氧化沟活性污泥法污水处理工艺研究

目前，我国水环境的最大问题就是水体富营养化，水质问题严重制约着我国经济的发展，要想对水资源实行有效的保护，要对无数处理厂的磷排放量进行严格的控制。在污水生物处理领域，EBPR是进行生物污水处理的主要方法。在EBPR的具体实施工艺中，给好氧磷吸收造成重要影响的是污泥厌氧状态下磷的释放完全与否，同时磷的释放完全与否也对整个工艺磷去除效率产生重要影响。本文结合实际情况，以某污水处理厂的污泥为研究对象，探讨对活性污泥0RP的高低起着重要作用的因素，得出系统中的ORP起关键作用的是厌氧微生物的活性的结论。     

游离氨对活性污泥系统中脱氮性能及胞外聚合物的影响（英文）

以人工模拟废水为研究对象,采用4组SBR反应器(R_(0.5)、R_5、R_(10)和R_(15)),考察了4种游离氨浓度(0.5、5、10和15mg/L)对生物脱氮效能、胞外聚合物含量及其组分(蛋白质(PN)、多糖(PS)和核酸(DNA))影响。结果表明,4种游离氨浓度条件下都实现了较高的脱氮效果(97.6%～99.4%)。游离氨对3种胞外聚合物(LB-EPS、TB-EPS、总EPS)及其组分有显著影响。当游离氨浓度从0.5mg/L增加到10mg/L时,LB-EPS、TB-EPS、总EPS的含量及其组分的含量都显著增加;当游离氨浓度进一步增加到15mg/L时,LB-EPS、TB-EPS、总EPS的含量及其组分的含量都呈降低的趋势;在4个游离氨浓度下,PN是LB-EPS的主要成分,PS是TB-EPS和总EPS的主要成分;在4个游离氨浓度下的整个反应周期中,3种胞外聚合物及其组分的含量都跟NO_x~-—N有着相同的变化趋势。     

亚硝酸盐对聚磷菌厌氧代谢的影响

以2种强化生物除磷(EBPR)系统中的活性污泥为研究对象,考察亚硝酸盐对聚磷菌厌氧代谢的影响,结果表明：不同EBPR系统中的聚磷菌对于亚硝酸盐的耐受能力不同。人工配水富集聚磷菌的活性污泥,当亚硝态氮浓度超过10 mg/L时,聚磷菌吸收VFA受到抑制, PHA的合成减少,磷酸盐的释放增加;处理生活污水的SBR短程脱氮除磷活性污泥,亚硝酸盐的浓度高达30 mg/L时,未对聚磷菌的厌氧代谢造成抑制,但引起异养反硝化菌与聚磷菌竞争VFA,导致PHA合成量和释磷量的减少。富集聚磷菌的活性污泥投加亚硝酸盐后P/VFA     

序批式生物膜法除磷机理研究

利用^31P-核磁共振谱图证实了生物除磷的机理，即除磷菌在厌氧条件下分解胞内的聚磷酸盐并释放出正磷酸盐形式的无机磷酸盐，而在好氧或缺氧条件下吸收胞外的无机磷酸盐后转化为聚磷酸盐而贮存于胞内。同时证明了淹没序批式生物膜反应器中磷的去除是由生物完成的。     

胞外聚合物对生物除磷效果影响的研究

通过对三种碳源(乙酸钠、葡萄糖、脱脂乳和葡萄糖混合物)的SBR强化生物除磷系统比较研究发现,以葡萄糖为碳源除磷效果最好,通过对PHA(poly-β-hydroxyalkanoate)、活性污泥中磷含量的测定以及胞外聚合物(EPS)的扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析表明,PHA在厌氧结束时的量并不能完全作为后续好氧阶段吸磷效果好坏的确定性指标,EPS的生物吸附对磷也有一定程度的去除.     

反硝化聚磷菌菌剂种子液制备条件及除磷机理

为获取高效反硝化聚磷菌(DNPAOs)菌剂种子液以控制水体富营养化,从安徽省天长市污水处理厂氧化沟活性污泥中分离得到1株具有高效脱氮除磷功能的恶臭假单胞菌B8(Pseudomonas putida sp.)。利用多聚磷酸盐颗粒(Poly-P)染色得到具有高Poly-P含量的B8菌剂种子液。其适宜的培养条件为:pH6.5~7.0,温度30~32℃,溶解氧相当于70%~88%饱和溶解氧(摇床转速120~140r/min),培养时间15~20h。所得的反硝化聚磷菌种子液B8具有良好的同步反硝化除磷效果,对于污水厌氧/缺氧(A/A)处理,其聚磷率、硝酸盐氮去除率分别达到89.73%和53.48%,而经厌氧/好氧(A/O)处理磷去除率最高可达94.09%。通过B8胞外聚合物(EPS)提取与磷去除实验表明其对磷酸盐去除源于B8胞内的吸收,而非胞外的生物吸附。     

长期低负荷运行对污水生物除磷的影响

长期低负荷运行是导致城市污水处理厂生物除磷效率降低的主要原因。低负荷下的好氧延时曝气使聚磷菌细胞内的聚 β -羟基丁酸 (PHB)含量下降 ,导致磷的吸收速率和吸磷量下降 ,从而无法有效地吸收细胞外的磷酸盐合成聚磷 ,最终丧失生物除磷能力。通过有效地调整曝气系统不仅可以降低运行费用 ,而且可以保证生物处理系统的稳定性 ,提高生物除磷的效率。     

进水C/P值对高温聚磷菌除磷性能的影响

以高温(30℃)条件下长期稳定运行的强化生物除磷(EBPR)反应器中的污泥为研究对象,探讨C/P值对高温聚磷菌(PAO_(HT))除磷性能的影响,并通过荧光原位杂交技术(FISH)分析污泥中微生物群落结构的变化。试验结果表明,当C/P值为20、25和30时,最大厌氧释磷速率分别为151. 86、157. 15、193. 75 mgP/(gVSS·h),最大好氧吸磷速率分别为25. 15、38. 51、39. 25mgP/(gVSS·h),污泥中PAOs含量分别为22. 36%、34. 53%和86. 01%,而聚糖菌(GAOs)含量分别为10. 38%、8. 91%和未检出。在高温条件下,高C/P值有利于PAOs的富集,可增加污泥释磷和吸磷速率,从而获得较高的除磷效率。     

污泥龄对活性污泥絮体中磷形态与分布的影响

以污泥龄分别为4和20 d的两组SBR反应器为研究对象,利用SMT法测定活性污泥、细菌细胞和EPS中磷的形态与分布,探讨了污泥龄对活性污泥中磷形态和分布的影响。研究结果表明,高SRT污泥的TP含量约为低SRT污泥的1.56倍,这主要是由于前者较后者有更高的OP和AP含量。高SRT污泥中细菌细胞和EPS的TP含量均高于低SRT污泥中的,且高SRT污泥中EPS的OP含量远大于低SRT污泥中的。高SRT污泥的细菌细胞和EPS分别较低SRT污泥的细菌细胞和EPS有更大的厌氧释磷量和好氧吸磷量,前者厌氧释磷和好氧吸磷主要源自其OP含量的变化,后者则主要源自其IP含量的变化;在厌氧/好氧反应过程中,污泥中EPS的IP含量改变主要源自其NAIP含量的变化。     

藻酸盐污水处理合成研究现状与应用前景

藻酸盐作为一类多糖类物质,不仅可以从海洋褐藻中提取,也是固氮菌与假单胞菌在特定环境下利用有机物合成的高附加值生物聚合物。而污水生物处理过程,特别是被誉为下一代污水处理技术的好氧颗粒污泥,在特定环境条件下可以从其成粒过程分泌出大量的藻酸盐胞外聚合物(TIF)。这就为污水资源化以及神秘的好氧颗粒污泥技术增添了几分工程应用色彩,也为污水中有机物(COD)资源化应用开辟了新途径。简要介绍了藻酸盐的来源与特性,分析微生物纯培养合成藻酸盐过程以及影响因素,总结污水处理过程中合成藻酸盐研究现状,并对藻酸盐与细胞分离、回收予以阐述。     

生物除磷过程中活性污泥聚磷酶活性的变化

为提高生物除磷工艺的运行稳定性,采用以A2/O和A/O方式运行的高效除磷反应器,对除磷过程中活性污泥的聚磷酶(PPK)活性、混合液中磷浓度和聚磷颗粒含量进行测定,分析三者之间的关系,探讨PPK活性的变化规律。A2/O及A/O工艺的运行周期均为6 h,运行工况分别为进水/厌氧(1 h)、缺氧(0.5 h)、好氧(1.5 h)、沉淀/排水(1 h)、闲置(2 h)和进水/厌氧(1 h)、好氧(1.5 h)、沉淀/排水(1.5 h)、闲置(2 h)。结果表明:细胞聚磷含量与水中磷浓度的变化均符合典型的生物除磷过程特征,而PPK活性与磷浓度和聚磷含量间并无明显的相关关系,表明PPK并非生物除磷过程的关键限制性酶。     

湖滨湿地基质-水界面磷释放特性研究

以湖滨湿地基质和原位上覆水为材料,分别模拟了在好氧及厌氧、不同pH值及不同上覆水初始磷浓度条件下基质中磷的释放特性和规律.研究结果表明,与好氧条件相比,厌氧状态大大促进了基质中磷的释放,且碱性条件下的释放最明显,而中性条件下的释放则较弱,释放强度随pH值的升高而升高.好氧条件下,基质向水体中释磷很少,有时甚至从水体中吸磷.当上覆水的初始磷浓度较低时,基质先向上覆水释磷,而后吸附直至达到平衡;随着上覆水初始磷浓度的升高,当基质中的磷含量低于上覆水中的磷浓度时,则从水体吸磷直至达到平衡.将不同环境因子相比较,上覆水为碱性条件(pH=11.3)时基质的释磷量最大,厌氧条件次之,上覆水的pH值增加和氧化还原电位降低是湿地基质释磷的主要机制.     

富磷剩余污泥重力浓缩过程中各参数的变化特征

以A2/O系统的富磷剩余污泥为研究对象,考察了污泥浓缩过程中上清液各参数的变化特征,以及浓缩前、后污泥中阳离子及磷酸盐分布的变化.结果表明:随着重力浓缩的进行,污泥中的磷酸盐不断释放,到浓缩结束时释磷量可达5.51 mgP/g污泥,平均释磷速率为0.189 mgP/(g污泥·h);在释放的磷酸盐中,非磷灰石无机磷占60%左右,磷灰石无机磷约占40%,有机磷的释放量极为有限;在释磷过程中伴随着K+、Mg2+的释放;污泥浓缩前、后其性质并没有发生变化,聚磷菌仍然具有一定的好氧吸磷/厌氧释磷特性.     

膜-序批式生物反应器同步脱氮除磷试验研究

研究了膜-序批式工艺处理生活污水的特性,采用厌氧(A)-好氧(O)-缺氧(A) 膜出水的运行方式,1h搅拌进水进行磷的厌氧释放,0.5h好氧吸磷和硝化,0.5h缺氧搅拌进行脱氮和反硝化除磷,在总的水力停留时间为11小时的条件下,系统对氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别达到了95.97%,89.18%和90%。周期试验发现,好氧吸磷和反硝化除磷对磷去除贡献率分别为72.90%和17.25%,系统有较好的反硝化除磷功能,同时系统还存在同步硝化反硝化作用,对TN的去除占总去除率的16.50%。     

EBPR系统中微生物群落结构及其除磷效能分析

以西安市采用不同工艺的三个污水处理厂为研究对象,对其除磷效果进行测定,利用荧光原位杂交技术(FISH)对污泥中的聚磷菌、聚糖菌和总细菌的数量和分布特征进行分析。结果表明,厌氧释磷速率为2.81~11.03 mgP/(gVSS·h),厌氧过程中吸收单位质量乙酸的释磷量为0.098~0.345 mg。好氧吸磷速率为3.03~13.58 mgP/(gVSS·h),缺氧吸磷速率为1.93~4.48mgP/(gVSS·h),缺氧、好氧吸磷速率的比值为33.02%~71.91%。污泥中聚磷菌占总细菌的比例为0.43%~5.34%,聚糖菌的比例为0.16%~10.08%。聚磷菌和聚糖菌在活性污泥絮体中的分布状态存在明显差异,聚磷菌主要以菌胶团形式存在,而聚糖菌则均匀分布于絮体中。     

污水强化生物除磷的生化模型研究进展

阐述了在污水强化生物除磷过程中生化模型的建立与发展,重点介绍了与聚磷菌有关的Mino模型,强调了在理解生化模型时应该注意的问题：所有聚磷菌生化模型都只是在试图描述发生在EBPR（Enhanced Biological Phosphorus Removal）生物群中的一些生物化学变化现象和规律（多聚磷酸盐的吸收和水解、PHA的合成与再利用）.另外,还都假设所有具有EBPR能力的细菌都有着共同的代谢特征.所以,尽管这些生化模型有助于对整个EBPR过程的理解,但不应该拘泥于这些生化模型,只有通过对聚磷菌纯培养获得最终成功才能够彻底解决整个问题.     

运行条件对强化生物除磷颗粒污泥系统性能及微生物群落的影响（英文）

为了了解SBR强化生物除磷(EBPR)颗粒污泥系统的影响因素,为颗粒污泥生物除磷工艺的实际应用提供技术支持,采用有效容积为12L的SBR反应器,以乙酸钠为碳源、KH_2PO_4为磷源,对EBPR颗粒污泥系统的启动和除磷性能及污泥颗粒化过程进行研究。结果表明:若进水碳磷比过低(C∶P=200∶15),除磷效率较低。与25℃相比,15℃条件下污泥EPS含量增加。此外,15℃条件下污泥颗粒化的蛋白质(PN)含量增加更为显著,污泥粒径增长明显,且与25℃相比,在15℃的低温条件下,更利于传统EBPR系统中主要负责生物除磷的微生物红环菌属(Rhodocyclus)的生长,使其成为系统优势菌种,进而提高除磷效率。     

采用AOA模式在SBR中实现同步脱氮除磷

借助SBR反应器,通过采用厌氧/好氧/缺氧（AOA）的运行方式来实现同步脱氮除磷.结果表明,在好氧段补充一定量的碳源可以抑制好氧吸磷,进而在缺氧段实现反硝化除磷,从而达到了同步脱氮除磷的目的.最佳碳源投量为30～40 mg/L,补充碳源负荷为12.8～17.2 mgCOD/gMLSS;长期运行时系统的脱氮除磷性能稳定,对TN和PO4^3- -P的平均去除率分别可达85.5%、91.4%,同时NO2^- -N可以作为反硝化聚磷菌吸磷的电子受体;在一个SBR周期内,pH值呈规律性变化并和氮、磷的吸收/释放相关联,通过监测pH值可以初步判断磷释放、氨氮转化和磷吸收的终点.     

SBR/OSA工艺的污泥减量化运行机理研究

OSA是一种污泥减量化工艺,其减量化机理随应用形式的不同而不同,清晰把握其运行机理对该工艺的稳定、高效运行至关重要.建立了一套基于SBR的OSA模型系统(SBR/OSA),并以普通SBR作为对照,对其污泥性质等进行了研究.结果发现,溶解性蛋白质、多糖、金属离子(包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+)在厌氧反应器中的含量均有所增加,与Ca2+、Mg2+、Fe3+、A13+结合的一部分胞外聚合物离解,使得污泥主体结构解散,对污泥量的削减有一定贡献.另外,厌氧反应器中微生物死亡、溶胞,胞内有机物大量溶出,这些有机物通过厌氧消化得以削减,同时厌氧反应器的回流污泥中未被完全降解的有机物又被好氧反应器中的微生物所用,进行隐性增长,进而造成污泥增长.这两种机制相互作用,在表观上降低了污泥产率,实现了污泥减量化.     

不同碳源的生物除磷效率及合成PHAs结构分析

由于PHB的加工性能欠佳,目前对PHAs的合成研究多集中在中短链PHAs共聚共混物上.针对食品、发酵厂废水含多种可发酵基质的特征,分别采用乙酸钠、乙醇、葡萄糖、可溶性淀粉和谷氨酸钠为惟一碳源,研究了SBR反应器中生物除磷的能力及合成PHAs的特性.这5种碳源在厌氧阶段的磷释放量分别为10.12、1.63、7.88、2.44和5.00mg/L,在好氧阶段的吸磷量分别为0.64、6.37、8.10、1.21和3.05 mg/L,总吸磷效率的次序为乙醇(乙酸)＞葡萄糖＞可溶性淀粉＞谷氨酸钠.反应液碱性不断增加导致乙酸钠吸磷能力受破坏,4 h好氧吸磷量仅为0.64mg/L,较多的小分子有机酸生成有利于好氧吸磷能力的提高.用GC-MS解析了这5种碳源合成PHAs的结构,分别由乙酸钠、乙醇和谷氨酸钠为惟一碳源所合成的PHAs主要为PHB,以葡萄糖和可溶性淀粉所合成PHAs主要为PHBV,分析了不同碳源合成PHAs的代谢途径,PHAs产物中琥珀酸的检出证实了三羧酸循环参与了合成代谢.在谷氨酸钠和可溶性淀粉合成产物中检出3-羟基癸酸和3-羟基十二酸,还混有长链烷酸和烯酸如硬脂酸、软脂酸和油酸.