ASBR研究现状与展望

综合论述了ASBR法的工作原理、工艺特点以及国内外研究应用现状,展了在废水处理领域中的广阔前景.     

水解酸化—序批式活性污泥法（ABR—SBR）处理电泳废水的研究

利用水解酸化（采用缺氧折流板ABR反应器）-序批式活性污泥法（SBR）工艺对汽车电泳涂装工艺废水进行实验研究，分析了ABR的反应时间，容积负荷，内置填料对废水可生化性改善的影响及SBR的运行方式，进水pH，污泥负荷对有机物去除效果的影响。     

水解酸化-序批式活性污泥法(ABR-SBR)处理电泳废水的研究

利用水解酸化 (采用缺氧折流板ABR反应器 ) -序批式活性污泥法 (SBR)工艺对汽车电泳涂装工艺废水进行实验研究 ,分析了ABR的反应时间、容积负荷、内置填料对废水可生化性改善的影响及SBR的运行方式、进水 pH、污泥负荷对有机物去除效果的影响     

2种反应器中好氧颗粒污泥培养的比较研究

以絮状活性污泥为接种污泥,采用人工配制的模拟生活污水,分别在气提式序批反应器(SBAR)和序批式活性污泥反应器(SBR)中成功地培养出了成熟的好氧颗粒污泥.SBAR和SBR中的好氧颗粒污泥都具有稳定的基本形态结构,其微生物主要由杆菌和球菌组成,对COD的去除率可达到93%左右.对NH+4-N的去除率可达到98%以上.SBAR中好氧颗粒污泥的粒径主要分布、污泥体积指数(SVI)、比耗氧速率(SOUR)、TN去除率和TP去除率分别为0.45～2.00 mm、19.97 mL/g、47.68 g/(kg·h)、82%和65%;而SBR中好氧颗粒污泥的粒径主要分布、SVI、SOUR、TN去除率和TP去除率分别为0.18～1.00 mm、29.12 mL/g、43.21 g/(kg·h)、58%和50%.相对而言,SBAR更有利于好氧颗粒污泥的培养和运行.     

聚丙烯酰胺废水的好氧颗粒污泥降解研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)内通过逐步提高进水中聚丙烯酰胺(PAM)的浓度实现了好氧颗粒污泥的驯化.经过43 d稳定运行,成功培养出性状良好且对PAM具有较高降解活性的PAM好氧颗粒污泥,其PAM平均降解速率达2.230 mg/(L·h).系统内PAM好氧颗粒污泥的混合液悬浮固体(MLSS)为9.85 g/L,污泥体积指数(SVI)为39.21 mL/g,湿污泥密度为1.034 g/cm3,平均粒径为1.85 mm,单个颗粒污泥的沉降速率为8.2～12.8 mm/s.     

SBBR挂膜前活性污泥培养与驯化的研究

在序批式生物膜反应器（SBBR）挂膜前驯化活性污泥对养猪场废水进行生物降解实验。结果表明,在驯化期结束时,COD和NH₃-N的去除率分别达到85%和74%。对驯化过程中出现的污泥膨胀、上浮、泡沫等异常现象进行了分析,并提出了相应的解决措施。     

厌氧-气浮-UASB-SBR工艺处理酒精废水

介绍了厌氧-气浮-UASB-SBR处理工艺在酒精废水处理工程中的实际应用，分析并总结了工程设计及运行的经验。实践表明，经厌氧-气浮-UASB-SBR的工艺处理后，废水中COD和SS总去除效率分别可达到99．6％和99．8％以上，并可以回收大量的沼气和部分废水回用于生产过程中。该工艺具有运行稳定和处理效率高等优点，为企业带来了良好的经济效益和社会效益。     

序批式活性污泥法处理酱类食品废水的技术探讨

用序批式活性污泥法(SBR)处理酱油、酱菜食品废水，当废水COD值在2000mg／L—4000mg／L时，经SBR生化处理后的出水水质可达GB8978—1996《污水综合排放标准》二级标准。设计的SBR工艺简单，工作稳定性好,操作管理方便。     

出水回流对强化循环高效厌氧反应器(SCAR)处理印染废水的影响

采用强化循环高效厌氧反应器(strengthen circulation anaerobic reactor,SCAR)处理实际印染废水,在HRT=13.5 h、平均容积负荷为4.1 kg COD/(m3·d)的条件下,研究回流强度对反应器运行效果的影响。在回流比R=3和4时,反应器对COD的平均去除率最高,而由于PVA难生物降解特性,回流比对PVA的去除效率影响不大。各回流比条件下,反应器出水pH值均较进水时高,系统中未出现VFA累积现象。不同回流比条件下,反应器中颗粒污泥均保持良好沉降性能,系统对COD的去除效果与脱氢酶活性、辅酶F420之间密切相关。     

不同污泥源厌氧氨氧化污泥的比较

采用厌氧序批式反应器,以好氧硝化污泥和厌氧颗粒污泥为污泥源,通过对氨氮、亚硝酸盐氮、pH等指标的监测和数据分析、污泥颜色变化和菌落电镜照片的观察,研究2种不同污泥源厌氧氨氧化污泥的差异.结果表明,不同污泥源厌氧氨氧化污泥的颜色不同,污泥中具有厌氧氨氧化作用的优势菌不同;由厌氧颗粒污泥为污泥源培养出的厌氧氨氧化污泥具有较高的厌氧氨氧化活性.     

SBR法降解高浓油脂废水的活性污泥菌驯化及小型连续处理

根据高浓度油脂废水生物降解处理采用酵母一级处理-SBR法二级处理的连续净化工艺的要求,使用规模为20 L的SBR反应器对城市生活污水处理用的活性污泥进行强制性驯化,并以驯化的活性污泥菌直接应用于SBR法处理含油废水.实验发现该小型SBR法的工艺技术方案可行,系统抗冲击负荷能力强,整个系统运行比较稳定,对于含高浓度油脂的油脂精练加工厂实际排放污水处理效果良好,油脂和COD的去除率分别连续稳定在95%和90%以上,出水水质指标达到国家一级排放标准的要求.     

驯化活性污泥处理明胶有机废水的实验

利用驯化活性污泥对组分复杂的明胶有机废水进行有机物降解实验。结果表明,明胶废水的ＢＯＤ５／ＣＯＤｃｒ比值为０．４４－０．４６,ＣＯＤｃｒ进水浓度在１０００－１２００ｍｇ／Ｌ人,ＣＯＤｃｒ和ＢＯＤ５去除率分别达８１％－８３％和８６％－９１％。     

纳米银在活性污泥污水处理系统中的分布及形态转化

纳米银(nanosilver,nAg)因其优越的抑菌性能成为全球应用最多的纳米材料之一。随着纳米技术的广泛应用,纳米银不可避免进入污水收集和处理系统。在污水生物处理过程中,纳米银可能发生化学形态转变,从而对污水处理微生物产生不同的抑制效应。本研究采用序批式反应器(sequencing batch reactors,SBRs)模拟活性污泥污水处理系统,连续运行50 d,在进水中分别添加1 mg·L⁻¹、10 mg·L⁻¹ nAg和0.3 mg·L⁻¹、3 mg·L⁻¹ Ag⁺,探究了Ag在活性污泥、出水中的分布以及污泥中Ag的化学形态变化。结果表明,进水中添加的Ag(nAg或Ag⁺)导致活性污泥颜色、絮体结构和Zeta电位等均发生了变化,进水中Ag含量越高,这些变化越明显;进水中分别添加1 mg·L⁻¹、10 mg·L⁻¹ nAg和3 mg·L⁻¹ Ag⁺时,运行至第20 天后,活性污泥中Ag质量浓度稳定在3.28~3.67 mg·L⁻¹,而进水中添加0.3 mg·L⁻¹ Ag⁺时,活性污泥中Ag质量浓度持续升高,运行至第50天,达(2.38±0.19) mg·L⁻¹;进水中分别添加1 mg·L⁻¹ nAg和0.3 mg·L⁻¹、3 mg·L⁻¹ Ag⁺的反应器在50 d运行期内,出水中Ag质量浓度分别低于60.0、5.0、9.0 μg·L⁻¹,而添加10 mg·L⁻¹ nAg的反应器运行20 d后,出水中Ag含量快速升高,在第50 天时达(3.96±0.16) mg·L⁻¹,这表明进水中添加的Ag主要累积在活性污泥中,活性污泥对进水中的Ag存在吸附饱和现象,超出污泥吸附阈值后,反应器出水中总Ag含量持续升高;对运行至第50 天的各反应器中活性污泥进行了X-射线衍射分析及X射线光电子能谱分析,发现进入活性污泥系统的nAg可以银的氧化物、Ag₂S和Ag⁰等形态存在于污泥中。评价nAg对污水处理微生物的毒性影响应结合nAg的化学形态转化,含有较高浓度Ag的活性污泥在处理处置过程也应评估不同形态Ag的环境影响。     

活性污泥法处理高钙废水中污泥特性的变化

通过单级SBR法处理模拟高钙废水,研究了活性污泥法处理高钙废水的过程中钙离子对COD,MLVSS,MLSS,SVI,污泥增长速率,污泥形态结构及生物相的影响,揭示活性污泥法处理高钙废水的过程中污泥量巨大的原因。采用逐步增加钙离子浓度的方法,检测到在污泥培养期([Ca2+]=0 mg/L),COD去除率为98.1%,MLVSS和MLSS稳定在4 900~5 500mg/L,污泥增长速率为67 mg/(L·d),SVI为55~60 mL/g;在驯化处理期([Ca2+]=120~2 400 mg/L),COD去除率降至87.37%,MLVSS降至2 500 mg/L,MLSS增加至19 300 mg/L,污泥增长速率为212.31 mg/(L·d),SVI降至25 mL/g;在冲击期([Ca2+]=4 000 mg/L),COD去除率降至69.23%,MLVSS降至1 600 mg/L,MLSS迅速增加至24 200 mg/L,污泥增长速率为816.67 mg/(L·d),SVI降至14 mL/g。经显微镜观察发现,污泥絮体由松散变得密实,生物相由钟虫等指示性微生物变为不适应环境的胞囊结构。结果表明,随Ca2+浓度的增加,COD去除率下降,MLSS迅速增加,MLVSS和SVI急剧缩小,说明活性污泥中的活性微生物逐渐减少,而无机物组分逐渐增多;钙离子的加入促使系统碳酸平衡向右移动,使离子状态的钙大部分转化为难降解的碳酸盐,并附着于污泥絮体上,污泥绒粒被压缩,使污泥颗粒密实度及MLSS迅速增加,导致污泥排放量巨大。     

AFB的活性污泥中发酵细菌的分离及其初步鉴定

从处理啤酒废水的厌氧流化床的活性污泥中分离纯化到了发酵细菌,并对其培养条件进行了研究,实验表明,该发酵细菌最佳培养温度为37～42℃,最佳培养时间为28 d,同时对其进行了生理生化和形态鉴定。将该发酵细菌反加到AFB反应器中,能有效降低反应器的启动时间,能提高反应器处理啤酒废水的处理效率约8%。     

加压活性污泥法处理有机中间体废水的研究

对加压活性污泥法处理有机中间体废水进行了研究,主要考察了停留时间(HRT)、污泥浓度(MLSS)和反应压力等条件对COD去除率的影响.有机中间体废水经铁炭预处理后,COD从原来的8 000 mg/L降到5 000 mg/L左右,BOD5/COD由原来的0.20升高到0.40左右.当反应器内废水混合后COD 2 000 mg/L时,在反应压力0.10 MPa、污泥质量浓度3～5 g/L、停留时间8～10 h条件下,出水COD小于600 mg/L,COD去除率大于70%;出水经混凝沉淀处理后COD小于400 mg/L,可以达到<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)三级标准.与常规的活性污泥处理方法相比,加压活性污泥法具有处理速度快、降解效率高和容积负荷大等优点.     

高负荷活性污泥法中污水有机组分表征

污水有机组分表征是高负荷活性污泥法(HRAS)模型建立的基础。针对经典活性污泥1号模型不适用于HRAS这一问题,提出了相应的双水解模型,即将污水有机组分中水解型有机物分为快速水解型与慢速水解型2种,发现两者水解动力学参数具有明显差异。对原水氧利用速率进行参数拟合,通过灵敏度和共线性分析,估计了快速生物降解型有机物、快速水解型有机物、慢速水解型有机物以及异养菌等4种污水有机组分,探讨了污水有机组分与增加HRAS碳源捕获率的关系。结果表明：以上4种有机组分均可被准确识别,共线性指数γ_K低于经验限值,各组分比例分别为13.9%、11.6%、12.6%和12.8%;从污水组分角度来说,提高HRAS碳源捕获率的3个方向分别为：反应器中的异养菌尽可能将快速生物降解型有机物和快速水解型有机物同化生成细胞物质;避免絮体污泥中的慢速水解型有机物过量水解;抑制异养菌衰减,减少内源呼吸产物的产生。双水解模型对污水有机组分成功表征有助于HRAS的设计、运行及优化。     

纳米银和银离子对活性污泥系统污染物去除效率的影响

纳米银(silver nanoparticle,AgNPs)及所释放Ag+的毒性会对污水生物处理系统中的微生物造成影响,降低系统对污染物的去除效率。基于此,对表面包被聚乙烯吡咯烷酮的AgNPs在纯水和人工污水中的形貌、粒径分布、表面电位等进行了表征,以序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)模拟活性污泥污水处理系统,在进水中分别添加1 mg·L−1、10 mg·L−1 AgNPs和0.3 mg·L−1、3.0 mg·L−1 Ag+后,SBR连续运行50 d,考察了活性污泥系统污染物去除率的动态变化。结果表明：AgNPs在人工污水中易团聚,AgNPs浓度越高,团聚现象越明显;进水中添加10 mg·L−1 AgNPs可显著降低SBR对COD、${{\rm{NH}}_4^ + }$-N及${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除率,其抑制效应主要来自于AgNPs本身而不是其释放的Ag+;添加1 mg·L−1 AgNPs和0.3 mg·L−1、3.0 mg·L−1 Ag+对活性污泥系统去除COD有抑制效应,但COD去除率仍高于60%,可以满足城镇污水处理厂污染物排放一级A标准(GB 18918-2002);添加1 mg·L−1 AgNPs可显著抑制活性污泥系统对${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除;进水中分别添加1 mg·L−1、10 mg·L−1 AgNPs和0.3 mg·L−1、3.0 mg·L−1 Ag+对SBR出水中${{\rm{NO}}_2^ -} $-N和${{\rm{NO}}_3^ -} $-N去除率没有影响。鉴于目前进入城镇污水处理系统中AgNPs的浓度远低于1 mg·L−1,故AgNPs对活性污泥污水处理系统中污染物的去除没有显著抑制效应。     

降雨过程对污水处理厂无机颗粒物特性及活性污泥的影响

取消初沉池的污水处理厂,粒径小于200 μm细微无机颗粒物将直接进入生化池,或悬浮或沉积,进而影响生化池的运行。以山地城市某污水处理厂为例,跟踪监测了夏季2个月的6次降雨过程中旋流沉砂池进出水无机颗粒物的粒径和浓度,并同期测定了生化池活性污泥浓度以及污泥MLVSS/MLSS比值。研究发现：旱季旋流沉砂池进出、水中的无机颗粒物平均粒径分别为65.25 μm及54.14 μm,浓度均值分别为146 mg·L-1及128 mg·L-1,无机颗粒去除率12.33%;降雨旋流沉砂池进出、水中的无机颗粒物峰值平均粒径分别为140.48 μm及94.54 μm,峰值平均浓度分别为2 167 mg·L-1及1 591 mg·L-1,无机颗粒去除率26.58%;旋流沉砂池对粒径≥200 μm颗粒的去除较稳定,对细微无机颗粒物的去除效率约10%。研究进一步发现,降雨中颗粒物浓度分别与雨前晴天数及平均雨强呈线性正相关关系。通过核算生化池无机颗粒物的物料平衡关系,得知研究期间生化池累积无机颗粒物总量410.25 t,其中399.45 t沉积在底部,其余悬浮于活性污泥混合液中。活性污泥MLVSS/MLSS由0.52降至0.40,MLVSS由1 410 mg·L-1降至930 mg·L-1,污泥活性下降,系统运行效能受到影响。