好氧颗粒污泥在酸性红14废水中的形成及降解酸性红14机理的初步研究

为了考察好氧颗粒污泥在酸性红14(Acid Red 14,AR14)废水中的形成以及降解AR14的能力,在序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)内以蔗糖和AR14为底物培养好氧颗粒污泥.在第I阶段(1～75 d),采用单一好氧的运行方式,好氧颗粒污泥出现在第29 d,粒径为(0.16±0.04) mm.随着反应器内的COD逐步增加,好氧颗粒污泥的粒径逐步增大; 在此阶段AR14脱色率在5%左右,为吸附所致.在第II阶段(75～120 d),采用厌氧+好氧的方式运行,驯化好氧颗粒污泥降解AR14的能力.反应器中AR14的脱色率逐步上升,在第102 d时,脱色率达到89%,并稳定在此水平.在第120 d,污泥质量浓度达到10 548 mg/L,平均粒径也达到了(2.18±0.25) mm.此时好氧颗粒污泥的沉降性能良好,污泥容积指数稳定在38 mL/g.研究表明,可在AR14废水中成功培养获得好氧颗粒污泥且能稳定维持.蔗糖在第II阶段的厌氧反应过程中充当了AR14的共代谢底物,氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential,ORP)在此过程中维持在-250～-300 mV,是偶氮染料生物厌氧降解过程的一个重要控制参数.     

不同类型反应器好氧颗粒污泥培养过程研究

在SBR、非理想PF及CSTR反应器中接种普通活性污泥,控制反应条件:溶解氧DO 2.0 mg/L左右,pH值8.0左右,温度(25±0.2)℃,经过80 d左右时间,3个反应器中均成功培养出好氧颗粒污泥,最大颗粒污泥粒径达到2.5 mm左右。成熟好氧颗粒污泥具有较好的COD去除及脱氮能力。SBR反应器COD去除率稳定在95%~97%,氨氮去除率超过92%;PF反应器COD去除率达到95%~98%,氨氮去除率最高为98%;CSTR反应器COD去除率稳定在88%~90%,氨氮去除率超过90%。SBR反应器TN去除率最高,达到70%~78%,PF反应器TN去除率为65%~70%,CSTR反应器TN去除率达到55%~62%。3个反应器均发生全程同步硝化反硝化。     

味精废水处理中好氧颗粒污泥培养及其菌群研究

以某味精污水处理厂厌氧池的厌氧颗粒污泥作为接种污泥,通过控制运行条件,在序批式反应器(SBR)中,经过约125d的培养,最终形成了平均粒径为0.6mm的好氧颗粒污泥。研究表明,该好氧颗粒污泥具有良好的除污性能。成熟的好氧颗粒污泥对COD和NH+4-N的平均去除率分别达到了92.91%和96.25%。不同培养阶段的好氧颗粒污泥其群落多样性差别不大,且拥有共同的优势菌种。随着培养时间的推移,其优势菌种也在不断地演变。与厌氧颗粒污泥和活性污泥相比,好氧颗粒污泥的群落多样性更加丰富。     

限氧EGSB反应器内颗粒污泥性能研究

研究限氧EGSB反应器内颗粒污泥的沉淀性能、产甲烷活性、形态、抗温度和负荷冲击等特性,以分析限氧EGSB反应器长期高效稳定运行的可行性.结果表明,限氧运行使得颗粒污泥的沉速降低,但仍能保持20.07～51.86 m/h的高沉速,保证了限氧EGSB反应器内约42 g/L的高污泥浓度;加入适量氧并没有对甲烷菌产生毒害作用,反而有所提高,提高幅度为11.94%.限氧EGSB反应器内颗粒污泥表面和内部微生物没有出现明显的分区分布,中高进水浓度时没有出现甲烷八叠球菌的明显优势;限氧EGSB反应器内颗粒污泥在经历温度和COD负荷双重冲击后,COD去除率明显降低,出水VFA明显增高,产气量明显降低,甚至出现不产气的情况.COD去除率的恢复很快,仅需20 d;出水VFA和产气也逐渐恢复,但有所滞后;微生物的恢复要慢些,扫描电镜结果表明,有些颗粒污泥表面的微生物细胞仍存在收缩现象.     

混凝强化造粒条件下好氧颗粒污泥的去污特性

通过在颗粒污泥形成初期投加混凝剂的方式,分析了强化造粒条件下好氧颗粒污泥的特性及对COD和NH+4-N的去除效果。结果表明,强化造粒条件下成熟好氧颗粒污泥的相对密度为1.103,完整系数(IC)为99.14%,含水率为95.05%,与对照组好氧颗粒污泥相比,其相对密度和完整系数分别高1.04%和2.05%,而含水率减小了6.52%。反应器稳定运行时,混凝强化好氧颗粒污泥对COD和NH+4-N的平均去除率分别为94%和71.26%,与对照组好氧颗粒污泥的去污效果相当,但混凝强化好氧颗粒污泥的稳定性更好。典型周期内的相关分析显示,混凝强化好氧颗粒污泥具有良好的同步去除COD和NH+4-N的能力。     

不同运行策略对反硝化颗粒污泥培养的影响

反应器运行环境对反硝化颗粒污泥培养具有重要影响，在上流厌氧污泥床反应器内研究了不同运行策略培养颗粒污泥的脱氮效率、污泥性能和菌群结构，同时对比分析了快速和慢速提升氮负荷策略培养反硝化颗粒污泥的性能。结果表明：耦合提升策略培养反硝化颗粒污泥的脱氮效率达到93.29%以上，悬浮挥发性固体质量浓度为46.29 g/L,粒径主要分布在2.36～3.35 mm,胞外聚合物为119.03 mg/g VSS,反硝化优势菌Proteobacteria在颗粒污泥菌群中所占比例为61.92%;相较于慢速提升氮负荷策略，快速提升氮负荷策略促使污泥脱氮效率增加了5.48%,挥发性悬浮固体质量浓度增加了20.11 g/L,粒径为2.36～3.35 mm的污泥占比增加了10%左右，胞外聚合物增加了7.27 mg/g VSS,Proteobacteria所占比例增加了5.11%。研究表明，耦合提升策略能够培养出脱氮效率高且性能良好的反硝化颗粒污泥，快速提升氮负荷能够促进颗粒污泥脱氮效率增加、性能更好。     

EGSB反应器回流方式改变的对比实验研究

厌氧颗粒污泥的培养和保持是EGSB反应器使用中的关键问题.通过改变常规EGSB反应器出水回流方式,将出水与回流水在沉淀区分离,能得到更好的水力条件,离散率更高,并且反应器内的死区减少,有效颗粒污泥的质量分数能提高13%,出水SS最大降低65 mg/L,从而有利于厌氧反应器内有效颗粒污泥的生长和更有效地去除污染物.     

好氧颗粒污泥生物脱氮除磷对盐度的响应

以实际污水为研究对象,在内循环序批汽提式反应器中培养好氧颗粒污泥并探究了好氧颗粒污泥生物脱氮除磷对盐度的响应。实验结果表明盐度对好氧颗粒污泥生物脱氮除磷有严重的抑制作用。当盐度由0增加至15 g/L时,好氧颗粒污泥生物除磷效率由82.6%下降至32.3%,氨氮去除效率由85%下降至56%。机理研究表明盐度的增加能够显著降低胞外聚合物(EPS)中多糖和蛋白质含量,以及胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(PHA)的含量,从而影响好氧颗粒污泥的吸附粘结性。盐度还对生物脱氮除磷关键酶具有严重的抑制作用。     

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％.     

处理垃圾渗滤液好氧颗粒污泥的培养及其脱氮特性

以垃圾渗滤液为试验用水,通过不断增加氨氮负荷(初始氨氮质量浓度从100 mg/L逐渐增加到180 mg/L)、并且适当投加外碳源的策略,在20 d内形成了好氧颗粒污泥,粒径为0.17 ～ 0.20 mm,到第109 d,好氧颗粒污泥粒径达到0.65 ～ 2.10 mm.在培养过程中由于氨氮质量浓度较高,水中游离氨(Free Ammonia,FA)抑制了亚硝酸氧化细菌(Nitrite-Oxidizing Bacteria,NOB)的活性,形成了短程硝化,并在第20～50d、第89～ 109 d发生了同步硝化反硝化(Simultaneous Nitrification and Denitrification,SN D),其中第89～109 d较为明显,在反应器内部C/N比为3.1～3.9情况下,总氮去除率稳定在70％左右.SEM显示好氧颗粒污泥存在大量孔隙,有利于底物输送.对培养过程中第1d、34 d、54 d、79 d、109 d的荧光原位杂交(Fluorescence In Situ Hybridization,FISH)结果进行统计分析,发现氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)分别占总菌量的2.37％、5.54％、7.26％、16.32％、22.33％.冰冻切片FISH结果表明,AOB主要聚集在好氧颗粒污泥的最外层,有利于AOB利用并消耗液相主体中的溶解氧,同时在好氧颗粒污泥内部形成缺氧区,有利于内部实现反硝化.好氧颗粒污泥的粒径越大,内部缺氧区越大,越有利于实现SND.通过对胞外聚合物(Extracellular Polymer Substances,EPS)染色,发现好氧颗粒内部β-D-吡喃葡萄糖的空间分布为外层较多,并随着颗粒孔隙向内延伸,在次外层与内层不均匀分布,这很好地解释了好氧颗粒污泥反应器在好氧的运行方式下,发生SND的途径及碳源的可能来源.研究表明,利用好氧颗粒污泥处理垃圾渗滤液具有较高的氨氮去除率(97％以上),好氧颗粒污泥的形态及结构有利于AOB的富集,同时在其内部储存了碳源,有利于SND的发生.     

聚合氯化铝投加时期对好氧颗粒污泥形成的影响

研究了在微生物生长的不同时期投加混凝剂聚合氯化铝(Polyaluminium Chloride,PAC)对好氧颗粒污泥形成进程及污泥特性的影响。结果表明:反应器内微生物在1~7 d处于适应期,8~14 d处于对数增长期;在对数期、适应期投加PAC,成熟颗粒形成于第21d、26 d,分别比不加混凝剂的对照组提前了14 d及9 d;对数期投加PAC所形成颗粒的强度、密度、含水率(98.53%、1.059 1 g/cm3、92.76%)明显优于适应期投加PAC的(97.68%、1.038 0 g/cm3、94.36%)及对照组的(97.81%、1.045 5 g/cm3、95.04%)。研究表明,选择在对数期向反应器内投加PAC强化造粒可以显著加快颗粒化进程,并提高污泥颗粒的稳定性和沉降性。     

EGSB反应器的低温运行性能研究

对膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在低温(10～15℃)条件下的运行状况和污泥特性进行研究.结果表明,EGSB反应器在10～15℃的低温条件下能够稳定高效运行.当进水COD质量浓度低至114mg/L或高达3600mg/L(有机负荷高达23kg COD·m-3·d-1)时,COD去除率均能维持在70%左右.与中温(32～35℃)相比,低温时颗粒污泥的沉速相对较低,但不低于15m/h,不会被冲出反应器而造成污泥流失.低温时,颗粒污泥的产甲烷活性明显降低,COD去除率也明显降低,但液体上升流速的提高能改善泥水的传质效果,提高COD去除率.在HRT=0.9h、液体上升流速Vup=3.0m/h左右的运行条件下,反应器内温度由35℃降到15℃时,K由0.391 × 103降到0.107×103,COD去除率由84.32%降到68.9%.但当Vup由3.0m/h提高到4.2m/h时,K由0.107×103提高到0.254×103,COD去除率也由68.9%提高至76.7%.低温时,EGSB反应器的抗温度冲击能力很强.低浓度时,EGSB反应器的抗pH冲击能力不强,但随着进水COD浓度的提高,其抗DH冲击能力逐渐增强.EGSB反应器在低温低浓度条件下运行时需添加碱度以维持反应器内适宜的pH值.     

利用普通反硝化活性污泥快速启动厌氧氨氧化试验

采用有效容积为6.3 L的上流式流化床接种普通污泥,进行了厌氧氨氧化反应器的启动,研究了先富集反硝化污泥再启动厌氧氨氧化反应器的过程特征。首先投配硝氮质量浓度70 mg/L、以葡萄糖为碳源、COD为200 mg/L的模拟废水增强污泥的反硝化能力。运行6 d后,出水硝氮质量浓度在10 mg/L左右,反应器对硝氮的去除率稳定在80%以上,污泥具有较高的反硝化活性。随后投配氨氮质量浓度50~60 mg/L、亚硝氮质量浓度30~58 mg/L的废水进行厌氧氨氧化菌培养。培养一开始出水氨氮质量浓度就比进水低,第31 d氨氮的去除率达到50%以上。逐步提高进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度,从100 mg/L、140 mg/L、200 mg/L到420 mg/L,氨氮和亚硝氮去除率亦不断提高。第40 d后,反应器氨氮去除量、亚硝氮去除量和硝氮增加量之比在1∶(1.3±0.2)∶(0.3±0.1)范围内小幅波动,表明厌氧氨氧化反应已经成为反应器内的主导脱氮反应。经过76 d的培养,在进水氨氮和亚硝氮质量浓度分别为405.23 mg/L和488.24 mg/L时,反应器对它们的去除率达到80%和95.22%,最大氮去除速率为0.93 kg/(m3·d)。研究表明,采用上流式流化反应器先富集反硝化菌再培养厌氧氨氧化菌和采用逐步提高进水负荷的启动策略,对于快速培养高活性Anammox污泥、启动反应器是有效的。     

缺氧颗粒污泥特性研究

采用SBR反应器在缺氧条件下培养颗粒污泥,并对其理化性质、生物组成以及反硝化活性进行了研究.研究表明,缺氧颗粒污泥的湿密度为1.003-1.021 g/cm3;VSS/SS在54%-68%.低于一般的好氧和厌氧颗粒污泥;颗粒沉速在8.4-108 m/h,高于普通活性污泥;颗粒污泥表面主要为短杆菌,细菌排列紧密,颗粒表面不平整,内部细菌较少,主要为杆菌,并且分布不连续.颗粒表面和内部均存在孔隙和空穴.缺氧颗粒污泥反硝化活性很好.NOx-N的最大比消耗速率(N/VSS)达到了0.092 mg(mg.h).     

温度对亚硝化颗粒污泥性能和生物脱氮影响及其机理探究北大核心

以实际废水为研究对象,在序批式反应器中探究了温度对亚硝化颗粒污泥的性能及生物脱氮的影响。实验结果表明温度由10℃升高至30℃,亚硝化颗粒物污泥的混合悬浮固体由2 769 mg/L增加至4 120 mg/L,污泥体积指数(SVI)由58 m L/g下降至45 m L/g。此外,温度升高导致亚硝化颗粒污泥胞外聚合物含量下降,但是,胞外聚合物中蛋白质和多糖的比值增加,进而影响颗粒污泥的亚硝化率。当温度由10℃升高至30℃时,好氧颗粒污泥的亚硝化率由35%升高至92%。机理研究表明高温有助于亚硝化颗粒污泥的形成和亚硝化率的提高。本结果可为最终实现稳定、持久、高效的短程硝化-反硝化生物脱氮提供可行性方案。     

A/O法处理焦化废水新技术应用

介绍了焦化废水的处理现状,在A/O工艺中,通过投加载体,提高好氧池污泥浓度,控制溶解氧培养出好氧同步硝化反硝化颗粒污泥,收到良好效果,并对其优缺点进行了分析.     

温度对亚硝化颗粒污泥性能和生物脱氮影响及其机理探究

以实际废水为研究对象,在序批式反应器中探究了温度对亚硝化颗粒污泥的性能及生物脱氮的影响。实验结果表明温度由10℃升高至30℃,亚硝化颗粒物污泥的混合悬浮固体由2 769 mg/L增加至4 120 mg/L,污泥体积指数(SVI)由58 m L/g下降至45 m L/g。此外,温度升高导致亚硝化颗粒污泥胞外聚合物含量下降,但是,胞外聚合物中蛋白质和多糖的比值增加,进而影响颗粒污泥的亚硝化率。当温度由10℃升高至30℃时,好氧颗粒污泥的亚硝化率由35%升高至92%。机理研究表明高温有助于亚硝化颗粒污泥的形成和亚硝化率的提高。本结果可为最终实现稳定、持久、高效的短程硝化-反硝化生物脱氮提供可行性方案。     

UASB反应器处理淀粉废水的效果及影响因素

介绍了UASB反应器处理玉米淀粉废水的效果,分析了主要因素对处理效果的影响。淀粉废水处理实际工程的运行数据表明,UASB反应器处理玉米淀粉废水具有稳定的处理效果,COD去除率在83%以上,BOD5去除率在90%以上,出水满足后续好氧处理工艺的要求;有机负荷、pH值、碱度、出水循环、SO42-和悬浮物等是影响处理效果和颗粒污泥形成及其性质的几个关键因素。     

接种不同污泥启动厌氧氨氧化ASBR反应器研究

采用ASBR反应器,分别以好氧硝化污泥和厌氧颗粒污泥为种泥,通过对氨氮、亚硝酸盐氮等指标的监测和数据分析、污泥颜色的观察,研究2个厌氧氨氧化反应器启动的可行性及其差异.结果表明,2个厌氧氨氧化反应器均可成功启动;采用好氧硝化污泥启动厌氧氨氧化反应器耗时142 d,启动前后污泥颜色变化不大,亚硝酸盐氮浓度超过20 mmol/L会对厌氧氨氧化产生明显的抑制作用;采用厌氧颗粒污泥启动厌氧氨氧化反应器耗时249 d,启动前后污泥颜色变化很大,从黑色逐渐变为砖红色,亚硝酸盐氮浓度超过13.4 mmol/L会对厌氧氨氧化产生抑制作用;分别用以上2种污泥启动的厌氧氨氧化ASBR反应器中占优势地位的厌氧氨氧化菌不同.     

C/N对颗粒污泥快速培养及性能的影响

好氧颗粒污泥由于良好的沉降性,高生物量以及兼具好氧、厌氧的微环境等特点而引起关注。污水进水碳/氮(C/N)是影响好氧颗粒污泥的快速培养及性能的一个重要因素。本文探究了C/N对颗粒污泥快速培养及性能的影响。结果表明过低或过高C/N不易快速形成颗粒污泥,最佳C/N为8。当C/N由2增加至8时,SVI降低,MLSS升高,而继续增加C/N至15时,SVI升高,MLSS降低。当C/N为8时,颗粒污泥对COD、磷酸盐和总氮的去除效率分别为89%、95%和81.6%。