生活污水处理中胞外聚合物对活性污泥絮凝沉降性的影响

以模拟生活污水为原水,在室温下用一体式膜生物反应器研究了蛋白质、多糖、蛋白质与多糖含量比(P/C)及胞外聚合物(EPS)总量对活性污泥絮凝沉降性的影响,建立了各影响因素与浊度和容积指数(SVI)的二项式非线性回归方程,并分析了各组元与絮凝沉降性能的作用机理. 结果表明,EPS含量增大使活性污泥的絮凝沉降性能明显变差,与浊度和SVI的非线性相关系数(R2)分别为0.683和0.785;蛋白质和多糖含量增大导致浊度和SVI均呈增长趋势,活性污泥的絮凝沉降性能降低;P/C增大仅降低了活性污泥的絮凝性能. 结合DLVO理论分析认为,EPS及其组分对活性污泥絮凝沉降的作用机理是长程范德华引力和双电层重叠时静电斥力相互叠加后最终表现为引力的结果.     

污泥中胞外聚合物（EPS）的研究进展

本文介绍了污水处理厂剩余污泥中胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）的产生和组成（多糖、蛋白质、DNA、腐殖酸等）;通过对影响EPS的因素研究发现：基质类型、溶解氧（DO）、污泥停留时间（SRT）和有机负荷率是最主要的影响因素;胞外聚合物在污泥处理系统中对污泥的絮凝性能、沉降性能、脱水性能及重金属吸附性能的影响,及其本身的生物降解性。胞外聚合物在废水生物处理中发挥着重要作用。     

磁加载絮凝处理含铜废水

目前磁加载絮凝技术已被研究用于处理多种类型的废水,然而关于此技术中磁粉作用机理方向少有报道。为了解决这一问题,本文采用磁加载絮凝法处理模拟微蚀铜废水,研究了磁粉的加入对Cu²⁺和浊度去除率、絮体沉降速率以及絮体粒径的影响,深入分析了磁粉的作用规律和机理,为磁加载絮凝法应用到实际工程中提供了理论依据和技术参数。结果表明,当磁粉投加量和粒径分别取2.0g/L和300～400目时,磁加载絮凝效果最好。此时,Cu²⁺和浊度去除率均达到最高值98.53%和94.72%,比传统絮凝法高出4.11%和0.61%;絮体沉降速率最快,达5cm/min,是传统絮凝沉降速率的3.64倍;絮体粒径D₅₀也达到最大值41.94μm,较传统絮体粒径大20μm。磁粉投加量过多或过少、粒径过大或过小都会相应地减慢磁絮体的生长速率。     

有机絮凝剂对铁矿相沉降性能影响及其吸附机理

通过模拟拜耳法赤泥沉降过程研究了聚丙烯酸铵(PAAA)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)和氧肟酸絮凝剂(HPAM/HCPAM)对赤铁矿和针铁矿沉降性能的影响规律和絮凝后絮体的粒径分布及分形维数,并利用傅里叶变换红外光谱探讨了絮凝剂与铁矿相的吸附机理。在不同类型絮凝剂中,添加氧肟酸絮凝剂铁矿相沉降速度最快,且氧肟酸含量越高,沉降性能越好;聚丙烯酸铵和阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂对铁矿相沉降性能影响较小;同等条件下赤铁矿沉降速度要远高于针铁矿,增加絮凝剂添加量有助于提高针铁矿沉降速度。在赤铁矿絮体中,添加PAAA絮体粒径最大,HPAM絮体分形维数最大、致密性最好;在针铁矿絮体中,添加APAM絮体粒径最大,HCPAM絮体分形维数最大、致密性最好。氧肟酸絮凝剂与铁矿相形成结构稳定、吸附能力强的五元环状螯合物,增强了赤铁矿和针铁矿的絮凝效果;PAAA通过双齿桥接配位与赤铁矿表面发生吸附,通过单齿配位与针铁矿表面发生吸附,其吸附能力弱于五元环;APAM与赤铁矿和针铁矿表面发生化学吸附,沉降性能差。     

有机絮凝剂对铁矿相沉降性能影响及其吸附机理

通过模拟拜耳法赤泥沉降过程研究了聚丙烯酸铵(PAAA)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)和氧肟酸絮凝剂(HPAM/HCPAM)对赤铁矿和针铁矿沉降性能的影响规律和絮凝后絮体的粒径分布及分形维数,并利用傅里叶变换红外光谱探讨了絮凝剂与铁矿相的吸附机理。在不同类型絮凝剂中,添加氧肟酸絮凝剂铁矿相沉降速度最快,且氧肟酸含量越高,沉降性能越好;聚丙烯酸铵和阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂对铁矿相沉降性能影响较小;同等条件下赤铁矿沉降速度要远高于针铁矿,增加絮凝剂添加量有助于提高针铁矿沉降速度。在赤铁矿絮体中,添加PAAA絮体粒径最大,HPAM絮体分形维数最大、致密性最好;在针铁矿絮体中,添加APAM絮体粒径最大,HCPAM絮体分形维数最大、致密性最好。氧肟酸絮凝剂与铁矿相形成结构稳定、吸附能力强的五元环状螯合物,增强了赤铁矿和针铁矿的絮凝效果;PAAA通过双齿桥接配位与赤铁矿表面发生吸附,通过单齿配位与针铁矿表面发生吸附,其吸附能力弱于五元环;APAM与赤铁矿和针铁矿表面发生化学吸附,沉降性能差。     

PAM-絮体强化低浊细泥悬浮液絮凝试验研究

针对难沉降低浊细泥悬浮液,采用有机药剂PAM,以出水浊度和絮体平均沉降速度为评价指标,对投加PAM-絮体强化PAM处理低浊细泥悬浮液的絮凝效果进行了试验研究。对比了单独投加PAC和PAM的处理效果,同时还研究了絮凝剂用量、PAM-絮体投加量、水力条件、药剂投加顺序以及水样浊度等因素对处理效果的影响。研究结果表明:向悬浮液中投加一定数量、适当大小的PAM-絮体,不仅能充分发挥PAM絮凝沉降时间短的优势,同时可显著降低出水浊度,减少药剂用量,降低成本,具有强化絮凝的效果。     

铁盐絮凝剂磁絮体形成的最佳参数及性能研究

本文系统研究了失盐及有机高分子絮凝剂与磁粉在高浊度原水中复合投加的絮凝效果和含磁絮体形成的最佳参数，并通过比较处理效果，出水沉降时间和含磁絮体的显微结构，验证了本磁絮凝方法处理高浊度原水效果更好，停留时间更短的预估，且絮体含磁易分离、为管式絮凝器采用磁絮凝和高梯度磁分离工艺提供了参数依据和高效絮凝分离一体化，管经的可行性证明。     

Ca~(2+)与Mg~(2+)对SBR运行效果和活性污泥性能的影响

为了提高序批式活性污泥工艺(SBR)的脱氮效率和污泥沉降性能,考察了Ca2+和Mg2+对SBR硝化作用和EPS的影响。结果表明:当Ca2+和Mg2+浓度由5 mmol/L增加至200 mmol/L时,添加Ca2+反应器中胞外聚合物(EPS)中蛋白质质量浓度由76.8 mg/L降低至4.87 mg/L,添加Mg2+反应器中EPS中蛋白质质量浓度由94.3mg/L降低至38.18 mg/L,多糖质量浓度变化较小,污泥的絮凝性逐渐增加,有机物去除和脱氮能力下降。随着Ca2+浓度的增加,污泥沉降比(SVI)由453 mL/g降低至320 mL/g,而随着Mg2+浓度的增加,SVI由461 mL/g升高至555.9 mL/g。因此,废水中硬度离子的浓度能够影响活性污泥的沉降和絮凝性能,应在实际的活性污泥工艺运行中予以重视。     

胞外聚合物(EPS)对市政污泥性质影响的研究进展

污泥中的胞外聚合物是其重要的组成部分,文章对胞外聚合物的化学组成及结构的最新进展进行了介绍;论述了胞外聚合物中的粘液层(slime层)、松散结合层(LB-EPS层)和紧密结合层(TB-EPS)对污泥絮凝、沉降以及脱水所产生的影响。     

计算机视觉检测系统在絮凝处理中的应用

絮凝法是废水处理过程中应用最广泛的一种方法。絮凝剂的性质直接影响絮凝效果。作者对计算机视觉检测系统在废水絮凝处理过程中的应用进行了研究。首先介绍了计算机絮凝检测系统的构成及设计原理和方法．然后通过对两种絮凝剂在模拟废水中的絮凝沉淀实验,用计算机视觉检测系统的图像获取功能对絮凝的全过程进行跟踪拍摄,并利用计算机图像处理技术对絮体图像进行分析,找出与絮体沉降特性有关的图形参数．得到絮体图像灰度值与溶液浊度之间的关系曲线,并提出利用絮体图像灰度直方图来判定絮凝沉淀的终点的方法,为絮凝过程的自动化控制提供依据。     

Stereological estimation of structural change in floc matrix following weak ultrasonication

Ultrasonication is an energy intensive process used to enhance organics’ solubilisation and used in promoting methane yield from wastewater sludge. Applying limited ultrasound without full disruption of floc structure or cell walls can significantly enhance methane yield from sludge at reduced energy cost. This work probed the spatial distribution of extracellular polymeric substances, cells in the original wastewater flocs, and the yielded fragments following weak ultrasonication using a process of multiple staining and a confocal laser scanning microscope technique. The stereological information of the three-dimensional architecture of the original wastewater floc and ultrasonicated fragments was extracted and compared. The local structural changes following weak ultrasonication were presented for the first time, which should also correlate with the enhanced methanogenesis thereby produced.     

石灰乳中和模拟酸性废水形成的二水硫酸钙的晶粒形貌与粒度分布

实验研究了各工艺参数及废水中Mg2+与Fe3+主要杂质离子对石灰乳中和模拟酸性废水形成的二水硫酸钙晶体形貌与大小的影响. 结果表明,反应温度是主要影响因素,当其从25℃提高至70℃时,硫酸钙晶体形貌从片状和针状向棒状转变;而搅拌转速、石灰乳浓度、石灰乳加入速度对结晶过程的影响较不明显. 废水中Mg2+和Fe3+离子对硫酸钙晶体生长有抑制作用,浓度越大,抑制作用越强,Mg2+浓度达1945 mg/L时晶体由片状转变为棒状. 石灰乳二段中和模拟工业酸性重金属废水,得到团聚的针状硫酸钙晶体,废水达标排放.     

鸡枞菌的矿质元素分析

采用湿法消解方法处理样品,以电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)检测云南野生鸡枞菌中Cu、Fe、Zn、Mn、Na、K、Ca、Mg、P等元素的含量,结果表明:鸡枞菌中含有丰富的K、Fe、Cu、Mg、Zn、Ca、P等矿质元素,其中Mg、K、Zn、P、S元素在鸡枞菌的盖中含量均高于柄中含量,K、P和S元素在菌盖中的含量是柄中的2倍。ICP-AES检测各元素校正曲线的相关系数在0.998 3以上,各元素的检出限均小于0.1μg/m L,相对标准偏差(RSD)在0.34~4.22%之间,回收率在93.60%~105.21%之间。     

Submerged Membrane Bioreactor for Vegetable Oil Wastewater Treatment

A bench‐scale submerged membrane bioreactor (SMBR) was employed to treat vegetable oil plant wastewater with complete sludge retention. Treatment performance and membrane fouling of the SMBR were investigated. The system stably removed high amounts of total organic carbon, oil, and ammonia from vegetable oil wastewater and reduced the chemical oxygen demand, demonstrating the great potential of the SMBR in removing pollutants. The membrane fouling layer was not only governed by deposition of organic substances composed of extracellular polymeric substances like proteins, polysaccharides etc., and oil substances but also by inorganic elements. Organic foulants coupled to inorganic precipitation enhanced the formation of a gel layer and triggered severe membrane fouling in the SMBR.     

利用小球藻构建微生物燃料电池

利用分离的小球藻(Chlorella vulgaris)构建了光合微生物燃料电池,考察了小球藻加入阴阳极和以废水为底物的电池产电性能及机理. 结果表明,构建的微生物燃料电池是可行的,电能输出主要依赖吸附在电极表面的藻,而与悬浮在溶液中的藻基本无关. 光照是该燃料电池电压变化的主要影响因素之一. 在阴极室中添加铁离子,通过其二和三价间的循环转化,提高电子的传递速率,加快质子和氧气的反应,电池的输出功率密度达到11.82 mW/m2,COD去除率达到40%. 这种电池将化学能、光能转化为电能的同时可处理污水并回收小球藻.     

微波消解-ICP—AES法测定华山松针叶的矿质元素

利用微波消解对华山松针叶进行前处理,采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）法测定铮叶中的Al、As、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、P、Pb、Si和Zn14种矿质元素的含量,结果表明,华山松针叶中元素含量丰富,K、Ca、Mg、P元素的含量较高,该测定方法快速、准确、分析精度高;为华山松针叶的合理利用提供科学依据。     

红薯叶中微量元素含量的测定

用高压罐硝化法,以正交试验原理处理样品,利用ICP—AES法测定红薯叶与红薯中Mn、Zn、Fe、Mg、Ca、Sr、Se、K、Cu、Ge、P、S共12种微量元素的含量。方法回收率在95．33％-102．75％之间,相对标准偏差小于1．85％。ICP—AEs法具有灵敏度高、简单,快捷等优点,且多元素同时测定,更适合红薯叶勺红薯中金属与非金属元素的分析测定。试验证明,红薯叶与红薯一样富含Mn、Zn、Fe、Mg、Ca、Sr、Se、K、Cu、Ge、P、S等微量元素,说明红薯叶是一种既营养又绿色的蔬菜。     

张家界不同产地杜仲叶/皮中矿质元素含量的测定及比较

采用火焰原子吸收分光光度法测定了张家界不同产地杜仲叶及皮中Fe、zn、Cu、Mn、Mg、K、Ca等7种矿质元素的含量,结果表明杜仲叶及皮中各种矿质元素含量丰富,各元素含量的高低趋势在杜仲叶中大致为：Mg〉K〉Ca〉Zn〉Fe〉Mn≥Cu,在杜仲皮中大致为：Mg〉Ca〉K〉Fe〉Zn〉Mn≥Cu。K—S检验可以看出杜仲叶及皮中各矿质元素含量均服从正态分布,LSD检验可以得出张家界不同产地杜仲叶中Fe、Mn、Mg及杜仲皮中Fe、Mn、K元素的含量存在差异性显著。这一结果可以为不同产地杜仲叶／皮的药理活性及其品质的差异提供一定的理论依据。     

An Investigation of pH Mediated Extraction and Precipitation of Phosphorus from Sludge Using Microfiltration: Processing and Costs

Membrane filtration of wastewater sludge is a feasible technology for the recovery of sustainable nutrients in bacteria and particle-free solutions. Diafiltration and acidification strategies were investigated for the recovery of phosphorus (P) from trout farm sludge. Extraction costs were determined using a pilot-scale unit. pH of 2.7 was found to maximize the extraction of P (and metals) and highest concentrations were achieved by acidic leaching of the sludge sediment. Levels of P, Ca, Fe, Mg, and K recovered in soluble fractions were 418 mg/L, 6730 mg/L, 66.8 mg/L, 29 mg/L, and 34.1 mg/L, respectively. Operational costs associated with acidification and power consumption were estimated to be 0.018 kWh/L permeate or 0.037 kWh/g P obtained. The extraction of P by membrane filtration was mainly dependent on pH and cost was considerably lower than that for P-based fertilizers. Owing to the high concentration of Ca and P in the permeate fractions, 99% of the soluble P was precipitated from solution at pH 8. Elemental analysis and FTIR of the precipitate obtained indicated to be carbonated calcium-deficient hydroxyapatite.     

小球藻吸附水体中Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cu~(2+)的试验研究

为了研究小球藻藻体吸附水体中Cd2+、Pb2+和Cu2+的情况,在检测了典型电子垃圾处理区水体中重金属Cd、Pb和Cu浓度的基础上,采用冷冻干燥的小球藻藻体在模拟重金属离子溶液中进行吸附试验。结果表明,水体中重金属Cu的浓度较高,Cd和Pb的污染程度较严重。藻体对于Pb2+的去除效果较好,去除率和去除量分别达到88.42%和13.262 4 mg/g;Cu2+的去除率较低,但去除量高达17.480 6 mg/g;Cd2+去除率较高,但去除量仅有0.433 7 mg/g。