碳源种类对同步脱氮除磷颗粒污泥除磷性能的影响

以厌氧/好氧交替运行培养的具有脱氮除磷功能的颗粒污泥为对象,研究不同碳源条件下对除磷特性的影响。研究结果显示,醋酸钠为单一碳源培养的颗粒污泥呈淡黄色,粒径分布较均匀,主要为双球菌和短杆菌,磷平均去除率为84.77%,厌氧末端释磷量平均为89.76 mg/L,最大释磷和吸磷速率分别为106.33mg/(g·h)和50.92 mg/(g·h);乙酸钠葡萄糖为复合碳源培养的颗粒污泥呈白色和淡黄色,粒径分布不均匀,主要为单球菌,磷平均去除率为93.06%,厌氧末端释磷量平均为75.52 mg/L,最大释磷和吸磷速率分别为92.84 mg/(g·h)和28.23 mg/(g·h),两种碳源条件下表现出良好的除磷能力。     

以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌驯化

以活性污泥为种泥,通过序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),在厌氧-缺氧-好氧交替的条件下驯化培养以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌(Denitrifying Phosphorus-Accumulating Organisms,DPAO)。在330 d的培养时间内监测磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等常规指标,并研究驯化不同阶段的一个周期内各指标的变化及进行相应的动力学分析。结果表明,随着驯化的进行,厌氧阶段释磷速率逐渐增加,释磷量也相应增大,出水磷质量浓度最终维持在0.8mg/L,去除率达到91.8%,硝氮全部去除。通过对16S r RNA测序结果的比对,得到聚磷菌占总菌的76.93%,反硝化除磷菌占聚磷菌的一半以上。而聚糖菌仅占5.13%,聚磷菌成为优势菌种。此外,在整个驯化过程中,水质和环境条件的变化使出水中磷质量浓度出现波动,而出水硝氮的变化不大。研究表明,以硝酸盐作为主要氮源培养反硝化除磷细菌的方式是可行的,并有利于聚磷菌对聚糖菌的竞争,使聚磷菌成为优势菌种。     

SRT对A2/O-MBBR工艺中聚磷菌特性的影响

采用强化生物除磷系统(A~2/O-MBBR)联合工艺,在不同污泥龄(SRT)(20 d、15 d、10 d、6 d、3 d)的条件下,考察A~2/O系统各区聚磷菌生化代谢特性的变化。结果表明,A~2/O-MBBR联合工艺采用双泥系统,分相培养了硝化菌和聚磷菌,该系统的微环境有利于自养型硝化菌的生长和积累,硝化反应已不是A~2/O-MBBR联合工艺运行的限制因素,SRT缩短对系统中总氮(TN)、化学需氧量(COD)去除效果影响不大,可溶性正磷酸盐(SOP)去除率随SRT缩短而逐步上升,SRT为3 d时去除率最大为94%。聚-β-羟基丁酸(PHB)是聚磷菌(PAOs)去除污染物所需碳源和能量的中转站,在胞内聚合物与能量转化过程中起重要作用,不同SRT下胞内聚合物的代谢含量与释磷、吸磷含量有密切关系,代谢量越多,释磷、吸磷量越多。SRT为6 d时,厌氧段聚磷菌具有最佳的释磷性能,形成了具有显著释磷作用的菌种。缺氧区胞内聚合物代谢规律与好氧区相似,对于反硝化聚磷菌来说,在SRT为10 d时对PHB的利用率最高,代谢活性最好;而对于传统聚磷菌来说,在SRT为6 d时其代谢性能最佳,且聚磷菌占全菌比例最大。短泥龄条件有利于提高胞内聚合物的单位污泥质量分数、驯化出积累PHB质量分数较高的微生物种群,其中SRT为6 d时各胞内聚合物含量最高,A~2/O-MBBR联合工艺的处理效果最佳。     

亚硝酸盐对强化生物除磷系统的影响

为了全面了解亚硝酸盐在生物除磷系统中的作用,采用SBR反应器,研究了亚硝酸盐对聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷的影响及短程反硝化除磷过程中各物质质量浓度之间的关系。结果表明,厌氧段释磷量随厌氧段投加NO-2-N质量浓度提高而增加,在厌氧段的后期出现了以NO-2为电子受体的吸磷现象。在好氧段投加亚硝酸盐,当NO-2-N质量浓度从5 mg/L升高到10 mg/L时,好氧吸磷速率随NO-2-N质量浓度提高而迅速降低,但当NO-2-N质量浓度超过10 mg/L后,好氧吸磷速率随NO-2-N质量浓度提高降低速度减缓。系统缺氧除磷量与NO-2-N消耗量、缺氧除磷量与PHB(聚-β-羟基丁酸)消耗量均呈线性关系。     

温度和COD对SBR反硝化同时除磷系统除磷能力的影响

以除磷脱氮SBR(Sequencing batch reactor)系统作为研究对象,考查了温度和COD对其反硝化,以及除磷能力的影响.结果表明,反硝化除磷适宜温度范围为18～37℃.在此温度范围内反硝化除磷速率随温度升高而提高,而且温度变化基本上不影响反硝化除磷系统PO34-去除量和NO3-转化量之间的定量关系.同时实验还发现,反硝化同时除磷系统比传统的厌氧/好氧除磷系统节省33%的碳耗.当进水PO34--P质量浓度8.0～9.2 mg/L而COD质量浓度低至220～240 mg/L时就可以保证出水PO43--P质量浓度小于0.5 mg/L.而传统的厌氧/好氧SBR除磷脱氮系统则需将进水COD质量浓度提高至350 mg/L时才能实现这一目标.     

P-SBR工艺侧流释磷效果恶化探究

将侧流释磷技术应用到低碳源污水生物处理中,能有效缓解或者消除生物除磷与脱氮之间的竞争与矛盾,维持系统的稳定.但在本系统研究中发现当外碳源(HAc)质量浓度超过350mg/L时(以COD计),出现强化释磷恶化甚至系统崩溃的现象.对各种可能因素进行分析,得出在释磷一运行周期内加入过量碳源,聚磷菌体内的糖原耗尽,释磷停止;长期加入过量碳源,聚磷菌淘汰,系统崩溃.     

剪切力对好氧颗粒污泥的影响及其脱氮除磷特性研究

以普通絮状活性污泥为接种污泥,以人工配制模拟生活污水为进水,采用有机负荷调控法,在SBR反应器内培养富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,研究剪切力对好氧颗粒污泥理化特性及生物学特性的影响,并探讨好氧颗粒污泥的同步脱氮除磷特性.首先SBR以厌氧/好氧方式运行,采用有机负荷调控法培养出富含聚磷菌的好氧颗粒污泥,其粒径在1.0～2.0 mm,SVI在20～22 mL/g,MLVSS/MLSS为91.0％,活性污泥比耗氧速率(SOUR)为45.32 mg/(g·h).颗粒污泥具有良好的沉降性能和较高的生物量,磷酸盐去除率为78％ ～ 99％.然后通过控制搅拌机转速研究4种不同剪切力(以剪切应力表示为0.120 N/m2、0.151 N/m2、0.184 N/m2、0.220 N/m2)条件下好氧颗粒污泥的颗粒化进程、颗粒污泥形态及生物活性.结果表明,当剪切力在0.120-0.220 N/m2之间时,剪切力越大,培养出的好氧颗粒污泥的结构越密实,形状越规则,生物活性越强;在一定范围内(0.120～0.184N/m2),剪切力越大,污泥的颗粒化进程越快,培养出的颗粒污泥的粒径越大;但当剪切力为0.220 N/m2时,污泥的颗粒化进程反而变慢,培养出的较大的颗粒污泥解体,颗粒污泥的粒径反而变小.最后采用逐渐增加进水NH;-N负荷的方法诱导具有同步脱氮除磷能力的好氧颗粒污泥,25d后,SBR对NH4+-N、TN、PO3-4--P的去除率分别达到99.7％、89.8％及94.5％.     

污泥转移对新型SBR工艺除磷的影响

污泥转移SBR工艺由并联运行的SBR反应器和连续运行的生物选择器构成,其显著特点是通过污泥回流实现除磷优势菌种的筛选,强化除磷效果。以生活污水为处理对象,研究了污泥转移15%、30%、40%时厌氧释磷和好氧吸磷的情况。结果表明:厌氧段胞内聚-β-羟基丁酸(PHB)合成量随污泥转移量提高先上升后基本持平,与释磷量变化趋势相同;静态试验结果显示,厌氧释磷速率随污泥转移量增加而提高,污泥转移15%、30%、40%的比释磷速率分别为6.23 mg P/(g MLSS·h)、9.88 mg P/(g MLSS·h)、12.97 mg P/(g MLSS·h);随污泥转移量提高,好氧末端胞内聚磷酸盐合成量变化趋势与吸磷量变化趋势相同,也表现为先上升后基本持平;当污泥转移30%时系统除磷效果最佳,总磷(TP)去除率为96.7%±1.9%,污泥转移40%的TP去除率与30%的相近,且均高于污泥转移15%的。研究表明,通过控制适宜的污泥转移量能够筛选富集除磷微生物,达到强化除磷的目的。     

磷酸钙盐法回收剩余污泥超声波处理上清液中磷的研究

在污泥减量化处理中,细胞微生物中的碳氮磷等会释放到上清液中。为了对上清液中的磷进行有效回收,在前期研究的基础上,以生物厌氧好氧除磷(An/O)工艺的剩余污泥超声波处理上清液为研究对象,考察了磷酸钙盐(HAP)法的磷回收效果。结果表明:HAP法反应较快,5 min时反应基本完成;初始pH值在8.5～10.0时,回收率均可保持在较高水平;最佳钙磷比(Ca2+/PO34--P)为3.87。在以上最佳工艺条件下,总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)的回收率分别达到88.4%、94.0%,同时对上清液中的有机物、氮也有一定的去除。     

长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果

为保证磷的去除率,城市污水处理厂生物除磷系统污泥龄一般控制在15 d左右.污泥龄越短,剩余污泥排放量越大,污泥处理费用越高.为探明长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果及其作用机理,采用厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR反应器,以无水乙酸钠、葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨为混合碳源,模拟城市污水处理系统,对污泥龄分别为12d、20d和48 d的生物除磷系统出水总磷质量浓度进行连续监测,研究污泥龄与胞内聚合物PHB(聚羟基丁酸)和PHV(聚羟基戊酸)质量比的关系.结果表明,对于进水COD为450 mg/L,总磷质量浓度达8 mg/L的城市生活污水生物除磷系统,由于碳源充足,污泥龄达到48 d仍能保证出水总磷质量浓度长期稳定达标,长泥龄不会影响除磷效果.由于我国生活污水水质的变化,城市污水处理厂最佳污泥龄约为48d.污泥龄对聚磷菌体内的PHA(聚羟基烷酸)质量比及组成有重要影响.随着污泥龄的增长,PHA总量增加,聚磷菌得到了更多的吸磷驱动力,好氧时间不断减少,除磷效率不断增加.随着污泥龄的增长,聚菌体内的PHV质量比增加,而PHB质量比基本不变,因此PHB在PHA中占的比例有所下降.     

新型单级自养脱氮与反硝化除磷耦合工艺

反硝化除磷菌(Denitrifying Polyphosphate Accumulating Organisms,DPAOs)在缺氧段需要硝氮(NO-3-N)作为电子受体进行吸磷,而氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)和厌氧氨氧化细菌(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)恰好能够产生NO-3-N,基于此原理,将反硝化除磷菌与氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌进行联合培养,建立单级自养脱氮与反硝化除磷耦合工艺。该耦合工艺通过3个阶段的培养,在低碳氮磷比的条件下实现COD(Chemical Oxygen Demand)、氨氮及磷酸盐的同步高效去除(90%)。同时探讨了反硝化除磷细菌在不同碳源的条件下,各个化学指标(如挥发性脂肪酸、聚羟基脂肪酸等)的变化趋势及微生物群落多样性的变化情况。     

滇池高效聚磷菌Rhodococcus sp.H的分离鉴定及除磷特性研究

采用混合稀释平板法,从富营养化湖泊底泥滇池中分离出1株高效聚磷菌,经分子生物学鉴定,推测其为红球菌属(Rhodococcus sp.),将其命名为Rhodococcus sp.H,并对菌株H在不同理化因素条件下的生长及除磷特性进行了研究。结果表明,该菌株在接种培养24 h后即能完成对数增长期,在pH值为6~7、温度为30℃时能获得较高生物量和除磷率,最佳碳源为乙酸钠和乙醇,最佳氮源为牛肉膏和蛋白胨。当温度高于35℃或低于15℃、p H值高于9或低于5时,菌株的生长会受到明显抑制,除磷率较低。同时研究表明,该菌株的生长会影响其生长环境基质的p H值,在一定范围内具有较强的p H值调节能力。该菌株能够有效利用乙酸钠和乙醇等小分子碳源获得较大生物量和较高的除磷效率,但是不能将铵盐作为唯一的氮源来利用。     

湖泊富营养化的藻类生物学评价与治理研究进展

介绍了藻类的种群结构、污染指示种、生长潜力、种类多样性指数和综合指数等生物学指标在湖泊营养型评价中的应用;详细列举了超富营养型(Hypertrophication)、富营养型(Eutrophication)、中营养型(Mesotrophication)和寡营养型(Olipotrophication)等四类水体的部分指示藻类及大致表观现象;针对湖泊富营养化中备受关注的营养过剩和藻类生长过度问题,简要报道了国内外有关湖泊富营养化治理中的藻类N、P处理和除藻研究进展,以及近期作者在相关研究领域所开展的工作和初步结果;同时对湖泊富营养化的危害进行了大致分析,并提出了减缓湖泊富营养化进程、防治其进一步加剧的相关措施.     

滇池水体除藻材料的除藻作用试验研究

利用昆明地区的粘土矿制作新型轻质除藻材料,试验研究该材料对滇池湖水中藻类的除藻及净化作用.实验室小试(20 L)结果表明,该除藻材料放入滇池水样实验70 d后,水质明显好转,藻类去除率可达95.8%,CODMn、TN及TP的去除率分别为34.4%、81.5%、28.2%.在滇池湖边300 m2水面围栏扩大试验结果显示,除藻材料放入试验区水体10 d后,水体中藻类含量明显减少,水体透光率从55%增加到80%,水质状况也有很大改善.研究结果表明,该材料具有良好的湖泊水体除藻及净化作用,有必要对其开展进一步的深入研究.     

污泥转移对SBR工艺微生物群落结构及其除磷效能影响分析

采用污泥转移SBR工艺处理以生活污水为基础的合成废水。污泥转移能够强化厌氧生物选择器中聚磷菌的筛选,从而显著提升传统SBR工艺的除磷性能。对比传统SBR,应用荧光原位杂交(FISH)和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)考察了污泥转移SBR中微生物种群结构的变化及除磷特性。结果表明,污泥转移SBR中磷的去除率总体呈上升趋势,稳定在93%左右;而传统SBR中磷的平均去除率为50%。DGGE试验表明,污泥转移SBR首尾样品的相似性系数为36.8%,传统SBR的则为54.7%;污泥转移SBR的香农指数下降率为5.6%,而传统SBR的香农指数下降率为4%。微生物种群在驯化过程中发生了变化,即微生物种群的优势菌在反应器启动阶段被筛选和富集。对比传统SBR,污泥转移SBR中微生物种群的这一驯化现象表现得更为明显。FISH试验表明,污泥转移SBR的聚磷菌占全菌比例在反应器稳定后可达到46%,聚糖菌则稳定在22%;传统SBR稳定后的聚磷菌比例为35%,聚糖菌比例为30%。传统SBR和污泥转移SBR的聚磷菌比例都先沿程增加最后稳定,且聚磷菌是优势菌。污泥转移SBR的聚糖菌沿程减少,聚磷菌抑制了聚糖菌的生长。因此,污泥转移SBR工艺具有筛选大量聚磷菌且抑制聚糖菌的除磷优势。     

Innovative combined technique for high concentration of azo dye AR18 wastewater treatment using modified SBR and enhanced Fenton process as post treatment

The purpose of this research was to evaluate the performance of combined biological/advanced oxidation process (AOP) system for treatment of wastewater containing high concentration (500 mg/L) of azo dye Acid Red 18 (AR18). Two alternating anaerobic–aerobic sequencing batch reactors (SBR1 and SBR2 without and with external feeding at the beginning of aeration cycle, respectively) were operated. The effluent of the SBRs was then post treated through enhanced Fenton process (using zero-valent iron combined with ultrasonic irradiation). More than 90% and 97% of COD was removed in the combined SBR/AOP system without external carbon source (CTS1) and with external feeding (CTS2), respectively. The analysis of dye and its metabolites using UV–vis and HPLC analysis also proved that 99% of the original dye was decolorized and more than 89% of its metabolites were degraded through CST2 which is significantly higher than the reported values in the literature. Besides, more than 87% of phosphorus removal efficiency was obtained in CST2 compared to only 54.5% removal efficiency in CST1. Regarding the findings of this study, the proposed combined treatment system (CTS2) can be suggested as an effective technique for treatment of high azo dye AR18 concentration wastewater.     

磁絮凝预处理景观湖泊的补水试验研究

为了快速净化景观湖泊的补水,采用磁絮凝法对Ⅴ类甚至劣Ⅴ类河道水体进行预处理,设计正交试验,分析了絮凝剂(PAC)、助凝剂(PAM)以及磁铁粉的投加量对预处理效果的影响,并利用正交试验法和多指标综合评分法进一步优化磁絮凝预处理工艺参数,结果表明最佳工艺参数为:磁铁粉加入量100 mg/L,PAC投加量150 mg/L,PAM投加量2 mg/L。在此最佳工艺参数下,进行验证试验,COD去除率达到50.39%,TP去除率为96.65%,浊度去除率为91.59%,氨氮去除率为6.31%,除氨氮外,其他各指标基本均能达到地表水环境Ⅲ类水体标准,达到了预处理目的,为后续深度净化减轻负荷压力。     

Phosphate removal using aerobic bacterial consortium and pure cultures isolated from activated sludge

In the present study, an attempt is made to evaluate the kinetics of biological phosphate removal using a bacterial consortium of activated sludge, as well as screening for dominant polyphosphates accumulating bacteria. The results showed an efficient phosphate uptake (P < 0.001) of the consortium, with rates related to the initial concentration of both phosphate and carbon sources. Short chain volatile fatty acids presented the suitable substrates for enhanced biological phosphorus removal, of which maximum yield reached 99.23% and 78.51% in basal salt medium supplemented with 0.5% of sodium acetate and lactate respectively. Fifteen phosphate-accumulating bacteria were isolated from the activated sludge and only four isolates were selected and characterized as Pseudomonas aeruginosa AS1, Moraxella lacunata AS2, Acinetobater junii AS3 and Alcaligenes denitrificans AS4. The highest efficiency of phosphate uptake using pure culture was achieved with Ac. junii AS3 (83.36) followed by P. aeruginosa AS1 (81.78%), Al. denitrificans AS4 (76.72%), and M. lacunata AS2 with 50.6%.