工业园区废水好氧颗粒污泥的培养

以盐仓工业园区废水为原水,在序批式反应器(SBR)中培养好氧颗粒污泥。结果表明:该工业园区废水中可以实现好氧污泥颗粒化,且颗粒密实,但形状不规则;经过70 d运行后,反应器中污泥SVI10达到26 mL/g,颗粒化率为80%,颗粒的粒径主要在0.3～0.5 mm之间;颗粒污泥成熟后,好氧颗粒污泥反应器对COD的去除率为73%～80%、色度去除率90%～95%,出水水质(COD、色度)优于该污水处理厂的出水。     

好氧颗粒污泥的连续化研究进展

以泥水分离机制为分类标准,现有连续流好氧颗粒污泥反应器可分为沉淀区重力沉降分离型、三相分离器型、筛网过滤分离型及膜组件分离型。总结这些研究发现,好氧颗粒污泥的连续化所取得的研究成果还极其有限,且还存在着许多不足,包括:①现有连续流好氧颗粒污泥反应器的泥水分离器形式繁多,但很少有研究对泥水分离器的分离效果进行系统研究,导致难以评价这些分离器的可靠性;②缺乏对反应器内水力学流态的研究,而流态决定了微生物的存在形式及传质效果,进而影响好氧颗粒污泥的稳定性;③缺乏长期稳定运行的数据支撑,因而难以评价反应器的可靠性。对此,立足于序批式活性污泥工艺中所取得的研究成果并积极吸收工程上的成功经验与教训,无疑可大大减小连续流好氧颗粒污泥反应器研发的风险。     

CuO NPs对好氧颗粒污泥形成的影响研究

采用4个SBR反应器,研究CuO NPs用量对好氧污泥颗粒形成及其稳定运行的影响。结果表明,当CuO NPs投加浓度0,0.5,1.0 mg/L和2.0 mg/L时,普通活性污泥可以被驯化培养为好氧颗粒污泥,颗粒污泥出现时间分别为26,24,28,27 d。0.5 mg/L的CuO NPs能刺激微生物生长,增加污泥浓度。COD和TN去除效果受CuO NPs影响较小,TP去除效果受CuO NPs影响较大。当CuO NPs投加浓度为0,0.5,1.0 mg/L和2.0 mg/L时,成熟颗粒污泥对TP的去除率分别为71.21%,70.34%,69.33%和60.84%。通过高通量测序发现,4个系统特有的OUT数目分别为1 637,1 562,1 958和1 584,分别占总样品的16.5%,15.75%,19.74%和15.97%,表明好氧污泥颗粒化进程中,CuO NPs的投加浓度对颗粒污泥微生物群落分布具有较大影响。污泥微生物种群结构分析,发现当CuO NPs投加浓度为2 mg/L时,变形菌门中包含大部分聚磷菌的β变形菌纲(β-Proteobacteria)比例下降明显,污泥颗粒化进程中,SBR4反应器除磷性能恶化的主要原因正是来自高浓度CuO NPs对β变形菌纲中微生物生长的抑制。     

CuO NPs对好氧颗粒污泥形成的影响研究

采用4个SBR反应器,研究CuO NPs用量对好氧污泥颗粒形成及其稳定运行的影响。结果表明,当CuO NPs投加浓度0,0.5,1.0 mg/L和2.0 mg/L时,普通活性污泥可以被驯化培养为好氧颗粒污泥,颗粒污泥出现时间分别为26,24,28,27 d。0.5 mg/L的CuO NPs能刺激微生物生长,增加污泥浓度。COD和TN去除效果受CuO NPs影响较小,TP去除效果受CuO NPs影响较大。当CuO NPs投加浓度为0,0.5,1.0 mg/L和2.0 mg/L时,成熟颗粒污泥对TP的去除率分别为71.21%,70.34%,69.33%和60.84%。通过高通量测序发现,4个系统特有的OUT数目分别为1 637,1 562,1 958和1 584,分别占总样品的16.5%,15.75%,19.74%和15.97%,表明好氧污泥颗粒化进程中,CuO NPs的投加浓度对颗粒污泥微生物群落分布具有较大影响。污泥微生物种群结构分析,发现当CuO NPs投加浓度为2 mg/L时,变形菌门中包含大部分聚磷菌的β变形菌纲(β-Proteobacteria)比例下降明显,污泥颗粒化进程中,SBR4反应器除磷性能恶化的主要原因正是来自高浓度CuO NPs对β变形菌纲中微生物生长的抑制。     

好氧颗粒污泥的稳定性影响因素研究进展

好氧颗粒污泥技术正受到越来越多的关注,但稳定性差仍然是阻碍其走向工程化的限制性因素。本文总结了近年来国内外关于好氧颗粒污泥稳定性影响因素的研究成果,分析了颗粒解体的根本原因-丝状菌过度生长与胞外多聚物对好氧颗粒污泥稳定性的影响,分别对反应器型式与构造、进水水质与反应条件等方面的因素作了详细分析。     

污泥快速颗粒化降解有机物过程研究

在SBR反应器中驯化培养好氧颗粒污泥。考察颗粒污泥物理性能变化和有机物降解效果,研究好氧颗粒污泥在低浓度有机废水中的适应性。实验结果表明,污泥颗粒化进程快,反应器运行第14天时,出现粒径为3~6 mm,表面光滑有光泽的颗粒污泥,对COD的去除率保持在85%以上;降低COD后,NH3-N、TP的去除率分别为74%和90%;系统对甲醇有去除作用但效果不理想,最终去除率只达到24.28%。     

进水负荷交替变化对好氧污泥颗粒化的促进

在序批式活性污泥法反应器(SBR)中,接种普通絮状污泥,在交替变化的负荷下培养好氧颗粒污泥,研究分析好氧污泥颗粒化的形成过程并检测颗粒污泥形成中污染物的变化规律。结果表明,进水负荷的交替变化可以增强反应器的贫富基质促使颗粒污泥快速形成,污泥颗粒化中胞外聚合物含量呈增加趋势,其中胞外蛋白质对好氧污泥颗粒形成中起到主要作用,而胞外多糖有助于维持好氧颗粒污泥系统运行的稳定性,另外变负荷还可筛选出微生物种类丰富度高的颗粒污泥。经过105 d,反应器内颗粒污泥的粒径多数为1.0~1.25 mm,混合液MLSS的质量浓度为5.512 g/L,SVI为18.50 m L/g左右,对COD、NH4+-N、TN和PO43--P的去除率分别为96.73%、96.67%、86.63%和83.74%左右。     

不同运行方式对好氧颗粒污泥性能的影响

研究完全好氧运行方式和好氧/缺氧运行方式下的好氧颗粒污泥性能的影响。不同的运行方式在SBR反应器分别运行一个月,检测分析好氧颗粒污泥对COD、PO_4~(3-)-P去除效果。试验结果表明,这两种运行方式对COD去除率影响甚微,但在好氧/缺氧运行方式下更利于除磷菌释磷和超量吸磷,提高了除磷能力。     

低水力负荷下好氧颗粒污泥的特性及胞外聚合物关键组分对该污泥稳定性的影响

使用一种快速启动SBAR反应器培养好氧颗粒污泥,在此基础上研究污泥颗粒化过程与解体过程中好氧颗粒污泥的特性、反应器对污染物的去除效果以及三种胞外聚合物(EPS)关键组分含量的变化对颗粒污泥稳定性的影响。结果表明:(1)在低水力负荷条件下,通过缩短沉淀时间、改变进水基质浓度等措施,反应器在92 d时完全形成淡黄色、小粒径、不规则形状的颗粒污泥;同时完全颗粒化后,SVI保持在50mL/g以下,MLSS保持在4.0g/L以上。(2)在144 d的运行时间内,反应器对COD的去除率均在91.18%以上,出水COD浓度均在50 mg/L以下;而TP的处理效果波动较大,去处率在49.25%~99.22%;除启动过程外,反应器对NH_4~+-N的去除效果达到80%以上。(3)颗粒污泥中溶解型EPS(S-EPS)、松散结合型EPS(LB-EPS)的含量较少且变化不明显,而紧密结合型EPS(TB-EPS)中的蛋白质(PN)在颗粒污泥的形成与解体过程中变化明显,当维持在35~40 mg/g MLSS时,颗粒污泥可以保持稳定。     

高溶解氧环境下好氧亚硝化颗粒污泥短程硝化特性研究

研究好氧亚硝化颗粒污泥的快速形成及在高溶解氧环境下好氧亚硝化颗粒污泥的短程硝化特性。采用SBR反应器,在偏碱性、高溶解氧条件下,以好氧颗粒污泥和具有硝化功能的活性污泥为种泥驯化培养,分析好氧亚硝化颗粒污泥形成机理及对亚硝酸盐的积累能力。研究结果表明:12d可形成具有氨氮平均去除率97%、最高亚硝化率70%的好氧亚硝化颗粒污泥,反应器能持续稳定运行;溶解氧高低对好氧亚硝化颗粒污泥的亚硝化率影响不大。说明此方法能够快速形成具有高亚硝酸盐积累率的好氧亚硝化颗粒污泥。     

改进型外循环厌氧反应器处理蓝藻启动与颗粒污泥特征

采用自行改进设计的外循环厌氧反应器处理太湖蓝藻,研究其快速启动过程中运行效能以及颗粒污泥微生物特性。实验结果表明:反应器采用“投加接种污泥、阶梯提高负荷连续运行、间歇搅拌”的启动运行方式,可以在35 d左右实现蓝藻成功处理。启动成功时,反应器对蓝藻化学需氧量(COD)去除率在85%左右,产气率在380 ml·(g COD)^-1左右,藻毒素的去除率达到92%;颗粒污泥中菌群以球菌、丝状菌为主,颗粒污泥内丰富的空穴为物质迁移和微生物降解提供通道。反应器启动成功后颗粒污泥中主要优势产甲烷古菌为Methanosphaera,Methanolinea,Thermogymnomonas,Methanoregula,Methanomethylovorans,Methanosaeta等;颗粒污泥中蛋白酶及辅酶F₄₂₀的活性较强。研究发现间歇搅拌装置及回流系统克服蓝藻在反应器中上浮结壳的弊端,同时加快反应器内传质效果,从而有助于反应器的快速启动。     

好氧颗粒污泥培养方法及其厌氧化研究

以葡萄糖为底物,普通絮状活性污泥为接种污泥,30目以上4 0目以下木炭颗粒为载体,在类似SBR反应器中提高反应器COD负荷、减少沉淀时间,不断洗出细小分散污泥和絮状污泥,使微生物在木炭颗粒表面附着生长,当COD负荷为3 2kg/ (m3 ·d) ,沉降时间为2 0min时,反应器污泥床中活性污泥实现颗粒化。此阶段下,污泥体积指数SVI为1 8mL/g ,MLSS 90 0 0mg/L。好氧颗粒污泥直径大多2 . 0～2 . 5mm。在好氧颗粒污泥厌氧化研究中,控制温度在30℃,pH值在7 . 5～8. 0之间,停留时间为2 4h ,COD负荷从2kg/ (m3 ·d)增加至4kg/ (m3 ·d) ,COD去除率从4 5 %增加到6 6% ,好氧颗粒污泥在厌氧条件下具有了有机物分解和去除的效果,可以认为转变成了厌氧颗粒污泥。     

低有机负荷下不同载体对好氧污泥颗粒化的影响

针对活性污泥在低有机负荷下难以实现颗粒化的现状,通过在不同序批式活性污泥（sequencing batch reactor activated sludge process,SBR）反应器中微生物生长的对数期分别投加聚合硫酸铁、硫酸铝和硅藻土来强化好氧颗粒污泥的形成,并对比分析了不同载体的强化造粒机制。结果表明：投加聚合硫酸铁、硅藻土和硫酸铝后,污泥特性得到明显提高,污泥颗粒化所需时间分别提前了11d、7d和4d,而且与对照组的提前解体相比,载体强化后所形成颗粒污泥的结构更为密实,均具有良好的稳定性。而不同于聚合硫酸铁和硅藻土,投加硫酸铝后,污泥胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）含量明显增加,由之前的171.31mg/gMLVSS升高至223.47mg/gMLVSS,蛋白（PN）可达205.69mg/gMLVSS,且蛋白（PN）/多糖（PS）可达10以上,这就说明通过刺激污泥EPS的分泌来促进微生物聚集也是硫酸铝强化颗粒污泥形成的作用方式之一。另外,三维荧光光谱分析结果显示,载体的投加能够对污泥EPS的结构产生影响,这也可能在一定程度上促进了污泥的颗粒化进程。     

厌氧颗粒污泥床反应器污泥的流失与对策

厌氧颗粒污泥的流失是高效厌氧反应器实际运行中经常发生的现象,污泥流失严重时会导致反应器性能大大地降低。从颗粒污泥的沉降性能与反应器的操作条件等角度深入探讨了颗粒污泥流失的原因,指出提高颗粒污泥的沉降性能是防止污泥流失的根本途径,控制厌氧反应器的有机负荷是控制污泥过量流失的主要方法。     

好氧颗粒污泥的快速培养以及胞外多聚物对颗粒化的影响研究

采用普通活性污泥、部分好氧颗粒污泥和部分厌氧颗粒污泥分别作为接种污泥培养好氧颗粒污泥。在操作条件相同的情况下比较三者颗粒化的过程与完成时间。同时,研究胞外多聚物(EPS)对好氧污泥颗粒化的影响。结果显示,预先投加部分好氧颗粒污泥可以大大缩短好氧颗粒污泥的形成时间,胞外多聚物与污泥的颗粒化有密切联系。     

SBR好氧污泥颗粒的脱氮性能研究

The sequencing batch reactor （SBR） was started up by seeding the anaerobic granular sludge and the aerobic granular sludge was successfully cultivated. The performance characteristic of the aerobic granules for nitrogen removal was investigated in detail. The experimental results demonstrated the relationship between operational parameters [dissolved oxygen （DO） and pH] and variation of chemical oxygen demand （COD）, ammonium （NH4^＋-N） and total nitrogen （TN）. In continuous flow pattern, COD was too low in the reactor at the later stage of a cycle, which restrained denitrification and decreased the removal of nitrogen, while in discontinuous flow pattern, the carbon source could be supplemented in time, which improved denitrification and increased the removal of TN from 66% to 81%.     

加速厌氧污泥颗粒化研究进展

高效厌氧反应器具有占地面积少、容积负荷高、运行稳定等优点,广泛应用于市政和工业废水处理。厌氧颗粒污泥的快速形成是高效厌氧反应器启动的关键。文章介绍了近年来加速厌氧污泥颗粒化的方法,着重讨论了运行条件的优化、优势菌种的筛选和投加颗粒物、高聚物以及金属阳离子对加速厌氧污泥颗粒化的效果,并对今后研究提出了展望,旨在为厌氧污泥颗粒化的工程应用奠定理论基础。     

Mn(Ⅱ)对好氧颗粒污泥微生物活性的影响

针对城市污水中重金属离子短期超标影响污水生物处理系统正常运行的问题,采用好氧颗粒污泥SBR反应器,研究了不同浓度Mn(Ⅱ)短期冲击下对好氧颗粒污泥污染物去除性能、外观结构和微生物活性的影响。试验结果表明,好氧颗粒污泥受不同浓度Mn(Ⅱ)10 d的冲击后,COD去除率受Mn(Ⅱ)影响较小,Mn(Ⅱ)会轻微促进AGS对TN的去除。Mn(Ⅱ)分别为0.5、1.0、3.0 mg/L可提高好氧颗粒污泥的活性,在相应浓度的冲击下SOUR分别提高16.0%、108.5%、51.8%,TTC-ETS分别提高了7.7%、112.4%、45.7%。5.0 mg/L Mn(Ⅱ)对SOUR和TTC-ETS的抑制率分别为13.8%和33.5%。     

低溶解氧丝状菌污泥微膨胀在SBR中的可行性

为了考察污泥微膨胀低能耗方法在间歇序批式(SBR)反应器中应用的可行性,采用实际生活污水进行试验,研究了污泥膨胀的启动、过度膨胀的抑制以及微膨胀的维持方法。结果表明,在pH7.0～8.0,温度(23±0.5)℃时,连续进水和单纯设置好氧段可以快速启动低氧丝状菌污泥膨胀。减少好氧时间和设置前置缺(厌)氧段可以有效地抑制丝状菌繁殖。微膨胀启动成功后,根据反应条件及处理要求的改变及时调整SBR运行方式,可将系统稳定地维持在微膨胀状态。低氧微膨胀状态下处理实际生活污水,出水氨氮浓度、磷浓度和悬浮物浓度(SS)可分别控制在4.5mg.L-1、0.2mg.L-1和5.0mg.L-1以下。每周期中联合利用DO、pH等在线参数可以实时了解系统生化反应的进程。