应用生物团粒处理炼油厂废水的促生增活工艺。结果表明，该工艺具有促使生物繁殖，改善活性污泥性能的特点，可明显提高废水处理效果。     

Immobilization of activated sludge using improved polyvinyl alcohol （PVA） gel

The microbial immobilization method using polyvinyl alcohol(PVA)gel as an immobilizing material was improved and used for entrapment of activated sludge.The oxygen uptake rate(OUR)was used to characterize the biological activity of immobilized activated sludge.Three kinds of PVA-immobilized particles of activated sludge,that is,PVA-boric acid beads,PVA-sodium nitrate beads and PVA-orthophosphate beads were prepared,and their biological activity was compared by measuring the OUR value.The bioactivity of both autotrophic and heterotrophic microorganisms of activated sludge was determined using different synthetic wastewater media (containing 250 mg/L COD and 25 mg/L NH_4~ -N).The experimental results showed that the bioactivity and stability of the three kinds of immobilized activated sludge was greatly improved after activation.With respect of the bioactivity and the mechanical stability,the PVA-orthophosphate method may be a promising and economical technique for microbial immobilization.     

低强度超声波对低温下污水生物处理的强化效果及工艺设计

为了研究低温条件下超声波对污水生物处理的强化效果,采用强度0.3 W·cm-2的超声波对好氧活性污泥进行10 min的辐射处理,然后在4℃条件下进行模拟SBR(sequencing batch reactor)反应.以耗氧呼吸速率(oxygen uptake rate,OUR)、脱氢酶活性(dehydrogenase activity,DHA)和COD为指标,研究了低温条件下超声波对污泥生物活性以及有机物去除效果的改善.结果表明,低温条件下,经超声波处理后污泥活性可提高30%,COD的去除率也可保持常温水平.通过比较可以看出,低温条件下超声波的强化效果较常温条件下更为明显.本研究还以典型的城市二级处理污水处理厂和采用SBR工艺的污水处理厂为例,对低强度超声波在污水处理工艺中的设计和操作进行了说明.