关键参数对MBBR工艺生物膜活性的影响研究

对MBBR工艺处理工业园区废水的参数进行优化比较,重点测试了不同曝气量和水力停留时间下MBBR载体生物膜降解速率,测试并分析了生物膜活性的变化规律。结果表明,当曝气强度为350L/h,水力停留时间为12h,系统出水较优,COD去除率约为70.8%,NH3-N去除率约为91.7%,TN去除率约为38.3%。MBBR工艺表现出优异的氨氮去除效率,具备较高的同时硝化反硝化能力。生物膜活性影响分析表明,曝气量增大有利于生物膜耗氧活性和硝化活性提高,但其对反硝化活性有抑制作用;水力停留时间过大或过小均不利于生物膜保持高活性;综合分析表明,气水比约为50∶1,水力停留时间为12h时,系统生物膜耗氧活性和硝化反硝化活性较高。     

曝气强度对膜生物反应器处理石化废水工艺运行特征的影响

采用膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)处理石化废水,研究曝气强度分别为1.50,3.00 m3/(m2·h)的条件下,MBR对石化废水中主要污染物的去除特征、跨膜压差(Trans Membrane Pressure,TMP)和混合液性质的变化特征。结果表明:在两种曝气强度条件下MBR对COD、NH+4-N及挥发酚等污染物的平均去除率分别为80.74%、80.23%、96.79%和97.55%、99.34%、98.84%,即在不同曝气条件下,曝气强度的变化对MBR的污染物去除性能无显著影响。但随着曝气强度由1.50 m3/(m2·h)增加到3.00 m3/(m2·h),MBR达到设定的最大跨膜压差(TMPMax=25k Pa)的运行时间由11.8 d增加到31.4 d,TMP上升速率降低。通过活性污泥颗粒粒径分析发现:增加曝气强度后,对膜污染影响显著的活性污泥颗粒粒径范围(0~2μm)所占体积比由2.10%减小到1.78%;并且混合液中溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)和胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)质量浓度分别由24.07 mg/L和15.66 mg/g减小到15.14 mg/L和9.81 mg/g,从而降低了膜污染速率。     

Characterization of extracellular polymeric substances in the biofilms of typical bacteria by the sulfur K-edge XANES spectroscopy

A combined approach of physicochemical extraction and sulfur K-edge X-ray absorption near-edge structure（XANES） spectroscopy was applied to characterize the extracellular polymeric substances（EPS） of typical bacterial biofilms in this study. Physicochemical analysis showed variation of the contents of DNA,polysaccharide and protein in different fractions of EPS in different mediums. The sulfur K-edge XANES analysis yielded a variety of spectra.Spectral fitting of the XANES spectra utilizing a large set of model compounds showed that there was more reduced sulfur in both LB-EPS（loosely bound EPS） and TB-EPS（tightly bound EPS） of all the biofilms in LB medium than in R2 A medium. More oxidized sulfur was identified in LB-EPS than that in TB-EPS,suggesting different niches and physiological heterogeneity in the biofilms. Our results suggested that the sulfur K-edge XANES can be a useful tool to analyze the sulfur speciation in EPS of biofilms.     

Aerobic granules cultivated and operated in continuous-flow bioreactor under particle-size selective pressure

A novel method based on the selective pressure of particle size （particle-size cultivation method, PSCM） was developed for the cultivation and operation of aerobic granular sludge in a continuous-flow reactor, and compared with the conventional method based on the selective pressure of settling velocity （settling-velocity cultivation method, SVCM）. Results indicated that aerobic granules could be cultivated in continuous operation mode by this developed method within 14 days. Although in the granulation process, under particle-size selective pressure, mixed liquor suspended solids （MLSS） in the reactor fluctuated greatly and filamentous bacteria dominated the sludge system during the initial operation days, no obvious difference in profile was found between the aerobic granules cultivated by PSCM and SVCM. Moreover, aerobic granules cultivated by PSCM presented larger diameter, lower water content and higher specific rates of nitrification, denitrifieation and phosphorus removal, but lower settling velocity. Under long term operation of more than 30 days, aerobic granules in the continuous-flow reactor could remain stable and obtain good chemical oxygen demand （COD）, NH4^＋-N, total nitrogen （TN） and total phosphorus （TP） removal. The results indicate that PSCM was dependent on the cultivation and maintenance of the stability of aerobic granules in continuous-flow bioreactors.     

UASB处理酒精废水耐冲击特性与颗粒污泥分析

针对UASB耐冲击能力低的问题,采用短暂冲击负荷的方法进行52 d中试研究,并考察接种絮状污泥的UASB对以污冷凝水为主要成分的酒精废水的处理效果,结果表明,UASB呈现较强耐冲击负荷能力;第49天产气速率最高,可达3.03 L/(L·d),反应器内形成了粒径0.5~1.5 mm的颗粒,电镜扫描的颗粒污泥结构致密,由多个杆状细菌形成网状结构。在夏季无保温措施、负荷冲击条件下培养颗粒污泥是可行的。     

新型IC反应器在山梨醇废水处理中的工程应用

将布水装置优化后的新型内循环(IC)反应器应用于某山梨醇生产企业实际废水的二级厌氧生化处理,获得了较好的处理效果。调试阶段的结果表明:经过IC反应器的处理后,废水COD浓度由处理前的2 374~4 967 mg/L降至301~823 mg/L,COD去除率达81.4%~91.2%,COD容积负荷达8.1~13.7 kg/(m3·d);总体来说,当水力负荷增大时,COD容积负荷也相应增大;IC反应器的出水挥发性脂肪酸(VFA)基本控制在200 mg/L以下;厌氧出水再依次经过接触氧化池和絮凝沉淀池等配套工艺的处理后,COD降至80 mg/L以下,实现达标排放。     

膜曝气生物反应器处理模拟啤酒废水的研究

以聚偏氟乙烯中空纤维膜构建无泡曝气膜生物反应器(MABR)处理模拟啤酒废水,在保持进水COD∶TN∶TP=100∶5∶1条件下,通过正交实验确定反应器的最佳运行条件,并在此条件下考察了反应器对啤酒废水中COD、氨氮和总磷的去除能力。研究表明,反应器对啤酒废水中的COD、氨氮有着良好的去除效果,系统稳定时COD与氨氮的平均去除率分别为88.6%和92.4%,此外MABR工艺具有较强的抗有机负荷冲击能力。但反应器对总磷的去除效果不够理想,平均去除率在30%左右。     

UASB-SBR处理生物柴油制环氧脂肪酸甲酯废水

采用上流式厌氧污泥床(UASB)-序批式活性污泥法反应器(SBR)组合工艺处理生物柴油制环氧脂肪酸甲酯废水,考察了反应器各个阶段废水的处理效果。试验结果表明:当调整废水的氧化还原电位(ORP)降至-50~+50mV,UASB稳定运行阶段进水COD约为6 000mg/L时,出水COD在1 300mg/L以下,COD去除率约为80%,VFA浓度为180mg/L(以乙酸计)左右,最佳容积负荷为6.0kg/(m3·d);采用SBR处理UASB出水,当容积负荷为1.27kg/(m3·d)时,出水COD在250mg/L以下,COD去除率在80%以上,氨氮浓度在25mg/L以下,TP浓度在4mg/L以下,且处理后废水的COD、氨氮浓度、TP浓度均达到《污水排入城市下水道水质标准》(CJ343—2010)的A级要求。     

SFBR中好氧颗粒污泥的培养及特性研究

接种自行培养的活性污泥,以模拟废水为基质,采用连续进水、间歇出水及厌氧/好氧交替的运行模式,尝试了在SFBR中进行好氧颗粒污泥的培养,并研究了好氧颗粒污泥的特性及反应器对污染物的去除效果.结果表明,通过逐步缩短沉降时间,28 d时成功培养出好氧颗粒污泥,所形成的好氧颗粒污泥呈黄色、形状不规则,且粒径较小(平均粒径0.56 mm),正常情况下的SVI保持在70 mL·g-1以下,EPS在59 d时达到最大值(以MLVSS计)373.24 mg·g-1,较培养初期增加了约2.5倍,运行后期由于颗粒出现解体,导致EPS急剧下降;反应器在运行过程中未能保持较高的污泥量,中后期MLSS始终在3 000mg·L-1以下;在63 d的运行时间里,除异常波动外,反应器对COD的去除率基本维持在90%左右,正常情况下出水COD小于100 mg·L-1,反应器对NH+4-N、TIN的去除效果波动较大,去除率分别为44.45%~94.72%及43.87%~93.13%,反应器对TP的去除率在44.50%~97.40%之间,正常情况下TP去除率可维持在60%以上;限于自动控制水平,夜间长时间的好氧饥饿期容易造成丝状菌过度生长,使得AGS在生长竞争中处于劣势,最终导致了AGS的解体.     

曝气膜生物反应器运行过程中污泥活性特征变化及其对膜污染的影响

研究了曝气膜生物反应器运行过程中活性污泥主要活性特征变化及其对膜污染的影响.通过排出剩余污泥的办法维持活性污泥浓度在4000 mg·L-1左右,并连续运行75 d.运行期间,每日检测活性污泥的各项性质指标便于反映污泥特性的变化.结果表明,随着反应器运行时间的延长,污泥脱氢酶活性逐渐增加,其对反应器的运行有着两方面的作用,一方面会强化微生物对污染物的去除,但另一方面则导致了胞外聚合物的增加,并加速膜污染.而污泥表观产率则随着运行时间的延长先增加后有所减少,其粒径逐渐减小,且胞外聚合物呈现增加的趋势,总的出水水质情况逐渐提高,与此同时,反应器内原生动物及后生动物在运行前期较少,而在后期大量出现.膜污染分析结果表明运行后期膜污染速度明显加快,其原因在于:污泥粒径的减小以及胞外聚合物的增加导致细小颗粒及胞外聚合物堵塞或在膜表面沉积数量增加.