蠕虫污泥减量效果及其影响因素分析

研究了蠕虫生长在活性污泥法中试系统的污泥减量效果及其对出水水质的影响 ,同时对蠕虫生长的影响因素进行了初步分析 .结果表明 ,除了初始的20d之外 ,整个试验过程中均有蠕虫出现 ,其中红斑瓢体虫(Aeolosomahemprichicii)和仙女虫(Naiselinguis)交替占据优势地位 ,但红斑瓢体虫占据主导地位的时间长于仙女虫 ,而吻盲虫 (Pristinaaequiseta)只是偶尔存在 .蠕虫连续保持高密度生长 (曝气池中蠕虫总密度大于 30条 /mg)长达 172d .高密度下的蠕虫生长不仅能显著降低污泥产率 ,而且能明显提高污泥的沉降性能 .蠕虫密度越高 ,出水水质越差 .仙女虫比红斑瓢体虫具有更大的污泥减量能力 ,并且前者对出水水质的影响也大于后者 .蠕虫生长不影响硝化过程 ,但当仙女虫占优势时 ,蠕虫生长会导致出水PO3₄^3--P浓度的升高 .蠕虫生长影响因素的分析表明 ,只有污泥龄对 2种蠕虫的生长没有影响 ,但温度和水力停留时间均能显著影响它们的生长 .     

红斑顠体虫对活性污泥性能的影响

以SBR方式进行对比实验,考察了一定密度的红斑票页体虫对污泥产率系数及出水COD、SVI的影响.发现:平均负荷(COD/MLSS)在1.5 g/(g·d)的情况下,红斑票页体虫数≤70 ind/mL时不能达到明显的污泥减量效果; 外加一定数量的红斑票页体虫,还会降低COD去除率,降低的范围在0%～12%;并且,反应器中长期维持较高密度的红斑票页体虫会使污泥的沉降性能降低,同时也会一定程度地影响红斑票页体虫的生长发育.     

利用寡毛类蠕虫反应器处理剩余污泥的研究

考察了一种新型寡毛类蠕虫反应器(由游离型蠕虫生长区和附着型蠕虫生长区组成)处理排放剩余污泥的效果．在试验的启动阶段1^#反应器接种了颤蚓(Tubificidae),2^#反应器作为对照．对照试验的结果表明,整个试验运行期间,颤蚓始终存于1^#反应器中,并且主要附着在填料上和聚集在反应器底部．从第35天开始,2个反应器中均发现了游离型蠕虫如红斑瓢体虫(Aeolasoma)、仙女虫(Nais)和叉形管盘虫(Aulophorus)．蠕虫生长有助于污泥减量和改善污泥沉降性能,并且颤蚓的存在和生长可导致更显的污泥减量效果．整个试验期间,1^#反应器的平均污泥减量效果为57％,远高于对照反应器．高浓度NH4^ -N对蠕虫有毒害作用,从而抑制了蠕虫的生长．寡毛类蠕虫的生长对硝化过程没有影响,但会导致一定程度的氮、磷释放。     

膜-生物反应器和传统活性污泥法去除两种内分泌干扰物的对比研究

采用不主动排泥的运行模式,在相同污泥负荷条件下,对比研究了膜-生物反应器(MBR)与传统活性污泥反应器(CASR)对两种典型内分泌干扰物--双酚A(BPA)与壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO,n=1～4)的去除效果.结果表明,在BPA-污泥负荷与NPnEO-污泥负荷分别为0.046～10.2 g·kg-1·d-1与0.097-0.701 g·kg-1·d-1的范围内,MBR与CASR均能有效去除这2种内分泌干扰物.随着运行时间的延长,污泥对目标物质的去除能力逐渐加强;相比CASB,MBR对目标物质的去除更强且稳定.在获得相同的出水目标物质浓度条件下,MBR可以耐受更高的容积负荷.2种内分泌干扰物的投加对MBR和CASR的COD和NH4-N的去除均没有明显影响.     

膜-生物反应器和传统活性污泥工艺的比较

在运行条件一致的情况下把膜-生物反应器(MBR)和传统活性污泥工艺(CAS)进行了比较研究.试验结果表明,MBR具有比CAS更为稳定良好的出水水质,其平均出水COD浓度为55.5mg/L,低于CAS工艺(79.7mg/L).MBR系统中由于膜对大分子物质的截留作用,运行前120d出现溶解性微生物产物的积累,但随着微生物的驯化,这些积累的微生物产物最后得到降解.CAS中未发生微生物产物的积累.CAS出水、MBR上清液以及MBR出水中的物质组成差别很大.CAS出水和MBR上清液中分子量大于60000的高分子物质与小于3000的小分子物质都占有相当大的比例,其中高分子物质在MBR上清液中的含量高于CAS系统;MBR出水中则主要是分子量小于3000的小分子物质.MBR污泥粒径较小,使得氧扩散速率得到提高.     

膜生物反应器与传统活性污泥反应器内生物群落特征

采用膜生物反应器(MBR)和传统活性污泥法(CAS)2种反应器处理相同的生活污水,考察了MBR和CAS的运行和生物群落结构及其动态变化.结果表明,MBR对COD和氨氮的去除效率均比CAS高, MBR和CAS出水COD的平均值分别为39.6 mg/L和62.9 mg/L,出水氨氮的平均值分别为6.8 mg/L和14.5 mg/L,可以看出无论是对于有机物还是NH⁺₄-N,MBR的去除效果都比CAS要好.由于MBR的污泥处于大的曝气剪切力、过低的污泥负荷、以及长SRT导致的各种惰性物质积累等环境中,使MBR中污泥的群落及其变化与CAS相比有明显的不同.随着反应器运行时间的增加,DGGE的结果表明MBR的种群数量始终高于CAS, MBR群落相似性系数的变化也比CAS要大很多,在第15、 124、 186和230　d时,MBR的条带数分别是22、 25、 24和20条,而CAS在相应的运行时间时条带数分别为19、 14、 17和20条.MBR污泥与种泥的相似性系数分别是54.1%、 63.7%、 63.9%和66.8%,而CAS污泥与种泥的相似性系数分别是71.8%、 61.4%、 9.1%和65.9%.说明CAS的排泥导致非选择性的微生物流失,同时,也说明MBR的群落具有更好的适应环境因素变化的能力,这是MBR抗冲击负荷能力较强的原因之一.从戴丝系数来看,尽管群落相似性越来越高,但群落始终处于变化状态,说明环境的微小变化（进水水质、环境温度等）都会引起生物群落的变化.     

生物相分离系统的污泥减量效能

为了寻找有效的污泥减量途径,采用生物相分离系统将细菌、原生动物、后生动物及其它大型微型动物相对分离,使有机物在系统的前端被降解,而在后端则主要由原生动物和后生动物完成污泥减量化.试验结果表明,当有机负荷为4.8 kg·m-3·d-1时,生物相分离系统的污泥产率为0.1 kg·kg-1(以COD计),减量比例为80%左右.同时,系统对COD去除率超过了90%,且出水水质满足污水综合排放标准GB8978-2002的一级标准要求.     

表层附着累枝虫的好氧颗粒污泥特性

在序批式反应器(SBR)中处理实际生活污水,并接种城市污水处理厂活性污泥,培养出表层附着大量累枝虫的好氧颗粒污泥.运行120 d时,颗粒污泥浓度可达4482 mg·L-1,污泥容积指数(SVI)为55 m L·g-1左右,颗粒的粒径主要在1.6~2.5 mm之间,平均沉速为55.4 m·h-1,累枝虫密度可达30450 ind·m L-1.CODCr和NH+4-N的平均去除率分别为87.9%和91.8%.采用直接免疫荧光法证实累枝虫可吞食游离细菌,能有效减少出水SS,且出水SS与累枝虫的密度变化整体呈相反趋势.表层附着生长的累枝虫略微降低了颗粒污泥的沉速.结构分析可看出累枝虫根植于颗粒表层,柄的部分成为颗粒污泥的"骨架",有利于颗粒污泥结构强度和稳定性.     

营养物质缺乏引起的好氧颗粒污泥膨胀及其恢复

采用5个相同的序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)研究了不同碳、氮、磷比条件下好氧颗粒污泥形态、沉降性能和有机物去除情况,并根据SVI30值分析了由营养物缺乏引起的好氧颗粒污泥膨胀情况及其恢复方法.结果表明,当进水m(COD)/m(N)/m(P)为100/5.8/1.2时,颗粒污泥结构完整,颗粒密实,SVI30在15～30 mL.g-1之间波动,COD去除率可保持在90%以上,系统总体运行稳定,没有出现污泥膨胀.当进水m(COD)/m(N)/m(P)为100/3/0.6和100/1.9/0.4时,系统中的颗粒污泥出现解体现象,但是SVI30值仍然低于35 mL.g-1,没有发生丝状菌膨胀;在整个试验过程中系统COD去除率在85%以上.当进水m(COD)/m(N)/m(P)为100/0.5/0.1和没有投加任何氮磷物质时,系统SVI30均达到150 mL.g-1,污泥难以沉降,系统发生了丝状菌污泥膨胀.两系统COD去除率差别较大,前者COD去除率在试验后期保持在65%～80%之间,而后者COD去除率从试验前期一直降低,最后达到10%以下,系统完全崩溃.N、P营养物质缺乏引起的膨胀好氧颗粒污泥,通过补充充足营养物质运行48个周期后,2个系统膨胀污泥的沉降性能及有机物降解率完全恢复,但是污泥形态(除污泥颜色)恢复不明显.     

膜生物反应器处理头孢类制药废水的试验研究

采用膜生物反应器(MBR)对头孢类制药废水厌氧处理出水进行处理,并与传统的活性污泥法进行比较。实验结果表明:COD的平均去除率达90%以上,污泥龄在40~50 d,污泥浓度控制在6 000~10 000 mg/L,MBR可长期稳定运行。出水COD、停留时间HRT等参数有很大程度的降低,出水基本无悬浮物,COD去除率好于传统活性污泥处理,系统抗负荷冲击能力强。     

曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响

利用寡毛纲蠕虫-水丝蚓(Limnodrilus sp.)的捕食实现污泥量的削减,并针对曝气强度对蠕虫捕食污泥过程的影响,考察了不同的曝气强度所引起的蠕虫活性、泥水性质和污泥减量效能等的变化.结果表明:蠕虫对曝气强度的耐受能力有限,其受损程度与曝气强度和时间正相关,低强度的间歇曝气下蠕虫受损数量较低,为总数的1.7%.蠕虫的组织乳酸脱氢酶活力在2.8~9.5m3/(m2·h)的曝气强度下明显升高,表现了较高的物质代谢和能量消耗水平.较低的曝气强度下污泥上清液中硝酸盐氮的累积较轻.蠕虫对污泥的捕食能够抑制低曝气强度下溶氧缺乏所引起的污泥容积指数(SVI)增加,改善污泥的沉降性.在2.8m3/(m2·h)的间歇曝气下,污泥减量效率比连续曝气的污泥减量效率更稳定.     

Identical full-scale biogas-lift reactors (BLRs) with anaerobic granular sludge and residual activated sludge for brewery wastewater treatment and kinetic modeling

Two identical full-scale biogas-lift reactors treating brewery wastewater were inoculated with different types of sludge to compare their operational conditions, sludge characteristics, and kinetic models at a mesophilic temperature. One reactor （R1） started up with anaerobic granular sludge in 12 weeks and obtained a continuously average organic loading rate （OLR） of 7.4 kg chemical oxygen demand （COD）/（m3.day）, COD removal efficiency of 80%, and effluent COD of 450 mg/L. The other reactor （R2） started up with residual activated sludge in 30 weeks and granulation accomplished when the reactor reached an average OLR of 8.3 kg COD/（m^3·day）, COD removal efficiency of 90%, and effluent COD of 240 mg/L. Differences in sludge characteristics,biogas compositions, and biogas- lift processes may be accounted for the superior efficiency of the treatment performance of R2 over R1. Grau second-order and modified StoverKincannon models based on influent and effluent concentrations as well as hydraulic retention time were successfully used to develop kinetic parameters of the experimental data with high correlation coefficients （R2 〉 0.95）, which further showed that R2 had higher treatment performance than R1. These results demonstrated that residual activated sludge could be used effectively instead of anaerobic granular sludge despite the need for a longer time.     

不同曝气能耗对水蚯蚓原位消解污泥的影响

水蚯蚓原位消解污泥过程中,曝气参数的设定十分重要。为评价曝气能耗对水蚯蚓消解污泥的影响并设定适宜的曝气量,研究污水处理系统耦合水蚯蚓后不同曝气梯度下的运行情况,并对耦合水蚯蚓前后的系统进行比较。结果表明:溶解氧最适范围为2～3 mg/L,曝气能耗约为0.19 kW.h/t;溶解氧高于3 mg/L时系统能效并无提高,且能耗增大。     

厌氧升流式污泥层反应器内污泥颗粒化对固液分离效果的影响

厌氧升流式污泥层反应器在较高的COD容积负荷和水力负荷下稳定运行的关键是要有良好的固液分离,而固液分离的必要条件是污泥的沉降速度大于混合液在三相分离器的沉降区的最小断面上的向上流速。通过小型装置的试验表明,污泥的沉降速度与污泥的性状和浓度有关,使反应器内的污泥颗粒化能改善污泥沉降性、提高固液分离效果,使反应器能在相当高的COD容积负荷(20—30kgCOD/m~3·d)和水力负荷(0.8m~3/m~2·h)下稳定运行。本文叙述了厌氧升流式污泥层反应器内的污泥颗粒化过程,并简要地讨论了培养颗粒污泥的基本条件。     

曝气量对SBAR中好氧颗粒污泥特性的影响

采用SBAR反应器对比研究了颗粒化后表观气速为1.8 cm·s-1和0.9cm·s-1时对成熟好氧颗粒污泥形态结构、粒径、强度等物理特性和硝化性能以及胞外聚合物代谢的影响.结果表明,颗粒化后降低曝气量增加颗粒形态不规则程度,空隙增大;55d试验中,与高曝气量下相比,降低曝气量使表观污泥产率提高33%,颗粒粒径平均增长速率提高25%,相对颗粒强度降低6%, EP5含量平均降低12%.两反应器颗粒污泥SVI值均在10～15 mL·g-1,沉降性能良好,且均具有良好硝化性能和降解COD能力.与高曝气量下相比,低曝气量下硝化菌群活性低,而异养菌活性高.     

零价铁自养反硝化过程活性污泥矿化及解决措施

本研究通过接种生活污水处理厂活性污泥,在升流式厌氧反应器内启动了零价铁还原硝酸盐的反应,经过52d的运行后实现氮去除速率29.3 g·(m~3·d)~(-1).针对运行过程中形成的三价铁及铁氧化物对污泥的包裹,致使污泥矿化,导致活性降低的问题,进行了流加污泥和改变回流两种防矿化方式的可行性研究.采用流加方式,经过22 d运行,硝酸盐氮转化速率在33.0 g·(m~3·d)~(-1)左右,出水亚硝酸盐氮平均浓度16.50 mg·L~(-1),此两者和矿化时期相比均无较大变化,而出水氨氮平均浓度从12.38 mg·L~(-1)下降到3.58 mg·L~(-1),氮去除速率从9.9 g·(m~3·d)~(-1)恢复至15.0 g·(m~3·d)~(-1),生物反应减弱了化学还原硝酸盐过程;采用改变回流方式,反应柱外部设置回流池,利用回流池上部水进行水力循环和上升冲刷,将生成的三价铁及铁氧化物随出水流出并沉积在外部回流池内,在上升流速3.49 m·h-1的条件下,转化硝酸盐对应生成的三价铁量有大约58%通过回流沉淀在外部回流池内,硝酸盐氮反应速率在34.3 g·(m~3·d)~(-1),出水亚硝酸盐氮、氨氮浓度分别为0.22 mg·L~(-1)、0.75mg·L~(-1),未出现氨和亚硝酸盐的大量积累,实现氮去除速率在33.4 g·(m~3·d)~(-1),实现了长期运行中污泥矿化问题的解决.对比两种方式,从处理效果看改变回流模式处理污泥矿化问题优于污泥流加方式.