生活污水培养颗粒污泥的特性研究

采用骤降沉降时间法和逐降沉淀时间法进行颗粒污泥的培养,结果显示骤降沉降时间法由于污泥的洗出量远大于污泥的生长量,而导致出水的恶化和培养失败;而逐降沉淀时间法,通过2个快速沉淀阶段和1个慢速沉淀阶段,颗粒从出现、成长到成熟.颗粒污泥粒径分布比较广,平均粒径为245.4μm,SVI为46.4 mL/g,湿污泥密度1.0816g/cm3,含水率在97.1%～97.8%.     

基于污泥转移的SBR工艺污泥沉降性能研究

具有污泥转移功能的SBR工艺是利用SBR工艺的间歇运行特性,通过污泥回流的方式在并联运行的SBR间实现活性污泥的转移,使各SBR反应器中反应阶段污泥量增加,沉淀撇水阶段减少,从而提高系统除污效能和处理能力。以某低浓度城市污水为水源,进行了中试研究。分析了在不同污泥转移量下系统中污泥的沉降界面、污泥指数等关系,考察了污泥转移对SBR处理能力的影响。试验结果表明:污泥转移可改善污泥沉降性能,30%的污泥回流比下反应器中污泥的SVI值由无污泥转移时的140降低为93左右;采用30%的污泥回流比进行污泥转移可将传统SBR工艺处理能力提高近1/2。     

好氧颗粒污泥沉降选择实验研究与定量描述

以序批式反应器培养的成熟好氧颗粒污泥为对象,研究沉淀高度对颗粒数、比重、污泥浓度、粒径分布及选择系数的影响.结果表明,随着沉淀高度的增加,污泥浓度在沉淀时间为30 s时由0.24 mg.L-1明显增加至6.07 mg.L-1,平均粒径从450μm增加到550μm,颗粒圆形度增加12.67%,而复杂度减小13.47%,说明粒径较大、形状较规则的颗粒沉降较快,从而更易在沉降选择过程中得以保留.根据选择压原理,结合颗粒污泥沉降实验结果引入选择系数.实验和计算结果显示,在任意沉淀高度,选择系数随粒径和密度的增大而增加.随着沉淀高度的增加,直径>600～800μm的颗粒选择系数增加,小颗粒趋势与之相反,说明增大排水比有利于大颗粒保留而絮体被筛选出反应器,而低的排水比会使污泥颗粒化过程放缓.该研究结果可望对加速污泥颗粒化过程和提高其稳定性提供科学的理论依据和指导.     

内回流对厌氧氨氧化UASB反应器脱氮性能的影响

温度为30℃±1℃,厌氧氨氧化污泥为接种污泥,人工配制无机废水为进水,通过改变运行方式,研究内回流对厌氧氨氧化反应器不同运行阶段脱氮效能的影响.结果表明：厌氧氨氧化反应器经过42d启动成功,TN去除负荷为3.26kg/（m³·d）,TN去除率达到76.04%;内回流对于厌氧氨氧化UASB反应器的培养初期与培养成熟后的阶段,表现出完全不同的特征：启动初期,增设内回流（回流比为92%）对反应器运行有负面影响,TN去除率由无回流时的30%下降到19%;颗粒污泥形成后,增设内回流（回流比为92%）对反应器脱氮性能有正面作用,TN去除率由无内回流时的76%提高到84%.     

改性粉煤灰的沉淀与吸附协同作用去除水体中磷研究

以建筑废弃物粉煤灰砖为吸附材料,经硫酸和盐酸改性研究了粉煤灰砖块粉末(fly ash brick powder,简称FABP)对水体中磷的净化效果,并探究了酸改性种类、投加量、接触时间、p H对磷去除率的影响。结果表明:酸改性后的FABP比表面积显著增大,且表面变得粗糙。硫酸改性粉煤灰砖块粉末(sulfuric acid modified fly ash brick powder,简称S-FABP)对水体中磷有良好的去除效果,当投加量为3.0g时磷去除率达到98.5%,且反应初始的5 min内磷的去除率达92.7%。分析S-FABP去除磷的机理为沉淀反应和吸附反应协同作用的结果,在酸性和碱性条件下有不同的沉淀反应发生。根据Langmuir和Freundlich方程拟合结果,S-FABP对水中磷的吸附等温模型符合Langmuir模型,理论饱和吸附量为7.69 mg/g。     

酱油废水混凝处理的特征及机理研究

将酱油废水混凝沉淀过程中产生的物化污泥 ,回流至混凝反应的前段 ,加以重复利用 .试验表明 ,回流污泥与PAC、石灰混合后适用于高浓度的老抽酱油废水的混凝预处理 .污泥回用量为 5 0mL·L-1,PAC与石灰的投药量为 4 8mL·L-1,3 6g·L-1,比没有污泥回流时的 8 0mL·L-1,6 0g·L-1,减少了 4 0 % ,预处理过程中的沉淀污泥总产量下降 2 8 4 % .在此条件下 ,COD和色度平均去除率分别为 4 4 2 %和 93 2 % .结合透射电镜图片的机理分析表明 :石灰中的CaO可与废水中的糖类等物质反应生成沉淀 ,在回流污泥吸附卷扫与PAC电性中和的共同作用下 ,色度和COD得到明显去除 .     

序批式颗粒污泥系统中磷的变化和去向分析

在实验室序批式活性污泥法(SBR)处理系统中以普通活性污泥为接种污泥,采用厌氧-好氧的运行方式提高系统的除磷效果.同时培养颗粒污泥,并对系统中磷的变化和去向进行分析.结果表明,整个试验共运行146 d,成熟颗粒污泥平均粒径为603μm,污泥体积指数(SVI)约为30 mL.g-1,COD去除率可达90%,磷的去除率可达95%左右.颗粒污泥系统除厌氧放磷和好氧聚磷以外,还存在明显的污泥颗粒积磷现象.磷的去除途径主要为:系统排泥(出水悬浮物和专门排泥)和污泥积磷.由厌氧末期颗粒污泥的X射线衍射(XRD)分析结果可知,化学沉淀是污泥积磷的一种重要方式,大量的金属离子会与磷形成无机盐沉积在污泥颗粒上.     

超声对净水沉淀污泥絮体特性及对污泥回流效能的影响

为解决污泥回流强化混凝技术存在的有毒有害物质积累的问题,取净水沉淀污泥经超声预处理后进行回流试验,考察超声作用后净水沉淀污泥絮体特性的变化及其对回流效能的影响.结果表明:超声作用后污泥溶液的温度升高,絮体粒径减小,长时间作用后粒径可降至几个mm,且粒径与声能密度呈现相关性;1,5W/mL的超声处理后,絮体Zeta电位降低,比表面积增大,10,15W/mL的超声处理后絮体Zeta电位升高,比表面积有所下降;低声能密度(1W/mL)超声处理后污泥回流可强化混凝效果,30min超声作用后污泥回流的浊度、UV254和CODMn去除率分别提高了2.7%、23.12%和10.02%,长时间高声能密度(15W/mL)超声波处理污泥回流后混凝效果反而恶化.超声技术对污泥回流后污染物的去除率有一定的提高,但超声时间和声能密度必须很好控制.     

不同底物条件下UASB反应器中碳酸钙的沉淀

以UASB反应器处理含钙的乙酸废水和葡萄糖、可溶性淀粉混合废水,在Ca²⁺浓度800 mg·L^-1,COD容积负荷9 kg·(m³·d)^-1条件下,研究了碳酸钙在反应器中的沉淀规律及其差异.结果表明,碳酸钙在发生大量沉淀前都要经历30 d左右的诱导期,此后反应器中碳酸钙的沉淀率因进水底物不同而出现显著差异.以乙酸为底物时,碳酸钙在污泥中的最大沉淀率可达到65%,然后稳定到25%;而在以葡萄糖和可溶性淀粉为底物的废水中,钙的沉淀率一直维持在7.5%左右.对于这2种废水,钙的沉淀在180 d内可以使污泥的灰分从大约10%分别升高到70%以上和30%左右.但是高的生物污泥灰分含量并没有明显影响废水处理的效果,两反应器的COD去除率始终维持在90%左右.扫描电镜分析发现两反应器内颗粒污泥微观结构存在较大差异,这可能是导致其中碳酸钙沉淀过程和沉淀量存在较大差异的原因.     

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.     

AB法A段活性污泥沉降性能探讨

采用传统理论对A段活性污泥沉降性能分析得出：由于A段BOD5负荷高，微生物能量水平高，则易出现污泥分散生长，凝聚性能较差的情况，而且A段一般在微氧条件下运行，易于现溶解氧浓度受限制而发生低DO型膨胀。然而，事实上，A段具有良好的沉降性能，这是传统理论所不能解释的。本文分析了AB法A段活性污泥具有良好沉降性能的原因，着重探讨了不设初沉地，水力停留时间，污泥龄及有机物负荷对A段污泥沉降性能的影响。     

皮口至大长山岛海域现代沉积特征

2003年9月国家海洋环境监测中心对皮口至大长山岛海域进行了海洋资源综合调查与评价.取表层沉积物样90余个,3柱柱状样,通过实验室分析,将表层沉积物类型及其分布特征进行分析,并应用210Pb测年技术,测得调查区海域现代沉积物的堆积速度,探讨其沉积物的沉积速率.结果表明,该区表层沉积物类型以细颗粒沉积为主,具有淤泥质岸带的沉积特征.210Pb测得沉积速率揭示出测区的北岸潮滩区高于水下岸坡也高于大长山岛北侧近岸海域.该区物质来源丰富,沿岸鸭绿江、大洋河、碧流河、和庄河携带的泥沙严格控制了沉积物类型的分布特征.     

沉降速率作为选择压对好氧颗粒污泥性质影响

在序批式反应器中以普通活性污泥驯化而得的好氧颗粒污泥为接种污泥,葡萄糖为碳源,研究作为选择压的沉降速率对好氧颗粒污泥性质的影响。结果表明:作为选择压的沉降速率与反应器中SV值和MLSS成反比关系;在沉降速率变化过程中,污泥龄、耗氧速率、胞外多聚物和COD去除率均产生变化。在本试验条件下,改变沉降速率,能改变反应器中生物量的洗出量并在一定程度上影响微生物群体的组成,从而影响活性的生物学性能;但生物相的改变限度在一定范围内,存在着动态平衡。污泥龄的波动与不同沉降速率下反应器中污泥中的胞外多聚物含量的变化有关。大量的胞外多聚物在颗粒污泥表面形成粘液层,对颗粒污泥形成保护。不同沉降速率下颗粒污泥的的胞外多聚物发生变化,进而影响颗粒污泥的稳定性。     

石灰石与石灰联合处理高浓度含磷废水

探讨了石灰石与石灰投加量配比与反应时间对处理高浓度磷废水效果的影响,并通过激光粒径分析等手段重点考察了出水沉降性能及其与传统石灰法的比较。结果表明：对进水pH为4.5的100 mg/L含磷废水,联合处理石灰石和石灰投加量分别为0.030 0 g和0.070 0 g,石灰石和石灰段反应时间均为10 min时,磷的去除率达99%以上且出水的10 min泥水沉降比比传统石灰法降低25%;除磷产物的体积平均粒径与中值粒径（13.58μm、7.71μm）也明显高于传统石灰法（5.73μm、4.81μm）,沉降性能明显提高;联合处理减少了石灰的用量,一方面保证了药剂成本,另一方面降低了出水pH,减少了约25%的回调用酸。     

旋流气浮工艺接触区气泡-颗粒碰撞理论研究

为了对旋流气浮过程中的动力学行为和气浮分离效率进行准确预测,在借鉴重力场下气泡-颗粒碰撞模型建立方法的基础上,考虑旋流气浮的特点,首次将表征流态的雷诺数引入到各种碰撞过程中,推导建立了旋流气浮接触区的气泡-颗粒碰撞效率模型.理论模型显示:低强度旋流气浮工艺中气泡-颗粒的各种碰撞效应主要与雷诺数、气泡和颗粒直径有关.当颗粒直径接近于分子直径时,即直径为1nm时,碰撞主要受扩散碰撞所控制;当颗粒在1~10nm之间时,碰撞主要受扩散碰撞和离心沉降效应的共同作用所控制;当颗粒在10nm~1μm时,碰撞主要受离心沉降效应所控制;当颗粒大于1μm时,碰撞将受截留效应、离心沉降效应和惯性效应联合作用.该模型能够准确预测旋流气浮过程中的动力学行为和分离效率,为旋流气浮工艺的实际应用提供一定的理论依据.     

明渠中有机质微粒沉降过程的随机游走模拟

基于明渠流动的主要特点,考虑紊动强度的垂向非均匀性,及颗粒运动的游荡效应（loitering effect）影响,对微粒运动基本方程进行改进,建立了明渠非均匀紊流中考虑游荡效应的随机游走模型,对明渠中微粒的沉降损失进行了模拟分析.模拟结果显示,不考虑游荡效应影响时,明渠中微粒的沉降损失率可用微粒沉速与水深之比计算;而在游荡效应影响下,微粒沉降损失率会发生约18%~27%的下降,下降百分比与均匀紊流中微粒沉速在游荡效应影响下的折减百分比渐近值（19~25%）基本一致.本文结论基于不考虑微粒重悬浮、游荡效应为紊流对微粒沉降的主导影响机理等前提,主要适用于对明渠中细小有机质微粒沉降至床底过程更准确的计算分析.     

明渠中有机质微粒沉降过程的随机游走模拟

基于明渠流动的主要特点,考虑紊动强度的垂向非均匀性,及颗粒运动的游荡效应（loitering effect）影响,对微粒运动基本方程进行改进,建立了明渠非均匀紊流中考虑游荡效应的随机游走模型,对明渠中微粒的沉降损失进行了模拟分析.模拟结果显示,不考虑游荡效应影响时,明渠中微粒的沉降损失率可用微粒沉速与水深之比计算;而在游荡效应影响下,微粒沉降损失率会发生约18%~27%的下降,下降百分比与均匀紊流中微粒沉速在游荡效应影响下的折减百分比渐近值（19~25%）基本一致.本文结论基于不考虑微粒重悬浮、游荡效应为紊流对微粒沉降的主导影响机理等前提,主要适用于对明渠中细小有机质微粒沉降至床底过程更准确的计算分析.     

不同条件的底泥回流对强化絮凝的影响

为探究不同条件的回流底泥对絮凝强化的影响,采用智能光谱散射分析仪（IPDA）对絮凝过程进行连续监测。通过分析出水浊度和絮体生长曲线,考察了底泥投加量、存放时间和底泥pH对底泥强化作用的影响。结果表明:底泥投加量对于絮体生长FI值（絮凝指数）影响不大,回流单倍底泥时,出水浊度降至1.3 NTU,较常规絮凝下降38%;底泥存放时间越长,絮体生长FI值越小,存放时间<3 d的底泥可保证出水浊度维持在2.0以下;底泥pH为3.0时,出水浊度低至1.2 NTU,酸处理后的底泥,其絮体生长变化曲线不稳定,FI值呈明显震荡波动趋势。回流单倍底泥时,底泥能够强化絮凝的去浊能力,絮体颗粒保持较大尺寸。底泥形成24 h内回流,絮体颗粒之间产生的相互作用力最大,能保持底泥的最大活性。过高或过低的底泥pH导致絮凝效果变差,最适宜的底泥pH为3.0左右。     

微氧厌氧处理糖蜜废水启动过程中颗粒污泥性质研究

考察中温(35℃～40℃)条件下微氧厌氧处理糖蜜酒精废水中EGSB反应器内颗粒污泥组成元素、泥沉淀性能、粒径分布。结果表明,污泥的颗粒化率随着运行时间的延长逐渐增加,运行至120 d,颗粒污泥的组分主要是K、Na、Ca、Fe、O、P、S这些生物体有机物组成所必须的元素。且随着微氧的稳定运行,粒径主要集中在0.9 mm～1.2 mm,直径大于1.5 mm的颗粒污泥所占比例增长最快,约占15%,与接种时相比,提高了3倍。颗粒污泥的沉降性能进一步提高,沉降速度在20～86 m/h。颗粒污泥表面的微生物以杆菌、球菌为主。