好氧颗粒污泥系统中丝状菌演替规律及其菌丝缠绕特性分析

为达到固液分离的目的,在SBR中将丝状菌颗粒化.研究发现,反应器中相继出现黄色、黑色和白色3种丝状菌颗粒.3种颗粒中,黑色颗粒和白色颗粒孔隙率基本一致,但黑色颗粒粒径远远大于其他2种颗粒,沉速达最大.对3种颗粒和反应器出水进行了丝状菌菌种鉴定,其中黑色颗粒以真菌为主,白色颗粒以微丝菌为主,黄色颗粒为浮球衣菌和Type0041,出水中除以上菌种外还有其他菌种,如Type0581.研究结果表明:丝状菌以弯曲、分支、不规则生长方式易形成丝状化颗粒;单一丝状菌相互缠绕形成的颗粒的强度高于多种丝状菌所形成的丝状菌颗粒.     

连续流好氧颗粒污泥技术处理低浓度市政污水的中试研究

基于河北省某污水处理厂原厌氧池构建了中试规模3 000 m³·d^-1 (I、II系列) 的微氧-好氧耦合沉淀一体式反应器,以低浓度市政污水为基质、接种活性污泥,成功在连续流模式下培育了好氧颗粒污泥,并研究了颗粒污泥的形貌、结构特性、污染物去除性能及微生物群落结构变化。结果表明：中试系统形成的颗粒污泥轮廓清晰、呈规则球形和椭球形,平均粒径由接种污泥的28.9 μm增至90.1 μm,其中粒径>100 μm的占47.8%,>200 μm的占9.4%;中试系统培养的颗粒污泥机械强度远高于接种污泥的;I、II系列平均出水NH₄⁺-N分别为1.3和1.0 mg·L⁻¹,平均出水TN分别为9.9和9.1 mg·L⁻¹,系统具有良好的脱氮效果。此外,高通量测序结果表明中试系统大量富集了好氧反硝化菌Methylophilaceae和Methylotenera,好氧反硝化途径可能在脱氮中起重要作用。本研究可为连续流好氧污泥工艺的升级改造,以及在现有污水处理厂工艺基础上发展高效低碳的连续流AGS工艺提供参考。     

含盐量对好氧颗粒污泥稳定性及微生物组成的影响

研究了不同含盐量(以NaCl质量分数计)对好氧颗粒污泥稳定性及微生物组成的影响.扫描电镜观察发现,高含盐量(5.0%)与低含盐量(1.0%和2.5%)下好氧颗粒污泥微生物的组成有较大的差异.低含盐量下好氧颗粒污泥的微生物以细菌(杆菌和球菌)为主;高含盐量下易出现大量的丝状菌,并形成白色和黑色的丝状颗粒污泥,而且丝状颗粒污泥在短期内(1个月左右)仍具有较好的沉降性能和密实性.但这些丝状颗粒污泥在实验后期易变得大而疏松,最终导致反应器运行失败.因此,维持丝状颗粒污泥的密实成长并抑制其发散成长成为控制好氧颗粒污泥稳定运行的关键,尚需进一步研究.     

连续流反应器中培养好氧颗粒污泥的运行效能研究

在连续流完全混合反应器(CSTR)中,采用不同进水方式,以乙酸钠作为碳源配制的人工配水作为原水,对好氧颗粒污泥的运行效能进行了试验研究。研究表明,采用不同进水方式运行的2个反应器在颗粒污泥出现后,运行效能差别不大;好氧颗粒污泥反应器运行高效稳定,在水力停留时间为1.5h、COD容积负荷为1.0kg/(m3·d)的条件下,对COD、TP、NH4+-N和TN的去除率分别为90%、85%、95%和60%,并具有明显的脱氮除磷效果;反应器中存在同步硝化反硝化现象。     

混凝好氧颗粒污泥的絮凝剂选择

为选择出适应于混凝好氧颗粒污泥培养的絮凝剂,通过絮凝剂添加量、污泥浓度、搅拌速度、搅拌时间等因子进行L9(3)4正交实验,以COD、浊度去除效果及絮凝颗粒结构为考察因子,研究聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)及壳聚糖的絮凝效果。结果表明,在不同絮凝剂的最佳混凝条件下,PAM的效果最好,壳聚糖次之,PAC最差,但壳聚糖COD随其添加浓度的增加而增加;絮凝颗粒结构中,以PAM的絮凝颗粒效果最好,其结构紧溱而颗粒中间的空隙相对较大,有利于吸附污染物和微生物的生长,适宜作为颗粒污泥培养的絮凝剂。     

好氧颗粒污泥降解苯酚

以人工配水启动SBR,逐步提高进水苯酚浓度,探究好氧颗粒污泥对苯酚的降解能力,同时分析苯酚对好氧颗粒污泥特性的影响。经过55 d的运行,进水苯酚浓度逐渐增到3 000 mg/L,苯酚、COD及NH+4-N去除率分别达到了98.33%、97.27%和57.58%,好氧颗粒污泥表现出对苯酚的良好的去除能力。扫描电镜照片显示投加苯酚后的颗粒污泥表面更加光滑,结构更为紧凑。胞外聚合物红外光谱分析表明投加苯酚前后好氧颗粒污泥EPS的主要组分没有明显改变。苯酚毒性刺激了颗粒污泥分泌更多胞外聚合物,胞外聚合物中多糖含量由初始的12.70 mg/g VSS增加到35.17 mg/g VSS,蛋白含量由4.93 mg/g VSS增加到8.01 mg/g VSS。投加苯酚后的污泥粒径明显增大,主要污泥粒径由0.5~2.0 mm增大到2.0 mm以上。     

好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能

为考察不同接种污泥培养好氧硝化颗粒污泥的可行性,分别采用絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在气升内循环序批式反应器(SBAR)中进行好氧硝化颗粒污泥的培养,探讨不同性质的种泥对好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能影响。结果表明,以絮状活性污泥、厌氧颗粒污泥为接种污泥均可培养出好氧硝化颗粒污泥,其颗粒成熟时间分别为62和80 d,SVI为25.52和27.68 mL/g,氨氮去除率为93.15%和75.43%,COD去除率在90%以上, SOUR、Zeta和EPS显著提高,微生物活性及疏水性能增强,以絮状活性污泥培养的好氧硝化颗粒污泥性能更优。     

SBR处理生活污水好氧颗粒污泥的培养研究

采用SBR,以生活污水为进水,在常温条件下,接种苏州某污水厂活性污泥,对好氧颗粒污泥进行培养,并对反应器的运行效能进行了研究。研究表明,经100多天的运行,培养出粒径在4~8 mm间,结构松散,外观灰白色的好氧颗粒污泥;用城市生活污水培养的颗粒污泥对污染物的去除效果不好,无明显的脱氮除磷能力。     

高有机负荷对好氧颗粒污泥形成和稳定性能的影响

为探究高有机负荷(organic loading rate,OLR)对好氧颗粒污泥在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中的形成和稳定性能的影响及高OLR条件下微生物群落结构的特征,采用连续监测方法对运行过程中颗粒污泥形貌、水质、沉降性能以及EPS的变化进行探究。结果表明：在OLR为14.4 kg·(m³·d)⁻¹的条件下,颗粒化进程较快,43 d完成颗粒造粒;并且高OLR引起丝状菌在颗粒表面大量附着,造成颗粒沉降性能和水质处理能力不稳定;通过改变进水中蛋白胨的占比来抑制丝状菌生长,使好氧颗粒污泥系统重新恢复稳定;在此过程中,混合液悬浮固体质量浓度(mixed liquid suspended solids,MLSS)、混合液挥发性悬浮固体质量浓度(mixed liquid volatile suspended solids,MLVSS)随OLR的增加而增加,但受丝状菌增加的影响会下降,而在丝状菌消除之后,MLSS和MLVSS恢复增长;SVI随OLR的增加不断下降,而受丝状菌增加的影响会呈现上升趋势,在丝状菌消除后,颗粒沉降性能恢复,SV₃₀/SV₅在1.0左右波动;胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)受OLR和丝状菌影响较大,尤其是紧密结合型的EPS;恢复正常的颗粒污泥可高效去除进水中的COD、NH₄⁺-N和TN,去除率分别为91.5%、92.0%和79.4%;采用MiSeq高通量测序的方法发现高OLR下好氧颗粒污泥中去除有机物和氮的优势菌门为Saccharibacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria;异养硝化、好氧反硝化菌丰度较高。由此可以看出,异养硝化-好氧反硝化可能是好氧颗粒污泥的主要脱氮方式。本研究结果可为SBR系统控制好氧颗粒污泥中丝状菌的生长,维持好氧颗粒污泥稳定性提供参考。     

好氧颗粒污泥在废水处理中的研究进展

与传统的活性污泥法相比,好氧颗粒污泥反应器具有MLSS浓度高、沉降速度快、占地面积小等独特优点。因此综述了国内外的研究成果,对好氧颗粒污泥的理化特性及微生物进行了分析,同时对好氧颗粒污泥在实际废水中的应用进行了总结。     

辛基酚的好氧生物降解及微生物群落特征

利用典型的活性污泥实验了辛基酚(octylphenol,OP)的生物降解性能。研究了水力停留时间、OP浓度和碳氮比对OP处理效率的影响,通过实时PCR和PCR-DGGE方法分别分析了微生物群落的总体密度和多样性变化。通过30d的启动,OP在序批式活性污泥典型好氧条件下出现有效生物降解。在OP浓度50～150μg/L整个实验过程中,OP去除率(84%～99%)基本保持稳定。在实验范围内,较长的水力停留时间(12 h)和碳氮比(2∶1)有利于OP生物降解。通过实时PCR方法测定得到系统微生物平均密度约为1.22 g/L,但富碳状态下生物密度增长上升。通过DGGE分离到17种优势基因型,包括了α-proteobacteria(6种)、β-proteobacteria(5种)、γ-proteobacteria(2种)、Actinobacteria(2种)和δ-proteobacteria(1种)群落。α-proteobacteria和δ-proteobacteria菌群密度呈现增长,β-proteobacteria和Actinobacteria菌群中的部分种类密度出现减少,OP在活性污泥中的好氧生物降解可能与α-proteobacteria中的特定类别相关。     

SBR系统在低浓度污水条件下培养的好氧颗粒污泥特性及微生物分析

分别采用两段式装置（升流式水解酸化池+SBR（R1））和一段式SBR（R2及R3）小试装置,处理实际污水（R1及R2）及人工配水（R3）,考察了不同水源对好氧颗粒污泥的粒径分布、沉降性能以及微生物群落的影响。结果显示,大多数颗粒的粒径均集中在0.12~0.3 mm之间,在R1、R2及R3中的占比分别为32.78%、38.61%和50.28%。当粒径介于0.3~0.5 mm、大于0.5 mm时,R1与R2中的颗粒分配均显著高于R3中的颗粒分配。结果表明,低浓度人工配水(COD均值480 mg·L-1)易形成中等粒径的颗粒,而低浓度实际污水(COD均值173 mg·L-1)更易形成较大的颗粒。当体积交换比从90%降为50%,R1和R3的 SVI30/SVI5维持在0.85以上,R2的SVI30/SVI5出现下降的趋势,这可能是进水中较高的悬浮颗粒引起的污泥轻微膨胀所致。3个主反应器取污泥（分别记S1、S2及S3）进行高通量分析,氨氧化菌Nitrosomonas、 氨氧化古菌Nitrososphaera、 反硝化聚磷菌 Dechloromonas等脱氮除磷优势菌属在S1、S2中的相对比例明显高于在S3中的相对比例。 丝状菌方面,在有机负荷率（OLR）较低条件（0.91 kg· (m3·d)-1）下,有利于Aquaspirillum、Enhydrobacter的生长,而较高的OLR（>0.91 kg· (m3·d)-1）有利于Acinetobacter的生长。污水中多种类的有机物,不仅有利于形成致密的胞外聚合物,而且可提高脱氮除磷优势菌属在颗粒污泥中的相对比例。     

混凝强化形成好氧颗粒污泥

为了缩短好氧颗粒污泥形成的时间,通过在颗粒污泥形成初期投加混凝剂的方式,研究强化造粒条件下颗粒污泥的形成过程及其特性。结果发现,投加混凝剂后,反应器在第8天出现了颗粒污泥,并在第25天时实现完全颗粒化,比未加混凝剂反应器颗粒形成的时间缩短了2 d,完全颗粒化时间缩短了10 d。强化造粒条件下形成的颗粒污泥,颗粒强度、比重分别为99.03%和1.1892,分别比对照高出3.28%和0.1539。可以看出,在混凝强化造粒条件下培养出的颗粒污泥,与常规方法相比具有颗粒化进程快,颗粒强度大,比重大等优点。     

好氧颗粒污泥动态膜生物反应器工艺参数及运行性能

以一体式尼龙筛网动态膜生物反应器(DMBR)为研究体系,与好氧颗粒污泥相结合,形成新的好氧颗粒污泥动态膜生物反应器(AGDMBR),探讨了在新工艺条件下对COD、氨氮的去除,以及出水浊度的变化,与活性污泥动态膜生物反应器(DMBR)做比较,研究了进水流量、曝气量等工艺运行参数与膜污染之间的关系,并对系统中污泥的EPS进行分析。结论表明,AGDMBR系统对COD和NH4+-N的平均去除率分别为91%和95%,出水浊度为6 NTU,处理效果均优于DMBR系统;AGDMBR系统在运行过程中膜污染速度随进水流量的增大而加快;曝气量为125～150 L/h时,膜通量持续时间最长;AGDMBR系统比DMBR系统在膜污染的延缓上具有明显的优势。     

好氧颗粒污泥的特点及其研究进展

综述了好氧颗粒污泥的基本特征和微生物相、好氧颗粒污泥形成的主要影响因素及其颗粒化反应器等。好氧颗粒污泥是近几年发现的在好氧条件下自发形成的细胞自身固定化过程 ,是生物膜特殊的生长形式。颗粒污泥具有良好的沉降性能、较高的生物量和在高容积负荷条件下降解高浓度有机废水的良好生物活性。污泥颗粒化过程是一个多阶段的过程 ,取决于废水组成及其操作条件的选择。在气提式内循环间歇反应器 (internalcirculatesequencingbatchairliftreac tor ,ICSBAR )中易于培养出性能良好的好氧颗粒污泥。     

厌氧-好氧颗粒污泥SBR处理城市污水的中试研究

采用中试规模的厌氧-好氧交替式颗粒污泥SBR处理实际城市污水,研究了好氧颗粒污泥的培养过程、处理效果及颗粒污泥的特性。以絮状活性污泥为接种污泥,经过72 d的培养后,反应器内出现小粒径颗粒污泥。在随后的230 d运行实验中,通过调整曝气阶段的溶解氧浓度、排水体积交换率以及周期运行方式,使得反应器中颗粒污泥粒径和比例逐渐增加。在最佳工况运行条件下,反应器中污泥浓度为3 000～4 000 mg/L,SVI值为45～55 mL/g,对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为91.63%、74.02%、68.42%和96.41%,达到了同时脱氮除磷的效果。     

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.     

好氧颗粒污泥法处理石化废水

实验以吉林石化污水处理厂初沉池出水为原水在SBR中培养好氧颗粒污泥。实验初期,依次以比例为40%、60%的含石化废水的培养液进行培养,于第15天SBR中出现颗粒污泥,此后直接采用石化废水培养,同时逐步缩短沉降时间,第27天起反应器出水稳定,COD去除率达到89%,TN、NH3-N和TP去除率分别达到56%、86%和90%。采用此方法培养的颗粒污泥平均粒径约为1.3 mm,外表棕黄色,颗粒表面粗糙,在扫描电子显微镜(SEM)下观察到好氧颗粒污泥主要由杆状菌和丝状菌组成,颗粒内部存在若干孔隙。研究结果表明,在SBR中通过逐步增加石化废水进水比例,缩短沉降时间可以快速培养出好氧颗粒污泥,好氧颗粒污泥处理石化废水效果良好。