生化池中细微泥沙悬浮时间对淤沙分离性能的影响

污泥淤沙分离器能够分离去除活性污泥中的细微泥沙,提高活性污泥的MLVSS/MLSS值,有利于污水处理系统的稳定运行。通过向生化池污泥混合液中投加不同粒径的细微泥沙,研究了细微泥沙的悬浮时间对污泥淤沙分离性能及其悬浮态势的影响,为污泥淤沙分离系统运行模式的设置提供理论基础。结果显示,粒径33μm的细微泥沙呈自由悬浮态势,不受悬浮时间的影响;14μm粒径≤33μm的细微泥沙在初期呈自由悬浮态势,悬浮15 d后呈卷捕附着态势;粒径≤14μm的细微泥沙进入生化池后,快速被活性污泥絮体卷捕。粒径为33μm的细微泥沙被污泥絮体卷捕后,分离器的分离度、除沙效率分别降低了41.0%、30.4%,表明细微泥沙呈卷捕附着态势不利于污泥淤沙分离。由于细微泥沙主要由降雨径流带入,因此降雨期及降雨后的一段时间应运行污泥淤沙分离系统,避免14μm粒径≤33μm的细微泥沙被活性污泥絮体卷捕,降低了淤沙分离效果。     

污泥淤沙分离器工作压力对分离分流污泥性质的影响

针对氧化沟等不设置初沉池或超越初沉池的污水处理系统,研发污泥淤沙分离技术已成为提升活性污泥MLVSS/MLSS值的新技术思路。工作压力反映污泥淤沙分离器的运行能耗,研究了工作压力对分离分流污泥性质及分离性能的影响,以期通过工作压力的优化,实现节能模式下污泥淤沙分离系统的高效运行。结果表明:工作压力为0.05~0.2 MPa时,工作压力对分离分流污泥性质影响显著,分离器的分离度(溢流污泥的MLVSS/MLSS值与底流污泥的MLVSS/MLSS值之比)与工作压力呈线性增大关系;工作压力为0.2~0.4 MPa时,分离分流污泥性质及分离度变化较小。因此,工作压力应控制为0.2 MPa。在此条件下,与进料污泥相比,溢流污泥的MLVSS/MLSS值增加了13.8%、底流污泥的MLVSS/MLSS值减小了31.5%,分离度为1.66,表明活性污泥中的生物有机质在溢流污泥中富集,细微泥沙在底流污泥中富集;底流污泥的MLSS增加了1.73倍,SVI、CST分别减小了66.9%、48.3%,表明底流污泥浓缩效果显著,且沉降性能、脱水性能大幅提升。     

活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动及污泥特性

在SBR反应器内,先后接种普通活性污泥及少量具有单级自养脱氮能力的生物膜,在温度为(32±1)℃、p H值为7.5~8.5的条件下,进行了活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动及污泥特性研究。SBR首先接种活性污泥,采用控制较高游离氨浓度(5.75~8.97 mg/L)及较低DO值(0.17 mg/L)的方法,经过50 d实现了短程硝化,亚硝酸盐氮积累率在80%以上;然后采用进一步降低DO值、以清水置换SBR内剩余出水及改连续曝气为间歇曝气等方法,尝试在SBR内富集厌氧氨氧化菌,但过程缓慢;当接种0.15 g单级自养脱氮生物膜后,很快建立了厌氧氨氧化与亚硝化的协同作用,23 d后,对TN的去除率及去除负荷分别达到83.07%及0.422 kg N/(m3·d)。镜检发现SBR内为活性污泥絮体与颗粒污泥的混合物,经激光粒度仪测定,絮体污泥粒径为1~300μm,颗粒污泥粒径在300~1 800μm,两者的体积比约为7∶3。     

连续流生物流化床中好氧颗粒污泥的形成特征

将上流式厌氧污泥床(UASB)与气升式间歇反应器(SBAR)相结合而形成连续流生物流化床,并以兰州市七里河安宁污水处理厂的活性污泥为种泥,在连续运行方式下培养好氧颗粒污泥,考察颗粒污泥的形成特征及除污效果。在反应器运行至第17-19天有小颗粒形成,生物量从0.5g/L增到约1.0g/L,MLVSS/MLSS值达到0.75左右,对COD和NH_3-N的去除率达到90%。当培养至第29天时污泥颗粒密实且具有较大的粒径,镜检时丝状菌清晰可见,此时对TP的去除率约为60%,MLVSS/MLSS值达到0.8以上。培养至第47天时发生丝状膨胀,MLVSS/MLSS值下降至0.7,对NH_3-N和TP的去除率降至40%左右;第62天丝状膨胀开始得到有效控制,MLVSS/MLSS值上升至0.8以上,生物量超过2.0g/L,对有机物的去除效果得到恢复,此后反应器中生物量和除污效果等均呈上升趋势,SVI值趋于稳定。     

反硝化聚磷体系中颗粒污泥的特性生研究

为了考察反峭化聚磷颗粒污泥的形成过程,利用SBR在厌氧/好氧/缺氧(A/0/A)运行方式下、以人工配水培养驯化颗粒污泥,研究了颗粒污泥在形成过程中的特性变化.结果表明,在培养初期污泥呈褐色絮体,结构松散,污泥活性较差;在第二阶段,颗粒污泥开始出现,粒径范围为0.13～1.63 mm,沉降速率逐渐变大,SVI值下降,MLSS值上升;至第三阶段末,颗粒污泥呈致密的球形或椭球形,粒径范围为0.6～3.0 mm,沉降速率基本在0.5～1.5 cm/s,沉降速率与粒径的关系大致符合斯托克斯定律,MLSS值达到2 500 mg/L,SVI值约为90 mL/g,此时的颗粒污泥沉降性能良好、活性较强、生物量较大.     

纳米絮凝剂在SBR系统中的应用

借助高效絮凝剂强化传统SBR工艺,从而使其具有类似好氧颗粒污泥工艺的优势,旨在为解决现有污水厂的提标改造、提升处理负荷和实现高品质出水的难题提供新思路。通过对出水水质和活性污泥性能的分析发现,向SBR系统中长期投加纳米絮凝剂能够改善出水水质,并可维持反应器的高效稳定运行。当纳米絮凝剂的投加量为50μL/L时,对COD、TP、氨氮和TN的平均去除率较高,分别可达92. 3%、91%、97. 3%、40. 7%。投加纳米絮凝剂对MLSS和SVI的影响显著,MLSS在纳米絮凝剂投加量为50μL/L时达到最大,为6. 5 g/L,SVI值在纳米絮凝剂投加量为100μL/L时达到最低,为25 m L/g。纳米絮凝剂的加入对MLVSS/MLSS的影响不明显。     

实际城市污水培养好氧颗粒污泥的中试研究

以普通絮体活性污泥为接种污泥,采用实际城市污水在普通序批式反应器(SBR)中培养好氧颗粒污泥。通过逐渐缩短沉降时间至5 min,好氧颗粒污泥在第27天形成,并在第52天趋于稳定,平均粒径达到0.706 mm。成熟的颗粒污泥MLSS在12.19 g/L左右,SV为0.26,SVI为21.31 m L/g,具有良好的沉降性能。采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对好氧颗粒污泥的结构进行分析,发现成熟的颗粒污泥内部结构紧密,表面光滑,形状规则,呈褐黄色的球状、椭球状或杆状。在稳定运行阶段,反应器出水COD、氨氮、总氮、溶解性总磷浓度分别在60、0.2、15、1.0 mg/L以下,显示出对污染物具有良好的去除效果。     

不同价态铁对活性污泥性能的影响

在SBR反应器中分别投加Fe~0、Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ),对活性污泥生物量、污泥活性和沉降性能进行分析,比较了不同价态铁对活性污泥性能的影响。结果表明,铁的介入能有效提高活性污泥生物量,改善活性污泥絮凝沉降性能,其中,海绵铁(Fe~0)对活性污泥性能的改善作用最为明显,相对普通活性污泥法,其MLSS提高了2 424 mg/L,MLVSS提高了738 mg/L,比耗氧呼吸速率提高了28.4%,污泥脱氢酶活性提高了84.6%,SVI改善为87 m L/g。活性污泥性能的改善直接影响出水水质,介入海绵铁的SBR反应器对COD、氨氮、TP的平均去除率较普通活性污泥法分别提高了13.3%、7.6%、52.8%,其出水浓度均可达一级A排放标准。这为采用普通活性污泥法的城镇污水处理厂提标改造提供了新思路。     

A/O型IMBR处理生活污水的研究

利用自行设计的A/O型一体式膜生物反应器处理生活污水,考察了对污染物的去除效果及污泥性能。试验结果表明:出水COD值稳定,对其平均去除率达96%以上;对NH4+-N的去除率受pH的影响较大;试验过程中活性污泥的粘度不随污泥浓度的增加而增大,而是稳定在2.1 mPa.s左右;由于进水负荷的冲击及溶解性微生物产物(SMP)和胞外多聚物(ECP)在反应器中的不断积累,SV30和SVI值逐渐增大,MLVSS/MLSS值则呈较弱的下降趋势;运行过程中活性污泥的粒径由49.58μm降至24.96μm;在连续运行的70 d内未发生膜污染现象,说明所使用的聚偏氟乙烯平板膜具有很好的耐污染性能。     

腐殖土改善活性污泥沉降与脱水性能的研究

考察了腐殖土对活性污泥沉降和脱水性能的改善效果.结果表明,投加腐殖土可显著改善污泥的沉降和脱水性能,随着腐殖土投量的增加,活性污泥的初沉速度、压缩比、泥饼含固率均明显提高,污泥容积指数(SVI)、污泥比阻(SRF)及毛细吸水时间(CST)均明显降低;当活性污泥浓度为2 300 mg/L、腐殖土的投加量为5.0 g/L时,污泥的初沉速度由原来的1.72 m/h增至3.01m/h,压缩比由原来的2.86增至7.14,SVI由原来的152 mL/g降至61 mL/g;当污泥浓度为7 300mg/L、腐殖土的投加量为5.0 g/L时,污泥比阻由原来的1.33×1012m/kg降至5.7×1011m/kg,CST由原来的20.3 s降至15.7 s,泥饼含固率由原来的13.4%增至33.0%.     

好氧颗粒污泥SBR中试运行效能评价

在某城镇污水处理厂建立一套SBR中试装置,最大处理能力可达120 m3/d,通过提供合适的选择压,成功培养出了高质量的好氧颗粒污泥,运行至第87天,颗粒平均粒径在300μm左右,SVI值为38 m L/g,MLSS为8 550 mg/L,对NH+4-N和BOD5的平均去除率分别可达到99%和95%以上。与该污水厂传统活性污泥SBR相比,好氧颗粒污泥SBR大大降低了占地面积,提高了处理效率。利用层次分析法对好氧颗粒污泥技术进行评价,结果表明,由于好氧颗粒污泥系统较低的技术成熟度,好氧颗粒污泥SBR中试的综合处理效能略低于该污水厂的SBR工艺,但也显示出好氧颗粒污泥技术已接近实际应用。     

活性污泥颗粒化技术的试验研究

在SBR反应器中加入网板,利用网板改善流动环境和凝聚条件,促成好氧颗粒污泥的稳定形成。通过观察加设和不加设网板的SBR反应器中活性污泥的颗粒化过程,发现经过90 d左右的培养,加设和不加设网板的SBR反应器中均形成成熟、稳定的好氧颗粒污泥。其中,加设网板的SBR反应器中MLSS值为5 900 mg/L、SV为10%、SVI值为16.95～17.03 mL/g、平均沉降速率为41.2 m/h、粒径集中分布在2.0 mm左右,占污泥总量的70%;不加设网板的SBR反应器中MLSS值为5 800 mg/L、SV为12%、SVI值为18.67～32.87 mL/g、平均沉降速率为31.56 m/h、粒径为1.0～2.0 mm,占污泥总量的25%。加设网板的SBR对COD、NH4+-N、TP的去除率最高可分别达到91.64%、87.17%和83%;未加网板的SBR对COD、NH4+-N、TP的去除率最高可分别达到83.2%、79.41%、70.68%。可知,加设网板的SBR中形成的好氧颗粒污泥的性能更好。     

SBR反应器处理番茄酱生产废水的污泥颗粒化过程

针对新疆番茄酱生产废水排放量大、污染严重的现状,在SBR反应器中接种絮状活性污泥,研究了逐步提高COD浓度条件下,污泥除污性能、外观形态、微生物活性与胞外聚合物(EPS)组成的变化规律。反应器运行38 d后,出现了粒径为427～502μm的椭球状颗粒污泥,颗粒污泥周围生物相丰富。颗粒形成后对COD、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P的平均去除率分别为96. 0%、97. 3%、95. 2%。培养50 d的颗粒污泥浓度、污泥体积指数(SVI5)、MLVSS/MLSS、沉降速率分别达到6. 1 g/L、23. 4 mL/g、93. 2%、33～44 m/h。在颗粒化过程中,PN/PS值由1. 82增至3. 17;激光共聚焦显微镜观察显示,蛋白质均匀贯穿整个颗粒截面且增加的速度明显大于多糖;α-多糖、β-多糖主要分布在颗粒外层,蛋白质和多糖共同构成了颗粒骨架。     

颗粒/絮体共存的生物除磷系统的特性研究

以颗粒/絮体共存的SBR生物除磷系统为研究对象,考察了生物除磷污泥的形成过程、颗粒/絮体共存及各自单独存在下的污泥特性和除污性能。在40 min的沉淀时间下,以厌氧/好氧交替方式运行的SBR反应器中有白色颗粒污泥出现,随着运行则系统处于颗粒和絮体共存的状态。运行至第60天,污泥的平均粒径为553μm,颗粒(粒径200μm)占污泥总量的比例为67%。颗粒/絮体共存的形式可以提高絮体污泥的沉降性能,同时降低颗粒污泥解体所导致的出水SS浓度的增加。另外,颗粒/絮体共存系统对COD、PO3-4-P、NH+4-N的去除率分别为80%、98.5%、100%。而单独颗粒系统的出水NH+4-N为7.63 mg/L,单独絮体系统的出水PO3-4-P为5.87 mg/L。颗粒与絮体共存更有利于对污染物的去除及污泥沉降性能的改善。     

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。     

好氧颗粒污泥的培养及实现同步脱氮

采用厌氧颗粒污泥和少量活性污泥为种泥,进水为人工配水,在SBR反应器中采用逐渐减少污泥沉降时间的方法造成选择压,培养出了好氧颗粒污泥,颗粒污泥粒径在2 mm左右、SVI值为20 mL/g左右、MLSS为10 g/L左右。结果表明:成熟的好氧颗粒污泥对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为94%、97.5%和68.6%,出水COD、NH4+-N和TN平均浓度分别为64.74、1.92和27.53 mg/L,出水NO3--N和NO2--N平均浓度分别为18.01和4.44 mg/L。结合微生物相观察,可以判断好氧颗粒污泥实现了同步脱氮。     

投加粉末活性炭对MBR中膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭(PAC)对MBR中污泥混合液特性和膜污染的影响,并探讨了影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径从53.25μm增至85.24 μm;混合液中的溶解性微生物代谢产物(SMP)含量与污泥比阻之间具有很好的正相关性,投加PAC可降低混合液中的SMP含量(平均值从87.17 mg/L降至65.54 mg/L),进而降低了污泥比阻值,减轻了膜孔堵塞程度,增加了膜的透过性,减缓了凝胶层污染速度,从而可有效减轻膜污染,延长膜组件的运行周期.     

序批式反应器的好氧颗粒污泥特性研究

对序批式反应器中好氧颗粒活性污泥的形成过程、处理性能和颗粒分布特性进行了研究。结果表明，不同操作条件下产生了结构形态不同的颗粒污泥，沉降时间是颗粒污泥形成的主要因素，有机负荷对颗粒污泥的结构有一定影响。颗粒污泥反应器对溶解性COD的去除率可达90％，对氨氮的去除率为24％。颗粒污泥在反应器中分布不均匀，反应器底部MLSS高达8g／L，SVI为34mL／g，随着反应器高度的增加则MLSS值降低、SVI值提高；此外较大的颗粒污泥聚集在反应器的底部，较小的颗粒污泥和絮体分布在反应器的中上部。     

D-A~2O反应器处理生活污水的最佳SRT研究

研究了D-A2O反应器处理生活污水的最佳污泥龄(SRT)。结果表明,D-A2O反应器的活性污泥性状指标、微生物活性、系统除污效能均随SRT的增加而呈先升后降的趋势。当SRT为30 d时,活性污泥的MLSS、SV和SVI值最为理想,分别为3 320 mg/L、30%、108.7 m L/g;厌氧池、缺氧池、好氧池内污泥的TTC-脱氢酶活性最高,分别为88.57、86.42、72.45μg TF/(mg MLSS·h);系统除污功效最强,对COD、TN、NH3-N、TP的平均去除率分别达到94.78%(s=1.27%)、84.52%(s=2.08%)、91.88%(s=1.34%)、89.34%(s=1.05%)。因此,确定D-A2O反应器的最佳SRT为30 d。     

低速搅拌球磨破解剩余污泥高效释放碳源

针对传统污泥厌氧消化技术停留时间较长、能耗较高的缺点,采用低速搅拌带动玻璃珠相互挤压、碰撞的方法对剩余污泥进行物理破解,考察了玻璃珠粒径、破解时间、转速、泥珠体积比等对碳源释放的影响。结果表明,SCOD的溶出率随破解时间与转速的增加而增加,但破解时间或转速增加到一定值后,SCOD溶出率增加非常缓慢。当玻璃珠粒径为1～1.5 mm、泥珠体积比为1∶2时剩余污泥的破解效果最佳,在搅拌器边缘线速度仅为1.44 m/s的低速条件下破解3 h,上清液SCOD浓度可达3 770mg/L,氨氮与硝酸盐氮浓度则分别达到25.2、43.7mg/L;相同条件下,延长破解时间至7 h或增加线速度至2.02 m/s后,SCOD浓度仅分别上升10.3%和2.5%,可知污泥碳源释放已接近极限。经粒径分析,污泥破解前、后中值粒径分别为28.114、2.233μm,扫描电镜结果显示,污泥絮体与污泥细胞均被破坏。低速旋流搅拌球磨破解可在较低能耗下实现剩余污泥的碳源充分释放,可为解决剩余污泥处置及低碳氮比污水处理问题提供新思路。