碳源浓度对强化生物除磷工艺中微生物菌群的影响

本文通过控制两个SBR反应器的进水COD浓度(反应器1中COD为200mg·L~(-1),反应器2中为400mg·L~(-1)),不限磷浓度,其他参数均相同,研究碳源浓度对系统中微生物群落的影响。结果显示,系统进入稳定期后,磷的去除率完全相反,反应器1磷的去除率为17%左右,意味着反应器处于除磷瘫痪状态;而反应器2磷的去除率在80%以上,除磷效果极佳。利用荧光原位杂交(FISH)分析,反应器1内聚糖菌是优势菌群,反应器2内聚磷菌是优势菌群。在低碳源浓度(COD=200mg·L~(-1))、不限磷的情况下,可富集出聚糖菌,在正常碳源浓度(COD=400mg·L~(-1))、不限磷的条件下,可富集出聚磷菌。     

温度对2种碳源EBPR颗粒污泥系统的影响

为了考察温度变化对不同碳源驯化的颗粒污泥形态结构、污染物去除能力以及微生物群落结构的影响,采用SBR反应器,对10、20、25℃条件下的乙酸钠和丙酸钠强化生物除磷(EBPR)颗粒污泥系统进行了研究。结果表明,温度升高使得2种颗粒污泥系统均发生了污泥解体现象,污泥沉降性能恶化,平均粒径均由650μm降至200μm;PO_4~(3-)去除率由99%以上分别下降至56%和88%,COD去除率变化较小;微生物丰度与多样性在20℃时最高,25℃时最低,其中变形菌门、拟杆菌门、疣微菌门、浮霉菌门这4类在温度变化中总共均能占两系统中所有菌门的95%以上;乙酸钠系统除磷恶化是由于聚糖菌的增长,而丙酸钠系统的恶化可能与聚磷菌自身代谢的迁移有关。     

温度和碳源对短程反硝化除磷效果的影响

以处理生活污水为目标,开展了温度、碳源浓度及碳源种类对A2SBR反应器中短程反硝化除磷脱氮效果影响研究。实验结果表明:反应系统最佳温度为24℃,碳源浓度为200 mg/L反硝化除磷效果最佳,TP和NO_2~--N的去除率分别达到93.22%和91.36%,与丙酸钠和葡萄糖相比,乙酸钠作为碳源系统反应效果更明显,释磷速率和COD降解速率为3.38 mg PO_4~(3-)-P/(g MLSS·h)和29.66 mg COD/(g MLSS·h)。     

外加碳源对AOA-SBR工艺脱氮除磷效果的影响

采用厌氧/好氧/缺氧模式运行的SBR工艺处理模拟城市污水,考察外加碳源乙酸钠和污泥水解酸化上清液对其脱氮除磷效果的影响。模拟城市污水,进水水质COD为400 mg/L、氨氮为60 mg/L、磷酸盐为7 mg/L。结果表明:不投加碳源时,系统对COD、氨氮、磷酸盐的去除率分别为90%、91%、82%;乙酸钠投加量为60 mg/L的条件下,外加乙酸钠系统对COD、氨氮、磷酸盐的去除率分别为93%、100%、100%,磷的去除主要是通过好氧聚磷作用;上清液投加量折合进水COD为30 mg/L时,外加污泥水解酸化上清液系统对COD、氨氮、磷酸盐的去除率分别为97%、99%、95%,系统中出现明显的反硝化除磷现象,反硝化除磷占24%。     

不同碳源对EBPR系统厌氧计量学参数的影响

采用乙酸/丙酸交替、葡萄糖、实际生活污水为碳源长期驯化的三个强化生物除磷系统,研究了不同碳源对磷的释放和聚羟基烷酸(PHA)转化的影响、聚磷菌种群结构以及微生物代谢PHA和糖原的厌氧化学计量学。结果表明,从182 d起三个系统均获得稳定的除磷性能,第300 d三个系统内聚磷菌所占全菌的比例分别达到:89%±3%、55%±3%、45%±4%。乙酸、葡萄糖、生活污水为碳源时,聚磷菌细胞内贮存聚羟基丁酸(PHB)和聚羟基戊酸(PHV),丙酸为碳源PHA完全由PHV组成,四种类型碳源都未检测到聚二甲基三羟基戊酸(PH2MV)的生成。计量学研究表明:聚磷菌吸收1 C-mol的乙酸,细胞内合成1.15 C-mol PHB,0.15 C-mol PHV,分解0.47 C-mol糖原;吸收1 C-mol的丙酸生成0.44 C-mol的PHV,分解0.271 C-mol的糖原;吸收1C-mol的葡萄糖生成极少量的PHB和0.16C-mol PHV,分解0.16 C-mol糖原;以实际生活污水为碳源,消耗1 mg的COD,合成0.98 mg PHB、0.13 mg PHV(以COD计)。当以乙酸为碳源时获得最高的厌氧释磷量及最大的释磷速率,分别为:134 mg·L^-1和23.80 mg P·(g VSS)^-1·h^-1。以丙酸与葡萄糖为碳源时释磷速率相似,以生活污水为碳源的情况下释磷速率最小。     

进水方式及水质对厌氧/缺氧系统反硝化聚磷的影响研究

采用厌氧/缺氧(A/A)SBR和人工废水,研究了不同硝酸盐投加方式下反硝化除磷的效果,探讨了进水方式以及水质对反硝化除磷的影响.结果表明,在厌氧段进水,反应器内初期形成的较高浓度磷会对聚磷菌释磷及其吸收碳源产生抑制作用.控制投加的COD量,使反应器内在厌氧段存在充足的碳源而在缺氧段时基本不残留碳源,则有利于提高除磷效果.厌氧/缺氧交替的环境,若厌氧段初始进水后反应器内初期磷浓度较高则有利于反硝化而非反硝化聚磷.     

曝气生物滤池铁盐及铝盐化学强化除磷的对比研究

利用3个同步运行的模型反应器对比研究了投加铁盐(FeCl3)和铝盐(AlCl3)对曝气生物滤池的化学强化除磷效能,并对比分析了化学强化除磷对曝气生物滤池有机物、浊度和氨氮去除效能的影响情况.结果表明,投加铁盐和铝盐可以有效强化单级曝气生物滤池的除磷效能;TP去除率随着铁盐和铝盐投加量的增加而非线性提高,气水比分别31和101时对化学强化除磷效果没有差异性影响;投加铁盐和铝盐强化除磷对曝气生物滤池的COD、浊度去除没有影响.当药剂投加比≤11.5时,投加铁盐和铝盐对曝气生物滤池硝化作用均无不利影响,而铁盐的强化除磷效果优于铝盐.铝盐投加比＞11.5时显著抑制曝气生物滤池的硝化效能.     

生物优势菌种对SBBR除磷性能的影响

通过投加聚磷菌与未投加聚磷菌的对比试验,研究投加优势菌种后淹没序批式生物膜法(SBBR)除磷性能。试验结果表明:SBBR反应器中投加生物优势菌种后,厌氧段总磷释放和好氧段总磷吸收的效果明显增加,提高了除磷效率,缩短了停留时间。在填料装填密度为30%,水力停留时间为7h(其中厌氧3h,好氧4h),pH值在6.5～8.5时,进水COD在0.2～1.5kgCOD/m3.d时,投加菌种的反应器中COD和TP去除率均明显高于未投加菌种的反应器,去除效率提高5%以上,反应器对COD和TP的变化具有更强的适应性。     

化学除磷药剂对EBPR系统处理效能的影响

为研究化学除磷药剂的种类及投加浓度对强化生物除磷系统(EBPR)处理效率的影响,采用以厌氧/好氧方式运行的SBR反应器,以人工配制废水为进水,通过长期试验,分别考察了FeCl_3和AlCl_3两种除磷药剂的投加对系统出水水质的影响。结果表明:随着化学除磷药剂投加浓度的增加,出水COD浓度逐渐降低,而氨氮去除率未随化学除磷药剂投加量的增加而产生明显的变化;低浓度(Fe~(3+)和Al~(3+)的投加浓度分别不大于8 mg/L和6 mg/L)化学除磷药剂将提高微生物活性,高浓度(Fe~(3+)和Al~(3+)的投加浓度分别为24 mg/L和18 mg/L时)产生抑制效果。长期试验中,当Fe~(3+)、Al~(3+)投加量分别为8 mg/L和6mg/L时,即Fe~(3+)、Al~(3+)投加量分别为8.6、7.0 mg/(g VSS)时,系统厌氧释磷量及好氧吸磷量均达到较大值,系统除磷效果最好,此时磷酸盐去除率分别为96.5%和89.5%。     

强化生物除磷系统中聚磷菌和聚糖菌的竞争研究进展

强化生物除磷(EBPR)是一种经济高效的除磷方法,近年来得到了越来越广泛的应用,但EBPR系统内聚磷菌(PAO)和聚糖菌(GAO)之间的竞争又常常导致其除磷效果恶化。通过参考历年文献,简要总结了EBPR系统中主要的微生物种类以及新发现,并分别从碳源、温度和pH值3个方面探讨了各自对菌种竞争的影响。聚磷菌和聚糖菌的种群更替和代谢变化根本上取决于酶的作用及基因表达,并总结了EBPR系统中酶学和组学方面的一些研究成果,对未来的研究方向进行了展望。     

耐盐染料降解菌群驯化及其微生物群落分析

为进一步提升对含盐染料废水的处理效率，在3组SBR反应器(R1、R2、R3)中分别投加NaCl、还原蓝4(V_B4)、NaCl+VB₄，并逐步提高其投加浓度，探究在不同盐度和染料浓度的驯化条件下，活性污泥对模拟废水的处理效果以及微生物群落的组成结构。结果表明：盐度增加至3%时，R1和R3的COD去除率开始大幅降低；在仅投加染料的反应器R2中，COD的平均去除率为95.5%；各反应器的氨氮平均去除率在90%以上。随着盐度和染料浓度的提升，系统稳定性下降。盐度和染料质量浓度分别达到1%、40 mg/L时，污泥对染料的脱色性能开始下降。高通量测序分析结果表明，随着盐度和染料的增加，活性污泥的微生物群落多样性降低，降解COD及染料的功能菌群主要受系统含盐量的影响，氨氮降解菌群受环境变化的影响不大。在各反应器运行过程中，norank-f-norank-osaccharimonadales、Propioniciclava、Micropruina3个菌属的丰度最高，对盐和染料表现出较好的耐受性，为含盐印染废水处理系统的优势菌群。     

锌对EBPR系统除磷性能的影响及其机制

强化生物除磷(EBPR)系统具有优良的除磷性能且在水处理领域应用较广。Zn~(2+)是水体中广泛存在的金属离子,其对EBPR系统除磷性能的影响及其机制尚不清楚。为此,构建EBPR系统研究了Zn~(2+)对该系统除磷性能的影响。研究发现,3～100 mg/L的Zn~(2+)对EBPR系统除磷抑制率为2.06%～98.05%。进一步研究Zn~(2+)对代谢中间产物及关键酶活性的影响,发现较高浓度Zn~(2+)(≥10 mg/L)可抑制聚磷微生物体内聚羟基烷酸酯与糖原的正常代谢(p0.05),除磷关键酶活性也受到抑制(p0.05)。     

碳源对除磷颗粒污泥除污效能和微生物特性的影响

采用厌氧-好氧间歇运行模式，在SBR反应器中分别以丙酸钠、乙酸钠、葡萄糖、蔗糖为单一碳源对生物除磷颗粒污泥进行培养驯化，并考察不同碳源下除磷颗粒污泥对水中磷的去除效果，同时结合高通量测序，探究不同碳源驯化的生物除磷颗粒污泥中微生物种群结构的变化情况。结果证明：碳源为丙酸钠时，系统对磷的去除效果最佳。高通量测序结果表明：碳源对除磷颗粒污泥的微生物种群结构影响显著，以丙酸钠为碳源的颗粒污泥中聚磷菌（PAOs）占比最高；以乙酸钠为碳源的颗粒污泥聚糖菌（GAOs）占比最高；以蔗糖为碳源的颗粒污泥PAOs含量最低，对磷的去除效果最差。     

UASB处理含油废水的研究及微生物群落动态分析

对UASB处理含油废水的效能和运行特征进行了研究,并通过高通量测序手段,分析了系统微生物群落结构的动态变化。实验结果表明,投加葡萄糖,采用逐步降低HRT和提高含油废水COD的运行方式,60 d可完成反应器启动。稳定运行期[有机负荷为8~10 kg/(m~3·d)],颗粒污泥的粒径为0.46~0.60 mm,COD平均去除率可达89.14%。进水基质会改变系统菌群结构,当含油废水为唯一碳源,系统内产甲烷菌、水解酸化菌和石油降解菌大量增殖,保证了UASB的高效稳定运行。     

不同有机碳源对SBR工艺同步硝化反硝化影响

采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟废水,在pH值7.0～8.0、温度30～32℃、DO浓度0.5～1mg/L、MLSS(4000±300)mg/L、NH4+-N35～45mg/L条件下,考察乙酸钠、淀粉和葡萄糖作为碳源对SBR工艺同步硝化反硝化效果的影响。结果表明:投加葡萄糖时,COD去除率达到93.95%,出水硝酸盐浓度为7mg/L;投加淀粉时,COD去除率仅70%,出水硝酸盐浓度为12mg/L;采用乙酸钠作为碳源时,COD去除率为88.34%,出水硝酸盐浓度为4mg/L。COD/NH4+-N为12,分次投加乙酸钠时,氨氮去除率高于95%,总氮去除率高于90%,实现了同步硝化反硝化。在同步硝化反硝化SBR系统中,乙酸钠比淀粉和葡萄糖更适合作为碳源。     

不同碳源对ABR处理效能与污泥特性的影响

以葡萄糖和谷氨酸为碳源，研究了不同碳源对厌氧折流板反应器(ABR)处理污水效能与污泥特性的影响。结果表明，分别以葡萄糖、谷氨酸为碳源时，ABR对COD的平均去除率分别为99.55%和93.85%，以葡萄糖为碳源的ABR对有机物去除效果更佳。在ABR运行的21～30 d，反应器A(葡萄糖为碳源)和反应器B(谷氨酸为碳源)对TP平均去除率分别为-5.83%和-2.57%，葡萄糖为碳源时更有利于微生物对污泥中有效磷的利用，促进水中磷的释放。随着反应器的运行，以葡萄糖为碳源的ABR中污泥辅酶F₄₂₀活性得以提高，4个格室中辅酶F₄₂₀活性分别比谷氨酸为碳源的高出0.06、0.02、0.06、0.11 mmol/g；但两个反应器中污泥脱氢酶活性均表现为增强，尤其是以葡萄糖为碳源的ABR中，4个格室的脱氢酶活性分别为88.87、175.54、167.59、241.18 mgTF/(L·h)。由三维荧光(EEM)光谱分析两个反应器中污泥的胞外聚合物(EPS)可知，反应器A中的蛋白类物质荧光峰值均较强，辅酶F₄₂₀的荧光峰值从第1格室开...     

SBBR反应器处理榨菜废水生物化学协同除磷效能试验研究

采用SBBR反应器进行高盐榨菜废水生物化学协同除磷研究,考察了硫酸铝投加量对反应器除磷效能和微生物活性的影响。试验结果表明:在温度为30℃,挂膜密度为30%,DO质量浓度为5mg/L,pH=7,COD有机负荷为1.0kg/(m3·d),氮负荷为0.15kg/(m3·d),运行周期为进水0.25h—曝气11h—沉淀0.5h—排水0.25h的条件下,当n(Al3+)∶n(P)3∶1时,出水PO43——P质量浓度为0.22mg/L,去除率为98.16%,硫酸铝的投加对反应器中微生物的活性及效能无显著的影响,但使系统的污泥产率增大。     

A~2/O工艺强化反硝化除磷控制策略研究

在传统A2/O工艺的基础上,通过设立预缺氧区(即建立A-A2/O工艺)、外加碳源等手段,强化A2/O工艺处理低C/N生活污水的脱氮除磷能力。试验结果表明,经过强化后的A2/O反应器对COD、TN及TP去除效果良好,COD、TN及TP的去除率分别为92%、98%、85%。系统表现出明显的反硝化除磷现象,缺氧区除磷量占总除磷量的17.18%。反硝化除磷现象的产生降低了碳源缺乏对A2/O工艺脱氮除磷性能的影响,提高碳源的利用效率。为采用A2/O工艺处理低C/N生活污水的污水处理厂提供理论依据。     

剩余污泥转化为SCFAs及用于增强生物除磷的研究进展

发酵城市污水处理厂的剩余污泥可产生易于生物利用的短链脂肪酸(SCFAs),针对某些城市污水处理厂进水中所含溶解性有机物不能满足生物法需求的情况,可采用投加污泥发酵液作为外碳源来解决.SCFAs是增强生物除磷(EBPR)中聚磷菌厌氧合成聚羟基烷酸(PHAs)的重要基质,其浓度与类型对除磷效果有重要影响.本丈就剩余污泥发酵产酸、SCFAs对EBPR的影响及剩余污泥发酵液用于EBPR的研究进行了综述.     

聚磷菌和聚糖菌对碳源竞争及调控的研究进展

介绍了生物强化除磷原理以及聚磷菌(PAOs)和聚糖菌(GAOs)的代谢机理,阐述了不同碳源对GAOs与PAOs的影响,不同碳源下的除磷效果和微生物群落结构变化,提出了抑制生物强化除磷系统中GAOs竟争的措施.