炭材料调理改善活性污泥脱水性能的影响机制

活性污泥中的胞外聚合物EPS含黏性蛋白类物质并高度亲水,调控污泥中溶解性EPS和溶解性蛋白类物质是改善污泥脱水的有效途径。通过使用不同炭材料调理污泥的方法来观察污泥脱水性能的变化,深入解析污泥絮体及EPS含量和组分的变化特征。结果表明：炭材料调理污泥可以改善其脱水性,且炭材料吸附容量越大对污泥脱水性改善效果越好;不同炭材料对污泥絮体影响效果不同,经过未改性活性炭（AC-0）、HNO3改性活性炭（AC-1）和石墨调理的污泥絮体粒径变大,经酸碱交替改性活性炭（AC-5）调理的污泥絮体粒径变小;炭材料调理后EPS中蛋白类的荧光峰A、B和腐殖酸、富里酸的荧光峰C、D都得到有效降低,且其对腐殖酸和富里酸的吸附效果比蛋白类物质要好,对低分子质量物质和中分子质量物质的吸附效果要好于对大分子质量物质的吸附效果。     

低温条件下AAO污水处理系统脱氮效能分析及微生物群落特性

温度是限制污水处理微生物活性的关键因子,直接影响污水处理效能的高低。选取AAO污水处理系统,研究了在低温条件下其除污效能及微生物群落结构特征,探明了不同硝化液回流比、碳源种类和污泥回流比对系统脱氮性能的影响,以得到胞外聚合物 (EPS) 的分泌与处理工况的耦合关系。结果表明：在12 ℃时,采用复合碳源、200%的硝化液回流比、75%的污泥回流比时系统可达最佳处理效果, COD、NH₄⁺-N、TN的平均去除率分别为87.26%、99.87%、69.97%,出水远超一级A标准;同时发现TB层、PN分别为EPS的主要结构和组成,且EPS总量和PS/PN与污泥回流比呈负相关趋势;低温下Pseudomonas和Flavobacterium为系统优势菌群,典型的硝化菌Nitrospira被抑制,短程硝化耦合异养硝化-好氧反硝化过程明显,系统脱氮性能大幅提升。该研究结果可为低温条件下的污水处理系统效能提升提供参考。     

曝气对MBBR联合管式膜MBR处理生活污水的影响及膜污染分析

采用移动床生物膜反应器(MBBR)联合管式膜构建气提式管式膜MBR体系用以处理生活污水,考察了曝气对污水处理效果、膜内气液流态及膜过程的影响,探讨了污泥特性的变化及其对膜污染过程的影响机制。结果表明,气提式管式膜MBR体系下膜出水DO浓度高于混合液,且随着曝气量由50 L·h⁻¹提高至150 L·h⁻¹,管式膜内气含率由0.33增至0.60并呈“活塞流”流态,操作周期由6~7 d延长至17 d,膜污染速率由1.54 kPa·h⁻¹降至0.21 kPa·h⁻¹,临界通量显著增大;同时,MBBR混合液中EPS总量呈减小趋势,但MBBR内悬浮污泥粒径变小,且膜表面EPS中PN/PS比例显著高于MBBR混合液。膜表面污染阻力构成分析表明,气提式管式膜MBR体系下容易发生膜孔堵塞,膜污染以不可逆污染阻力为主。     

不同提取方法对活性污泥胞外聚合物吸附废水中Cd(Ⅱ)效能的影响

为了比较不同提取方法对胞外聚合物(EPS)的提取及其吸附Cd(Ⅱ)的影响,考察了pH、单一物理提取方法和组合方法对脱水污泥中EPS的提取量及其对Cd(Ⅱ)的吸附能力的影响。结果表明：碱性条件在能够提高EPS提取量的同时,也能够提高EPS对Cd(Ⅱ)的吸附能力;不同物理处理方法对EPS的提取效率影响顺序为加热法>超声法>离心法,但其对Cd(Ⅱ)的吸附能力影响顺序为超声法>离心法>加热法;组合物理方法虽然较单一方法的EPS提取效率要高,但其提取EPS吸附Cd(Ⅱ)的能力较单一方法弱。以上结果可为EPS重金属吸附剂的有效提取和工业化应用提供参考。     

我国不同地区市政污泥理化性质及其对脱水性能的影响

选取我国南北方地区各5处典型污水处理厂,对其污泥的絮体特性、胞外聚合物(EPS)、脱水性能进行了对比研究。Pearson相关性分析结果表明,不同地区污水处理厂污泥的理化性质和脱水性能方面具有明显差异;污泥絮体粒径与污泥有机质含量呈显著正相关。相比多糖,污泥EPS中蛋白质对污泥脱水性能的影响更大,尤其溶解性胞外聚合物(S-EPS)中的蛋白质含量对污泥脱水性能的影响最为显著(r=0.704, P<0.05)。三维荧光和平行因子分析显示,溶解性EPS分为色氨酸类蛋白质(TPN)和腐殖酸(HA) 2类荧光组分,而疏松结合型EPS和紧密结合型EPS中含有TPN和富里酸(FA) 2类荧光组分。本研究结果可以为污泥调理脱水提供参考。     

超声波树脂联用法提取活性污泥中的胞外聚合物

考察了超声波树脂联用法提取活性污泥中胞外聚合物的影响因素,确定了最佳提取条件.试验结果表明,树脂量为60 g/g VSS,在摇床振摇强度250 r/min下处理4 h,再进行超声处理2 min,EPS提取量接近理论含量,即污泥干重的15%,与阳离子树脂法相比,EPS提取物中DNA的百分含量较低,即对细胞的破坏程度更小,说明超声波树脂联用法稳定、高效,是一种较佳的提取方法.     

胞外聚合物的提取、组成及其对污泥性质的影响

胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)即附着于污泥细胞表面的不溶性有机聚合物,主要来源于微生物新陈代谢和细胞自溶。EPS化学组成十分复杂,其主要成分为多糖和蛋白质(占70%-80%)。由于EPS极大地影响着污泥絮体的凝聚性质,因此它在控制和改善污泥处理过程中起着举足轻重的作用。     

实际污水培养好氧颗粒污泥及其特性研究

采用实际城市污水在序批式反应器(SBR)中试装置中成功培养出好氧颗粒污泥.颗粒污泥的沉降速率>21 m·h-1,显示了良好的沉降性能.颗粒污泥对化学需氧量(COD)、氮(N)、磷(P)具有同步去除的能力.在3 h的运行周期中,反应器出水COD<50 mg·L-1,氨氮(NH+4-N)<5.0 mg·L-1,总氮(TN)<15 mg·L-1,对TN和总磷(TP)的去除率达到50%.采用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)对好氧颗粒污泥的结构分析表明,好氧颗粒污泥的胞外多聚物(EPS)在整个颗粒污泥中均匀地分布,构成颗粒污泥的骨架.对颗粒污泥的X射线衍射(XRD)分析显示,在好氧颗粒污泥的内部存在许多无机矿物质,在颗粒污泥形成初期,废水中的无机成分可能具有"晶核"的作用.     

水力停留时间对活性炭生物转盘处理污染河水的影响

将生物转盘与活性炭网状填料相结合,进行活性炭吸附实验并采用河水直接挂膜,探究在盘片最佳转速下,不同水力停留时间对活性炭生物转盘去除NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数以及生物膜特性的影响.结果表明,Freundlich等温线显示活性炭对水中NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数有较好的吸附性能.盘片转速为3 r·min-1时,NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数去除率分别为86.05%、81.28%、77.09%,去除性能最佳.水力停留时间对去除NH_4~+-N、TP存在显著线性相关(R20.9)且去除率存在显著差异(P0.05),而对高锰酸盐指数不存在显著线性相关且去除率差异不显著(P0.05).HRT对生物膜活性、蛋白多糖以及S-EPS、LB-EPS、TB-EPS三维荧光峰均有影响.     

复合式膜生物反应器的膜污染控制机理

采用常规膜生物反应器(CMBR)和复合式膜生物反应器(HMBR)处理城市生活污水,对HMBR的膜污染控制机理进行了研究。试验结果表明,HMBR能够有效去除胞外多聚物(EPS),反应器内溶解性EPS(S-EPS)、松散附着性EPS(LB-EPS)和紧密附着性EPS(TB-EPS)的含量比CMBR分别降低了42.8%、41.5%和2.1%。附着性EPS(B-EPS)特别是LB-EPS与活性污泥的物理性能密切相关,随着其含量的降低,HMBR中活性污泥的絮凝性能和沉淀性能比CMBR分别提高了24.4%和34.8%。由于滤饼层污泥主要来源于活性污泥,因此随着活性污泥絮凝性能和沉淀性能的提高,HMBR中的滤饼层比阻比CMBR降低了31.1%。作为结果,当跨膜压差(TMP)到达20 kPa时,HMBR运行了143 d,而CMBR仅运行了57 d。