有机负荷对好氧颗粒污泥反应器运行性能的影响

本试验研究了有机负荷对好氧颗粒污泥反应器运行性能的影响。试验结果表明:有机负荷控制在0.48～0.96kg/(m~3·d)运行时,颗粒污泥内微生物活跃度较高对废水中污染物降解效果较好,COD、NH_4~+-N、TN和TP平均去除率分别为97.16%、98.02%、86.82%和95.97%。有机负荷太高或太低都不能实现颗粒污泥对污染物的处理效果,只有合适的有机负荷范围能够有效维持好氧颗粒污泥反应器运行的稳定性,实现对COD、氨氮、TN和总磷的处理且具有较好的去除效果。     

好氧颗粒污泥处理综合城市污水的中试研究

采用好氧颗粒污泥技术对水质波动较大、含大量工业废水的城市污水开展了中试研究.研究发现采用该类污水可成功培养出好氧颗粒污泥,占COD总量60%的颗粒态COD是导致所形成的颗粒不规则、结构松散且颗粒化进程较慢的主要原因.运行期间系统对COD,NH4+-N、TP的平均去除率分别为(75.80±16.09)%、(52.85±33.65)%,(66.57±22.36)%.当进水COD浓度较低时,系统的去除效果受到严重的影响.进水氨氮浓度的大幅度变化对颗粒污泥沉速、粒径的影响不明显,但对颗粒污泥密度的影响显著.氨氮冲击负荷是导致颗粒污泥解体的主要原因.因此,建议在好氧颗粒污泥工艺的运行过程中设置厌氧搅拌阶段以加快颗粒化过程及保持颗粒的长期稳定,并应避免氨氮的冲击负荷.     

好氧颗粒污泥发生丝状菌污泥膨胀的控制措施

在SBR反应器内接种好氧颗粒污泥,经驯化后对人工模拟废水的处理效果良好。考察了培养过程中污泥形态的变化以及发生丝状菌污泥膨胀时反应器对污染物的去除效果,并探讨了丝状菌在污泥颗粒化过程中的作用以及控制丝状菌污泥膨胀的方法。结果表明,丝状菌污泥膨胀对COD的去除率有影响,但对去除NH3-N、TP的效果影响不大。通过增加反应器内的水力剪切力对控制丝状菌污泥膨胀有一定的效果,而减小C/N值,均衡进水中的营养可从根本上解决污泥膨胀问题。成熟的好氧颗粒污泥的MLSS约为3 000 mg/L,沉降性能较好,SVI为77 mL/g;对COD、NH3-N、TP均具有较高的去除率,分别达到94.52%9、5%9、0%左右。     

焦化废水驯化的EGSB反应器内颗粒污泥产甲烷活性

为了确定处理焦化废水的EGSB反应器快速启动和高效稳定运行的可行性,在22～27℃的环境温度下,稳定进水COD为2 200 mg/L左右,通过逐渐提高焦化废水的添加比例来驯化EGSB反应器内的颗粒污泥,待进水完全为焦化废水后开始微氧曝气,对驯化过程中以及微量曝气后污泥产甲烷活性的变化进行了研究。结果表明:焦化废水会对EGSB反应器内颗粒污泥产生毒性抑制作用,使其产甲烷活性明显降低,与未添加焦化废水时相比,添加比例为100%时产甲烷活性降幅达75.8%。但颗粒污泥真正的产甲烷活性却几乎没有被抑制,当以乙酸钙为基质时产甲烷活性的降幅仅为6.23%。焦化废水对污泥产甲烷活性的抑制是可逆的,随着微生物菌群逐渐适应焦化废水的水质,颗粒污泥的活性又开始恢复。微氧曝气能够明显提高颗粒污泥的产甲烷活性。微氧时污泥的产甲烷活性比厌氧时提高了32.2%,对COD的去除率也由58%提高到了87.4%。     

MBR中好氧颗粒污泥的培养与研究

以实际生活污水接种絮状活性污泥在膜生物反应器中培养好氧颗粒污泥．通过对三个培养阶段污泥生长情况的考察,研究了颗粒污泥的变化规律及特性。并对好氧颗粒污泥的处理效果进行了分析。该系统连续运行4个月的结果表明,在MBR反应器中成功培养出了运行比较稳定的好氧颗粒污泥,且系统处于稳态时好氧颗粒污泥对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率达到95％、80％、70％和65％。     

温度对好氧颗粒污泥脱氮除磷性能的影响

研究了温度对好氧颗粒污泥脱氮除磷性能的影响。结果表明:在10~30℃内,好氧颗粒污泥对COD和氨氮的平均去除率分别为94.97%和97.09%;在18~23℃内,好氧颗粒污泥对氮磷的去除效果较好,TN和磷酸盐的平均去除率分别为94.97%和85.64%;低温和高温都会导致好氧颗粒污泥对氮磷的去除效果急剧下降。温度对COD和氨氮去除效果的影响较小,对TN和磷酸盐去除效果的影响显著;控制反应运行温度在20±2℃内,可以获得较好的脱氮除磷效果并实现好氧颗粒污泥的稳定。     

旁路微氧污泥减量效果及其影响因素

通过对旁路微氧污泥减量技术中好氧污泥在微氧池中的减量效果及其影响因素的研究,发现污泥减量效果与微氧池的污泥浓度(MLSS)、好氧污泥与厌氧污泥的比例(α)、微氧池的氧化还原电位(ORP)、微氧池的污泥停留时间有关。当微氧池的α=2∶8、MLSS为10 000 mg/L时,减量效果最佳;通过不同MLSS和不同α值两组试验,得出在最佳值时的减量率分别为19.15%和19.61%。低ORP值条件下微氧池污泥颗粒细碎,中位粒径为20.24μm,而好氧污泥的中位粒径为32.18μm。同时,混合液中溶解性大分子有机物含量明显增加。该工艺使污泥有更充分的时间进行内源呼吸和EPS的离解释放,从而实现了污泥减量。     

基于好氧颗粒污泥的三槽交替反应器的运行效能与微生物菌群分析

在新开发的三槽交替反应器基础上接种厌氧反应器中的颗粒污泥,采用较高的进水负荷快速培养好氧颗粒污泥,考察了三槽交替反应器的运行效能,并进行微生物菌群结构分析。结果表明:在PLC自动控制条件下,反应器实现了周期性独立控制。经过32 d的培养,好氧颗粒污泥在厌氧颗粒污泥的基础上培养成功。在人工配水的条件下,氮、磷去除效能较低。通过改善进水碱度,污泥形态保持稳定,COD、氨氮和磷酸盐的平均去除率分别达到88%、47.80%和28.10%。好氧颗粒污泥微生物菌群结构与厌氧颗粒污泥有较大相似性,α、γ-Proteobacteria的相对丰度明显提高,好氧颗粒污泥中Sphaerotilus、Acidovorax、flavobacterium等菌属的热度(相对变化强度)较高,对好氧颗粒污泥的形成和稳定运行起到重要作用。     

平均粒径对好氧颗粒污泥脱氨效果的影响

将R1和R2间歇序批式反应器（SBR）中平均粒径大小分别为1 300 μm和900 μm的脱碳好氧颗粒污泥接种硝化活性污泥,以提高系统氨氮脱除率。试验结果表明,R2中的小平均粒径好氧颗粒污泥,经2周后氨氮脱除率达到90%以上;而R1中的大平均粒径好氧颗粒污泥,经3周半后氨氮脱除率才达到相同水平。平均粒径小的好氧颗粒污泥比表面积大,接种活性污泥附着量大,渗透接种至颗粒污泥中快,因而系统氨氮脱除速率增加迅速。系统周期分析表明,虽然R1中大粒径好氧颗粒污泥0.033 d-1 的硝化速率小于R2中小颗粒污泥0.060 d-1 的硝化速率,其10 g/l 的污泥浓度大于小粒径颗粒污泥6 g/l的污泥浓度,从而导致两个系统的氨氮脱除时间相同,即2.5 h。由于R1中大粒径好氧颗粒污泥内部缺氧区相对小粒径好氧颗粒污泥大,其脱氮效率（64.7%）相对小颗粒污泥脱氮效率（57.3%） 高一些。     

网板及高径比对SBR反应器中好氧颗粒污泥形成影响的试验研究

为了快速稳定地培养好氧颗粒污泥，获得对有机物、氨氮、总磷等去除的更好处理效果，考察在SBR反应器中用不同高径比（H／D）的网板结构对好氧颗粒污泥形成的影响。结果表明：在网板与大高径比的共同作用下，H／D=10：1的网板式SBR反应器中对COD、氨氮的去除率分别为91．36％和87．33％，远好于普通SBR以及小高径比网板式SBR反应器。     

低溶解氧下微膨胀污泥对污染物的去除性能

维持SBR反应器好氧段的平均DO为0.30 mg/L,采用好氧/缺氧的运行方式研究了微膨胀污泥在低溶解氧状态下去除污染物的效果.结果表明:在丝状菌污泥微膨胀状态下反应器的除污效果仍较好,出水SS含量很低,对COD、氨氮的去除率分别可达80%、90%以上,同时可以节省曝气量约25%.可见,在低溶解氧状态下采用微膨胀活性污泥处理生活污水是可行的.     

好氧颗粒污泥处理垃圾渗滤液的效能

利用SBR反应器,以曝气量作为主要控制条件、以垃圾渗滤液作为培养基质来培养好氧颗粒污泥,研究好氧颗粒污泥的培养以及对垃圾渗滤液的处理效果.结果表明:在0.08、0.003 m3/h两种曝气量下均成功培养出好氧颗粒污泥,但其形态存在较大差别,高曝气量下形成的颗粒污泥结构紧密、粒径小、沟壑和孔道较多,而低曝气量下形成的颗粒污泥结构松散、沟壑和孔道较少,但粒径较大.当进水COD为900～1 200 mg/L时,低曝气量系统对COD的去除率可达93%左右,高曝气量系统的为80%;在不同的曝气量下,对TP的去除率均在60%左右;曝气量对硝化的影响较大,高曝气量下好氧颗粒污泥对氨氮的去除率能达到90%,高于低曝气量下对氨氮的去除率;与低曝气量下形成的颗粒污泥相比,高曝气量下形成的好氧颗粒污泥能更好地适应垃圾渗滤液中的高浓度游离氨.     

好氧颗粒污泥吸附Zn2+的研究

以不同粒径的好氧颗粒污泥作为吸附剂吸附水中的重金属Zn2+,分析了颗粒污泥的粒径在不同初始Zn2+浓度和初始污泥浓度下对吸附效果的影响;同时以活性污泥为对照,对比研究了两种吸附剂对重金属Zn2+的吸附效果.研究发现,好氧颗粒污泥具有多孔结构,吸附过程满足一级可逆反应方程;小颗粒的吸附容量较大颗粒的高;颗粒污泥的解吸率均低于普通活性污泥的.可见,好氧颗粒污泥可作为含Zn2+废水的生物吸附剂.     

SBR反应器中好氧颗粒污泥的同步脱氮除碳特性

以葡萄糖好氧颗粒污泥为接种污泥,通过调整序批式反应器(SBR)的运行周期、COD/N值以及好/厌氧条件,培养、驯化出了结构紧密、沉降性能良好的脱氮颗粒污泥。在COD负荷为1 600 mg/(L.d)、氨氮负荷为530 mg/(L.d)的条件下,颗粒污泥对COD及氨氮的去除率分别达到96.55%和97.29%。研究表明,运行周期内系统对氨氮的去除可分为两个阶段,即COD与氨氮快速去除的富营养阶段和慢速硝化的贫营养阶段。脱氮颗粒污泥内由于受传质限制而导致营养基质和溶解氧在空间上的浓度梯度,使得脱氮颗粒污泥内可能同时存在异养菌及硝化与反硝化微生物。尽管该颗粒污泥内可能存在一定的溶解氧受限区域,但其剖面的扫描电镜照片显示其间的微生物近似均匀分布,没有严格的好/厌氧区域划分或明显的孔洞。     

藻类生长对好氧颗粒污泥的影响

在利用好氧颗粒污泥处理低C/N值模拟城市生活污水的优化运行过程中首次发现了藻类的存在。随着藻含量的升高,好氧颗粒污泥逐渐由黄色变为绿色,污泥絮体、破碎颗粒以及不规则大颗粒增多,导致其沉降性能下降,SVI由31.4 mL/g升高到54 mL/g。藻类的存在对好氧颗粒污泥降解有机物和除磷的影响不大,但使脱氮性能下降。对氨氮的平均去除率由94.3%下降到91.3%;出水硝态氮和亚硝态氮浓度升高;对总氮的平均去除率由83.4%下降到77.4%。脱氮性能的下降主要是由于藻类覆盖在好氧颗粒污泥表面后增大了传质阻力,对反硝化产生抑制作用。通过置换污泥、改变进水组分配比和减少光照均能起到除藻效果。其中,减少光照时间的除藻效果最快,但是易造成颗粒解体;改变进水组分配比的效果最慢也最差。     

解偶联技术在污泥减量化过程中的影响研究

针对污泥处理处置过程中的环境问题和经济问题,将传统的活性污泥工艺（CAS）与好氧—沉淀—厌氧工艺（OSA）对比,研究了两种工艺对污泥减量化的影响,分析了两种工艺对废水中COD浓度、COD去除效率、氨氮浓度及SVI值的影响,并指出OSA工艺运行稳定,抗冲击能力强,其引起的解偶联代谢能促进污泥产率下降。     

基质匮乏对好氧污泥颗粒化的影响研究

分别采用人工模拟废水和实际生活污水接种污泥指数为51mL/g的普通活性污泥,并在SBR反应器中培养好氧颗粒污泥,反应器的运行周期为4h、表面气体流速为3.48cm/s。结果表明,在前72个周期的运行中,反应器的出水COD浓度均较高,即模拟废水系统的出水COD100mg/L、生活污水系统的出水COD200mg/L,反应器内均没有出现基质匮乏现象。运行72个周期后,反应器内形成了粒径为0.1～0.3mm的好氧颗粒污泥。由此可见,基质匮乏并不是好氧颗粒污泥形成的必要条件。     

低温好氧颗粒污泥反应器的启动特性研究

好氧颗粒污泥技术具有良好的应用前景,但是当温度波动较大时颗粒污泥会发生解体,因此研究低温好氧颗粒污泥反应器的运行对推动好氧颗粒污泥技术的发展具有重要意义。研究了低温条件下好氧颗粒污泥反应器的启动过程及其特性,结果表明:经过约40 d的培养,形成了沉降性能良好和生物量较高的好氧颗粒污泥。污泥胞外聚合物内蛋白质类物质含量提高了1.8倍,蛋白质类物质浓度的升高与稳定存在是絮状活性污泥颗粒化的重要因素。低温好氧颗粒污泥对生活污水中的污染物具有较好的去除效能,但是其反硝化效果较差,反应器内溶解氧含量较高以及反硝化细菌与聚磷菌对外碳源的竞争劣势是造成硝酸盐氮积累的主要原因。红外光谱分析结果显示絮状污泥颗粒化之后,污泥的主要官能团没有发生变化,污泥性质稳定。胞外聚合物内蛋白质类物质和溶解性微生物产物的荧光强度升高,表明低温好氧颗粒污泥的强度增加,颗粒污泥内部结构更加稳定,污泥微生物对低温的适应性逐渐加强,污泥活性提高。     

接种污泥对厌氧氨氧化反应器启动特性的影响

采用两套相同的ASBR系统,分别接种好氧硝化污泥和自养反硝化污泥,在模拟废水的pH值为7.6～7.9、温度为32 ℃的条件下,分别运行176 d和170 d后,均成功启动了厌氧氨氧化反应器.在稳定运行阶段,其总氮容积负荷分别为0.147和0.11 kgN/(m3·d),对总氮的平均去除率分别为84.81%和81.57%.两组反应器内氨氮和亚硝态氮的减少量与硝态氮的生成量之比分别为1:1.08:0.31和1:1.18:0.33.接种了好氧硝化污泥的反应器启动更快,且对氨氮的去除效果更好.     

不同接种污泥对好氧污泥颗粒化的影响

分别采用工业园区污水处理厂、城市污水处理厂、实验室好氧颗粒污泥反应器中洗出的絮状污泥作为接种污泥,考察了接种污泥类型对好氧颗粒污泥形成的影响。经历50 d后,均成功培养出好氧颗粒污泥,SVI值分别可达43、48、46 mL/g,平均粒径分别为0.43、0.42、0.40 mm。试验还发现:工业园区污水处理厂的污泥含有大量无机或惰性载体等微粒物质,可加速好氧颗粒污泥的形成;颗粒污泥的形成过程不符合经典的"丝状菌骨架假说",即丝状菌不是形成好氧颗粒污泥的必要条件。