含盐量与负荷对好氧颗粒中自养与异养菌的影响

研究了含盐量分别为2.5％和5％,有机负荷分别为8 kg COD/(m³·d) 和16 kg COD/(m³·d)条件下好氧颗粒污泥中自养菌和异养菌的成长情况,研究结果如下：(1)系统在高COD负荷条件下抗盐度的冲击能力要强于低负荷条件;(2)从4个反应器对COD的去除效果来看,含盐量对异养菌的影响要低于硝化自养菌;(3)在低负荷情况下,硝化自养菌为优势菌种,在一个周期内产生的NO^-₃-N要高于高负荷,而在高负荷情况下,异养菌为优势菌种。     

污泥活性炭强化SBR法处理垃圾渗滤液的实验研究

为了进一步处理垃圾渗滤液,试验采用污泥活性炭强化序批式间歇反应器（SBR）法进行处理,通过对比普通SBR法试验,得出投加污泥活性炭强化SBR法处理垃圾渗滤液的效果要远远高于普通SBR法。当污泥活性炭的投加量为1.2 g/L,容积负荷为0.5～1.5 kg BOD₅/(m³·d)时,进水1 h,曝气10 h,沉淀1.5 h,闲置1.5 h,处理效果最好,COD的去除率达到了85%,NH³-N的去除率达到了90%。     

炭纤维载体固定床厌氧发酵启动运行效果实验

以开发高效率、抗冲击性能强的高浓度有机废水沼气发酵技术为目的,用传统的 UASB反应器作为对照,研究了以炭纤维为生物膜载体的固定床厌氧反应器的启动运行效果。反应器进口废水 COD 为 5 000 mg/L, 水力停留时间 (HRT) 由213 h 逐步缩短为35 h,进水有机容积负荷(OLR)由0.56 kg COD/ (m³·d)提到3.45 kg COD/(m³·d)。结果表明,固定床反应器厌氧发酵的效率比对照高,出水 pH 值也比对照稳定;运行到第 50 d 时,固定床厌氧反应器和对照的 COD去除率分别由第 7 d 的36.56%和33.58%上升到87.9%和62.6%;固定床厌氧反应器的容积比产气率最高为1.16 m³/(m³·d),累计产气量为415.59 L,而对照的容积比产气率最高值仅为0.31 m³ /(m³·d),累计产气量为 71.66 L,前者最高容积比产气率和累计产气量分别是后者的3.74倍和5.78倍。固定床厌氧反应器的启动速度、COD 去除率和产甲烷效率显著地高于对照反应器。     

厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）处理生活污水试验研究

采用厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器在常温下处理小区生活污水,接种颗粒污泥。试验结果表明：当进水COD 411～560 mg/L,反应器容积负荷可达到3 kg COD/(m³·d),水力停留时间4 h,上升流速8 m/h,COD去除率可达到85%以上,出水COD为67～88 mg/L。并对EGSB反应器的结构及运行控制参数进行了优化,使其适宜于在常温下处理生活污水及其他低浓度有机废水。     

改进型升流式固体反应器处理猪粪污新工艺研究

对传统升流式固体反应器（USR）进行改进,反应器内设置专用搅拌器,搅拌器间歇开启,在保留USR各项优势的前提下,使料液与厌氧微生物接触更充分,反应温度更均匀,提高产气率,同时还解决了传统USR的“结壳”问题,提高了反应器的传质效率、甲烷产气率和COD去除效果。进料含固量在12.1%时,水利停留时间为17 d,反应器最高容积负荷达到4.9 kg COD/(m³·d),产气速率为2.55 m³/(m³·d),产气率达到0.359 m³/kg干猪粪。     

降低负荷以提高反硝化颗粒污泥的稳定性

在上流式污泥床反应器（USB）内,接种好氧活性污泥,以甲醇为碳源,NO-3为电子受体,经过40多d培养,得到良好的反硝化颗粒污泥,粒径2～3 mm,MLSS为36 g/L,氮去除速率和COD去除速率分别在0.15 g NO₃-N/(g VSS·d)和0.8 g COD/(g VSS·d)。当负荷提高至6.44 g NO₃-N/(L·d)继续运行1周后,观察到反应器内颗粒污泥出现上浮,浓度降低,颗粒粒径多数在3～5 mm,外观呈乳白色。为恢复反应器稳定运行,当负荷降至3.86 g NO₃-N/(L·d)时,上浮现象减轻,当负荷降至2.57 g NO₃-N/(L·d)时,上浮现象消失,颗粒污泥密度由不稳定时的1.0018 g/cm³提高到1.0126 g/cm³,颗粒粘连现象基本消失,污泥氮去除速率在0.19 g NO₃-N/(g VSS·d),连续运行30 d,系统保持稳定。分析认为,颗粒污泥表面微生物生长速度过快是导致不稳定的主要因素,较长的泥龄有利于系统稳定。     

EGSB 反应器处理产氢发酵液简

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,对厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理产氢发酵液的启动性能进行了研究。结果表明,在温度为（35±1）℃,水力停留时间（HRT）为6 h的条件下,逐渐提高进水COD,经过40 d连续运行,EGSB反应器启动成功。容积负荷达到14 kg COD/（m³·d）时,COD去除率约为80%,产气量为26.84 L/d,甲烷含量为57.9%。     

2种反应器中好氧颗粒污泥培养的比较研究

以絮状活性污泥为接种污泥,采用人工配制的模拟生活污水,分别在气提式序批反应器(SBAR)和序批式活性污泥反应器(SBR)中成功地培养出了成熟的好氧颗粒污泥.SBAR和SBR中的好氧颗粒污泥都具有稳定的基本形态结构,其微生物主要由杆菌和球菌组成,对COD的去除率可达到93%左右.对NH+4-N的去除率可达到98%以上.SBAR中好氧颗粒污泥的粒径主要分布、污泥体积指数(SVI)、比耗氧速率(SOUR)、TN去除率和TP去除率分别为0.45～2.00 mm、19.97 mL/g、47.68 g/(kg·h)、82%和65%;而SBR中好氧颗粒污泥的粒径主要分布、SVI、SOUR、TN去除率和TP去除率分别为0.18～1.00 mm、29.12 mL/g、43.21 g/(kg·h)、58%和50%.相对而言,SBAR更有利于好氧颗粒污泥的培养和运行.     

BAF处理生活污水过程中同步去除H2S的试验研究

采用曝气生物滤池处理生活污水的过程中,以混和臭气的空气为气源,以掺入了陶粒和铁炭颗粒的复合填料为载体,研究了反应器的运行条件和参数,结果表明,以混合臭气的空气作为气源对污水处理过程的需氧量基本无影响。当反应器的进气量为40 L/h,进水容积负荷和进气H2S的浓度分别在0.3～1.6 kg COD/(m³·d)和0.8～2.3 mg/m³之间变化时,可以实现出气和出水中H₂S和COD分别小于0.04 mg/m³和90 mg/L,满足同时达标排放的要求。H₂S的同步去除可能是通过微生物的氧化分解和形成FeS沉淀来实现的。     

ICSTD反应器处理污泥的启动试验研究

新型内循环污泥浓缩消化反应器（ICSTD）处理污泥的启动运行试验采用某污水处理厂二沉池好氧活性污泥进行驯化培养,使反应器正常启动运行。在日处理量为50 L/d,进泥含水率为99.23％～99.46％,进泥VS/TS为0.65～0.73,进泥COD为4 115～5 780 mg/L,反应器容积负荷为1.31 kg COD/(m³·d)时,排泥含水率在96.2％～97.3％,排泥VS/TS为0.48～0.57,COD去除率在95％以上,出水pH在6.6～7.1,且上清液澄清。试验结果表明： ICSTD反应器处理污泥的启动试验,采用直接培养污泥启动的方式培养厌氧污泥历时66 d,能较快地培养厌氧污泥且运行稳定,对污泥的浓缩消化起到较好的作用,同时对反应器后续运行的消化效果提供了一个良好的条件。     

高有机负荷对好氧颗粒污泥形成和稳定性能的影响

为探究高有机负荷(organic loading rate,OLR)对好氧颗粒污泥在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中的形成和稳定性能的影响及高OLR条件下微生物群落结构的特征,采用连续监测方法对运行过程中颗粒污泥形貌、水质、沉降性能以及EPS的变化进行探究。结果表明：在OLR为14.4 kg·(m³·d)⁻¹的条件下,颗粒化进程较快,43 d完成颗粒造粒;并且高OLR引起丝状菌在颗粒表面大量附着,造成颗粒沉降性能和水质处理能力不稳定;通过改变进水中蛋白胨的占比来抑制丝状菌生长,使好氧颗粒污泥系统重新恢复稳定;在此过程中,混合液悬浮固体质量浓度(mixed liquid suspended solids,MLSS)、混合液挥发性悬浮固体质量浓度(mixed liquid volatile suspended solids,MLVSS)随OLR的增加而增加,但受丝状菌增加的影响会下降,而在丝状菌消除之后,MLSS和MLVSS恢复增长;SVI随OLR的增加不断下降,而受丝状菌增加的影响会呈现上升趋势,在丝状菌消除后,颗粒沉降性能恢复,SV₃₀/SV₅在1.0左右波动;胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)受OLR和丝状菌影响较大,尤其是紧密结合型的EPS;恢复正常的颗粒污泥可高效去除进水中的COD、NH₄⁺-N和TN,去除率分别为91.5%、92.0%和79.4%;采用MiSeq高通量测序的方法发现高OLR下好氧颗粒污泥中去除有机物和氮的优势菌门为Saccharibacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria;异养硝化、好氧反硝化菌丰度较高。由此可以看出,异养硝化-好氧反硝化可能是好氧颗粒污泥的主要脱氮方式。本研究结果可为SBR系统控制好氧颗粒污泥中丝状菌的生长,维持好氧颗粒污泥稳定性提供参考。     

有机负荷对厌氧流化床反应器处理模拟味精废水的影响

在中温(35±1℃)条件下,以新型橡胶颗粒为载体的厌氧流化床(AFB)反应器处理模拟味精废水为研究体系,考察有机负荷(OLR)由2.08 kg/(m3.d)提高到19.20 kg/(m3.d)期间,污染物去除率、胞外聚合物(EPS)含量及其在生物膜和混合液中的分布、生物膜中MLVSS含量及脱氢酶活性等的变化情况。结果表明,随有机负荷增加,污染物去除稳定,COD去除率维持在80%左右;EPS在生物膜中的量大于在混合液中的量,并以蛋白质为主要成分,但其总量呈递减趋势;当有机负荷为19.20 kg/(m3.d)时,生物膜中MLVSS含量约为23.1 mg/g载体,脱氢酶活性则为22.6 mg/(L.h);载体生物膜的生物相以独缩虫属、聚缩虫属、累枝虫属和钟虫等为主。     

直接驯化嗜盐菌处理高盐废水的研究

从大连旅顺盐场底泥中筛选出适合高盐度的嗜盐菌,在序批式间歇反应器(SBR)中对其进行3.5%(质量分数)盐度的驯化,污泥混合液悬浮固体(MLSS)平均质量浓度达600mg/L。污泥比耗氧速率(SOUR)测量结果显示,内源呼吸阶段污泥SOUR为10.36mg/(g.h),外源呼吸阶段污泥SOUR达到29.09mg/(g.h),表明所筛选的嗜盐菌培养的污泥具有较高活性。利用培养的污泥进行高盐模拟废水处理试验,结果表明,对盐度为3.5%、COD为240～340mg/L的高盐废水,在每周期12h、曝气量0.6L/min、污泥MLSS为600mg/L、污泥龄为18d条件下,COD去除率达95%以上,NH4+-N去除率达61%,TP去除率达55%。改变进水有机负荷对出水COD去除影响不大,该系统耐有机负荷冲击能力较强;盐度负荷的改变对COD的去除影响不大,而NH4+-N去除率有明显变化,在3.5%和5.0%的盐度下,NH4+-N去除率分别为61%和31%。     

复合式膜生物反应器处理校园生活污水

采用投加悬浮填料的复合式膜生物反应器(HMBR)中试装置处理校园生活污水,考察其对有机碳和氨氮的去除效果。实验结果表明,反应器具有较好的污染物去除效果,HMBR对COD的平均去除率为88%,对氨氮的平均去除率超过97.5%。采用比耗氧速率(SOUR)来表征活性污泥的生物活性,SOUR随着有机负荷的变化逐渐从80 mg/(kg.min)降到30 mg/(kg.min)。实验过程中,经历有机负荷率(OLR)和氨氮负荷率(NLR)的变化,结果显示,其对污泥特性和膜污染速率有较大影响。     

SBR工艺活性污泥比耗氧速率与控制参数的关系

活性污泥的比耗氧速率(SOUR)是表征污泥生物活性的重要参数之一,从微生物呼吸速率角度反映了活性污泥生理状态和基质代谢状况.通过监测SBR工艺活性污泥的SOUR,考察了SBR工艺中活性污泥SOUR的变化规律,研究了活性污泥的SOUR与各项控制参数之间的相关关系.试验结果表明,活性污泥的SOUR可以有效地表征SBR工艺的生化反应进程,并与DO、氧化还原电位(ORP)和pH之间存在良好的相关关系.     

好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能

为考察不同接种污泥培养好氧硝化颗粒污泥的可行性,分别采用絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在气升内循环序批式反应器(SBAR)中进行好氧硝化颗粒污泥的培养,探讨不同性质的种泥对好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能影响。结果表明,以絮状活性污泥、厌氧颗粒污泥为接种污泥均可培养出好氧硝化颗粒污泥,其颗粒成熟时间分别为62和80 d,SVI为25.52和27.68 mL/g,氨氮去除率为93.15%和75.43%,COD去除率在90%以上, SOUR、Zeta和EPS显著提高,微生物活性及疏水性能增强,以絮状活性污泥培养的好氧硝化颗粒污泥性能更优。     

Study on substrate metabolism process of saline waste sludge and its biological hydrogen production potential

With the increasing of high saline waste sludge production, the treatment and utilization of saline waste sludge attracted more and more attention. In this study, the biological hydrogen production from saline waste sludge after heating pretreatment was studied. The substrate metabolism process at different salinity condition was analyzed by the changes of soluble chemical oxygen demand (SCOD), carbohydrate and protein in extracellular polymeric substances (EPS), and dissolved organic matters (DOM). The excitation-emission matrix (EEM) with fluorescence regional integration (FRI) was also used to investigate the effect of salinity on EPS and DOM composition during hydrogen fermentation. The highest hydrogen yield of 23.6 mL H₂/g VSS and hydrogen content of 77.6% were obtained at 0.0% salinity condition. The salinity could influence the hydrogen production and substrate metabolism of waste sludge.

     

AnMBR处理高盐榨菜废水的运行效能及膜污染特性

为了解决高盐榨菜废水的处理问题,对厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane reactor, AnMBR)处理高盐榨菜废水的3个运行阶段(盐度提升阶段、负荷提升阶段和排泥运行阶段)的消化性能和膜污染特性进行了研究。结果表明,当盐度由初始的12.9 g·L⁻¹逐渐升高到33.5 g·L⁻¹左右、且负荷维持在0.5~1.0 kg·(m³·d)⁻¹(以COD计)时,COD去除率及沼气产率随盐度的提升先下降后升高,最后分别稳定在75%和300 mL·g⁻¹(以COD计)以上,低负荷耐盐性驯化方式能够实现AnMBR的快速启动;当负荷逐渐增加约至7.6 kg·(m³·d)⁻¹时,COD去除率达到80%左右,沼气产率稳定在330~380 mL·g⁻¹,VFA/ALK始终低于0.15,这表明AnMBR对高盐榨菜废水具有良好的处理效果和较强的运行稳定性;在排泥运行阶段,AnMBR的COD去除率和沼气产率均有明显上升,分别达到83%和400 mL·g⁻¹左右,这表明排泥可以提高消化性能。此外,排泥有利于减缓膜污染。SEM-EDX表征结果表明,膜面污染物中存在大量的有机物和无机盐类晶体物质,工程应用中建议采用NaClO清洗+酸清洗的组合清洗方式。以上研究结果可以为高盐榨菜废水处理工业化应用提供参考。     

胞外聚合物中蛋白质对好氧污泥颗粒化的影响

为确定胞外聚合物(EPS)中蛋白质(PN)对好氧颗粒污泥(AGS)形成的影响,研究了好氧污泥颗粒化过程,污泥EPS变化规律及其与污泥表面特性的相关性,分析了AGS和接种污泥EPS组分和相关官能团的差异并确定了EPS分布情况。结果表明,在好氧污泥颗粒化期间,EPS中PN含量由13.98 mg·g⁻¹增加到41.86 mg·g⁻¹,多糖(PS)含量维持在15.88~26.74 mg·g⁻¹,PN与PS的比值(PN/PS)由0.88增加到1.57。PN含量与污泥Zeta电位和污泥表面疏水性(RH)分别呈负相关和正相关,所对应的相关系数(r)分别为0.950和0.934。与接种污泥相比,AGS的EPS中代表酪氨酸和色氨酸类蛋白质的荧光强度增强,并且出现芳香族蛋白和富里酸类物质以及含有N—H官能团的蛋白质。因此,在好氧污泥颗粒化过程中,EPS中PN种类和含量均有所增加,污泥Zeta电位降低,RH升高,对微生物相互聚集形成AGS具有促进作用。     

脉冲曝气活性污泥胞外聚合物的产生特性及其与脱氮效率的关系

为探讨脉冲曝气活性污泥胞外聚合物（EPS）的产生特性及其与脱氮效率的关系,研究了在脉冲曝气装置中曝气时间5 min及停曝时间10 min的条件下,松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）与紧密结合型胞外聚合物（TB-EPS）的变化规律,并分析EPS与脱氮效率之间的关系。结果表明：脉冲曝气活性污泥LB-EPS的含量低于TB-EPS含量,且随着脉冲驯化的进行,EPS的含量持续增长。三维荧光图谱（3D-EEM）分析表明脉冲曝气的LB-EPS的色氨酸荧光峰产生红移,TB-EPS的色氨酸荧光强度增大,说明了脉冲曝气驯化过程导致了活性污泥胞外聚合物中色氨酸蛋白类物质含量呈增加趋势。对比研究表明：脉冲曝气氨氮（NH4+-N）去除率在80%左右,与连续曝气相近;而总氮（TN）去除率在50%左右,高于连续曝气20%。脉冲曝气下,EPS对于脱氮有抑制作用,EPS与NH4+-N及TN的去除率之间呈负相关的关系,LB-EPS与TN去除率之间负相关;TB-EPS与NH4+-N去除率负相关且关系显著。