活性污泥法和生物膜法SBR工艺亚硝化启动和稳定运行性能对比

在室温(25℃)条件下,同时启动活性污泥和生物膜SBR亚硝化反应器并稳定运行后,探究延长水力停留时间(HRT)和溶解氧(DO)对两工艺性能破坏与恢复的影响.结果表明,活性污泥反应器更易启动亚硝化,但当DO为2~2.5 mg·L~(-1)时亚硝化被破坏,且通过降低DO至0.5~1 mg·L~(-1)可恢复性能,而生物膜则基本不受DO影响.延长HRT均会破坏两种工艺的稳定运行,活性污泥法相比于生物膜法,其抵抗力较差但缩短HRT后恢复性能快于生物膜法.随后不断降低温度(20、15、10℃),探究DO和温度对亚硝化稳定的协同作用,结果表明温度的降低会破坏亚硝化的稳定运行,但通过DO浓度的降低可以弥补温度降低带来的不利影响,另外发现在温度大于20℃时,活性污泥法实现亚硝化速率优于生物膜法,而在低温条件(15℃以下),生物膜法更容易实现亚硝化的稳定运行,活性污泥法在10℃时,几乎没有处理氨氮的能力.通过分子微生物学分析证实了以上结论,并且发现在并不完全淘洗净NOB的条件下,也可以实现亚硝化的稳定运行.     

IMBR中污泥增殖动力学特征与温度的相关性研究

为研究混合液温度对IMBR污泥增殖动力学特征的影响规律,进行了动态试验,考察了10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃ 6个温度条件下的动力学特征.研究结果表明:本实验条件下,温度对理论产率系数与衰减系数都有显著影响,理论产率系数随温度的升高而降低,理论产率系数与温度符合乘幂关系;得到的衰减系数要高于普通的活性污泥法,衰减系数与温度仍符合关系式Kt= K20(θt)(t-20),求得的温度系数在传统活性污泥法的取值范围之内.     

温度对活性污泥沉降性能与微生物种群结构的影响

为探究运行温度与活性污泥沉降性能之间的关系,采用5个带有自控设备的序批式反应器考察了不同的运行温度(15,20,25,30和35℃)对活性污泥沉降性能及微生物种群结构的影响.结果表明,采用短时进水,由于运行温度对污泥沉降性能的影响远远弱于底物浓度的影响,且系统中的优势丝状菌以Type 0041和Type 0092为主,所以5个系统均未发生污泥膨胀现象;采用长时进水,5个系统均发生了丝状膨胀现象,温度与低底物浓度的相互作用导致污泥的SVI值随运行温度(15~30℃)的增加而升高,而运行温度为35℃时污泥的SVI值要低于30℃的情况.同时不同的运行温度下污泥胞内胞外贮存特性及优势丝状菌的种类差异较大.     

厌氧与缺氧污泥对17β-雌二醇吸附性能的研究

雌二醇浓度为500～10 000　ng/L,采用活性污泥灭活吸附,考察了吸附平衡时间和pH值对吸附的影响.在10、20、30℃不同温度下建立了Freundlich吸附等温线,并计算了分配系数K_d.结果表明,厌氧与缺氧失活污泥对雌二醇的吸附都在30 min以内达到平衡;pH值在6～9范围内对吸附没有影响,pH大于9时随着pH值增加吸附量减少;两者在不同温度下对雌二醇的吸附都符合Freundlich吸附,都呈线性吸附,分配系数随温度升高而降低,厌氧失活污泥的分配系数K_d为629.2(10℃)＞534.9(20℃)＞405.6(30℃),缺氧失活污泥的分配系数K_d为601.2(10℃)＞491.3(20℃)＞360.1(30℃).另外,研究了厌氧与缺氧活性污泥的吸附等温线与分配系数,厌氧活性污泥的K_d大于缺氧活性污泥.厌氧(缺氧)活性污泥与灭活污泥对雌二醇的吸附未出现明显差别,厌氧污泥的吸附性能强于缺氧污泥.     

宏基因组解析不同温度饥饿胁迫下污泥中胞外耐药基因的动态特征

活性污泥是细胞外耐药基因(eARGs)重要储存库之一,本文采用宏基因组技术探究了不同温度(12,20和30℃)饥饿胁迫(即无营养基质)下活性污泥中eARGs的动态特征.结果表明,30d饥饿促使eARGs的相对与绝对丰度分别削减3.5%～26.0%、66.1%～81.4%,且eARGs的丰度在12℃饥饿后明显高于20和30℃饥饿.12℃饥饿能够维持大部分胞外可移动遗传元件(eMGEs)的稳定性,而20和30℃饥饿导致eMGEs的相对丰度分别降低41.4%～54.4%、48.7%～67.4%.eARGs优势寄主(Mycobacterium和Nitrospira)的丰度在不同温度饥饿后保持稳定.与20和30℃饥饿相比,12℃饥饿下活细胞比例较高,且胞外DNA吸附/降解率较低,有利于维持eARGs的稳定性.研究结果阐明了不同温度饥饿胁迫对活性污泥中eARGs归趋的影响,可为控制实际污水处理厂中eARGs的散播提供科学依据.     

低温条件下复合铁酶促活性污泥强化生物脱氮除磷试验

利用典型城镇污水处理厂实际生产性污水处理设施,针对复合铁酶促活性污泥与普通活性污泥进行了对比试验研究。结果表明:在温度为13¹7℃条件下,复合铁酶促活性污泥系统的COD、NH+4-N、TN、PO3-4-P去除效率较普通活性污泥系统分别提高6.9%、8.9%、15.8%和39.8%,且运行稳定性显著提高;复合铁酶促活性污泥脱氢酶活性较普通活性污泥提高59%;复合铁酶促活性污泥硝化功能、反硝化功能以及好氧吸磷能力均显著高于普通活性污泥。     

乳品废水活性污泥沉降特性研究

针对活性污泥法处理乳品工业废水过程中产生大量活性污泥的现状,研究不同温度、pH和沉降时间对活性污泥沉降的影响,旨在阐明活性污泥沉降性能的最佳条件,最大限度降低活性污泥在污水处理系统中所占的体积。试验结果表明当污泥沉降时间为120 m in时,pH6.0,35℃条件下污泥沉降体积为54%;pH7.0,45℃条件下污泥沉降比为54%;pH8.0,45℃污泥沉降体积比为55%;pH9.0,55℃条件下污泥沉降体积为52%;pH 10.0,5℃、15℃、25℃、35℃、45℃和55℃条件下污泥沉降体积比相近,均在60%以上。结合乳品废水处理的实际情况,pH6.0~9.0,温度35℃~55℃,污泥沉降时间为120 m in,污泥沉降效果较好,体积比可达到52%~54%。     

活性污泥中硝化螺菌(Nitrospira)的富集及其动力学参数

采用连续进水的进水方式对污水处理厂活性污泥系统中的Nitrospira富集培养并对其相关动力学参数进行研究.结果表明,在控制反应器亚硝酸盐浓度不高于2 mg·L~(-1)的条件下可以成功富集出以Nitrospira为优势种属的活性污泥,其最大比亚硝酸盐氧化速率(以N/VSS计)为48.72 mg·(g·h)~(-1).荧光原位杂交结果显示Nitrospira占活性污泥总微生物量的75%左右,而Nitrobacter仅占总微生物的0.1%.此外通过对Nitrospira在20℃时的动力学参数进行测定,结果表明Nitrospira的最适生长温度为30~35℃,温度修正系数τN为1.046,其基质半饱和常数KS和氧半饱和常数KO分别为(0.32±0.03)mg·L~(-1)和(1.52±0.09)mg·L~(-1).Nitrospira动力学参数的研究为污水处理厂的设计运行及工艺优化提供理论参考.     

煤气站废水剩余活性污泥好氧消化处理试验

某煤气站含酚废水剩余活性污泥中可生化处理的MLVSS浓度占总MLVSS浓度的59.3％.采用好氧消化处理,在30℃条件下间歇运行17天,MLVSS的降低可达44.9％.提高温度时,污泥降解速率亦提高,但转入液相的难生物降解产物也增加.本文还对剩余活性污泥好氧消化动力学进行了推导,并提出了其动力学常数的简捷求定方法。     

活性污泥法对焦化废水的处理

研究了以好氧降解菌以及硝化类细菌构成的活性污泥对焦化废水中有机污染物的降解,考察了污水处理过程中,处理时间、温度、pH值等因素对降解的影响。结果表明,活性污泥对焦化废水代谢的最佳pH值是6～8,温度为30～50℃,曝气时间控制在6～8h时,活性污泥能够有效降解焦化废水中的有机污染物。     

低温条件下复合铁酶促对活性污泥系统脱氮除磷效果的影响

为解决低温条件下活性污泥系统普遍存在的生化反应速率低的问题,在倒置A~2/O工艺中考察了低温条件下复合铁酶促对活性污泥脱氮除磷效果的影响,探究了系统中的氮磷转化规律。研究表明:与普通活性污泥系统相比,复合铁酶促活性污泥系统表现出更好的低温适应能力,脱氮除磷效果更佳,运行更为稳定;当温度为8℃时,普通活性污泥系统的氨氮平均去除率仅为31.4%,而复合铁酶促活性污泥系统的氨氮去除率仍然可以维持在72.0%左右;通过投加碳源可以显著提高磷酸盐的去除率,复合铁酶促活性污泥系统和普通活性污泥系统磷酸盐去除率分别为97.5%和89.0%,在低温条件下,复合铁酶促活性污泥系统的比硝化速率是普通活性污泥系统的1.6倍,但其厌氧释磷量和好氧吸磷量均较低。复合铁酶作用可有效改善活性污泥系统在低温环境的脱氮除磷效果。     

硝化生物膜系统对低温的适应特性:MBBR和IFAS

为探明硝化生物膜系统对低温的适应特性,在不同温度(20、 15和10℃)下长期运行移动床生物膜反应器(MBBR)和生物膜-活性污泥复合工艺(IFAS)并考察温度降低对其硝化性能、生物膜特性及群落结构的影响,以期为生物膜系统在污水处理行业的应用提供理论依据.结果表明,当温度降低至10℃时,MBBR和IFAS的氨氮去除率分别为(90.88±5.73)%和(99.79±0.31)%,表明IFAS比MBBR具有更好的低温适应性.这是由于低温导致胞外聚合物(EPS)含量的增加,进而促使生物膜厚度及干重不断升高,而相同负荷下的MBBR生物膜更容易堵塞,从而影响传质.活性测定结果表明,尽管IFAS中活性污泥的硝化贡献率始终占主导地位,但随着温度降低,生物膜的氨氧化贡献率从30.72%逐渐上升至39.85%,起到了强化硝化的作用.qPCR结果显示,温度的降低使生物膜中硝化细胞拷贝数上升,其与低温下生物膜厚度的增加一定程度上弥补了硝化活性的衰减,从而体现了生物膜对低温较强的适应性.     

洗涤法净化油烟污染物

模拟油烟废气由泥浆和活性污泥2种洗涤液分别进行洗涤试验研究.结果表明,洗涤液中泥浆和活性污泥的质量浓度愈高,其初始洗涤效率越高.在ρ(泥浆)和ρ(活性污泥)为1.2 g/L,烟气流量为2.8 m3>/sup>/h,油加热温度为160 ℃,洗涤液量为20 L条件下,运行15 d,泥浆的平均去除率为67.4%,油烟粒子粒径由0.2～75 μm变为0.2～42 μm,其液相油烟饱和浓度达95.77 mg/L;而活性污泥平均去除率为83.9%,油烟粒子粒径由0.2～75 μm变为0.2～5.5 μm,其液相油烟饱和浓度为50.00 mg/L.从活性污泥洗涤液中筛选出4株优势菌种,它们对油烟的降解效率大于60%,表明活性污泥洗涤液的洗涤效率明显高于泥浆,是由于活性污泥中微生物对油烟污染物具有显著降解作用.      

颤蚓在活性污泥中的生长研究

以颤蚓为研究对象,活性污泥为底物,通过批量培养实验,考察了颤蚓在20℃和25℃2个不同温度下的生长状况.在16周的培养过程中,颤蚓在活性污泥中的生长较好地符合Logistic曲线;25℃更适于颤蚓生长,颤蚓个体在25℃下体重和体长的增长速率分别是0.0470mg·(条·d)-1和0.1936mm·(条·d)-1.同时,颤蚓在25℃下的体重-体长关系式为W=0.008 L2.028 (R2=0.8685),符合颤蚓科蠕虫体重-体长关系式的一般规律.与其它底物相比,以活性污泥为底物时的颤蚓生长并未表现出明显差别.     

活性污泥对三氯生的降解特性及其动力学

采用好氧、缺氧、厌氧活性污泥对三氯生(TCS)进行降解,并研究降解动力学。试验采用人工配水,TCS初始浓度分别为50、100、200μg/L,将混合液悬浮固体浓度(MLSS)为2 200 mg/L的活性污泥200 mL加入锥形瓶中,置于转速为125 r/min,温度为(20±0.5)℃的恒温摇床里进行降解试验。结果表明,好氧、缺氧、厌氧活性污泥降解TCS的反应初期,TCS都会迅速吸附在活性污泥上,造成水相浓度迅速降低,泥相浓度迅速增加。好氧活性污泥能有效地降解TCS,反应7 d后,TCS的降解率达50%左右。好氧降解过程符合假一级反应动力学,反应速率常数为0.085 6 d~(-1),半衰期为8.095 d。好氧活性污泥对TCS的降解效果优于缺氧和厌氧活性污泥;缺氧活性污泥对TCS有少量的降解,降解率为20%左右;厌氧活性污泥不能有效地降解TCS。     

用活性污泥处理含铬废水的试验研究

对活性污泥处理含铬废水进行了试验研究，探讨了活性污泥用量，废水酸度，接触时间，温度等条件对除铬效果的影响。结果表明：在废水pH值=3-10,Cr^3 ≤20mg/L范围内，按铬与活性污泥重量比为1/600投加活性污泥，去除率可达95%以上，处理后可达排放标准。     

降解三苯类复合微生物菌剂的制备及性能

将驯化后具备高效降解三苯类物质能力的活性污泥作为种泥,在特定的载体上发酵扩大培养,制成复合微生物菌剂.菌剂中的有效活菌数＞109CFU/g,含水量＜5%,可替代活性污泥直接投加,具有同驯化的活性污泥相当的降解性能.分别考察了pH值、烘干温度和载体比例对菌剂降解性能的影响,获得了菌剂制备的最佳工艺条件:pH值9.0,烘干温度35℃,麦麸:纤维素:稳定剂比例为85%:10%:5%.该菌剂具有较好的稳定性,可在4℃稳定保存3个月,仍保持对三苯类物质较高的去除效率,相对活性污泥更适合保存.     

好氧-厌氧循环交替生物除磷影响因素的研究

采用厌氧-好氧循环交替生物除磷工艺,研究了各因素对系统除磷效果的影响。结果表明,培养的基质是生物除磷最为关键的影响因素,综合考虑,利用乙酸钠与葡萄糖混合基质培养的活性污泥体系最好,对COD、N-H、PO4^3-的去除分别为0.966、0.979、0.921,尤其是在PO4^3-的去除上效果更为显著,比单一葡萄糖培养基质的0.4高出一倍多。利用乙酸钠与葡萄糖混合基质培养的活性污泥在pH为7～8（7.5）、温度为20℃～30℃、厌氧阶段DO为小于（等于）0.16 mg/L、好氧阶段DO为2 mg/L～4 mg/L、COD在300 mg/L～500 mg/L、污泥龄为15天时体系运行效果最佳。     

污泥微膨胀状态下短程硝化的实现

为了实现"低氧丝状菌活性污泥微膨胀"和短程硝化的结合,本试验采用SBR反应器,研究了在微膨胀状态下,短程硝化的启动方法和短程硝化启动过程中污泥沉降性的维持策略.分析了水质、pH、DO和温度等环境因素以及混合液流态、曝气方法和进水方式等运行条件对污泥沉降性的影响.结果表明,在pH处于7.2~8.0,温度处于20~25℃时,通过维持低溶解氧和准确控制曝气时间可以逐步在污泥微膨胀状态下实现短程硝化.系统运行160个周期后,亚硝酸盐积累率可从28%逐步上升到80%.通过改变进水体积交换率和辅助调节曝气量的方法可以有效维持活性污泥的沉降性.在污泥微膨胀状态下,VER在0.25~0.33适时调节,可控制污泥容积指数在150 mL/g附近小幅波动.在好氧阶段后期,会出现溶解态总氮浓度的小幅上升.     

活性污泥中超氧化物歧化酶(SOD)活性测定影响因素

研究以污水生物处理中的活性污泥为对象,采用氮蓝四唑光还原法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性,从样品制备和保存方面探讨了是否添加溶菌酶液、细胞破碎时间、酶液保存时间与保存温度等因素对SOD活性测定的影响。研究表明,溶菌酶液的加入提高了细胞破碎效果;细胞破碎的条件为99次(工作3 s,停3 s),时间为40 min时破碎效果最好;酶液保存时间在4 h内最佳;-20℃保存比4℃保存对酶活性影响小。最佳检测条件为:取样量为1 mL时,反应温度为30℃,反应时间为20 min时,SOD酶活性最大。