溶菌酶和硫酸铝联用优化污泥脱水性能的研究

以污泥沉降体积、污泥比阻和污泥泥饼含水率为指标,考察了溶菌酶和硫酸铝联用时加药方式和加药剂量对活性污泥沉降性能及脱水性能的影响。结果表明,先投加溶菌酶后投加硫酸铝时污泥的脱水性能更佳,硫酸铝和溶菌酶的最佳投加量均为0.10 g/g TS(总固体),此时,污泥泥饼含水率和污泥比阻分别可达71.84%和0.68×1012m/kg,相比于硫酸铝单独调理分别降低了约5%和0.23×1012m/kg。污泥胞外聚合物(EPS)含量分析表明,溶菌酶和硫酸铝联用时显著降低了污泥中LB-EPS(松散附着性EPS)含量,在最佳投量下可将原污泥的LB-EPS中的蛋白质和多糖依次从(13.44±2.11)mg/L和(23.97±3.44)mg/L降至(1.72±0.32)mg/L和(8.69±0.15)mg/L,表明联合处理使得EPS中的水分得到释放,提高了脱水性能。     

微波辐射对污泥浊度、沉降性和脱水性的影响

将微波辐射应用于城市污水厂活性污泥脱水前的预处理,研究了微波辐射150 s内污泥浊度、沉降性和脱水性的变化,考察了自然沉降后上清液浊度、污泥沉降比(SV30)、离心后含水率和胞外聚合物(EPS)浓度的变化,并探讨了相关机理。结果表明,随辐射时间的增长,上清液浊度升高,而SV30和含水率均先减小后增大。在EPS质量浓度约120 mg/g的条件下,微波辐射处理前后的污泥含水率由84.32%降到了约76%。     

能源物质和接种物的投量对生物沥浸改善城市污泥脱水性能的影响

选用硫粉(S0)和黄铁矿粉(Fe S2)作为复合能源物质,以生物沥浸处理城市污泥脱水。通过正交试验分析了不同能源物质和接种物配比下的污泥脱水、沉降性能。结果表明:能源物质和接种物的合理配比为S0投量2 g/L、Fe S2投量6 g/L、接种物投量20%,在该投量下进行生物沥浸试验,污泥比阻由初始的3.35×1012m/kg降至3.90×1011m/kg,降幅达88.36%,污泥沉降率由68%升至78%;沥浸过程中污泥比阻、沉降率与p H值、ORP、Fe2+、Fe3+、总Fe和SO2-4质量浓度的变化同步,表明污泥脱水和沉降性能的改善是酸化、氧化和絮凝的协同作用所致;同时,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率均在99%以上,表明生物沥浸还可高效杀灭病原微生物。     

黄水为碳源的颗粒污泥除磷机理研究

颗粒污泥作为近年来备受关注的一种生物处理技术,具有结构密实、沉降性好、生物相丰富且活性高等优点。为了了解好氧颗粒污泥除磷机理,以黄水为碳源的同步脱氮除磷颗粒污泥为研究对象,研究颗粒污泥的物理特性、除磷特性,重点研究颗粒污泥中磷的形态及含量,同时研究不同方法对颗粒污泥胞外聚合物(EPS)的提取效果及其对磷去除的影响,揭示该颗粒污泥的除磷机理,为城市污水利用同步脱氮除磷颗粒污泥实现高效低耗除磷提供理论与技术支持。     

HRT对厌氧氨氧化系统运行影响及失稳恢复策略

接种厌氧氨氧化颗粒、絮状混合污泥于SBR反应器中。通过调控pH值、温度等参数,实现厌氧氨氧化稳定运行,针对系统失稳现象采取合理策略使其快速恢复,并探究缩短水力停留时间(HRT)对功能菌胞外聚合物(EPS)和系统脱氮性能的影响,分析不同阶段污泥形态变化。结果表明:1～78 d平均出水NH~+_4-N,NO~-_2-N质量浓度仅为0.34,0.81 mg/L,总氮去除负荷(NRR)在0.25～0.33 (kg·N)/(m~3·d)之间,总氮去除率(NRE)稳定在94.5%以上,系统运行高效。并针对79～178 d系统运行出现的间断失稳现象,通过系统原位清洗、降低系统氮容积负荷(NLR)等策略,迅速恢复脱氮性能。在HRT缩短过程(179～222 d)中,功能菌EPS中蛋白质(PN)/多糖(PS)由197 d的1.35升至213 d的1.86,222 d达到2.08,有效促进污泥颗粒化。逐渐缩短HRT(12 h→8 h→6 h),当HRT值=6 h时,NRR平均值达到0.58 (kg·N)/(m~3·d),NRE均值维持在94.2%,脱氮性能保持稳定。     

活性污泥缓冲性能研究

探索一种新的参数,使之能够较为全面地反映活性污泥的性质,简化活性污泥评价系统.通过测定不同活性污泥的pH值和ORP(氧化还原电位)缓冲容量,研究污泥缓冲能力及与污泥性质的关系,探索它成为评价活性污泥系统参数的可行性.结果表明,活性污泥对酸、碱、氧化剂和还原剂有一定的缓冲能力,其缓冲容量与污泥性质有相关性,且缓冲容量高的污泥的沉降性、脱水性和絮凝性好,即活性污泥水处理和后期污泥处理容易进行,因此,可将污泥pH值和ORP缓冲性能作为评价污泥系统的参数.研究表明,污泥pH值和ORP符合能斯特方程的线性关系.     

壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果研究

以天然高分子材料壳聚糖为絮凝剂,通过絮凝试验和MBR处理人工废水试验,考察了壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果.壳聚糖絮凝处理MBR中污泥混合液的试验结果表明,壳聚糖投加质量浓度分别为10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L时,能明显降低污泥混合液SUV254的质量浓度,对污泥脱氢酶活性(DHA)的影响也较小;壳聚糖投加质量浓度为10 ～ 20 mg/L时,能有效降低污泥混合液的EPS质量浓度和黏度;当壳聚糖投加质量浓度大于20 mg/L时,污泥混合液的EPS质量浓度和黏度随着投加量的增加呈现增大的趋势,说明壳聚糖投加质量浓度低于20 mg/L时,能有效降低污泥混合液中的主要膜污染物质EPS及疏水性物质的质量浓度.壳聚糖投加质量浓度为10 mg/L时,MBR反应器的跨膜压力增大的同时,处理系统的膜通量也稳定增大.膜通量衰减速度低于对照组,说明壳聚糖对延缓和控制膜污染有积极的作用.MBR反应器中活性污泥质量浓度( MLSS)和出水CODcr的变化表明,投加壳聚糖在提高反应器中微生物量的同时也增加了处理水中有机物的质量浓度.     

电渗透-过硫酸盐氧化对污泥胞外聚合物的影响

利用电渗透-高级氧化协同的方法,采用自制装置对市政污水厂的脱水污泥进行了深度脱水研究,系统研究了恒定电压和恒定电流对污泥脱水效果的影响,并分析了电渗透-高级氧化协同对污泥中胞外聚合物(EPS)的影响规律。结果表明,电压和电流的变化对于污泥脱水的影响显著,电渗透-高级氧化协同对污泥中的胞外聚合物有明显的破坏作用,其中电渗透作用对松散附着型EPS(LB-EPS)和黏液层EPS(S-EPS)的破坏明显,而高级氧化作用对于紧密黏附型EPS(TB-EPS)的破坏更为显著。     

化学强化沉淀污泥的除磷效果研究

取吸附-生物降解(AB)工艺A段沉淀池出水,利用投加硫酸铝(AS)和聚丙烯酰胺(PAM)化学强化后的沉淀污泥进行除磷实验,考察沉淀污泥除磷效果和化学强化对污泥沉降性能的影响.结果表明:化学强化的沉淀污泥对污水的11P和浊度有较好的去除效果,其去除率随As投药量的增加而提高;当泥水比为66.7%,PAM为0.05mg/L,AS投药量(以Al2O3计,下同)为15.1 mg/L时,对TP和浊度的去除率分别为75.0%和60.9%;AS投药量从0 mg/L增加至15.1mg/L,沉淀污泥对COD去除率维持在23%～40%,对氨氮无去除作用;同一投药量(As为7.5 mg/L,PAM为0.05 mg/L)下,TP去除率随泥水比增大而提高,氨氮质量浓度无明显变化;投加AS和PAM化学强化除磷,污泥沉降比和体积指数随AS投药量增加而降低,污泥沉降性能提高.     

有机高分子絮凝剂对污泥脱水性能的影响研究

通过对城市污水处理厂污泥进行絮凝、污泥比阻和过滤实验,研究聚丙烯酰胺作为絮凝剂对污泥脱水性能的影响。实验结果表明,适当投加絮凝剂可以降低污泥比阻,改善脱水性能。     

预涂动态膜-生物反应器处理人工废水的试验研究

以公称孔径为1 μm的聚丙烯无纺布(NWF)为基膜,分别以粉末状活性炭、粉末状活性炭及聚合氯化铝为预涂剂,制作预涂动态膜膜组件,组成预涂动态膜-生物反应器处理人工废水.结果表明,预涂动态膜-生物反应器出水COD值低且稳定,粉末状活性炭预涂膜-生物反应器出水COD平均值为49 mg/L,粉末状活性炭及聚合氯化铝预涂膜-生物反应器出水COD平均值为29 mg/L,而NWF-膜生物反应器出水COD为54 mg/L.膜生物反应器对污染物质的去除虽然主要依靠活性污泥混合液,但附着在基膜上的动态膜的吸附、混凝作用也能去除部分污染物质.预涂膜能减少及防止污染物质向膜材料表面和内部扩散,减轻膜污染,使预涂动膜-生物反应器显示出一定的耐污染性能.但粉末状活性炭粒径过小,影响粉末状活性炭预涂动态膜-生物反应器的出水浊度(平均值为3.3 NTU);而粉末状活性炭与聚合氯化铝形成的预涂动态膜,在提高COD去除效率的同时,能减少活性炭对出水浊度(平均值为2.3 NTU)的影响,保证出水水质.     

Modeling and optimization of activated sludge bulking for a real wastewater treatment plant using hybrid artificial neural networks-genetic algorithm approach

Prediction of sludge bulking is a matter of growing importance around the world. Sludge volume index (SVI) should be monitored to predict sludge bulking for a wastewater treatment plant. This study was an effort to develop hybrid artificial neural network-genetic algorithm models (MLPANN-GA and RBFANN-GA) to accurately predict SVI. Operating parameters, including MLVSS, pH, DO, temperature, TSS, COD and total nitrogen were the inputs of neural networks. Genetic algorithm was utilized in order to optimize weights and thresholds of the MLPANN and RFBANN models. Training procedures for SVI estimation were successful for both the MLPANN-GA and RBFANN-GA models. The training and validation models showed an almost perfect match between experimental and predicted values of SVI. The results indicated that with low experimental values of input data to train ANNs, the MLPANN-GA compared with the RBFANN-GA is more accurate due to higher coefficient of determination (R²) and lower root mean squared error (RMSE) values. The values of RMSE and R² for the optimal models approached 0 and 1, respectively. The mean average error for the ANN models did not exceed 3% of the input values of the measured SVI. The GA increased the accuracy of all the MLPANN and RBFANN models.     

蛭石在活性污泥法处理餐饮废水中的作用

探讨了蛭石添加到活性污泥中来处理餐饮废水这一特殊水质时所起的作用.试验结果表明,蛭石活性污泥体系协同蛭石的吸附和污泥生化的作用,提高微生物的降解速率,缩短了污水在反应器中的停留时间.膨胀蛭石活性污泥体系在曝气2 h条件下出水CODCr浓度远远优于常规活性污泥体系曝气5 h后出水CODCr浓度.试验还表明,蛭石起到生物膜载体的作用,其与活性污泥结合成的絮体颗粒在改善污泥沉降性能,提高净化效果的同时,也增强了系统的稳定性.     

活性污泥固定化、改性及对生活污水的处理

通过正交设计,以COD去除率为考核指标对固定化载体聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)与活性污泥的配比进行参数优化;使用硫酸钠、硝酸钠、磷酸钠为交联剂对固定化颗粒进行二次交联改性,研究其污水处理效果,探究在不同温度和pH值条件下固定化活性污泥对生活污水的处理效果及其稳定性。结果表明,固定化活性污泥对生活污水中的COD、NH4+-N、TP处理效果优于普通活性污泥,且固定化活性污泥颗粒运行稳定,20 d仍有较好的污水处理效果;正交试验结果显示,固定化活性污泥的适宜固定化载体浓度及污泥配比为质量分数8%聚乙烯醇(PVA)、2%海藻酸钠(SA)、质量分数50%活性污泥(普通活性污泥与包埋剂质量比1∶1)。经过二次交联的固定化活性污泥提高了污水处理效果,硫酸钠作为二次交联剂效果最好,污水中COD、NH4+-N和TP的去除率达93.5%、92.3%、78.0%;经固定化后活性污泥对温度和pH值的适应范围变宽,在温度低于4℃高于40℃、pH≤5和pH≥9仍然有较好的处理效果,去除效果均比普通活性污泥提高10%以上。     

不同污泥预处理方法对污泥过滤脱水性能的影响

研究了3种污泥预处理方法(表面活性剂处理、碱处理、Fenton处理)对污泥过滤脱水性能的影响。结果表明,对于3种预处理方法,使污泥过滤脱水性能最佳的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的投加质量比为50 mg/g,NaOH质量比为150 mg/g,Fenton试剂Fe~(2+)与H_2O_2的投加比n(Fe~(2+))∶n(H_2O_2)为1.5。3种预处理方法对污泥均有一定破解作用,其中由于Fenton反应的强氧化性,污泥破解率最大,污泥粒径减小了近50%,释放的溶解性COD(SCOD)最高(786.88 mg/L)。Fenton处理后的污泥紧密结合型胞外聚合物(Tightly Bound-Extracellular Polymeric Substances,TB-EPS)及TB-EPS中蛋白质和多聚糖的量减少得最多。此外,还分析了3种预处理方法脱水效率与速率的差异。     

Particle Size Distribution to Assess the Performance of Trickling Filters

Particle size distributions by laser scatter analysis were compared with other solids settlement performance indicators from trickling filters. Field and laboratory pilot plant data indicated smaller less flocculated solids from trickling filters than activated sludge or rotating biological contractors (RBC). Analysis of utility company treatment plants indicated settlement characteristics were linked to less consistent performance from the trickling filters compared to activated sludge. Experiments with synthetic sewage also demonstrated a link between fine influent solids and performance. The research found no simple association between residual COD to BOD ratio and type of bioreactor. Neither was it possible to establish a link between flow rate and solids characteristics in the effluents but more complex analysis including ambient temperature, flow and recycle rates was suggested.     

酸去除剩余活性污泥重金属效果及农用安全性

污水处理厂剩余污泥中的重金属是污泥农用的潜在危害之一,因此如何有效去除污泥中的重金属以保证其农用安全性是当前迫切需要解决的问题。采集污水处理厂二沉池的活性污泥,比较不同物质的量比的盐酸和硝酸(1∶2、1∶1、2∶1)浸取污泥中重金属Pb、Zn、Cd、Cu和Mn的效果,采用Tessier连续提取方法定时检测污泥重金属相态分布,分析混合酸对污泥EPS结构和质量比的影响,并检验了处理后污泥对菠菜生长及重金属富集的影响。结果表明:1)盐酸/硝酸物质的量比为2∶1时效果最佳,重金属浸出率从高到低依次为Pb、Zn、Cd、Mn、Cu;2) Pb的可交换态和碳酸盐结合态比例最高,Cu的残渣态比例最大,可交换态、碳酸盐结合态和FeMn氧化物结合态比例越大,重金属的浸出率越高;3)酸浸试验期间EPS总量减少,黏液层和LB-EPS层易脱落;最后盆栽试验表明处理后污泥中重金属的潜在迁移性风险大大减弱,且污泥对菠菜生长有明显的促进作用。因此混合酸处理后污泥可以安全用于农业种植,且污泥与土壤干重比为1∶1时效果最佳。     

投加硅藻土对MBR处理校园生活污水影响的研究

实验研究了投加硅藻土对膜生物反应器处理校园生活废水效果的影响。两组膜生物反应器的对比实验结果表明:投加硅藻土有利于MBR工艺中活性污泥的培养和出水的稳定。投加硅藻土使MBR的出水COD质量浓度稳定在25 mg/L以下,BOD5质量浓度小于5 mg/L,NH3-N质量浓度0.4 mg/L左右,TP质量浓度小于0.5 mg/L,SS未检出,出水水质更加稳定。     

Treatment of gray water using anaerobic biofilms created on synthetic and natural fibers

Gray water treatment and reuse is an immediate option to counter the upcoming water shortages in various parts of world, especially urban areas. Anaerobic treatment of gray water in houses is an alternative low cost, low energy and low sludge generating option that can meet this challenge. Typical problems of fluctuating VFA, low pH and sludge washout at low loading rates with gray water feedstock was overcome in two chambered anaerobic biofilm reactors using natural fibers as the biofilm support. The long term performance of using natural fiber based biofilms at moderate and low organic loading rates (OLR) have been examined. Biofilms raised on natural fibers (coir, ridge-gourd) were similar to that of synthetic media (PVC, polyethylene) at lower OLR when operated in pulse fed mode without effluent recirculation and achieved 80–90% COD removal at HRT of 2 d showing a small variability during start-up. Confocal microscopy of the biofilms on natural fibers indicated thinner biofilms, dense cell architecture and low extra cellular polymeric substances (EPS) compared to synthetic supports and this is believed to be key factor in high performance at low OLR and low strength gray water. Natural fibers are thus shown to be an effective biofilm support that withstand fluctuating characteristic of domestic gray water.