采用ASBR快速培养颗粒污泥及其菌群分析

厌氧序批式反应器(ASBR)因投资小、操作简单和运行灵活而倍受关注,但在ASBR中较难形成颗粒污泥,影响了该技术的推广应用。以葡萄糖为基质,探究在ASBR内快速培养颗粒污泥的方法,并对颗粒污泥的菌群结构进行了分析。结果表明,延长进水时间能够减少进水初期挥发酸(VFA)的积累,降低乙酸浓度,一个周期中乙酸的峰值浓度从93 mg/L下降到54 mg/L,促进了甲烷丝菌的增殖,有利于形成颗粒污泥;在进水中添加适量的Ca~(2+),大大促进了EPS的产生,其中蛋白质和多糖的含量均提高了3倍之多,这对加快污泥的颗粒化进程起到了重要作用。反应器运行80 d后以丝状菌为主的颗粒污泥形成,而后采用按梯度逐步提高进水COD负荷的方式继续培养,反应器运行150 d后以球状菌为主的颗粒污泥培养成熟,污泥粒径为0. 5～4. 0 mm,沉速为15. 0～38. 5 m/h。反应器中MLSS为7. 8 g/L,对COD的去除率达到97%～99%。     

EGSB反应器内颗粒污泥的快速培养及特性研究

对接种市政消化污泥的膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器内颗粒污泥的快速培养及其特性进行了试验研究。结果表明,颗粒污泥的培养仅需46 d,进水COD负荷和去除率可分别达到7.12 kgCOD/(m3.d)和91%。经历49 d的提高负荷期后,EGSB反应器获得了良好的运行效果:当进水COD浓度为3 700 mg/L、HRT为3.4 h时,进水COD负荷可达42.51 kgCOD/(m3.d),对COD的去除率达到95.7%,出水COD浓度<160 mg/L。成熟颗粒污泥的沉速为30.64~84.73m/h,污泥密度为62.06 g/L,MLSS为45.29 g/L。随着有机负荷的快速提高,颗粒污泥的粒径明显增大,平均粒径由形成初期的0.9 mm增大到成熟期的1.2 mm,且颗粒更加均匀,中间粒径(0.45~0.9 mm)的质量分数达到了69.6%。与消化污泥相比,颗粒污泥的比产甲烷活性得到了明显的提高;且反应器不同高度处的颗粒污泥的产甲烷活性是不同的,底部的活性最高。成熟期的颗粒污泥更加规则、密实,强度也更高。颗粒污泥的微生物菌群丰富,细胞间排列紧密,物质传递迅速,颗粒表面凹凸不平,比表面积很大,泥水接触和传质效果良好。     

常温下IC反映器处理造纸废水的颗粒污泥生物学特性

采用IC反应器处理OCC造纸废水,研究了常温、不同HRT下的厌氧颗粒污泥特性.结果表明,当HRT为8.3 h时,OCC造纸废水比例按10%、30%、50%、80%、100%递增,经过20 d的运行,造纸废水完全取代了人工配制废水,且出水COD值保持在500 mg/L以下,颗粒污泥驯化完成.用造纸废水驯化后的污泥,其沉降速度在25.02～98.96 m/h之间,污泥浓度SS为66.5g/L、VSS为44.69 g/L,VSS/SS值为67.2%.随着HRT的缩短,颗粒污泥的平均粒径先增大后减小,SS和VSS都呈先上升后下降的趋势.当HRT为5.5 h时,SS和VSS均达到最大,分别为75.2和55.42 g/L,VSS/SS值为73.7%.在胞外多聚物中,蛋白质的含量较高,蛋白质与多糖的比值在1.33 ~ 2.78之间.随着HRT的逐渐缩短,颗粒污泥的产甲烷活性先是大大降低而后逐渐稳定,辅酶F420含量与产甲烷活性的变化趋势相同.     

新型内循环反应器处理木薯废水的启动及污泥特性

对新型可控内循环厌氧反应器处理木薯废水的启动过程进行了研究,并从颗粒污泥的沉速、密度、VSS/SS值、比产甲烷活性(SMA)、胞外聚合物(EPS)等角度分析了启动过程中颗粒污泥特性的变化。反应器启动成功后,在进水COD为7 000 mg/L的条件下,对COD的去除率为92%左右;颗粒污泥的SMA为218.6 m LCH4/(g VSS·d),平均粒径为3.1 mm,沉速为96.24 m/h,表现出良好的产甲烷活性与稳定性;而颗粒污泥的EPS总量达到38.60 mg/g VSS,其中多糖为24.63 mg/g VSS,蛋白质为13.97 mg/g VSS。利用三维荧光光谱对启动过程中颗粒污泥EPS组分的变化进行了分析,第25、55和70天在光谱中的Ex/Em为280/360、210/340和420/470 nm处都出现了明显的吸收峰,其分别为色氨酸蛋白、简单芳香蛋白和辅酶F420,且随着进水有机负荷的逐渐增加,荧光强度逐渐增强,颗粒污泥性能良好。     

低温促进反硝化颗粒污泥稳定性的研究

针对高负荷下出现的反硝化颗粒污泥相互粘连、上浮等不稳定状态,进行了降低进水温度促进颗粒污泥床稳定的研究.当进水温度降至16℃时反应器能稳定运行,颗粒粘连现象减弱,颗粒密度由不稳定时的1.008 5 g/cm3提高到1.022 g/cm3,颗粒沉速为30～50 m/h,此时反应器的负荷为4.0～5.14 gNO-3-N/(L·d),对氮的去除速率为0.18 gNO3--N/(gVSS·d);当进水COD和NO-3-N浓度分别为225 mg/L和50 mg/L时,对其去除率分别为93%和98%.研究认为,颗粒污泥表面反硝化菌的生长速率过快是引起不稳定的主要原因,降低温度即降低微生物的生长速率有助于颗粒污泥保持稳定.     

中低温下IC反应器的启动及污泥颗粒化研究

在中低温下用葡萄糖废水作基质来启动IC反应器,研究了反应器的启动特性,同时考察了颗粒污泥的形成过程。结果表明,在运行温度为9~28℃的条件下,反应器经67 d完成启动,在第22天反应器内出现了颗粒污泥,随着运行时间和容积负荷的增加,颗粒污泥的粒径不断增大。为确保稳定运行,应控制出水pH值为6.1~6.8、HRT为6~8 h、容积负荷为3.58~7.95 kg-COD/(m3.d)、出水VFA200 mg/L,最终的产气量稳定在约35 L/d,在进水COD为2 000 mg/L时,对COD的去除率能一直保持在80%以上。启动完成后,反应器内粒径0.3 mm的颗粒污泥所占比例为41.2%,粒径0.9 mm的中型颗粒污泥也从零增加到11.44%。     

好氧颗粒污泥技术用于味精废水处理的研究

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,采用人工模拟废水在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,35 d后颗粒污泥成熟,反应器对COD和NH4+-N的去除率分别高于95%和99%。采用该反应器处理味精废水,当COD、NH4+-N的容积负荷分别为2.4、0.24 kg/(m3.d)时,对COD、NH4+-N和TN的去除率分别在90%、99%和85%左右,且颗粒污泥未出现解体的现象。以厌氧颗粒污泥为接种污泥、味精废水为进水,在与上述相同条件下培养好氧颗粒污泥,经过60 d的培养,反应器内的污泥以絮状污泥为主,该系统对COD、NH4+-N和TN的去除率分别为85%、99%和70%。     

外循环厌氧法处理啤酒废水的研究

采用外循环(EC)厌氧反应器处理啤酒废水,考察了其处理效果和颗粒污泥的形成及其性能.结果表明,以好氧剩余污泥为接种污泥,采用低负荷、高去除率的启动方式,可使污泥很快实现颗粒化,所形成的颗粒污泥沉降性能良好,粒径主要集中在0.8～2.0 mm.系统稳定运行期,当进水COD为2 000～4 000 mg/L、碱度为1000～1 500 mg/L、温度为30～32℃、容积负荷为10～12 kgCOD/(m3·d)时,系统对COD的去除率稳定在80%左右.外循环厌氧反应器处理啤酒废水的效果良好、运行稳定、抗冲击负荷能力强.     

黄水与醋酸钠混合碳源对颗粒污泥脱氮除磷的影响

以黄水作为脱氮除磷的碳源有利于以废治废。在SBR反应器中,以具有同步脱氮除磷的颗粒污泥为对象,采用黄水(300 mg/L)和醋酸钠(100 mg/L)作为碳源,研究对氮和磷的去除效果,并分析其机理。试验结果表明:污泥粒径主要在0.9~1.3 mm之间,沉速主要在30~60m/h之间,污泥颜色较深,周围粘性物质较多,部分颗粒污泥发生了解体;对NH+4-N的去除率98.1%,试验后期出水NO-3-N在4.44~18.82 mg/L之间,对磷的平均去除率由94.0%降低为51.3%;对COD的最大降解速率为122.30 mg COD/(g SS·h),最大释磷速率由14.39 mg PO3-4-P/(g VSS·h)下降到3.29 mg PO3-4-P/(g VSS·h),最大吸磷速率由5.99 mg PO3-4-P/(g VSS·h)下降到2.47 mg PO3-4-P/(g VSS·h),碳源不足导致反硝化不完全;颗粒污泥中TP的含量为3.3%~4.0%,其中胞外EPS中TP占污泥TP的49.3%,EPS的含量仅为17.33 mg/g SS,EPS中蛋白质和总糖分别占56.9%和20.0%。     

低温好氧颗粒污泥的培养及处理生活污水研究

采用厌氧、好氧交替运行的小试SBR反应器实现了在秋、冬季无保温措施下好氧颗粒污泥的培养及对生活污水中污染物的去除。研究发现在秋、冬季温度由18℃逐渐降至10℃并长期维持在较低温度的条件下,SBR反应器中形成了具有良好物化特性的颗粒污泥,稳定期污泥的平均粒径为300μm,反应器中有较高的生物量(MLSS为6 000 mg/L),污泥沉降性能较好,SVI为50~60 m L/g。对COD、PO_4~(3-)-P、NH_4~+-N均具有较好的去除效果,平均去除率分别达到85.8%、98.3%、99.2%。通过在反应周期结束增设2 h缺氧搅拌,实现了对TN的进一步去除,去除率达95.2%。     

EGSB反应器中SRB污泥颗粒化的工艺特性

利用厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器培养SRB颗粒污泥,探讨了EGSB反应器的运行效果以及SRB颗粒污泥的特性.结果表明,SRB颗粒污泥的形成提高了污泥的活性、VSS/SS和沉降性能;沿反应器高度方向的SO2-4浓度逐渐降低;提高液体上升流速能促进泥水混合,有利于SO2-4的还原及对COD的去除;而提高SO2-4负荷则会降低对SO2-4的去除率.     

SBAR反应器的好氧颗粒污泥低温培养及运行特性

以葡萄糖和乙酸钠混合基质为碳源,絮状污泥为接种污泥,采用间歇式气升内循环反应器(SBAR),考察了在低温条件下好氧颗粒污泥的培养、颗粒污泥特性及其对污染物的去除效果.结果表明:在温度为(10±1)℃时,成功培养出了好氧颗粒污泥;其平均粒径为1.82 mm,结构密实、表面光滑,平均湿密度为1.036 g/cm3,沉速为18.6～65.1 cm/min.反应器稳定运行后,对COD、NH4+-N、TP的去除率分别为(90.6%～95.4%)、(69.2%～79.9%)、(52.5%～59.5%);出水硝酸盐和亚硝酸盐浓度均小于0.2 mg/L;启动阶段的亚硝化率为34.9%～52.3%.可见,SBAR反应器对污染物具有较好的去除效果,同时在低温下好氧颗粒污泥也具有较高的同步硝化反硝化能力.     

城市污水培养好氧颗粒污泥及其降解特性

采用低浓度城市生活污水,以好氧絮状活性污泥为接种污泥,在3个不同运行条件的序批式反应器(SBR)中培养好氧颗粒污泥,并考察了其降解特性.结果表明,通过对剪切力、沉降时间等运行参数的调控,3个反应器(R1～R3)分别在第14、16和14天出现了细小颗粒,成熟后的颗粒污泥粒径可达到1.0 mm,其中R1、R2中颗粒的粒径无明显差别,而R3中颗粒的粒径较R1,R2中的略大;成熟的颗粒污泥周围出现大量原生动物,各反应器内污泥的SV1值保持在29-40 mL/g内,显示出良好的沉降性能.成熟的颗粒污泥对有机碳源具有较强的吸附与降解性能,并且具有同步硝化反稍化能力.各反应器出水COD浓度稳定在30 mg/L左右,NH4+-N浓度＜1.0mg/L,对污染物的去除效果良好.     

外循环厌氧反应器处理啤酒废水的启动研究

研究了外循环(EC)厌氧反应器处理啤酒废水的启动过程.结果表明:在以颗粒污泥进行接种的情况下,EC反应器可在23d内完成启动,容积负荷可达6.39kgCOD/(m3·d),对COD的去除率>85%;出水回流可使反应器内混合液的pH和颗粒污泥分布均匀,有利于产甲烷反应的高效进行,提高了反应器的容积利用率;启动结束后粒径为0.9-2mm的颗粒污泥由接种前的22.28%增加到35.5%,颗粒污泥比产甲烷活性达到接种时的2.38倍;VSS/SS由接种时的0.77增加到0.86.     

厌氧氨氧化颗粒污泥UASB反应器的快速启动

利用厌氧氨氧化絮状污泥和厌氧颗粒污泥启动厌氧氨氧化颗粒污泥UASB反应器,通过调整进水基质浓度及上升流速培养富集厌氧氨氧化颗粒污泥。反应器经过140 d的运行,成功培养出厌氧氨氧化颗粒污泥,NH4+-N和NO2--N去除率分别达到96. 41%和99. 11%,总氮去除负荷可以达到0. 26 kg/(m3·d),并且ΔNO2--N/ΔNH4+-N和ΔNO3--N/ΔNH4+-N分别为1. 32±0. 02和0. 26±0. 01,符合厌氧氨氧化化学反应计量学规律。反应器启动过程中厌氧颗粒污泥经历了解体、重组,颜色由黑色变为灰色最终变为红色,经过160 d的运行后形成1～3 mm的厌氧氨氧化颗粒污泥。     

采用CSTR反应器培养好氧颗粒污泥的研究

以醋酸盐作碳源的人工配水为原水,在常温(25~30℃)条件下采用连续流完全混合反应器(CSTR)培养好氧颗粒污泥。结果表明,通过采用逐步缩短HRT和提高有机负荷的方法,在60 d内培养出了成熟的好氧颗粒污泥;好氧颗粒污泥反应器的运行高效而稳定,在水力停留时间为2.82 h、有机负荷为3~4.24 kgCOD/(m3.d)的条件下,对COD、NH+4-N和PO34--P的去除率分别可达90%、90%和70%,具有明显的脱氮除磷效果。     

微氧条件下同时产甲烷反硝化工艺的试验研究

在DO/COD值=0.14%的微氧条件下,接种厌氧颗粒污泥的小试UASB反应器,以含葡萄糖和Na NO3(COD/NO-3-N值=20∶1)的自配水为进水,控制温度在35℃左右、HRT在6~11 h之间,经过150 d的运行,成功实现同时产甲烷反硝化;UASB反应器的负荷达15.5 kg COD/(m3·d)和0.76 kg NO-3-N/(m3·d)时,其对COD和NO-3-N的最高去除率分别为98.7%和100%;当DO/COD值提高至0.19%时,在负荷为13.2 kg COD/(m3·d)和0.72 kg NO-3-N/(m3·d)下,对COD和NO-3-N的去除率仍保持在90.1%和99.6%左右。     

接种好氧污泥启动UASB及处理四环素类抗生素废水

以接种好氧污泥的上流式厌氧污泥床反应器(UASB)为研究对象,分析其启动及处理四环素类抗生素废水的可行性。采用分阶段交叉提高四环素废水浓度和进水负荷的方法,经过96 d的运行,成功启动了UASB反应器。最终进水四环素浓度为31.67 mg/L,容积负荷达到3.60kg COD/(m3·d)时,对COD的去除率为60%,挥发性脂肪酸浓度保持在200 mg/L左右,出水p H值及碱度分别维持在7.0和2 000 mg/L左右,污泥粒径由20~100μm增加到40~230μm。可见,接种好氧污泥启动UASB是可行的,且对四环素类抗生素废水有较好的处理效果。     

橡胶粒投量对MBBF-MBR膜过滤特性的影响

以移动床生物膜-膜生物反应器(MBBF-MBR)为研究对象,控制反应器A区的橡胶粒投量固定,考察了B区橡胶粒投量对膜过滤特性的影响.试验结果表明,B区投加胶粒后,污泥颗粒粒径变小;当曝气强度为0.4 m3/h时,胶粒投量(7%～12%)越高,膜污染发展速率越缓慢;B区未投加胶粒时悬浮污泥和膜污染物中的EPS含量明显高于投加胶粒后的EPS含量;而胶粒投量分别为7%与12%时,两者的多糖和蛋白质含量变化不大;膜污染物中的多糖和蛋白质含量均高于反应器内悬浮污泥的量.因此,在膜生物反应器中投加适量橡胶粒可以减轻膜污染.     

反硝化颗粒污泥反应器的启动试验研究

在SBR反应器中,以絮状污泥为接种污泥、醋酸钠为碳源,利用逐渐缩短沉淀时间的水力选择方法培养具有反硝化功能的颗粒污泥.研究结果表明:反应器运行30 d时,获得成熟的反硝化颗粒污泥,该颗粒污泥颜色为淡黄色或白色、平均粒径为0.2 mm、沉速在15 ～ 25 m/h之间,反应器中污泥的SVI值在50 mL/g以下;反应器运行50 d期间,对氮的去除率在95％以上,对COD的去除率在90％左右,颗粒污泥最大反硝化速率高达69.54 mgN/(g·h),该颗粒污泥反应器具有较强的脱氮能力.