产酸相反应器快速启动和乙醇型发酵菌群驯化

在有机废水产酸发酵类型中，产酸相的乙醇型发酵被认为是两相厌氧生物处理系统中的最佳发酵类型，如何实现产酸相微生物菌群的乙醇型发酵，是提高系统处理能力的关键因素之一，通过模型反应器的小试研究和中试规模的反应器运行，证明了利用不同性质活性污泥对产酸相反应器进行快速启动的可行性，并探索了产酸相乙醇型发酵菌群的驯化途径，研究证明，在污泥接种量≮6.5gVSS／L的前提下，将进水COD质量浓度，HRT和pT值分别控制在3000－500mg/L,8.0-10.6h和4.5-7.0的范围时，可在20d内完成产酸相的快速启动，并可在45d左右实现对乙醇型发酵菌群的驯化。     

厌氧折流板反应器处理邻硝基苯胺废水的研究

采用厌氧折流板反应器在中温(37℃)条件下处理以蔗糖为基质的邻硝基苯胺废水.采用低负荷高去除率的方法驯化污泥,COD浓度采用标准重镉酸钾法,邻硝基苯胺浓度采用萘乙二胺偶氮光度法测定.结果表明:在进水邻硝基苯胺浓度小于8 mg/L,COD浓度为1200mg/L,HRT为1 d时,反应器运行稳定,邻硝基苯胺的去除率和COD去除率分别达84%和85%.当进水邻硝基苯胺浓度提高到15 mg/L时,邻硝基苯胺和COD的去除率仅分别降低11%和4%,表明厌氧折流板反应器对冲击负荷的适应能力较强.     

化学沉淀-生物法处理难降解制药废水的实验研究

目的设计处理含高质量浓度难降解有机物和硫酸根的制药废水的工艺,考察进水生物负荷对处理效果的影响.方法利用化学沉淀法去除部分SO42-,然后利用序批式厌氧水解酸化-好氧生物实验对其中的COD进行去除,通过改变水力停留时间(HRT)和菌浓度(MLSS)调整进水生物负荷,根据生物去除负荷及出水情况分析进水生物负荷对处理效果的影响.结果在化学沉淀剂CaCl2和Na2CO3的加入量分别为13.64 g/L和9.12 g/L时,SO42-去除率达到最大,约为60%、SS近95%、COD约3.0%;再经厌氧-好氧单元处理后,出水COD低于国家规定的二级排放标准(300 mg/L)值;厌氧、好氧单元最大耐受进水生物负荷(COD)分别约为0.179 kg/(kg.d)和0.492 kg/(kg.d),对应的最大生物去除负荷分别为0.036 kg/(kg.d)和0.461 kg/(kg.d).当继续提高进水生物负荷时,处理效果均出现不同程度的下降.结论采用化学沉淀-厌氧水解酸化-好氧联合的方法对该类药物合成废水中的SO42-与COD具有良好的去除效果.     

无机碳源对煤气化废水厌氧段处理效能影响

在温度35℃,pH值7.0左右,HRT为30 h,进水稀释配比R为75%,NO_(2-)-N/NH_(4+)-N为1.6条件下,研究厌氧反应器厌氧氨氧化与反硝化的耦合作用。厌氧反应器中NH_(4+)-N、NO_(2-)-N浓度分别为(75±2)mg/L、(120±2)mg/L,COD为(900±5)mg/L,总氮负荷为(216±5)mg/(L·d),考察不同无机碳源浓度对厌氧段总氮与有机物去除效果的影响。实验结果表明,在无机碳源浓度为12 mmol/L时,厌氧段氨氮、亚硝态氮去除率分别为57.26%、83.07%,TN去除率最高为74.15%,COD去除率为78.12%。随着无机碳源的浓度继续增加到24 mmol/L时,氨氮去除效果显著下降,去除率仅为28.92%。结果表明,适当增加系统无机碳源浓度,可以强化厌氧氨氧化与反硝化的协同作用,提高系统的脱氮性能,而高浓度的无机碳会对系统中菌群产生明显抑制作用。     

厌氧产酸反应器启动方法及过程特性研究

依据二相厌氧的理论,设计并启动酸化反应器,用啤酒废水处理的厌氧活性污泥接种驯化,采用化学法与容积负荷控制相结合的方法进行反应器的启动实验,实验中测得各阶段COD的变化及COD的去除效率。得到了二相厌氧反应器分相启动的方法和基本条件。从实验结果可以看出:在pH值4.5~6.0,温度在27±2℃;有机负荷从1 kg/m3.d~10 kg/m3.d缓慢增加的条件下,厌氧产酸反应器的启动比较容易。利用色谱-质谱联动仪分析厌氧产酸反应器进出水质的特性。结果表明:经厌氧酸化反应后,有机物的种类没有减少,相反增加了许多小分子的水解、酸化反应的中间产物,产酸反应器将大分子难降解化合物降解为易降解的酸性小分子化合物,可生化性有所提高。     

投配率和回流比对两段厌氧处理废水的影响

为研究投配率和回流比对两段中温厌氧消化处理茶多酚生产废水的影响,采用经超滤后COD)为12 416.3mg/L的茶多酚生产废水进行实验.以产酸段和产甲烷段COD负荷分别为9.1 kg/(m3·d)和1.4 kg/(m3·d)连续进行污泥接种培养,待系统运行稳定后分析产甲烷段产气规律和甲烷含量,短链脂肪酸(VFA)浓度及VFA中乙酸含量.结果表明,当投配率15.0%-20.0%,产酸段所产VFA中乙酸含量<42.0%,产气速率明显下降,出水COD>5 000 mg/L;加大回流比至0.4-0.6,产酸段所产VFA中乙酸含量增加10%-12%;当投配率为11.0%,回流比为0.5,对系统进行20 d的监测发现,系统运行7 d后产酸段VFA>2.5 g/L,VFA中乙酸含量>50%,出水COD<2 200 mg/L,产气效率为0.51 m3/kgCOD,因此合适的投配率和回流比可提高产酸段VFA中乙酸含量、VFA乙酸化的快慢成为厌氧发酵工艺的限制步骤.     

抗生素废水生物处理的试验研究

为找出抗生素废水适合的生物处理方法,研究了水解酸化-厌氧-好氧组合工艺处理高浓度抗生素废水的试验.结果表明:采用相同体积(62 L)的升流厌氧污泥床和厌氧复合床(UBF)处理水解酸化后的抗生素废水,当COD容积负荷为6.0 kg/(m3.d)时,厌氧复合床对SS、COD、BOD5的去除率分别为75.6%、91.7%、96.1%;出水采用相同体积(64 L)的生物接触氧化反应器和周期循环活性污泥系统(CASS)进行处理,当COD容积负荷为1.6 kg/(m3.d)时,周期循环活性污泥系统对SS、COD、BOD5的去除率分别为91.6%、88.7%9、5.4%.结果表明UBF和CASS系统是抗生素废水处理中先进高效的生物反应器.     

有机负荷对连续流厌氧发酵产氢系统的影响

以连续流搅拌槽式反应器作为发酵生物制氢反应装置,针对有机负荷(OLR)对厌氧活性污泥发酵生物制氢系统运行的影响进行实验研究.在水力停留时间(HRT)8 h,(35±1)℃,进水COD质量浓度6000 mg/L,即OLR为18 kg/(m3.d)的条件下运行,厌氧活性污泥发酵产氢系统达到稳定时的平均产氢量为10.96 L/d,比OLR 12 kg/(m3.d)条件下提高了19.3%,比OLR 6 kg/(m3.d)条件下提高了52.3%.当进水COD质量浓度达到8000 mg/L,即OLR为24 kg/(m3.d)时,pH、ALK分别从大于4.1和250 mg/L的水平,迅速下降到3.7和5 mg/L以下,而ORP则从-350 mV急速上升到-210 mV以上.表明厌氧活性污泥微生物已无法承受有机负荷提高造成的环境变化,其活性受到严重抑制,反应器产氢能力急剧下降,系统的产酸发酵类型也发生了根本改变.     

厌氧流化床－外循环三相好氧流化床处理垃圾渗滤液

利用厌氧流化床-外循环三相好氧流化床联合系统处理垃圾渗滤液,分别考察了进水COD_(Cr)浓度、进水NH_3-N浓度、厌氧段COD_(Cr)去除率和厌氧段NH_3-N去除率等因素对垃圾渗滤液的COD_(Cr)和NH_3-N的总去除率的影响.实验表明,联合系统对低NH_3-N浓度的垃圾渗滤液具有较好的处理效果,当系统的总停留时间在10.5 h时,在进水COD_(Cr)浓度范围为2817.2～4383.88 mg/L,进水NH_3-N浓度为303.12～445.43 mg/L,联合处理系统对COD_(Cr)去除率为86.79%～98.85%;对NH_3-N的去除率为81.14%～94.01%.系统对COD_(Cr)去除的容积负荷平均达到7.38 kg/(m~3·d),对NH_3-N去除的容积负荷平均达到0.37 kg/(m~3·d).当垃圾渗滤液的COD_(Cr)值在3400 mg/L以下时,联合处理系统对其中的COD_(Cr)有较高的去除率,为86.79%～98.85%;当NH_3-N浓度在400mg/L以下时,系统对NH_3-N有较高的去除率,为81.14%～94.01%;厌氧段的COD_(Cr)和NH_3-N去除率较高时,有利于提高联合处理系统的总CO_(Cr)和总NH_3-N去除率.     

种泥热预处理对培养产氢颗粒污泥的影响

采用自制的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器研究种泥热预处理对培养产氢颗粒污泥的影响.2组反应器分别以原始污泥和经热预处理污泥作为种泥,在进水COD浓度为4 000 mg/L,温度为37℃,出水pH为4.6～5.0的条件下,逐渐将HRT由24h降低到7h,2组反应器都在HRT为8～7h时成功培养出成熟的颗粒污泥.此时,有机负荷为45 kg(COD)/(m3·d),接种原始污泥组产气量为41 L/d,氢气含量为52％,COD去除率为23％,总挥发酸为1380 mg/L;而接种经热预处理污泥组的有机负荷为57kg(COD)/(m3·d),产气量为44.5 L/d,氢气含量为47.5％,COD去除率为12％,总挥发酸为1086 mg/L.研究结果表明,种泥热预处理对产氢颗粒污泥的形成和稳定性有显著影响,虽然在形成颗粒污泥的过程中反应器稳定性较差,污泥易上浮,但颗粒形成后运行稳定,能适应更短的HRT,同时氢气产量也更高.     

预处理低有机质剩余污泥两相厌氧消化

为提高低有机质剩余污泥的厌氧消化效率,采用超声波(40kHz,50W)与生石灰(投量为560mg/L)联合预处理剩余污泥,然后将预处理的剩余污泥进行中温两相厌氧消化.试验污泥取自长春市某污水处理厂,试验中主要考察剩余污泥的消化性能、产气情况及脱水性能变化.结果表明,当剩余污泥的VS/TS比值为0.56、水力停留时间(HRT)为20d时,预处理污泥厌氧消化后VS去除率达到40.8%.在消化过程中系统稳定,产酸相内挥发酸成分以乙酸和丁酸为主,而产甲烷相内以少量乙酸为主.产甲烷相的甲烷产率为0.33L/gVS去除,产气中甲烷平均含量可达到59.2%,但消化后污泥的脱水性能变差.污泥的联合预处理增加了液相中溶解性有机物的含量,提高了进料污泥的pH与碱度,有助于低有机质剩余污泥的后续厌氧消化处理.     

甲烷氯化物好氧微生物降解动力学

以环境工程中心污质分离器中的好氧污泥为研究对象,经预处理及厌氧处理甲烷氯化物废水中的化学需氧量(COD)作为监测对象,用生物降解法处理工业废水,对混合液悬浮固体质量浓度为9.3g/L,混合液挥发性悬浮固体质量浓度为8.6g/L,COD为300mg/L的好氧污泥125mL与50mL经预处理及厌氧处理的甲烷氯化物废水于烧杯中,定时取样,测定COD值.在低浓度条件下,利用劳伦斯麦卡蒂方程,用整体速率常数表征水中有机污染物的降解速率,通过计算反应级数、最大比降解速率和饱和常数来研究降解机理.结果表明:废水中三氯甲烷的降解需要诱导酶来完成,将好氧污泥中的微生物看作一个整体.甲烷氯化物好氧微生物降解动力学中,底物利用速率与底物浓度之间的关系式在整个浓度区间上都是连续的,反应级数为0.642 6,最大比降解速率为3.8,饱和常数为305.45.     

氨三乙酸对废水厌氧消化过程中产甲烷的影响

在连续运行的槽式搅拌反应器(CSTR)中考察了氨三乙酸(NTA)对厌氧消化反应器运行效果的影响.在中温35℃条件下,有机负荷化学需氧量(COD)为1.0～3.4g/(L.d)时,NTA的添加可使CSTR反应器COD去除率增加,产气率提高20%～42%,反应器中厌氧污泥的辅酶F430和F420浓度分别提高了1.33倍和24%;采用荧光原位杂交技术(FISH)对古细菌和甲烷八叠球菌进行了检测,结果表明:NTA还促进了甲烷八叠球菌的生长.作为微量元素螯合剂,NTA增强了微量元素镍的生物可利用性,优化了产甲烷菌的营养条件,强化了产甲烷菌对微量元素的生物吸收,对厌氧消化反应具有促进作用.     

ABR处理含硫酸盐有机废水的启动特性研究

以人工配制的含硫酸盐有机废水为原水,对厌氧折流板反应器 (ABR)处理硫酸盐有机废水的启动过程进行了研究.实验结果表明,采用低COD和SO2-4负荷进水方式,经3个阶段成功启动了反应器,实现了产酸相、硫酸盐还原相及产甲烷相的分离:第1、2、3隔室为水解产酸及硫酸盐还原相,第4、5隔室为产甲烷与硫单质生成相.在启动过程中,pH的变化滞后于VFA变化,因此及时对各隔室VFA浓度进行监测能反映反应器的运行状况.     

Treatment of methanol wastewater with two-stage and two-phase anaerobic process

The two-stage and two-phase anaerobic process (TSTP) composed of hydrolytic acidification reactor,first-order and second-order external circulation anaerobic reactors (EC) was taken to treat methanol wastewater. Test results show that TSTP process is quick start-up in 51 d, and the maximum VFA of hydrolytic acidification reactor effluent reaches 876 mg/L. Under the condition of volume loading of 6.56 kgCOD/m3·d, COD removal rate of the first-order EC reactor is about 85%, and under the condition of volume loading of 1.02 kgCOD/m3·d, COD removal rate of the second-order EC reactor is about 50%. When the inflow COD of TSTP process is between 7000-11000 mg/L, its effluent COD is lower than 600 mg/L. In the biological conversion process of methanol into methane,the production of acetic acids as an intermediate product can be ignored and the direct production of methane from methanol is predominant.     

产氢产乙酸菌株AX2的生长条件及产乙酸特性

产氢产乙酸菌群在参与厌氧消化过程的各类微生物菌群中起着承上启下的作用,然而,目前产氢产乙酸菌的纯培养物很少,对其生理生态习性的了解也十分有限.为增加产氢产乙酸菌资源,了解其生理生化特性,通过丙酸和丁酸混合培养基,从厌氧活性污泥中筛选到一株具有产氢产乙酸特性的葡萄球菌(Staphylococcus)AX2,对其生长条件及转化丙酸和丁酸为乙酸的能力进行研究.结果表明,菌株AX2在丁酸培养基(2.4 g/L)和丙酸培养基(2.31 g/L)中的乙酸产量可分别达到278 mg/L和222 mg/L,并在以氯化铵为无机氮源、pH为7.0、35℃等条件下具有最佳的增殖能力.菌株AX2对丙酸、丁酸有较强的乙酸转化能力.     

产酸相最佳发酵类型

二相厌氧生物处理中产酸相发酵产物的研究已逐渐被人们所重视。本文以糖蜜为底物，通过产酸相发酵产物种类对产甲烷相影响的研究，以期确定最佳发酵类型，通过对丁酸型发酵、丙酸型发酵和乙酵型发酵三种类型的理论和试验结果分析，证实试验中发现的乙醇型发酵可作为产酸相最佳类型。     

Potential of Novel Halotolerant and Psychrotrophic Strain of Planococcus sp. for Water Treatment

一株新耐盐耐低温菌的鉴定及其在废水处理中的应用

王 凯^1,2,李斯琪¹,程喜全¹,张瑛洁¹,闫培生¹,马 军²

（1. 哈尔滨工业大学 海洋科学与技术学院,威海 264209,山东;

2. 哈尔滨工业大学 市政与环境工程学院,哈尔滨 150090）

创新点说明：

发现一株新菌,耐盐耐低温,既具有絮凝能力又可降解COD,其应用范围更广且功能更加多样,以期抵抗复杂多变的实际环境。

研究目的：

筛选出一株耐受盐度、温度范围更广范的多功能型水处理功能菌,以期为淡水或海水净化技术提供一种选择。

研究方法：

从山东威海金海湾排污口分离出一株橘黄色细菌,该菌株可用于处理无盐条件下的模拟废水（COD浓度分别为400和800 mg/L）和高盐条件下的模拟废水（COD分别为400和800 mg/L）,并且探究该菌株在不同温度下处理以上四种模拟废水的能力。通过搅拌器确定了该菌株为絮凝剂产生菌,并通过一系列单因素实验确定了最佳絮凝条件及絮凝剂的分布。

结果：

1)该菌株S2A15在与模式菌株Planococcus maritimus DSM 17275 的相似度达98.8%。

2)该菌株S2A15在盐度为0-12%的条件下生长良好。

3)该菌株S2A15可在4℃-28℃的条件下生长。

4)从温度看,S2A15在28℃时COD降解能力最高;从处理废水浓度看,S2A15处理400 mg/L COD废水时几乎优于处理800 mg/L COD废水;从含盐度看,S2A15在无盐的条件下对COD的降解率几乎优于含盐废水。该菌株S2A15在28 ℃,400 mg/L COD的含盐模拟废水降解COD的效果最好,达到76.90%。

5)最佳的絮凝条件为：3 mL的10%氯化钙,2 mL的絮凝剂,pH为9,处理浓度为1 mg/L的高岭土悬液,其絮凝率能达到90%以上。

6)微生物絮凝剂主要分布在发酵液中。

结论：

1)经鉴定该菌株S2A15为动性球菌属。

2)菌株S2A15为耐盐且耐低温菌株。

3)在常温或低温,含盐或无盐条件下,菌株S2A15均有降解COD的能力。

4)该微生物絮凝是由菌株S2A15产生并分泌到细胞外具有絮凝活性的代谢产物,并且具有热稳定性。

关键词：

COD;絮凝;废水处理;动性球菌属;耐盐菌株

     

污泥酸性发酵获取碳源的研究

城市污水生物脱氮除磷过程中普遍存在碳源不足的问题,拟采用城市污水处理厂产生的污泥进行酸性发酵以开发碳源.试验考察了序批式反应器半连续运行时进料ρ(VS)、水力停留时间(HRT)、pH值和温度对污泥酸性发酵的影响.推荐污泥酸性发酵获取碳源的工艺条件:温度38℃、HRT为3 d、pH6.0、进料ρ(VS)20 g/L.在此工况下,挥发分为67.97%时,污泥产酸率为0.133～0.156 gVFA/(gVS.d),容积产酸速率为0.805～0.948 gVFA/(L.d),VS去除率为32.53%～45.60%;系统运行稳定,污泥的减量化效果好.     

污泥两相厌氧消化若干研究进展

产酸相和产甲烷相的分离使两相厌氧消化工艺具有一系列的特点和优势,在对该工艺的理论和机理进行分析基础上,讨论了两相厌氧消化工艺的相分离,以及相分离的实现对整个工艺的影响,介绍了污泥两相厌氧消化工艺国内外的研究动态．