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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

超声对低水温SBR污泥性能及群体感应的影响

通过建立连续流超声调控低水温SBR系统,分析超声调控对低水温活性污泥性能及群体感应的影响。结果表明,在15℃低水温条件下,超声调控SBR系统的污泥产率系数(Y_obs)降低至0.306 kgVSS/kgCOD,污泥减量率(SRE)为44.77%。超声调控并不影响活性污泥的正常沉降和系统的稳定运行,系统污泥容积指数(SVI)为121.2～148.0 mL/g,COD去除效果稳定,出水COD可达22mg/L。活性污泥胞外聚合物(EPS)含量升高,多糖和蛋白质含量分别升至74.71和29.23 mg/gMLSS,提高了63.2%和36.8%。超声调控对活性污泥信号分子浓度有较大影响,C4-HSL浓度为0.196 6μg/L,单位质量污泥的信号分子含量为0.044μg/gMLSS,分别为对照反应器的2.56和2.44倍。超声调控还导致C6-HSL、C7-HSL、C8-HSL、C10-HSL、C12-HSL和C14-HSL等信号分子浓度显著降低。     

低温下腐殖SBR对活性污泥沉降、脱水性能的影响

为考察10℃左右低温环境下腐殖土填料对活性污泥胞外聚合物(EPS)以及沉降、脱水性能的影响,采用SBR工艺处理模拟废水,将内置和外置腐殖土填料的SBR工艺(HS-SBR)与传统SBR工艺(cSBR)进行对比研究。结果表明:添加腐殖土可显著提高活性污泥的初沉速度,外置HS-SBR反应器初沉速度比cSBR提高了9.559 mm/min,改善率达192%;内置HS-SBR反应器初沉速度比cSBR提高了10.599 mm/min,改善率高达213%。外置、内置HS-SBR的污泥沉降性能明显比cSBR的好,SVI值明显较小。HS-SBR的CST值均较cSBR的CST值小,特别是内置HSSBR反应器的CST值最小,比cSBR反应器的CST值小0.68 s·L/gSS,更有利于污泥脱水。     

聚环氧琥珀酸(PESA)对高硬度废水生物处理系统的作用

通过在活性污泥法处理高硬度废水的实验过程中加入绿色安全型阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA),对于COD在100～300 mg/L,Ca 2+浓度在110～280 mg/L的高硬度废水,研究活性污泥系统的沉降性能、COD去除率、Ca 2+保留率、生物相变化规律以及污泥减量化效果。结果表明,加入PESA的活性污泥反应器MLSS值低于普通活性污泥反应器,明显减少了污泥中无机组分的含量、钙泥的产出量,减量化程度达到41.33%,从而达到钙质废水处理中污泥减量化的目的;COD去除率能够达到90%以上,Ca 2+保留率达到80%以上;PESA的加入抑制了部分钙盐在活性污泥表面的沉积,保持了活性污泥的良好生物活性;系统耐高硬度水冲击负荷能力增强;     

序批式生物膜法对味精废水的提标处理研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)中加入不同类型的填料而形成序批式生物膜反应器(SBBR),并进行平行比选试验,考察通过投加生物填料对河南某味精生产企业原有SBR工艺进行升级改造的技术可行性。试验结果表明:投加了悬浮球的SBBR反应器内的生物量和微生物种类均得到了较大程度的增加。在水温为15～22℃、pH值为6.5～7.2、气水比为10∶1以及进水COD为464～601mg/L、NH4+-N为69.8～117.5mg/L、TN为77.0～129.1mg/L的条件下,该反应器对COD、NH4+-N、TN的平均去除率分别为90.3%、81.8%、59.7%,平均出水浓度分别为53、16.8、42.3mg/L,出水水质得到了显著的改善。     

Cr(Ⅵ)对好氧颗粒污泥培养的影响研究

在6个SBR反应器中,分别投加0、0.3、0.5、1.0、1.5和3.0 mg/L的Cr(Ⅵ),研究其对污泥颗粒化的影响。结果表明,当Cr(Ⅵ)投量为0、0.3、0.5、1.0和1.5 mg/L时,颗粒污泥开始出现的时间分别为22、22、23、29和37 d;而在3.0 mg/L的Cr(Ⅵ)作用下,污泥大量膨胀,不能形成颗粒污泥。0.3和0.5 mg/L的Cr(Ⅵ)能提高污泥沉降性能,增加污泥浓度;1.0和1.5 mg/L的Cr(Ⅵ)则会使污泥沉降性能变差,污泥浓度降低。当Cr(Ⅵ)投量为0、0.3、0.5、1.0、1.5 mg/L时,成熟颗粒污泥对TN的去除率分别为95.11%、92.34%、88.13%、86.11%和82.15%,对TP的去除率分别为56.47%、52.12%、48.73%、42.21%和38.97%。通过X射线能谱分析(EDX),随着Cr(Ⅵ)浓度的增加,污泥中Na、Mg和P的含量有所降低,Fe和Ca的含量急剧下降,说明颗粒污泥的除污性能和稳定性受到一定程度的影响。     

新型SBR工艺污泥转移规律及性能影响研究

污泥转移SBR工艺的特点是在并联运行的SBR间以污泥回流方式实现活性污泥的筛选与转移利用,从而提高系统除污效能。对比了该新型工艺与传统SBR工艺的污泥总量及浓度变化,并研究了污泥转移量对污泥沉降性能和处理效能的影响。结果表明,通过污泥转移可显著提高SBR池中的活性污泥总量,当污泥转移量为15%、30%、40%时,单池SBR中的污泥总量比传统SBR分别提高了8.1%、17.7%、34.5%,SVI平均值分别为208、96、94 m L/g,系统的充水比分别可达到39%、45%和56%,污泥转移使新工艺的处理能力比传统工艺分别提高了30%、50%和87%。另外,污泥转移量对工艺除磷性能影响显著,在30%转移量的优化工况下,出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。     

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。     

聚合氯化铝铁对活性污泥系统的影响

为分析聚合氯化铝铁(PAFC)对活性污泥系统的影响,通过将不同浓度的PAFC投加到活性污泥系统中,考察了脱氢酶活性(DHA)、比耗氧速率(SOUR)、SVI、MLSS以及出水COD的变化。结果表明,当PAFC浓度≤60 mg/L时,PAFC对DHA和SOUR具有促进作用。当PAFC浓度为60 mg/L时,对DHA、SOUR的促进作用最强,此时COD的去除率最大,为71.8%。因此,适量投加PAFC可提高污泥活性,改善污泥沉降性能,增强对COD的去除效果。     

低溶解氧污泥微膨胀前后污泥硝化活性的对比研究

为了研究低溶解氧微膨胀前后污泥硝化活性的变化,采用SBR反应器,平均DO浓度为0.6 mg/L~0.9 mg/L,测定污泥微膨胀前后污泥氧消耗速率曲线。结果表明：发生污泥微膨胀后,活性污泥对COD的去除能力有较大的提高,而对氨氮去除能力却有一定的下降。污泥微膨胀前后的氧消耗速率曲线显示,微膨胀前活性污泥总活性为67.72 mgO2/gVSS·h,其中硝化活性为43.12 mgO2/g VSS·h,占其总活性的63.67%;而微膨胀后活性污泥总活性为90.49 mgO2/gVSS·h,其中硝化活性为2     

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.     

SBR非丝状菌污泥膨胀模型的构建

以序批式反应器(SBR)为试验系统,采用以乙酸钠、葡萄糖为基质的人工配水为进水,通过固定溶解氧浓度、不断调整进水C/N值和有机负荷,从污泥宏观及微观角度综合研究了C/N值对SBR系统的影响并成功构建了SBR非丝状菌污泥膨胀模型.结果发现:当进水C/N值为52、有机负荷为1.O～1.5 ks/(kg·d)、溶解氧为5～7 mg/L时即可快速引起非丝状菌污泥膨胀;此外,在构建的非丝状菌污泥膨胀模型中,活性污泥的沉降性能虽然变差、出水浑浊、透明度差,但仍具有高效去除COD和NH<'+><,4>-N的能力,对二者的去除率仍能达到90%以上.     

常温下亚硝化活性污泥的驯化及其特征

为提高脱氮性能,采用序批式反应器(SBR)培养亚硝化活性污泥.SBR在常温(15～30℃)下运行了110 d,周期为8 h(曝气为5 h、缺氧为3 h),采用间歇式曝气,曝气阶段的溶解氧控制在1.2-1.4 mg/L.结果表明,亚硝化工艺的进水负荷可达0.24 kgNH4+-N/(m3·d),对氨氮的去除率稳定在80％以上,亚硝化率维持在90％以上.同时通过每半个月置换一次污泥上清液,解决了反应器因NO2-累积造成的污泥浓度降低和处理效果不稳定的问题.对亚硝化污泥胞外聚合物(EPS)的分析表明,TB-EPS对污泥沉降性能的贡献明显大于LB-EPS.经驯化后污泥ze-ta电位的电负值降低,表明亚硝化工艺的污泥沉降性能更好.此外,当亚硝化活性污泥驯化成功后反应器能在较高负荷下稳定运行.     

AB法的A段处理低浓度城市污水研究

采用AB法的A段对低浓度(BOD5=100mg/L左右)城市污水进行了处理,试验结果表明:当A段污泥负荷为0.3～3kgBOD5/(kgMLSS·d)、HRT为75～25min时,出水COD<60mg/L、BOD5<20mg/L、SS<20mg/L,取得良好效果的原因可能是A段污泥具有较强的吸附絮凝能力;同时,随着各反应器负荷的增加,污泥脱氢酶含量增加,污泥活性与代谢能力增强。此外,由于不设初沉池,新鲜污水及SS直接进入A段,改善了污泥沉降性能,且可从进水中得到微生物的补充,维持了反应器的污泥浓度。     

投加天然沸石粉末强化SBR活性污泥工艺的运行效能

采用SBR反应器和SBR反应器+天然沸石粉末两种不同的运行方式处理城市污水,研究表明沸石粉末的投加能够提高活性污泥的活性,与对比SBR反应器中的活性污泥相比,活性污泥的比好氧速率(SOURs)有了较大幅度提高,而且改善了活性污泥的沉降性能,强化了活性污泥的硝化性能.此外,通过冲击负荷试验,发现沸石粉末的投加能够提高SBR系统抵抗有机物、氨氮冲击负荷的能力,能够在较短的时间内完成对COD、氨氮、总氮和总磷的去除.     

生物铁法处理维生素B1生产废水

生物铁法是一种新型的强化活性污泥工艺,处理高浓度、难生物降解维生素B1生产废水具有很大的优势.当进水COD维持在8 000 mg/L时,对COD的去除率可达94%以上,比普通活性污泥法高9.7%;当进水NH3-N维持在420 mg/L时,对NH3-N的去除率为59.7%,比普通活性污泥法高18.4%;部分颗粒化的生物铁污泥沉降效果好,能保证系统有较高浓度的回流污泥,从而提高了曝气池的污泥浓度.