好氧污泥强化造粒过程中EPS的分布及变化规律

通过在好氧颗粒污泥生长前期投加混凝剂的方式,考察混凝剂的投加对颗粒生长的影响,用三维荧光光谱法分析胞外多聚物(EPS)在颗粒生长过程中的变化规律及其与污泥特性的相关性。结果表明,强化造粒条件下的污泥完全颗粒化的时间比对照组提前12 d,其强度和比重也分别比对照组高出2.05%和0.032。对各形态EPS三维荧光光谱分析,发现生长期松散型胞外多聚物(LB-EPS)的峰点为溶解性微生物代谢产物,及少量的芳香蛋白类物质和腐殖酸类物质,颗粒成熟后溶解性微生物代谢产物和蛋白类物质的荧光强度均减小,腐殖酸类物质消失,而溶解型胞外多聚物(S-EPS)和紧密型胞外多聚物(TB-EPS)的峰点及强度在两阶段无明显变化。在颗粒生长过程中,LB-EPS中的蛋白质含量随颗粒生长逐渐升高,颗粒成熟后逐渐降低至稳定,而多糖含量基本保持在1~5 mg/g MLSS。与S-EPS、TB-EPS相比较,LB-EPS和污泥颗粒化有密切关系,且与SVI呈正相关性(相关系数r=0.812),与相对疏水性呈负相关性(相关系数r=-0.973)。     

投加阳离子聚合物加速UASB反应器中颗粒污泥形成

运行2个UASB反应器,研究常温低浓度进水条件下,投加阳离子季胺盐絮凝剂对厌氧颗粒污泥形成的影响。一个反应器中投加阳离子季胺盐絮凝剂（称A反应器）,另一个反应器作为对照不投加絮凝剂（称B反应器）。经过196 d的运行,2个反应器中均形成了活性较高、沉降性能良好的颗粒污泥。A反应器中的污泥颗粒更多、粒径更大,粒径＞0.5 mm的污泥颗粒的百分比比B反应器的多16%～19.3%。研究结果表明,投加阳离子聚合物加速了颗粒污泥的形成,提高了颗粒污泥的产甲烷活性和沉降性能。     

厌氧膨胀床处理低浓度污水的污泥颗粒和生物活性变化

污泥的聚集形态和活性,是影响厌氧反应器处理效率的关键因素。通过对厌氧膨胀床反应器（anaerobicex—pandedblanketreactor,AEBR）处理低浓度城镇污水在启动和稳定运行期的污泥活性研究,AEBR在启动运行期内,接种颗粒污泥为适应低浓度基质条件,污泥粒径经历从大变小,再重新颗粒化粒径变大的过程。在运行期第103天,粒径小于1000μm污泥的体积比达到44．7％,平均粒径为952μm,到运行期第173天,粒径小于1000μm污泥的体积比降为28％,平均粒径达1179μm,污泥重新颗粒化完成。颗粒污泥适应新的环境后,单位重量污泥的最大比产甲烷活性（specificmetha．nogensisactivity,SMA）值和胞外聚合物含量增加,分别达到112mLCH4／（gVSS·d）和215mg／gVSS。在处理实际城镇污水的AEBR反应器内,辅酶F420含量可以有效指示污泥样品的产甲烷活性,AEBR反应器不同高度位置的污泥活性不一样,反应器底部污泥活性低于中上部区域污泥的活性。     

天氧膨胀床处理低浓度污水的污泥颗粒和生物活性变化

污泥的聚集形态和活性,是影响厌氧反应器处理效率的关键因素。通过对厌氧膨胀床反应器（anaerobicex—pandedblanketreactor,AEBR）处理低浓度城镇污水在启动和稳定运行期的污泥活性研究,AEBR在启动运行期内,接种颗粒污泥为适应低浓度基质条件,污泥粒径经历从大变小,再重新颗粒化粒径变大的过程。在运行期第103天,粒径小于1000μm污泥的体积比达到44．7％,平均粒径为952μm,到运行期第173天,粒径小于1000μm污泥的体积比降为28％,平均粒径达1179μm,污泥重新颗粒化完成。颗粒污泥适应新的环境后,单位重量污泥的最大比产甲烷活性（specificmetha．nogensisactivity,SMA）值和胞外聚合物含量增加,分别达到112mLCH4／（gVSS·d）和215mg／gVSS。在处理实际城镇污水的AEBR反应器内,辅酶F420含量可以有效指示污泥样品的产甲烷活性,AEBR反应器不同高度位置的污泥活性不一样,反应器底部污泥活性低于中上部区域污泥的活性。     

牡蛎壳粉末投加UASB反应器的运行特性

采用牡蛎壳粉末作为UASB反应器的辅助介质,探讨了牡蛎壳钙盐的溶出特性,系统考察了运行期中牡蛎壳粉末添加方式、进水有机负荷、水力停留时间等因素对反应器出水COD、碱度与pH的影响,分析了污泥比产甲烷活性变化。结果表明,当初始pH从5到9变化时,牡蛎壳粉末溶出Ca2+浓度为40~65 mg/L,平衡pH稳定在7.7~8.0;当进水COD负荷从3.4 kg/(m3·d)逐渐增至7.0 kg/(m3·d)、牡蛎壳粉末投加量从1.5 g/d逐渐增至3.2 g/d时,与未投加的反应器相比,投加牡蛎壳粉末反应器的启动周期缩短了10%左右,COD去除率与比产甲烷活性分别提高了13.3%和22%。投加牡蛎壳粉末可有效提供碱度,加快污泥的颗粒化进程。     

常温下向ABR反应器中加入惰性载体促进颗粒污泥形成

常温条件下(21～25℃),用实验室规模的2个厌氧折流板反应器进行颗粒污泥培养实验,向其中一个反应器(称为B反应器)接种厌氧污泥的同时加入惰性载体,另一个反应器(称为A反应器)作为对照只接种厌氧污泥,考察了惰性载体对ABR反应器中颗粒污泥的形成和反应器运行效果的影响.结果表明,惰性载体的加入促进了反应器中颗粒污泥的形成,提高了反应器的处理效果.运行162 d后,B反应器每个隔室均出现大量颗粒污泥,4个隔室中粒径>0.5 mm的颗粒达到57.6%～72.7%;A反应器仅第1隔室中形成了大量颗粒污泥,其他3个隔室中粒径>0.5 mm的颗粒仅占11.3%～34.7%.COD去除率稳定保持在85%以上所需时间,B反应器比A反应器少用了51 d.     

UASB反应器处理链霉素废水启动及运行性能

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理链霉素生产废水,研究了中温条件下反应器启动和稳定运行中废水处理性能及厌氧污泥颗粒化过程。结果表明,通过逐步提高链霉素废水进水比例和负荷,可以实现UASB反应器的启动和稳定运行,并对高浓度链霉素实际废水具有良好的处理性能,COD去除率稳定在80%以上,COD去除负荷达7.2 kg/(m3·d),CH4产生量达到6.2 L/d。UASB反应器启动运行过程中,链霉素废水对污泥活性具有抑制影响,造成短期反应器运行性能明显下降,而后很快恢复。同时高负荷链霉素废水造成甲烷产率降低。污泥性状变化显著,污泥形态逐渐转变为颗粒态,污泥粒径增大,出现大量0.5~1.0 mm颗粒污泥,污泥VSS/SS比值升高,污泥沉降性明显增强,比产甲烷活性显著升高,表明污泥开始实现颗粒化。     

微生物强化MBR工艺剩余污泥的好氧消化过程

为了考察原位污泥减量技术产生的长污泥龄污泥好氧消化可能性,以某污水处理厂MBR工艺产生的剩余污泥为研究对象(污泥龄为60 d),将实验筛选得到的强化效果最佳的3种菌种(分别为B4、H4和N2)分别投加到MBR剩余污泥好氧消化反应器中。经过58 d的好氧消化后,投加B4、H4和N2的3个反应器MLSS消解率分别比污泥对照提高了13.2%、11.7%和6.2%,其中投加B4菌种MLSS消化效率提高最多。MLVSS消解率分别比污泥对照提高18.8%、20.0%和11.0%。研究表明原位污泥减量技术产生的长污泥龄污泥具有污泥好氧消化的可能性,同时筛选出来的3种菌种在消化过程中有明显的强化效果。随着消化反应的进行到52 d,反应器中出现大量的硝酸盐氮和总磷的积累。观察反应过程中氨氮、硝酸盐氮、p H和总磷的变化,大量的硝酸盐存在时诱导以硝酸盐为电子受体的反硝化除磷的进行。在消化过程中,磷溶出情况取决于污泥的水解程度,投加菌种加速了总磷溶出和提高了污泥的水解程度。同时投加菌种强化好氧消化显著降低污泥的SVI,投加菌种在强化好氧消化过程中能更多地消耗污泥中有机物,进而提高消化效率。     

饥饿对厌氧氨氧化污泥颗粒化及污泥形态的影响

厌氧氨氧化颗粒污泥经过长期保存会逐渐解体成絮状,但目前关于保存后期的饥饿环境对不同形态污泥的影响尚缺乏深入研究。针对该问题,以饥饿15 d颗粒解体后的厌氧氨氧化絮状污泥作为接种污泥,考察了其颗粒化过程及其对于反应器启动和运行的影响,同时对比研究了絮状和颗粒状厌氧氨氧化污泥对于饥饿的响应及其活性恢复情况。结果表明:饥饿10 d后补料继续培养3个批次,厌氧氨氧化颗粒污泥反应活性的恢复速率高于絮状污泥;接种厌氧氨氧化絮状污泥80 d左右,反应器中NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率均达到100%,160 d可以实现污泥的颗粒化。此研究结果可为利用长期保存下的种泥启动厌氧氨氧化反应器提供参考。     

好氧颗粒污泥的培养及其对污染物去除特性研究

采用序批式活性污泥反应器(SBR)进行好氧颗粒污泥(AGS)培养,比较仅接种普通絮状污泥培养(R1)与接种普通絮状污泥及部分厌氧颗粒污泥培养(R2)下污泥颗粒化进程、污泥特性及污染物去除特性。结果表明,通过逐渐缩短SBR沉淀时间、提高有机负荷,R1、R2分别在17、23d时出现乳白色颗粒,颗粒粒径较小(0.1～0.5mm),颗粒污泥成熟时由白色转变为黄色,污泥容积指数(SVI)均保持在40mL/g左右;培养60d时,R1、R2内污泥基本实现颗粒化,颗粒化程度分别为90.0%、84.4%;R1、R2中胞外聚合物(EPS)质量浓度均在56d时分别为84.75、64.05mg/g(以单位质量挥发性悬浮固体(VSS)中的质量计,下同),其中R1、R2中多糖(PS)在EPS中占主要比重;R1、R2中培养的AGS均具有密实的结构和良好的沉降性能,对污染物具有良好的去除效果,培养后期R1、R2对COD平均去除率分别为96%、94%,对TN平均去除率分别为60%、56%,对TP平均去除率分别为65%、61%。R2中接种的部分厌氧颗粒污泥可能对EPS的分泌起到一定抑制作用,从而影响污泥的颗粒化进程。     

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。     

厌氧序批式反应器中丝状颗粒污泥的形成

以葡萄糖为基质,研究浮动盖式ASBR中颗粒污泥的形成。实验结果表明,污泥在120 d时完全颗粒化,颗粒污泥具有良好的沉降性能(25 m/h)及良好的产甲烷活性,甲酸、乙酸、丙酸及丁酸最大代谢活性分别达到0.216、0.825、0.237和0.796 g COD/(g VSS.d)。电镜扫描(SEM)发现,整个污泥结构均一,均由丝状菌构成。     

颗粒化序列间歇式活性污泥反应器工艺处理化粪池污水

在序列间歇式活性污泥反应器(SBR)中成功培养出适应化粪池污水水质的好氧颗粒污泥.并将其应用于化粪池污水的处理.在好氧颗粒污泥培养的第15天左右,SBR中开始出现细小的颗粒,然后微生物在其上繁殖生长使颗粒逐渐增大而成熟;在第24天时,SBR中絮状活性污泥已基本实现了颗粒化.培养出的好氧颗粒污泥对化粪池污水有稳定的处理效果,在进水完全为化粪池污水时,COD、NH_4~+-N、TN的平均去除率分别为77%、61%、47%.但是,由于化粪池污水COD较低,因此无法维持较高的生物量,在后期的稳定运行过程中MLSS始终维持在2 500 mg/L左右.好氧颗粒污泥的同步硝化反硝化作用是其稳定脱氮的保证.     

好氧颗粒污泥的培养及处理味精废水

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,在模拟废水条件下利用SBR 35 d成功培养出了具有同步硝化反硝化作用的好氧颗粒污泥,反应器对COD和NH4+-N去除率分别高于95%和99%。将该反应器用于处理味精废水,当COD、NH4+-N的容积负荷分别为2.4 kg/(m3.d)、0.24 kg/(m3.d)时,COD、NH4+-N和TN去除率分别高于90%、99%和85%。处理味精废水后的颗粒污泥粒径由之前的0.8～2.5 mm减小至0.6～1.8 mm,颗粒结构较之前更加密实。     

好氧颗粒污泥的形成过程、形成机理及相关研究

利用SBR和优势混合菌对造纸废水进行处理,在此过程中驯化出好氧颗粒污泥,对好氧颗粒污泥的形成过程、形成机制等进行研究发现,好氧颗粒污泥的形成经历了细菌增殖、絮状体形成、絮状体聚合、凝絮体形成和好氧颗粒污泥形成五个阶段;其形成至少有菌丝缠绕、小块污泥互相联合、吸附和连接四种机制。优势混合菌的加入,是好氧颗粒污泥之所以能够形成的关键因素。     

Formation and instability of aerobic granules under high organic loading conditions

The cultivation and instability of aerobic granular sludge in a sequencing batch reactor under high loading conditions were investigated. Compact bacteria-dominated aerobic granules with a mean diameter of 1 mm were formed at a chemical oxygen demand (COD) loading rate of 6.0 kg m(-3) d(-1) within 30 d. However, the compact bacteria-dominated aerobic granules were not stable and transited to large-sized filamentous ones gradually. With the formation of bacteria-dominated granules, the hydrophobicity and specific gravity of the sludge increased. When the granules were transited to filamentous ones, the hydrophobicity and specific gravity decreased. Both granules had a high COD removal efficiency, excellent settling ability and showed a clear, regular round-shaped outline. After the filamentous granules reached a diameter of 16 mm, due to the mass transfer limitation and the possible presence of anaerobes in the inner part of the granules, they began to disintegrate and be washed out of the reactor, follow by failure of the reactor.     

Understanding the granulation process of activated sludge in a biological phosphorus removal sequencing batch reactor

The granulation of activated sludge was investigated using two parallel sequencing batch reactors (SBRs) operated in biological nitrogen and phosphorus removal conditions though the reactor configuration and operating parameters did not favor the granulation. Granules were not observed when the SBR was operated in biological nitrogen removal period for 30 d. However, aerobic granules were formed naturally without the increase of aeration intensity when enhanced biological phosphorus removal (EBPR) was achieved. It can be detected that plenty of positive charged particles were formed with the release of phosphorus during the anaerobic period of EBPR. The size of the particles was about 5-20 μm and their highest positive ζ potential was about 73 mV. These positive charged particles can stimulate the granulation. Based on the experimental results, a hypothesis was proposed to interpret the granulation process of activated sludge in the EBPR process in SBR. Dense and compact subgranules were formed stimulated by the positive charged particles. The subgranules grew gradually by collision, adhesion and attached growth of bacteria. Finally, the extrusion and shear of hydrodynamic shear force would help the maturation of granules. Aerobic granular SBR showed excellent biological phosphorus removal ability. The average phosphorus removal efficiency was over 95% and the phosphorus in the effluent was below 0.50 mg L⁻¹ during the operation.     

好氧颗粒污泥的性质及其在脱氮除磷中的应用

阐述了好氧颗粒污泥的污泥特性、培养条件和影响因素 ,比较了三种SBR反应器中颗粒污泥特性的差异 ,介绍了好氧颗粒污泥的形成机理及其在脱氮除磷过程中的应用情况     

好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水的研究

在不同接种源污泥颗粒化过程中污泥理化性状对比研究的基础上,采用成熟好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水,对其脱氮行为以及不同C/N条件下好氧颗粒污泥微生物的比耗氧速率、好氧颗粒污泥对氨氮的比降解速率随时间的变化等进行了研究.实验结果表明,在进水氨氮质量浓度较高(480 mg/L)、温度30℃左右的条件下,稳定运行15 d,氨氮的去除率维持在85%左右;进水氨氮的浓度越高,随着微生物对环境的逐渐适应,硝化菌的活性也逐步增加;随着进水氨氮浓度的提高,好氧颗粒污泥对氨氮的比降解速率也逐渐上升.     

Correlation analysis of major control factors for the formation and stabilization of aerobic granule

In recent years, aerobic granular sludge technology has demonstrated significant advantages in areas such as the sludge–water separation, residual sludge minimization, simultaneous biological nitrogen and phosphorus removal, and toxic organic compounds degradation in biological wastewater treatment. However, the critical control factors and their relation during sludge granulation have not been revealed indeed, and the stability of aerobic granular sludge is still not good. The Gray’s correlation analysis was used to investigate the relationship of aerobic granular characteristics and control factors in the study. Results showed that the organic loading rate, hydraulic shear stress, and sludge settling time were the major factors affecting the aerobic sludge granulation, and the associated regulating strategy was important for the stabilization of granular sludge system. Based on above results, the mechanism of aerobic sludge granulation was proposed, and it was expected to favor the application of aerobic granular sludge technology.