以黏土为载体的好氧颗粒污泥培养及其对番茄废水的处理

针对新疆番茄酱加工废水排放量大、有机物浓度高等问题,采用好氧颗粒污泥技术处理.为了解黏土对于污泥好氧颗粒化进程的影响,在SBR反应器中接种絮体污泥并投加黏土,以人工合成番茄酱加工废水为基质培养好氧颗粒污泥,并采用扫描电镜、激光共聚焦(CLSM)、死活细菌染色以及高通量测序等技术表征活性污泥的颗粒化过程.结果显示,在反应器中投加黏土运行20 d时获得平均粒径0.54 mm左右的好氧颗粒污泥.颗粒污泥成熟后,污泥沉降性能较好,COD、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P的平均去除率分别达到90%、85%、40%以上.扫描电镜下,颗粒污泥轮廓清晰,结构密实. CLSM显示,α-多糖、β-多糖和蛋白质作为胞外聚合物(EPS)的组成部分在颗粒中分布广泛,贯穿整个颗粒截面.添加黏土培养的颗粒污泥死活细菌染色显示其死细菌数量积累程度更高,活细菌多位于外层并包裹着死细菌.高通量测序结果显示,黏土投加后微生物多样性提高,Shannon指数由4.50增至4.79,动胶菌属和产黄菌属的相对丰度分别为37.87%和8.79%.本研究表明投加黏土可促进好氧颗粒污泥形成,维持体系稳定运行及有机物降解效果主要源于微生物群落的共同作用.     

造纸污泥工厂化堆肥过程中理化性质的动态变化

工厂化强制通风静态垛好氧堆肥试验结果表明,造纸污泥与木屑按10∶1比例混合后,2~3 d即可达到60℃,高温期维持时间超过10 d,完全符合我国标准CJJ/T52-93规定,达到无害化要求;堆肥过程中堆体上层温度大于下层;高温堆肥后物料含水率降低20.2%,脱水效果明显;造纸污泥堆肥过程中物料的挥发性固体持续降低;堆体耗氧速率在升温阶段后期上升到最大值,此后持续降低,到堆肥后期趋于稳定。     

厌氧好氧一体化生物反应器处理发酵废水的研究

采用新型厌氧好氧一体化生物反应器对发酵废水进行了中试处理研究.试验结果表明,系统总有机负荷最高可达到8.88kg(COD)m-3d-1,系统去除率稳定在88.10%~96.88%,说明反应器处理效率高,抗冲击能力强.反应器结构合理,利于保持丰富、高活性的微生物,反应器厌氧区颗粒污泥TS高达83.9gL-1,VS/TS为56.9%~57.4%,比产甲烷活性为280~350mL(CH4)gvss-1d-1;好氧区固定化微生物TS高达64.03gL-1载体,VS/TS为94.02%~94.30%.反应器各功能区对废水的降解过程分析,说明反应器厌氧区和好氧区一体化结构合理,可将废水逐级降解,从而保证整个系统的处理效果.图8表4参11     

糖类在城市污水生物处理系统中的去除机理

研究了厌氧、缺氧和好氧状态下淀粉在城市污水生物处理系统中水相和泥相中吸附和降解的动力学参数,建立了淀粉在厌氧、缺氧、好氧状态下的降解动力学模型,并对模型预测的结果进行了验证.结果表明,Fritz-Schlunder模型可以较好地描述糖类在厌氧、缺氧和好氧污泥上的吸附过程,吸附的大分子糖类迅速水解为低一级的高分子物质和小分子物质;厌氧降解速率系数K厌、缺氧的降解速率系数K缺与好氧的降解速率常数的比值分别为0.40和0.64;所建立的动力学模型能较好的预测出水糖类的浓度(相对误差<10%).     

腐熟堆肥接种对蔬菜废物中高温好氧降解过程的影响

通过不同比例腐熟堆肥接种,进行蔬菜废物高温好氧降解试验,研究接种对蔬菜废物好氧降解过程的影响.结果表明:当接种率为5%,3%和1%时,增加腐熟堆肥接种比例有利于提高有机物的好氧降解率,试验末期有机物降解率分别为53.3%,50.0%和43.7%,糖类和纤维素类降解的差别是其降解率差距的主要来源;腐熟堆肥接种对堆肥过程中微生物演化规律影响明显,但接种率达到一定水平后,接种对生物相的影响会随堆肥过程而逐步消失;通过对微生物相演变与生物质降解过程的相关性分析,表明微生物种群增殖与特定生物质类型降解存在明显的相关性,从而提示了采用按堆肥过程中生物质分类的降解状况分段接种微生物的可能性.     

粪渣污泥好氧堆肥过程中主要理化性质的动态变化

进行了粪渣污泥的强制通风静态垛堆肥试验,分析了温度、氧气、含水率和挥发性有机物在堆肥不同阶段的变化特征。粪渣与木屑质量1∶1.5的比例下,能够实现快速高温好氧堆肥,堆体温度在高温期持续9d,达到无害化的卫生学要求。堆体耗氧速率在升温阶段后期上升到最大值,此后持续降低,到堆肥后期趋于稳定。据此提出了相应的通风策略。在堆肥过程中,物料的含水率和挥发性有机物含量持续降低,但到堆肥后期趋于稳定,堆肥结束时分别减小17个百分点和10.4个百分点。     

不同深度脱水污泥的热解特性及动力学分析

选用4种利于深度脱水的复合调理剂(FeCl3/CaO、FeCl3/CaO/煤粉、芬顿试剂(Fe2+和H2O2组成体系)/CaO、芬顿试剂CaO/煤粉)来改善污泥的脱水性能,所得泥饼的含水率为43.7%—56.1%,满足深度脱水的要求.CaO和煤粉的添加能改变污泥的灰分和挥发分含量.与传统聚丙烯酰胺(PAM)脱水污泥的热重分析对比结果表明,由于复合调理剂对EPS的破坏溶解作用,因此对污泥热解性质有较大影响,不仅能前移水分失重峰,还使得热重主要反应阶段峰个数变少.热解动力学计算表明,反应级数在1—2范围内.表观活化能差异表明4种复合调理剂处理后脱水污泥更容易发生热解反应.     

城市垃圾二次性好氧堆肥化工艺的若干设计方程

二次性好氧堆肥化工艺是基于将堆肥化过程中高温微生物和中温微生物在分开的、各自适宜的环境中 进行不同基质降解和稳定化的一种较新工艺．通过实验，由物料平衡式结合微生物反应动力学 建立了 城市垃圾二次性好氧堆肥工艺的若干基本设计方程式：一次发酵阶段的生物降解方程， Ｋ Ａｖ 值高的易降解物具有一级反应的性质，试验求出的比率常数 Ｋｄ 为０１１９ ｄ － １ ；一次 发酵阶段的堆肥减量二元线性方程，减量主要与挥发性固体降解率和水份蒸发量有关；一次 发酵动态反应器容积和二次发酵构筑物有效面积的计算式，计算式主要考虑了减量、容重变化及堆肥返料量的影响；一次发酵阶段所需理论通风量的计算式，通风量主要由微生 物需氧量和水份蒸发量所需的空气量组成，后者需气量往往大于前者，有时高达２ ～６ 倍．     

农村蔬菜废物高温好氧降解协同性及动力学

对太湖流域农村典型蔬菜废物进行了高温好氧降解试验,结果表明,好氧降解d14末有机物降解率大小顺序为:叶菜皮>竹笋壳>叶菜皮 竹笋壳>叶菜皮 茭白壳>茭白壳.对于混合物料,叶菜皮 竹笋壳组有机物降解后期(6~14d)存在非协同降解关系,其主要是由于其难降解组分后期降解存在抑制导致而成;叶菜皮 茭白壳则呈独立降解关系.蔬菜废物高温好氧降解符合一级动力学,降解速率常数在0.036~0.100d-1之间,各不同组物料降解速率大小顺序为:叶菜皮>笋壳>叶菜皮 竹笋壳>叶菜皮 茭白壳>茭白壳.统计分析表明,降解速率与物料纤维素初始浓度相关性最好,指数模型拟和效果最优,可作为蔬菜废物高温好氧降解速率常数的经验公式.图3表6参16     

低浓度溶解氧下猪粪固体有机物水解产酸研究

本文以猪粪为发酵原料,通过批式实验研究不同溶解氧(DO)浓度(0—0.26 mg.L-1)、发酵时间(3—12 d)和挥发性固体(VS)浓度(11.14—111.35 g.L-1)对猪粪固体水解酸化过程的影响,确定了低DO浓度下固体有机物优化水解产酸工艺条件:中温35℃,初始VS浓度37.11 g.L-1,初期的DO浓度0.1—0.26 mg.L-1.在此条件下,发酵时间3 d,DO浓度下降到0.10 mg.L-1以下.猪粪发酵液pH值由7.45±0.10降低到5.86±0.17,VS降解率(25.67±1.20)%,挥发性脂肪酸(VFA)中乙酸(3895±91)mg.L-1、丙酸(2313±82)mg.L-1、正丁酸(1361±17)mg.L-1、正戊酸(540±11)mg.L-1.优化条件下的猪粪水解酸化液进行厌氧产甲烷发酵,发酵10 d内产气停止,低溶解氧水解酸化和厌氧产甲烷发酵累计时间仅为13 d,甲烷体积分数(69.5±0.2)%,VS产气率为(0.282±0.011)L CH.4g-1VS.研究结果表明,适当延长发酵时间能够增加VFA中乙酸的含量,初始VS浓度差异对发酵液VFA浓度和VS降解率的影响较显著,低溶解氧能够促进猪粪固体有机物水解过程.     

1株高效油脂降解菌株的筛选及其降解特性研究

从学校餐厅污泥中分离得到7株油脂降解菌。以芝麻油为唯一碳源,通过驯化培养、初筛和复筛得到1株芝麻油降解优势菌株。菌种特性研究表明其为好氧菌,降解芝麻油的最适温度为30~37℃左右,pH值为8.0;在最佳生长环境下,该菌株在含20g·L-1芝麻油的培养基中72h内对油脂的降解率达80%以上。     

利用蚯蚓活动改善污泥性状的实验研究

利用赤子爱胜属蚓(俗称红蚯蚓)的活动来改善污泥性状,研究了污泥酸碱性的改变、有机物的降解、浸出毒性的减小和肥效的改善情况.结果表明,蚯蚓处理后污泥的弱碱性得到中和,趋向于中性;污泥COD的降解率达到25.36%,有机质降为44.10%,浸出毒性明显减小;污泥总氮含量大幅增加,肥效得到提高.污泥水溶性有机碳含量大幅减小.     

污泥好氧发酵过程中挥发性有机物（VOCs）污染风险研究

污泥好氧堆肥发酵过程所产生的可挥发性有机物已经成为重要的二次污染物,采用气质联用（GC/MS）的方法分析了郑州某污泥处置厂发酵车间不同位置的挥发性有机物（VOCs）组分。结果表明：污泥堆肥过程可检测出的VOCs共有19种,主要致臭组分是甲硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚,它们在所有采气点中的质量浓度均高于检知嗅阈值,对人类嗅觉具有较大危害;总挥发性有机物（TVOC）的质量浓度由堆体内部产生时的47.2 mg·m-3,降为车间工人活动处的1.73 mg·m-3,迁移过程中总浓度减少了96.3%;利用最大增量反应活性法研究VOCs的反应活性和对近地层臭氧的生成潜势影响,VOCs组分中烷烃、芳香烃、酮类、烯烃类的最大臭氧生成潜势值依次增加,其中,最大臭氧生成潜势值（OFP）贡献量最高的组分为1-丁烯和丙烯,OFP分别达到了947.70μg·m-3和875.67μg·m-3,存在大气污染风险。通过主要VOCs组分间的相关性分析,发现甲硫醇宜作为评估VOCs排放情况的指示气体,其在工人活动处的质量浓度为0.04 mg·m-3,远低于GBZ 2—2002《工作场所有害因素职业接触限值》所规定的2.5 mg·m-3限量值。     

城市污泥重金属钝化试验研究

研究了城市污水厂污泥好氧堆肥过程中的重金属钝化规律.由蘑菇渣、磷矿粉、鸡粪、高温菌种与城市污泥组成的试验堆体在微生物作用下快速干化.经过30天的好氧堆肥,试验堆体稳定态铬的比例达到了67~80%,稳定态铜的比例达到了31~41%,稳定态镍的比例达到了49~57%,稳定态锌的比例达到了46~55%,稳定态锰的比例达到了56~64%,污泥重金属的生物活性和毒性减少.生成的复合有机肥施用于园林绿化.图5,表2,参5.     

不同类型外加碳源对制药污泥堆肥过程中青霉素降解的影响

以制药污泥为研究对象,采用葡萄糖、蔗糖、玉米秸秆粉及其混合物作为外加碳源,研究不同类型的外加碳源对堆肥系统一次发酵周期内温度、有机质等理化参数变化及青霉素的降解情况的影响.结果表明,堆体中有机质含量与外加碳源的量呈正比,堆体中有机质的质量分数随堆肥时间不断下降且趋于稳定.温度是青霉素降解的主要影响因素.外加碳源增加了堆体溶解性有机质质量分数,生物可利用碳源的增加促进了堆肥过程中微生物的转化作用,并有助于提高堆肥过程温度.在堆肥周期内外加碳源可以提高青霉素的降解速率(15 d内对照组青霉素降解率为94.44%,其他组均大于95%),且外加蔗糖与玉米秸秆粉的混合碳源处理组青霉素降解速率最快(15 d内降解率可达到99.08%).堆肥过程中升温阶段(中温阶段和高温阶段)青霉素含量与温度呈负相关(P0.01),与溶解性有机碳呈正相关(P0.01).15 d内所有处理组青霉素降解率均可以达到90%以上.     

好氧颗粒污泥工艺强化脱氮研究进展

好氧颗粒污泥是微生物通过自凝聚作用形成的一种特殊的生物聚集体,具有结构致密、沉降性能优异、抗冲击负荷能力强、多功能微生物分区定殖等特点,其在废水强化脱氮除磷与难降解有机物去除方面具有明显的技术优势.针对目前工业和养殖废水及城镇生活污水等碳氮比低、处理出水总氮达标压力大等突出问题,综述基于好氧颗粒污泥的全自养、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、短程硝化-厌氧氨氧化、异养硝化-好氧反硝化等强化脱氮工艺,介绍其脱氮机制及技术优势,阐明不同好氧颗粒污泥脱氮工艺的特点与颗粒污泥特性,同时总结各种工艺的启动条件及富集相应功能菌的好氧颗粒污泥的形成因素,评估不同工艺应用于实际废水生物处理的可行性.在此基础上进一步分析进水基质组成(不同碳氮比)、运行模式(连续曝气和间歇曝气)、运行条件(溶解氧浓度、温度和pH)等对好氧颗粒污泥工艺强化脱氮性能与稳定运行的影响.最后提出应进一步优化好氧颗粒污泥强化脱氮工艺的运行参数,解析好氧颗粒污泥微生物菌群功能,揭示好氧颗粒污泥形成与结构稳定的微生物学机理.     

好氧颗粒污泥特性、应用及形成机理研究进展

好氧颗粒污泥因具有良好的沉降性能、较高的生物量、对污染物较高的去除能力,以及在工程应用中占地面积较少和运行成本较低,近年来被广泛关注.本文综述了絮状污泥的颗粒化过程,好氧颗粒污泥形成的影响因素及其物理、化学和生物学特性.研究发现,好氧颗粒污泥在生活污水、高浓度有机废水和富含有毒有害物质的废水处理中均可发挥重要作用,可以高效去除污水中的氮磷污染物、工业废水中的有机物、毒性物质和重金属等.好氧颗粒污泥的形成机理存在4种假说,基于絮状污泥颗粒化过程中形成的胞外聚合物及其助凝作用被普遍认为是好氧颗粒污泥的形成机理.最后进行了问题分析和前景展望,认为突破培养过程相对漫长、培养条件相对严苛技术瓶颈的好氧颗粒污泥技术对废水处理效能的提升具有重要意义.图3参110     

污泥基生物炭中重金属的形态分布及潜在生态风险研究

重金属是城市污泥资源化利用的限制因子。炭化是污泥处理处置的重要途径。本研究中采用Tessier序列提取方法研究城市污水处理厂污泥及不同温度制备(300~700℃)的污泥基生物炭中重金属的形态分布,并运用Hakanson方法评价污泥及污泥基生物炭的潜在生态风险。结果表明:污泥和污泥生物炭中重金属含量最高的均为Zn和Cu。污泥及污泥基生物炭中重金属含量总体的次序规律是:ZnCuNiAsPbCd。随着热解温度增加,重金属更多的转化到残渣态中。600~700℃制备的污泥基生物炭中的重金属主要分布残渣态中,除Ni之外。热解温度为700℃时,污泥基生物炭中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni和As的残渣态分别占到95%、53%、71%、59%、57%和58%。根据单个重金属的潜在生态指数(E_r)可知,污泥及污泥基生物炭中的主要风险因子是As﹑Cd和Zn。当热解温度为700℃时,污泥基生物炭的潜在风险指数(RI)从原污泥的489.32降低至73.27。可见,污泥基生物炭中重金属的潜在生态风险显著降低。因此,从重金属环境风险的角度考虑,污泥基生物炭制备的合适温度在600~700℃。     

发酵牛粪和造纸干粉对土壤中多环芳烃降解的影响

运用泥浆反应法研究添加发酵牛粪和造纸干粉对土壤中多环芳烃(PAHs)降解的影响.试验按水土比2:1制成泥浆反应器,设置对照、添加2.5%发酵牛粪和添加2.5%造纸干粉等3个处理,25～28℃摇床培养,分别于10、20、30 d采样测定土壤中多环芳烃降解菌的数量和多环芳烃含量.结果发现,所有处理土壤中多环芳烃的含量均随培养时间的延长而逐渐降低,而添加发酵牛粪和造纸干粉均有利于提高土壤中多环芳烃降解菌的数量,在培养30 d后土壤中多环芳烃的降解率分别从对照处理的19%显著提高到37%和35%(P<0.05).结果还发现,多环芳烃分环降解率随苯环数增加而下降,培养30 d后土壤中2环多环芳烃的降解率达95%以上,3环多环芳烃的降解率为50%左右,对照处理4～6环多环芳烃的降解率为7%～13%,而添加发酵牛粪和造纸干粉处理土壤中4～6环多环芳烃的降解率显著提高到21%～28%(P<0.05),但对2～3环多环芳烃的降解无明显影响,表明这两种物质对土壤中多环芳烃降解的影响关键在于促进高环多环芳烃降解菌的生长繁殖及降解活性.     

人粪便好氧堆肥温度对氮迁移转化的影响

利用密闭式好氧堆肥反应器,以新鲜锯末为空白载体,通过批量实验,研究了堆肥温度对人粪便降解效果的影响,尤其是在堆肥过程中氮的迁移转化特性.结果表明,在60℃的高温堆肥条件下,粪便中有机物（化学需氧量COD、总有机碳TOC、有机固体Sorg）的去除率可达70%以上,而35℃的中温条件下的有机物去除率为63%;高温堆肥的腐熟...