容积负荷变化模式对嗜盐混合菌发酵乙酸合成PHB的影响

以嗜盐混合菌发酵生产PHB具有免灭菌程序、易提取、产量高等优势而被广泛关注。本研究集中考察了嗜盐混合菌(MMCs)发酵生产PHB过程中调整容积负荷的方式对PHB生产的影响。在研究中通过比较恒定接种生物量改变底物浓度以及恒定底物浓度调整接种生物量两种调整方式下PHB发酵生产的最大细胞含量、PHB最大容积产率以及表观动力学,确定了MMCs的最佳OLR,以及两种变化方式的本质差异。研究结果表明,两种方式下随着OLR升高,细胞内最大PHB的积累量和PHB容积产率也随着增加。本研究发展的嗜盐MMCs最佳OLR 0.91 kg·(kg·d)^-1。在相同的OLR下,高的接种生物量始终具有高的碳源转化率和底物消耗速率。为此,采用高接种生物量发酵生产PHB可以提高PHB生产效率并降低PHB的成本。     

聚合氯化铝投加时间对好氧颗粒污泥的形成和胞外聚合物的影响

通过在好氧颗粒污泥培养过程中分别在第1～7天和第8～14天投加聚合氯化铝(PAC)的方式,分析颗粒的形成过程,并研究胞外聚合物总量及其各组分的含量变化和空间分布。研究发现:第8～14天投加PAC的反应器形成颗粒时间提前了6天,且形成的颗粒外形规则,大小均匀,去除污染物性能良好;反应器中胞外多聚物和蛋白质含量总体较多,且随颗粒的形成而增加,之后略有下降并在颗粒成熟后维持稳定,蛋白质/多糖的值在颗粒形成期均增加超过2.5倍,有利于颗粒污泥的形成;多重荧光染色表明:两个反应器中PAC投加时间不同,β-D-呋喃葡萄糖、脂类和活细胞均呈现不同的分布情况,但对蛋白质和α-呋喃葡萄糖、α-甘露糖分布的影响较小。     

污泥重金属提取剂浸提效率及经济性比较

污泥中重金属的潜在危害严重影响其处理处置效果,因此本文研究了各种提取剂对污泥重金属的浸提效果,并依据经济可提取指数与浸提效果进行了经济性分析。结果表明,无机酸提取剂对污泥重金属的浸提效果随其pH值升高而降低,H⁺浓度是影响其浸提率的主要因素。低分子量有机酸提取剂对污泥中重金属的浸提效率随其浓度增加而增大,其对3种重金属的提取效率顺序为Zn> Cr> Cu。Zn是最易被提取的重金属,草酸对污泥重金属的浸提效果优于柠檬酸。污泥重金属浸提率与高分子量有机酸提取剂浓度呈正相关,其对3种重金属的提取效率顺序为Zn> Cu> Cr。污泥重金属的浸提一般应优先选用有机酸提取剂,对污泥重金属Zn的提取宜选用柠檬酸和草酸,对污泥重金属Cr和Cu的提取一般应选用柠檬酸和乙二胺四乙酸。     

膜生物反应器中生物絮凝行为研究进展

膜污染问题一直阻碍着膜工艺的商业化推广,而影响膜污染的关键因素是活性污泥的生物絮凝行为.本文探究了生物絮凝的机理,并总结了强化生物絮凝行为的一些方法.最后,对该领域的研究方向进行了展望.     

Enhanced biological nutrient removal in modified carbon source division anaerobic anoxic oxic process with return activated sludge pre-concentration☆

A pilot-scale modified carbon source division anaerobic anoxic oxic (AAO) process with pre-concentration of returned activated sludge (RAS) was proposed in this study for the enhanced biological nutrient removal (BNR) of municipal wastewater with limited carbon source. The influent carbon source was fed in step while a novel RAS pre-concentration tank was adopted to improve BNR efficiency, and the effects of an influent carbon source distribution ratio and a RAS pre-concentration ratio were investigated. The results show that the removal efficiency of TN is mainly influenced by the carbon source distribution ratio while the TP removal relies on the RAS pre-concentration ratio. The optimum carbon source distribution ratio and RAS pre-concentration ratio are 60%and 50%, respectively, with an inner recycling ratio of 100%under the optimum steady operation of pilot test, reaching an average effluent TN concentration of 9.8 mg·L?1 with a removal efficiency of 63%and an average TP removal efficiency of 94%. The mechanism of nutrient removal is discussed and the kinetics is analyzed. The results reveal that the optimal carbon source distribution ratio provides sufficient denitrifying carbon source to each anoxic phase, reducing nitrate accumulation while the RAS pre-concentration ratio improves the condition of anaerobic zone to ensure the phosphorus release due to less nitrate in the returned sludge. Therefore, nitrifying bacteria, denitrifying bacteria and phosphorus accumulation organisms play an important role under the optimum condition, enhancing the performance of nutrient removal in this test.     

含油污泥制备高比表面积活性炭

以含油污泥为原料,氢氧化钠为活化剂,在氮气保护下,通过室内静态热解炉制备高比表面积活性炭。研究炭化温度、活化升温方式、活化温度、活化时间和碱碳质量比m(NaOH)／m(C)对高比表面活性炭的影响。采用全自动比表面与孔隙度分析仪、钨灯丝环境扫描电子显微镜等测试设备,分别对产品的比表面积与孔径分布、组成及微观形貌进行定性或定量分析。研究结果表明,含油污泥制备高比表面积活性炭的较佳条件为:炭化温度500℃,活化升温方式(c),活化温度800℃,活化时间1h, m(NaOH)／m(C)=2。采用本方法制备的活性炭比表面积大于2000m2/g,平均孔径小于2nm,总孔容大于2cm3/g,性能优于普通活性炭,可作为能源储存介质、电极材料、高效吸附剂的基础材料,为含油污泥的资源化利用提供了一条新途径。     

不同温度区间内污泥热解气固相产物特征

对城市污水污泥（简称污泥）进行工业分析和热重分析,考察污泥的基本组成和热重特性;采用气相色谱（GC）检测了不同热解温度区间内污泥热解生成的气体产物成分,并利用SEM和BET分别分析了不同热解终温下裂解炭的形貌特征和比表面积。结果表明：污泥热解可以分为水分析出阶段、挥发分析出阶段和焦炭化阶段;不同热解温度区间内污泥热解气体产物的组成有很大差别,热解温度350℃后H₂在热解气中的含量快速增加,CH₄含量在350～450℃时达到最大值,而CO主要在热解温度为350～750℃时生成,CO₂含量随着热解温度的增加迅速下降;随着热解终温的不断升高,裂解炭结构变得越来越疏松,比表面积也随之增大,750℃达到最大值55 m²·g^-1。     

外循环对IC反应器运行效果的影响

为改善已形成颗粒污泥的IC反应器运行性能,增设外循环装置,并在回流比分别为0、1.0、2.0、3.0、4.0的情况下,进行了系统运行稳定性研究。与无外循环的情况相比,在设定的回流比范围内,附加外循环不会破坏反应器内部厌氧条件,反应器运行稳定;在进水COD为6000 mg·L^-1左右,系统HRT约为10 h,容积负荷为14 kg·m^-3·d^-1的情况下,系统污泥MLSS有所增加,COD去除率随回流比的增大而增加,最高可达97.3%,出水COD低至160 mg·L^-1;随回流比的增大,产气总量逐渐增加且最终可达171.2 L·d^-1,甲烷产量先增加后趋于稳定,在回流比为2.0时可达到91.7 L·d^-1;增加外循环运行一段时间后,厌氧颗粒污泥生物相更为丰富,产甲烷优势菌由甲烷杆菌转变为甲烷八叠球菌。结合能耗和去除效率等考虑,回流比为2.0时最佳。     

EGSB处理中药废水过程中厌氧颗粒污泥特性变化

通过分析厌氧颗粒污泥粒径分布、机械强度、二价金属含量、胞外聚合物含量等,探讨了EGSB反应器处理中药废水过程中颗粒污泥特性变化。结果表明,在中药废水COD浓度为2000～5000 mg·L^-1、HRT为12 h、T为30℃的条件下,颗粒污泥粒径分布在500～1000 μm之间,完整系数（integrity coefficient,IC）小于20,颗粒污泥EPS总量、蛋白含量、多糖含量分别为85.59、63.67和21.92 mg·（g VSS）^-1,此时颗粒污泥絮凝性良好,机械强度高。当HRT减少为6 h时,IC为30.03,蛋白与多糖的比值增大到6.86,但多糖含量仅为18.11 mg·（g VSS）^-1;而当T降低为20℃时,颗粒污泥粒径分布在250～750 μm之间,IC增大到32.11,Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺含量减少 为20.78、4.79和0.94 mg·L^-1,颗粒污泥EPS显著降低,其总量、蛋白含量、多糖含量仅为69.04、58.87和10.17 mg·（g VSS）^-1,在此运行条件下,出现了颗粒污泥的解体、流失,同时出水水质变差。     

新兴污染物对污泥厌氧发酵的影响及其厌氧降解研究进展

污水处理厂产生的污泥中普遍吸附着表面活性剂、药物及个人护理品、雌激素、全氟化合物、邻苯二甲酸酯和纳米材料等新兴污染物。新兴污染物的存在必然会对以厌氧发酵及土地利用为代表的污泥资源化利用过程产生影响,其自身也会发生降解。本文介绍了上述6种典型新兴污染物在污泥中的污染现状,分析了其对污泥厌氧发酵产生的影响,并阐述了其产生影响的相关机理。同时讨论了新兴污染物在污泥厌氧发酵过程中的降解情况,发现新兴污染物的降解受其物理化学特性、生物降解难易程度、自身浓度、共代谢效应等影响。最后,对今后污泥中新兴污染物研究的发展方向进行了展望,指出今后应重点探究新兴污染物在污泥厌氧发酵过程中的降解方法、途径及机理,以利于后续污泥的土地资源化利用。