Microbial activity in a combined UASB-activated sludge reactor system

A combined upflow anaerobic sludge bed-activated sludge (UASB-AS) reactor system with consistently wasting of excess biomass was used to treat suspended-solids pre-settled piggery wastewater (COD=2000 mg l(-1), total Kjeldahl nitrogen TKN=400 mg l(-1), suspended solids=250-400 mg l(-1)). Thus, the activity of nitrogen-related microbial groups in each individual bioreactor was investigated. When the granules retention time (GRT) of 20-50 d in the UASB reactor, the solids retention time (SRT) of 10-25 d in the AS reactor and the recycle-to-influent ratio (Re) of 1 were maintained, the combined system removed 95-97% of chemical oxygen demand (COD), 100% of TKN and 54-55% of total nitrogen (TN). Denitrification and methanogenesis occurred in the UASB reactor so that both biochemical processes contributed to most of the COD removal and, complete nitrification (most of the TKN removal) occurred in the AS reactor. Compact granules with good settling abilities developed in the UASB reactor, and rapid rates of granulation of break-up granules in the UASB reactor were confirmed by experiments. The activity of nitrifiers and denitrifiers (an=0.68-0.87; adn=0.55-0.70) and the calculated specific nitrification and denitrification rates (qn=0.26-0.47 mg NH4+ -N mg VSS(-1)d(-1); qdn=0.046-0.076 mg NOx- -N mg VSS(-1)d(-1)) significantly increased with decreasing SRT and GRT, respectively. Accordingly, the combined UASB-AS reactor system should be regarded a promising alternative for the removal of organic carbon and nitrogen from piggery wastewater.     

流态对活性污泥硝化性能及菌群结构的影响

生化反应器流态会影响基质分布,从而影响反应器内微生物的性能与菌群结构。在相同氮负荷下运行SBR和CSTR以对比分析2种典型流态(推流式和完全混合式)对活性污泥中硝化菌性能及其菌群结构的影响。结果表明,SBR中,氨氧化速率(AUR)和亚硝酸盐氧化速率(NUR)分别为(16.55±2.05)mg N/(L·g VSS·h)和(15.33±2.02)mg N/(L·g VSS·h),CSTR中AUR和NUR分别为(10.13±0.73)mg N/(L·g VSS·h)和(9.34±2.56)mg N/(L·g VSS·h);SBR中,氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)含量分别为(3.4±0.3)%和(5.4±1.2)%,优势菌分别为Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis lineage和Nitrobacter,CSTR中,AOB和NOB含量分别(3.1±0.4)%和(6.8±1.1)%,优势菌分别为Nitrosospira和Nitrospira。虽然2个流态下的硝化菌含量接近,但推流式的硝化速率比完全混合式高64%,这是因为推流式更有利于反应速率较快的r-strategist(Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis lineage和Nitrobacter)生存,而完全混合式则更利于反应速率较慢K-strategist(Nitrosospira和Nitrospira)生存。     

污泥与葡萄糖不同配比联合厌氧消化对污泥中多环芳烃去除效能及细菌群落的影响

为分析污泥与葡萄糖不同配比进行联合厌氧消化对污泥中多环芳烃(PAHs)去除效能及细菌群落的影响,在中温(35±1)℃条件下,以未添加葡萄糖的污泥厌氧消化为对照(CK),研究了活性污泥与葡萄糖按不同有机质含量(挥发性固体(VS)质量比)分别为1∶0.1、1∶0.3和1∶0.5对PAHs去除效能及细菌群落的影响。结果表明,葡萄糖添加量的增加并未进一步提高PAHs的降解能力。P1实验组(VS_(污泥)∶VS_(葡萄糖)=1∶0.1)对消化污泥中∑PAHs的去除能力最强;降解速率可达到(60.56±8.10)%;且高分子质量PAHs(≥4环)的降解速率显著高于低分子质量PAHs(2～3环)(P0.05)。苯并(a)蒽、?、苯并(b)荧蒽和苯并(k)荧蒽的平均降解速率均大于62%;而苯并(a)芘的降解速率达到(59.60±14.05)%。此外,使用16S r RNA技术,检测消化污泥中细菌群落发现,向污泥中添加葡萄糖,可能通过促进Actinobacteria、 Bacteroidetes_vadin HA17、 Spirochaetes、 Planctomycetes和norank_f_Anaerolineaceae菌群的生长,从而提高污泥中PAHs的去除能力。     

污泥回流对流化床生物膜—A/O活性污泥耦合工艺的影响研究

设计一套流化床生物膜(MBBR)—A/O活性污泥耦合装置处理城镇污水,考察了污泥回流对耦合工艺处理效率的影响,研究了系统中生物膜相和悬浮相微生物在有机物降解和脱氮反应中的活性差异。实验结果表明,当系统进水COD在200~400mg/L,进水氨氮在8.0~32.0mg/L,污泥回流比为1/8时,水力停留时间为12.4h,系统COD去除率平均值达81.4%,TN去除率平均值达70.6%,系统对较难降解城镇污水的处理具有明显的技术优势。污泥回流降低了生物膜相微生物的活性,而提高了悬浮相微生物活性,但生物膜相微生物活性速率仍高于悬浮相微生物活性。与传统活性污泥工艺相比,MBBR—A/O活性污泥耦合工艺将高活性生物膜引入,使悬浮污泥浓度极大降低,有助于减少污泥回流能耗与处理成本,具有明显应用价值。     

螺旋升流式反应器脱氮除磷系统的运行效果与污泥性能分析

对螺旋升流式反应器脱氮除磷及去除COD的运行效果进行了研究 ,该系统连续稳定运行 6个月的结果表明 ,能保证出水平均质量浓度TN小于 1 0mg/L ,TP小于 0 5 0mg/L ,COD小于 31mg/L ,对TN、TP和COD的去除率分别达 86 %、96 %和 94 %以上。并且对SUFR系统的污泥性能进行了分析 :(1 )螺旋升流特征使本反应系统中的污泥易于颗粒化 ;(2 )SUFR系统中的微生物种群具有多样性 ;(3)污泥在好氧反应器中表现出了同步硝化反硝化功能 ;(4 )污泥在缺氧反应器表现出了反硝化吸磷现象     

抗生素类污染物对活性污泥酶活的影响研究

对6种抗生素(3种四环素类和3种磺胺类)类污染物对活性污泥过氧化氢酶、脲酶、脱氢酶3种酶活的影响进行研究.结果表明,四环素类抗生素对活性污泥酶活的影响大于磺胺类抗生素,且对胞内酶脱氢酶的影响大于对另外2种胞外酶脲酶和过氧化氢酶,而磺胺类抗生素对过氧化氢酶的影响最大.6种抗生素类污染物对活性污泥酶活的2h培养时间的半数有...     

不同泥源对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用2套上流式生物膜反应器,分别接种少量厌氧氨氧化污泥和大量硝化污泥,考察其对厌氧氨氧化反应器启动的影响。污泥接种入反应器后,测得接种厌氧氨氧化污泥的反应器(R1)内MLSS为0.22 g/L,另一个反应器(R2)MLSS为2.7 g/L。与直接接种厌氧氨氧化污泥相比,R1经过72 d的运行才显现出厌氧氨氧化特性。经过114 d的培养,前者氮去除速率由0.23 kg/(m3.d)提升到5.29 kg/(m3.d),总氮去除率大于89%;R2的氮去除速率由0.01 kg/(m3.d)提升到1.1 kg/(m3.d),总氮去除率大于84.6%。说明普通污泥启动需要一个较长的筛选过程,直接接种少量的厌氧氨氧化污泥比接种普通的污泥能够更快启动厌氧氨氧化反应器。     

回流比对剩余污泥厌氧发酵产酸的影响

挥发性脂肪酸（VFAs）是强化生物除磷过程中易于利用的碳源。在影响剩余污泥厌氧发酵的因素中,回流搅拌是影响因素之一。因此,确定最适SRT为10 d后,通过采用控制回流比的方法,研究了剩余污泥在不同回流比条件下厌氧发酵的情况。结果表明：回流比的增大能够促进污泥水解过程中SCOD和STOC的溶出;回流比为300%时VFAs浓度最高,可以达到284.64 mg·L-1,约为不回流情况下（146.82 mg·L-1）的2倍;回流比为300%时产酸率也要大于不回流搅拌和回流比为500%的情况,最高可达到0.58 g·g-1（以VS计）,在VFAs中以乙酸和丙酸的含量占主导。     

Pyrolysis of oil sludge in a fluidised bed reactor

The oil sludge of tanker cleaning was pyrolysed in fluidised bed reactors. Three experiments were conducted in a laboratory plant and two on a technical plant. Separation of oil from the solids and distribution of the oil products were investigated at temperatures from 460 degrees C to 650 degrees C. Between 70% and 84% of the oil could be separated from the solids. Distribution of the oil products depended on the feed material and the pyrolysis conditions. The higher the temperature the more the oil was cracked into low boiling compounds. Under the conditions of pyrolysis carbon reduced gridiron to iron. Thus some solid fractions were pyrophoric and oxidised with high heat generation. Therefore the solid products have to be turned into inert substances. The fluidised bed pyrolysis is an adequate process to recycle oil sludge with high yields.     

SBR中纳米氧化锌和四环素复合投加系统对污泥胞外聚合物的影响

为研究氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs)和四环素(TC)对SBR系统内活性污泥胞外聚合物(EPS)特性的响应变化,在模拟室外光照条件下,考察了递增浓度ZnO-NPs和TC单独或复合投加方式下对EPS中蛋白质和多糖的影响。结果表明：ZnO-NPs、TC和复合投加系统中EPS的蛋白质含量均明显高于多糖,在各系统中,低浓度的投加量对蛋白质和多糖的含量改变无明显影响;随着浓度的递增和反应周期的延长,相比于空白组,ZnO-NPs系统中的蛋白质和多糖含量分别下降了33.58%和64.75%;TC和复合投加系统中蛋白质含量分别升高了57.86%、68.58%,多糖含量分别下降了43.60%和40.38%,且2个系统蛋白质和多糖含量变化趋势相似,因此,判断复合投加系统可能受TC影响较大。FT-IR分析显示,ZnO-NPs、TC和复合投加系统主要对EPS中蛋白质和多糖中的—OH、—NH₂、C=O、C—OH及C—O产生影响。3D-EEM分析表明,EPS中蛋白质基团受到主要影响。该研究可为纳米颗粒和抗生素共存情况下对污泥EPS的影响提供依据。     

C/N比对好氧颗粒污泥性能的影响

在SBR内接种活性污泥,研究了进水C/N比对好氧颗粒污泥的影响。结果表明,在高C/N比的条件下污泥不易快速颗粒化,沉降性能差,低C/N比有利于反应器内微生物的积累,MLSS最高可达8 740 mg/L,然而过低的C/N比将导致颗粒粒径增加,结构疏松以致解体,丝状微生物过度繁殖,不利于系统的稳定。对有机物的去除受进水C/N比的影响不明显,颗粒初步形成后对COD的去除率基本维持在87%左右;在C/N比为6.67～2.86之间时,除磷效果较好,平均去除率稳定在80%以上,而C/N比过高或过低,污泥颗粒化程度差,体系内缺乏除磷所需的微观环境,不利于磷的去除;进水C/N比对NH4＋-N的去除效果影响明显,C/N比为10时,好氧颗粒污泥具有良好的脱氮效果,NH4＋-N的平均去除率达90.59%,但低C/N比能抑制硝化菌和反硝化菌的活性,当进水C/N比由5降低至2时,反应器对NH4＋-N的去除率由65.23%下降到38.77%。     

温度变化对不同污泥形态厌氧氨氧化菌活性的影响

以Ca. Brocadia为主要种属的厌氧氨氧化颗粒污泥和生物膜为研究对象,通过测定不同温度下厌氧氨氧反应活化能以探讨温度对以不同污泥形态存在的厌氧氨氧化菌的短期影响。结果表明,在15~25 ℃和25~35 ℃,以颗粒污泥及生物膜形态存在的厌氧氨氧化菌的反应活化能不同。在15~25 ℃,颗粒污泥和生物膜中的厌氧氨氧化反应活化能分别为105.60 kJ·mol⁻¹和88.25 kJ·mol⁻¹,而在25~35 ℃,对应的活化能分别为62.15 kJ·mol⁻¹和56.78 kJ·mol⁻¹,均低于同温度条件下以游离态存在的厌氧氨氧化菌的反应活化能。这说明不同污泥形态对Anammox菌的温度效应不同,以生物膜和颗粒污泥形态存在的厌氧氨氧化菌具有较强抵抗温度变化的能力。在15~25 ℃,颗粒污泥和生物膜中厌氧氨氧化菌的温度系数θ分别为1.14和1.12,在25~35 ℃,对应的温度系数θ分别为1.09和1.08。与硝化菌或反硝化菌相比,厌氧氨氧化菌的温度系数$ \theta $偏大。这表明厌氧氨氧化菌对温度的变化更为敏感,使得厌氧氨氧化在低温条件下首先将成为限制步。     

浓缩消化一体化反应器处理污泥的试验研究

中温条件下,采用浓缩消化一体化反应器处理污泥,考察稳定运行阶段投配率、搅拌和容积负荷对反应器的运行效果的影响。研究结果表明,投配率在10%～20%之间,排泥的含水率有所降低,之后随着投配率的增加,排泥含水率急剧升高;投配率由10%至30%增加过程中,排泥有机物（VS）的去除率和产气量也呈上升的趋势,投配率由30%再增加时,VS的去除率和产气量急剧下降。搅拌对排泥的含水率影响较小,但能够提高VS去除率和产气量。随着进泥容积负荷的增大,反应器排泥含水率逐渐增大;随着容积负荷在一定范围内的增加, VS去除率也随之提高。     

新型序批式生物膜反应器中污泥膨胀的研究

利用自主设计的新型序批式生物膜反应器(SBBR),处理高浓度有机废水时,出现了污泥膨胀问题。通过对污泥膨胀的影响和诱因分析,总结出预防及恢复措施。结果表明,污泥膨胀导致COD、TN去除率分别从92.91%和81.44%下降到79.14%和54.40%;经鉴定丝状菌性污泥膨胀中丝状菌疑似镰刀霉;低温和进水有机负荷高是导致污泥膨胀的主要诱因;经35 d的调整恢复,新型SBBR恢复了有机物去除能力和一定的脱氮能力,间接反映出其稳定性在遭受破坏后的恢复能力较强。     

A-O工艺污泥疏水比率与污泥活性的关系

通过A-O工艺对印染废水的降解处理,研究了不同污泥活性下微生物疏水比率和COD去除率的变化规律.结果表明,污泥活性指标ATP浓度与微生物疏水性之间存在一定关系,并对COD去除率产生一定的影响.缺氧污泥的活性指标ATP浓度在0.38～0.77 mg/L范围时,污泥微生物的疏水性最好且疏水比率最高值为84％,COD的去除率最高,为70.01％;好氧污泥的活性指标ATP浓度在0.86～2.17 mg/L范围时,污泥微生物的疏水性最好,疏水比率最高值为75％,COD的去除率最高为96.2％.     

盐度对活性污泥硝化功能的影响

利用批量试验研究了盐度对常规活性污泥(非耐盐污泥)硝化功能的影响;通过逐步提高试验水的NaCl浓度驯化活性污泥,考察了驯化污泥的硝化功能;并进一步研究了适应于某NaCl浓度的耐盐硝化菌在受到盐度冲击时,其硝化功能的变化.结果表明,常规活性污泥中的硝化菌对盐度较敏感,当试验水中的NaCl质量浓度达到10.0 g/L时,污泥比硝化速率降低86%;通过逐步提高试验水的NaCl浓度对活性污泥进行长期驯化,可以驯化出耐盐硝化菌,耐盐污泥的比硝化速率接近于常规活性污泥的比硝化速率;适应于某NaCl浓度的耐盐硝化菌在受到盐度冲击时,NaCl浓度突然增加会对其产生更强的抑制作用.     

接种比对碱超声波耦合溶胞污泥水解酸化的影响

以城市污水生物处理过程中的剩余污泥减量化为研究背景,通过实验研究了经碱超声波耦合溶胞后的剩余污泥在不同接种比下水解酸化的效果,分析了污泥上清液中pH、SCOD、VFAs、NH4+-N和PO3-4-P等参数随时间的变化趋势。结果表明,溶胞污泥经过72 h的水解酸化反应,20%接种比下的水解酸化COD溶出率和VFAs增长率最高,分别为75.5%和177%。蛋白质水解程度为16.9%,也高于50%和70%两组接种比。此外,COD、NH4+-N和PO3-4-P等主要溶出物均在12 h后达到基本稳定状态。     

絮凝剂对高速厌氧反应器污泥颗粒化的强化作用

以考察絮凝剂对厌氧反应器中活性污泥性能的影响为目的,将聚合氯化铝(PAC)、聚丙稀酰胺(PAM)、聚季铵盐3种不同类型絮凝剂以不同投加量添加到反应器中,采用生物化学甲烷势(BMP)和厌氧毒性测定(ATA)分析方法,评价了3种絮凝剂的厌氧生物可降解性以及3种絮凝剂对厌氧污泥产甲烷活性、沉降性能等方面的促进或抑制作用。确定以聚季铵盐作为厌氧污泥颗粒化促进剂,建议采用多次投加方式,反应器中聚季铵盐质量浓度以10-50mg／L为宜。     

污泥干化焚烧联用系统最佳运行工况研究

污泥干化焚烧联用系统将污泥焚烧产生的能量用于污泥干化,可实现污泥处理的节能降耗。对于污泥干化焚烧联用系统的运行,进厂污泥负荷、初始含水率、热值、污泥干化目标含水率是最大的影响因素。为实现污泥干化焚烧联用系统的低能耗和安全稳定运行,结合国内某污泥干化焚烧处理工程,建立了污泥干化焚烧联用系统能量和物料平衡模型,在此基础上研究了变工况条件下污泥干化焚烧联用系统的运行模式,分析了运行负荷、污泥热值、进厂污泥含水率、入炉污泥含水率发生波动时,对污泥干化单元和污泥焚烧单元所产生的影响,并提出了对应的运行策略。