胞外聚合物对好氧颗粒污泥影响的研究进展

结合国内外对胞外聚合物和好氧颗粒污泥技术的最新研究进展,本文简要介绍了胞外聚合物的提取和测定方法;着重分析了影响EPS含量的主要因素,包括有机负荷、水力剪切力、沉降时间、废水水质等;详细论述了其主要成分蛋白质和多糖以及其对好氧颗粒污泥的形成、结构稳定性作用机理,探讨了EPS对颗粒污泥传质的影响;并提出了建立EPS标准提取方法、EPS组分对污泥沉降性的影响机制以及EPS中其它组分如腐殖质和通过共价、絮凝作用等结合的无机物对好氧颗粒化过程所起的作用进行深入的研究将会是今后的研究重点,进一步的研究有望揭示EPS对好氧颗粒污泥形成和稳定影响的作用机制。     

提取方法对好氧颗粒污泥胞外聚合物组分的影响

采用超声-热提法和超声-阳离子交换树脂法（CER）提取好氧污泥颗粒化过程中不同层级的胞外聚合物（EPS）,对比分析了反应器不同时期EPS的蛋白质和多糖质量分数、官能团和组分以及提取前后污泥的粒径分布。研究结果表明：超声可以有效提取不同性质污泥的疏松型EPS(LB-EPS)。热提法提取的TB-EPS质量分数相比CER法较多,但提取后余泥受热膨胀,粒径不降反增。无论采用何种提取方法,污泥颗粒化过程中TB-EPS的蛋白、多糖质量分数和二者比值的变化规律均一致。傅里叶红外光谱和三维荧光光谱分析显示,CER法提取的TB-EPS与二价阳离子关系更为密切,热提法所得的TB-EPS含有较多腐殖酸类物质。     

好氧颗粒污泥吸附氨氮性能

在水温(25±1)℃、0.1 mol·L?1 Trise-HCl缓冲液为反应体系并不断通入高纯氮气的厌氧条件下,以小试SBR反应器培养的好氧颗粒污泥为吸附剂,考察了好氧颗粒污泥对氨氮的吸附作用及其影响因素。好氧颗粒污泥表现出比絮体活性污泥更大的对氨氮的吸附容量。当初始氨氮浓度为30 mg·L?1时,颗粒污泥与絮体污泥的吸附容量分别为1.83 mg NH+4-N·(g VSS)?1和1.18 mg NH+4-N·(g VSS)?1。由于细胞之间的遮蔽效应,污泥对氨氮的吸附容量随污泥浓度的升高而降低。盐度(NaCl)显著影响颗粒污泥对氨氮的吸附效果:盐度越高,污泥吸附容量越小。试验结果表明,污泥对氨氮的吸附作用不可忽略且需要进一步深入研究。     

好氧颗粒污泥吸附氨氮性能

在水温（25±1）℃、0.1 mol·L^-1 Trise-HCl缓冲液为反应体系并不断通入高纯氮气的厌氧条件下,以小试SBR反应器培养的好氧颗粒污泥为吸附剂,考察了好氧颗粒污泥对氨氮的吸附作用及其影响因素。好氧颗粒污泥表现出比絮体活性污泥更大的对氨氮的吸附容量。当初始氨氮浓度为30 mg·L^-1时,颗粒污泥与絮体污泥的吸附容量分别为1.83 mg NH₄⁺-N·（g VSS）^-1和1.18 mg NH₄⁺-N·（g VSS）^-1。由于细胞之间的遮蔽效应,污泥对氨氮的吸附容量随污泥浓度的升高而降低。盐度（NaCl）显著影响颗粒污泥对氨氮的吸附效果：盐度越高,污泥吸附容量越小。试验结果表明,污泥对氨氮的吸附作用不可忽略且需要进一步深入研究。     

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。     

好氧颗粒污泥资源化中类藻酸盐胞外多糖研究进展

好氧颗粒污泥（AGS）资源化研究已成为AGS技术的重点研究方向之一,从AGS中提取所得的类藻酸盐胞外多糖（ALE）被认为是好氧颗粒污泥中最具价值的可回收资源之一。在污水处理厂技术变革聚焦于高附加值产物回收的背景下,AGS中ALE的回收应用已经形成一条较清晰的通路。首先基于AGS的形成机理及其组分,分析了AGS胞外聚合物（EPS）中所含有的ALE的独特结构和性质,总结了国内外回收和评价ALE的方法,并阐述了废水有机负荷率、碳氮比、盐度、污泥颗粒粒径、污泥停留时间等因素对ALE产量的影响,之后对同步回收ALE和其他附加值产物的研究进行了总结,最后通过对ALE广泛应用范围和实际经济价值的讨论,提出了ALE在AGS资源化方面的潜在研究方向。     

好氧颗粒污泥处理含油废水的机制探究

针对含油废水油脂处理效率低等特点,并解决传统膜工艺运行成本高等问题,开展了基于好氧颗粒污泥处理含油废水的探究.结果表明,在好氧颗粒污泥启动期,培养时间约为35 d.待好氧颗粒污泥培养稳定后,COD和油脂去除率分别高达80.4％～84.3％和79.5％～82.3％,NH4+-N和PO43-P的去除率均高达85％以上.絮状...     

好氧颗粒污泥中高附加值产品提取与回收研究进展

综述了近十年来关于好氧颗粒污泥资源化技术的研究进展,总结了好氧颗粒污泥中胞外EPS中高附加值产品的提取方法途径,比较不同提取方法的优缺点,以及不同高附加值产品的潜在用途。这将为以好氧颗粒污泥为技术核心的低碳高效污水处理工艺提供技术支撑,也为污水治理资源化提供宝贵的研究思路。     

强化好氧颗粒污泥稳定性的研究进展

系统回顾了有关好氧颗粒污泥稳定性方面的研究进展,简要介绍了好氧颗粒污泥的形成机理,主要包括“丝状菌假说”、“胞外聚合物假说”、“选择压驱动假说”、“自凝聚假说”;着重分析了影响好氧颗粒污泥稳定性的主要因素有温度、pH值、有机负荷率与氨氮浓度、溶解氧与颗粒粒径、饱食-饥饿期、水力剪切力、污泥龄和有毒有害物质等;详细论述了抑制丝状膨胀、促进胞外聚合物的分泌、富集慢速增长的微生物和强化颗粒内核等措施可以强化好氧颗粒污泥的稳定性,并提出了对好氧颗粒污泥的形成机理以及功能菌群进行更深入的研究将会是今后的研究重点,进而为好氧颗粒污泥的工业化应用作铺垫。     

好氧颗粒污泥研究进展

文章综述了好氧颗粒污泥近年来的研究进展,包括研究概况,形成机制以及颗粒污泥形成的影响因素,最后讨论了好氧颗粒污泥的应用。     

磷酸铵镁法处理好氧颗粒污泥破胞释磷废水的研究

针对目前国内利用磷酸铵镁(MAP)法回收废水中磷的研究主要集中于高浓度含磷废水这一现状,对好氧颗粒污泥破胞释磷后上清液含磷质量浓度为30～80 mg/L的废水,采用MAP法回收低浓度含磷废水中的氮、磷。研究了初始pH和温度对氮、磷的去除效果及MAP结晶形成的影响。结果表明,不同温度条件下的最适宜pH范围均为9.5～10.0,考虑到回收MAP晶体的纯度,初始pH为9.5可作为MAP结晶回收磷的控制条件。     

好氧颗粒污泥处理锅炉废水污泥特征及营养盐去除规律探究

为了探究好氧颗粒污泥处理锅炉废水的可行性,以活性污泥为接种污泥,构建了好氧颗粒污泥反应体系,以预处理后的锅炉废水和颗粒污泥为分析对象,探究了颗粒污泥处理锅炉废水过程中污泥特征的变化规律,分析了颗粒污泥对锅炉废水营养盐的去除特征。结果表明,颗粒污泥内混合液总固体(MLSS)不断升高,稳定运行时MLSS浓度高达5.2～5.7 g/L,MLVSS/MLSS约在0.71～0.73,颗粒污泥沉降性能好,SVI₃₀在41～53 mL/g波动。锅炉废水的处理提高了颗粒污泥胞外聚合物内蛋白质(PN)的含量,稳定时期PN含量在88.5～89.2 mg/g,约是初始值的1.34倍。颗粒污泥对锅炉废水中营养盐具有良好的去除率,稳定时期,COD、氨氮及硫酸盐的去除率分别高达93.5%～95.2%、91.2%～91.6%及74.6%～79.8%。好氧颗粒污泥处理燃煤锅炉废水具有良好的可行性。     

A/O模式好氧颗粒污泥处理畜禽废水及温度影响

以畜禽养殖废水厌氧消化沼液为对象,探究不同运行温度对颗粒污泥培养及处理畜禽废水沼液中污染物的影响。结果表明,运行温度能影响颗粒污泥的形成及主要特征。当运行温度为30℃时,颗粒污泥稳定时期污泥体积指数(SVI)61 mL/g,低于其他组,总悬浮固体(TSS)的质量浓度为8.31 g/L,ρ(VSS)/ρ(TSS)也达到最大0.76。胞外聚合物(EPS)的质量分数为144.8 mg/g,对应蛋白质、多糖质量分数比为1.31。当运行温度由10℃提高至30℃时,颗粒污泥对COD、NH_4~+-N去除率提高;而进一步提高至40℃时,COD和NH_4~+-N去除率下降。运行温度为20℃和30℃时,颗粒污泥对PO_4~(3-)-P的去除效率高达92.5%和92.4%,显著高于其他组别。     

信号分子在好氧污泥颗粒化中的作用及其控制策略

信号分子是细胞间和细胞内信息传递的介质,在好氧污泥颗粒化和污泥颗粒稳定中发挥重要作用。简述了信号分子在好氧颗粒污泥中的分布特点,分析了不同类型信号分子对好氧污泥颗粒化和颗粒稳定性的影响,并对信号分子的调控方法进行了阐述,以期为今后的相关研究和应用提供参考。     

好氧颗粒污泥的快速培养以及胞外多聚物对颗粒化的影响研究

采用普通活性污泥、部分好氧颗粒污泥和部分厌氧颗粒污泥分别作为接种污泥培养好氧颗粒污泥。在操作条件相同的情况下比较三者颗粒化的过程与完成时间。同时,研究胞外多聚物(EPS)对好氧污泥颗粒化的影响。结果显示,预先投加部分好氧颗粒污泥可以大大缩短好氧颗粒污泥的形成时间,胞外多聚物与污泥的颗粒化有密切联系。     

好氧颗粒污泥的应用

好氧颗粒污泥是一种新型的废水生物处理材料,它凭借其密实的结构、多样的微生物种群以及优良的沉降性能已经引起了许多学者的关注。本文对好氧颗粒污泥的形成及结构、特性加以综述。并重点关注了近年来国内外好氧颗粒污泥的应用,主要包括：有机有毒废水的处理、乳品废水的处理、氮和磷的去除、重金属和染料的去除、颗粒物的去除、核废料的去除等方面。     

好氧颗粒污泥的连续化研究进展

以泥水分离机制为分类标准,现有连续流好氧颗粒污泥反应器可分为沉淀区重力沉降分离型、三相分离器型、筛网过滤分离型及膜组件分离型。总结这些研究发现,好氧颗粒污泥的连续化所取得的研究成果还极其有限,且还存在着许多不足,包括:①现有连续流好氧颗粒污泥反应器的泥水分离器形式繁多,但很少有研究对泥水分离器的分离效果进行系统研究,导致难以评价这些分离器的可靠性;②缺乏对反应器内水力学流态的研究,而流态决定了微生物的存在形式及传质效果,进而影响好氧颗粒污泥的稳定性;③缺乏长期稳定运行的数据支撑,因而难以评价反应器的可靠性。对此,立足于序批式活性污泥工艺中所取得的研究成果并积极吸收工程上的成功经验与教训,无疑可大大减小连续流好氧颗粒污泥反应器研发的风险。     

好氧颗粒污泥形成的微生物学机理分析

从微生物的角度出发,阐述好氧污泥颗粒化过程中的微生物自固定现象。分析表明,颗粒微生物胞外多聚物可以促进细胞间的聚合和粘连,是形成颗粒污泥并维持其稳定性的重要因素。微生物细胞的表面疏水性增加是微生物自聚集的重要的推动力,污泥表面电荷的下降有利于污泥粒子间相互接近聚集形成稳定的颗粒结构。认为好氧颗粒污泥的培养过程是一个包含物理、化学和生物作用的复杂的微生物生态系统形成的过程。