高效厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮特征及EPS分层特性

考察了处理低氨氮废水的厌氧氨氧化颗粒污泥的脱氮特征、分层EPS组分及三维荧光光谱特性。结果表明,厌氧氨氧化颗粒污泥表现出高效的厌氧氨氧化活性,对NH+4-N和NO-2-N的平均降解速率分别为0.14和0.15 g/(g VSS·d),去除率分别为80.1%和97.0%;对TN的去除率为65.8%;该过程伴随N_2O的产生和短时积累,峰值浓度为0.92 mg/L,仅占TN转化率的2.52%;另外,p H值能指示厌氧氨氧化反应的终点。对分层EPS组分的分析可知,蛋白质为所有EPS层的主要成分,达226.9 mg/g VSS,占EPS总量的58.9%;绝大部分EPS为TB-EPS,占EPS总量的77.1%。三维荧光光谱显示蛋白质主要为酪氨酸和色氨酸,两者在TB-EPS中的荧光强度分别为165.5和46.1 AU/(mg C·L)。该研究结果为今后厌氧氨氧化污泥颗粒化的研究提供了理论依据。     

单级自养脱氮颗粒污泥启动及其胞外聚合物性能

接种城市污水厂硝化污泥,采用模拟生活污水培养出单级自养脱氮颗粒污泥,脱氮率稳定在84.3%左右。在不同曝气量和进水总氮浓度的条件下,研究了接种硝化污泥和自养脱氮颗粒污泥中EPS的化学结构和组分变化及其对污泥沉降性能的影响,并分析了EPS与出水氮浓度之间的关系。结果表明:接种污泥中结合型EPS(BEPS)和溶解型EPS(SEPS)含量分别为82.28和17.91 mg/g VSS,自养脱氮颗粒污泥中BEPS和SEPS分别为112.72和7.83 mg/g VSS,后者BEPS所占比例较大,SEPS的含量较少。这是由于BEPS在颗粒污泥中相对稳定,并且低进水COD浓度造成颗粒污泥SEPS含量降低,从而使得颗粒污泥絮凝结合能力更好。接种污泥的EPS主要组分为多糖(70.83%),而成熟自养脱氮颗粒污泥的EPS主要成分为蛋白质(83.72%)。自养脱氮颗粒污泥的SVI为54.72 m L/g,泥水分离效果较好。SVI与EPS的相似变化趋势反映了EPS对自养脱氮颗粒污泥絮凝沉降的重要影响。     

强化造粒初期SBR沉淀时间对颗粒污泥形成的影响

为了探究强化造粒初期SBR沉淀时间对颗粒污泥形成的影响,在颗粒形成的不同时间段(1~7 d和8~14 d)将反应器每个周期的沉淀时间由15 min逐渐降低至5 min,分析不同操作条件对好氧颗粒形成的影响。结果表明,沉淀时间缩短后,污泥沉降性能更好,反应器出水水质仅在短期内会受污泥流失的影响;随着沉淀时间的减少,促进了污泥胞外多聚物(EPS)含量的增加,其中TB-EPS及多糖含量增加幅度更大,有利于污泥颗粒化。     

EPS与阳离子对活性污泥沉降性能的影响研究

采用超声波法和阳离子交换树脂法分别提取好氧活性污泥(SRT分别为3、15d)絮体外层的胞外聚合物(LEPS)和内层的胞外聚合物(TEPS),并用LEPS和TEPS分别絮凝污泥悬浮液,探讨了EPS的种类及投量、阳离子的价数与浓度对重新絮凝生物絮体沉降性能的影响。结果表明,4种EPS絮凝污泥悬浮液所形成生物絮体的SVI值均随EPS投量的增加而增大,增幅由小到大排序为:15dTEPS3dTEPS15dLEPS3dLEPS;Al3+较Ca2+絮凝污泥悬浮液所形成生物絮体的Zeta电位低且结构密实,更能促进重新絮凝生物絮体的压缩沉降。     

不同粒径成熟好氧颗粒污泥EPS的三维荧光光谱特性

为了研究不同粒径成熟好氧颗粒污泥(AGS)中胞外聚合物(EPS)的分布及物理化学特性,探究AGS的最优培养粒径,采用超声结合加热法提取了SBR中8种不同粒径成熟AGS的EPS,并利用三维荧光光谱(3D-EEM)结合化学法对其主要组分进行了定性和定量分析。3D-EEM分析结果显示,随着AGS粒径的不断增大,AGS中蛋白质类的荧光强度逐渐增强,表明蛋白质类物质在大粒径(d1.25 mm)AGS内分布较多,蛋白质类物质有助于污泥的颗粒化。腐殖酸类物质的荧光强度随着粒径的增大而逐渐减弱,意味着腐殖酸类物质在小粒径AGS中分布较多,表明其可能对AGS的形成影响不大。在AGS的培养过程中,并非粒径越大越好。研究中,不同粒径AGS的蛋白质/多糖在1.6~2.0 mm范围内达到最大,且在此范围内AGS的SVI30值最低,因此可以认为1.6~2.0 mm是AGS的最优粒径。     

厌氧微生物降解苯酚过程中胞外蛋白及多糖变化分析

为研究厌氧微生物在降解有毒难降解类物质时,胞外多聚物(EPS)的成分变化情况,选取苯酚作为培养基质,按苯酚浓度由低到高(100、300和500 mg/L)分三阶段驯化颗粒污泥。试验过程中,提取对照组(苯酚浓度为零)和三个阶段驯化的颗粒污泥的EPS,测定胞外蛋白质(PN)和胞外多糖(PS)的含量,并对PN和颗粒污泥分别进行三维荧光光谱和电镜扫描(SEM)分析。结果表明:EPS中PN含量变化明显,是抵御苯酚毒性的主要物质;PS含量变化不明显,基本维持在2.6~3.2 mg/g VSS之间,通过其中的负性官能团相互连接构成网状结构,起到维持颗粒污泥形态的作用。通过三维荧光光谱(EEM)分析,细胞分泌的酪氨酸类蛋白质和其他芳香族类蛋白质是厌氧微生物能够有效抵御苯酚毒性的主要原因,且其含量与苯酚浓度呈正相关。SEM照片显示,EPS对污泥结构有影响,PN/PS值增加促进污泥粒径变大,PN减少使污泥颗粒逐渐裂解。     

超声处理膨胀污泥的试验研究

采用20 kHz的超声频率,在4个不同的声能密度(1.28、2.56、3.85、5.13 W/mL)、5个不同的超声处理时间(30、60、90、120、150 s)下处理膨胀污泥.结果表明,在4个不同的声能密度下超声处理30 s均使污泥的SVI30值增大,即短时间的超声作用非但不能改善污泥的沉降性能,反而会降低污泥的沉降性能;当超声处理时间延长至120 s、声能密度为5.13 W/mL时,污泥的SVI30值降幅最大,达26%;在不同的声能密度下,随处理时间的延长,超声对污泥硝化活性的影响逐渐由促进变为抑制,声能密度为3.85 W/mL、超声处理时间为60 s时的污泥硝化活性最佳(较原污泥提高了约36%).由此可知,提高膨胀污泥的硝化活性与改善其沉降性能的超声作用条件并不一致,需在以后的研究中进一步协调.     

强化除磷型膜生物反应器的膜污染特性

采用强化除磷型膜生物反应器处理合成低浓度生活污水,考察其膜污染特性与机制。通过三维荧光光谱(EEM)对胞外聚合物(EPS)、溶解性微生物产物(SMP)及膜孔内部的溶解性污染物进行表征,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对膜表面污染物质的官能团进行检测,发现多糖与蛋白质类物质是导致膜污染的主要因素;采用扫描电镜与能量色谱X射线光谱仪(SEM-EDX)对污染膜表面的监测表明,Ca、Mg、Al、Si、Fe等金属元素对膜表面无机污染及滤饼层的形成贡献较大。试验阶段好氧膜池污泥的EPS和SMP平均值分别为12.6、4.4 mg/gVSS,膜组件对TEPS中多糖和蛋白质的截留率分别为78.6%和91.2%。EPS与SVI有较好的线性相关性(R2=0.967 3),EPSp在TEPSp中的比例是决定污泥沉降性的关键因素。序批式修正污染指数(MFI)试验表明,当EPS、SMP、TEPS含量增加时,MFIsol、MFIss及TMFI呈增大趋势,污泥上清液MFIsol与悬浮固体的MFIss在TMFI中各占约50%,TMFI可以作为预测膜污染速率快慢的指标。     

不同污泥沉降性能条件下污泥质量浓度对SV与SVI测定值的影响

SV、SVI是评价污泥沉降性能的2个指标[1],一般通常认为SVI值大于150 mL/g,可认为污泥已经发生了膨胀,但实际污泥质量浓度对SV、SVI测定值有一定的影响。研究发现,不同质量浓度的污泥经历30 min沉降后,在发生污泥膨胀之前,SV值基本上都已达到稳定状态,而在发生丝状菌膨胀之后,却恰恰相反。当污泥发生膨胀后,同一时间不同质量浓度下的SVI测定值之间存在差异,而当经历90 min沉降后,同一时间不同质量浓度下的SVI测定值之间的差异已非常小。因此,建议以历时90 min后所测得的污泥SVI值来判断不同质量浓度污泥是否发生膨胀更为准确。     

好氧颗粒污泥对盐酸氯苯胍的响应试验研究

以絮体污泥作为接种污泥,在序批式反应器中分析好氧颗粒污泥对盐酸氯苯胍(RH)的去除效果,阐述污泥体积指数以及COD、氨氮、RH去除率的变化,并利用三维荧光光谱研究污泥胞外聚合物(EPS)中具有荧光特性的组分变化,解析好氧颗粒污泥微生物群落的结构特征。结果表明,颗粒污泥具有良好的沉降性能,COD去除率高达90%以上,NH_4~+-N去除率约为98%。当RH浓度为10 mg/L时,颗粒污泥对COD、NH_4~+-N的去除率分别下降至60%和70%左右,EPS组分发生明显变化,运行稳定前期,颗粒污泥对RH的去除率可达90%以上,而后期仅为70%。     

藻酸盐对污泥性能的影响及提取方法的研究

藻酸盐作为胞外聚合物(EPS)中多糖的重要组分,其含量对活性污泥的凝聚和沉降性能有重要影响。以西安市两个污水处理厂的活性污泥、生物膜和实验室颗粒污泥为研究对象,分别利用阳离子交换树脂法(CER)与Na_2CO_3法提取污泥中的EPS和藻酸盐,并测定其含量以及污泥SV、SVI、耗氧速率等。结果表明,不同污泥中藻酸盐的含量有较大差异,颗粒污泥中最多,达到172.19 mg/g VSS;实际污水处理厂活性污泥中最少,仅为82.91 mg/g VSS。污泥的凝聚和沉淀性能与藻酸盐的含量密切相关,但是藻酸盐含量对污泥活性影响较小。与Na_2CO_3法相比,CER法对活性污泥胞外多糖中藻酸盐的提取率较低,仅为30%~50%。     

基于污泥转移的SBR工艺污泥膨胀原因及控制

在基于污泥转移的SBR工艺中,主反应器在长期低有机负荷[0.1～0.2 kgCOD/(kgMLSS.d)]运行和长泥龄(20 d)的共同作用下产生了污泥膨胀,SVI值高达303 mL/g。通过提高主反应区污泥负荷至0.4～1.3 kgCOD/(kgMLSS.d),污泥膨胀未能得到控制,污泥沉降性能反而进一步恶化,SVI值增至330 mL/g,并且出现跑泥现象。改变进水模式为静态进水,主反应器可在短时间内产生相对较高的底物浓度梯度,污泥膨胀得以控制,污泥沉降性能逐渐恢复。     

常温下亚硝化活性污泥的驯化及其特征

为提高脱氮性能,采用序批式反应器(SBR)培养亚硝化活性污泥.SBR在常温(15～30℃)下运行了110 d,周期为8 h(曝气为5 h、缺氧为3 h),采用间歇式曝气,曝气阶段的溶解氧控制在1.2-1.4 mg/L.结果表明,亚硝化工艺的进水负荷可达0.24 kgNH4+-N/(m3·d),对氨氮的去除率稳定在80％以上,亚硝化率维持在90％以上.同时通过每半个月置换一次污泥上清液,解决了反应器因NO2-累积造成的污泥浓度降低和处理效果不稳定的问题.对亚硝化污泥胞外聚合物(EPS)的分析表明,TB-EPS对污泥沉降性能的贡献明显大于LB-EPS.经驯化后污泥ze-ta电位的电负值降低,表明亚硝化工艺的污泥沉降性能更好.此外,当亚硝化活性污泥驯化成功后反应器能在较高负荷下稳定运行.     

一种基于电芬顿的污泥强化脱水预处理技术研究

采用电芬顿技术对抚顺市某市政污水处理厂浓缩池剩余污泥进行预处理,强化污泥的脱水性能。通过正交试验分析了电芬顿污泥强化脱水预处理技术的主要操作参数,确定了最佳工作条件,即p H值为3,曝气量为500 m L/min,电压梯度为2 V/cm;并通过极差与方差分析得出p H值为影响污泥脱水性能的主要参数。通过污泥含水率与脱水速率随时间的变化情况,分析得出最佳的电芬顿氧化处理时间为60 min,此时含水率能够降到68%。通过研究添加羟基自由基(·OH)清除剂后污泥的破坏效果以及·OH浓度与污泥破坏程度的关系,发现电芬顿污泥脱水的关键是产生的强氧化剂中间产物·OH。此外,污泥胞外聚合物(EPS)的浓度和组成在电芬顿氧化反应前后发生变化,紧密结合EPS(TB-EPS)量减少,可溶解性EPS(S-EPS)先增加后减少。     

SBR不同沉降时间的污泥特性研究

对比了投加海藻酸钠与未投加海藻酸钠两种好氧颗粒污泥的培养方式,分析了絮状污泥通过改变沉降时间逐步实现颗粒化过程中污泥特性的变化。结果表明,未投加海藻酸钠(R1)和投加海藻酸钠(R2)的两组反应器分别经过40和20 d可使絮状污泥完全颗粒化,形成的好氧颗粒污泥沉降性能好、污染物去除效能高,且投加海藻酸钠培养的颗粒污泥具有更高的微生物量。在不断缩短污泥沉降时间过程中,胞外聚合物浓度逐渐升高,且以蛋白质类增加为主。随着颗粒形态趋于成熟,胞外聚合物含量维持稳定。另外,海藻酸钠的投加有利于胞外聚合物的增加,同时促进第二信使分泌,加速絮状污泥颗粒化过程。荧光光谱分析发现,两种颗粒污泥图谱峰的位置总体相同,但投加海藻酸钠污泥的EPS荧光强度略高。     

新型内循环反应器处理木薯废水的启动及污泥特性

对新型可控内循环厌氧反应器处理木薯废水的启动过程进行了研究,并从颗粒污泥的沉速、密度、VSS/SS值、比产甲烷活性(SMA)、胞外聚合物(EPS)等角度分析了启动过程中颗粒污泥特性的变化。反应器启动成功后,在进水COD为7 000 mg/L的条件下,对COD的去除率为92%左右;颗粒污泥的SMA为218.6 m LCH4/(g VSS·d),平均粒径为3.1 mm,沉速为96.24 m/h,表现出良好的产甲烷活性与稳定性;而颗粒污泥的EPS总量达到38.60 mg/g VSS,其中多糖为24.63 mg/g VSS,蛋白质为13.97 mg/g VSS。利用三维荧光光谱对启动过程中颗粒污泥EPS组分的变化进行了分析,第25、55和70天在光谱中的Ex/Em为280/360、210/340和420/470 nm处都出现了明显的吸收峰,其分别为色氨酸蛋白、简单芳香蛋白和辅酶F420,且随着进水有机负荷的逐渐增加,荧光强度逐渐增强,颗粒污泥性能良好。     

混凝改善二沉池排泥的沉降性能研究

采用混凝改善二沉池排泥的沉降性能，结果表明：新型阳离子高分子絮凝剂CPF的效果明显优于PAM和Al2(SO4)3，当pH值为7、2、CPF投量为污泥干重的O．46％时，SVI值较未投加絮凝剂的减少了42．9％；低强度搅拌、升温及中性和弱酸性等条件均有利于强化CPF对污泥沉降性能的改善作用。     

反硝化聚磷体系中颗粒污泥的特性生研究

为了考察反峭化聚磷颗粒污泥的形成过程,利用SBR在厌氧/好氧/缺氧(A/0/A)运行方式下、以人工配水培养驯化颗粒污泥,研究了颗粒污泥在形成过程中的特性变化.结果表明,在培养初期污泥呈褐色絮体,结构松散,污泥活性较差;在第二阶段,颗粒污泥开始出现,粒径范围为0.13～1.63 mm,沉降速率逐渐变大,SVI值下降,MLSS值上升;至第三阶段末,颗粒污泥呈致密的球形或椭球形,粒径范围为0.6～3.0 mm,沉降速率基本在0.5～1.5 cm/s,沉降速率与粒径的关系大致符合斯托克斯定律,MLSS值达到2 500 mg/L,SVI值约为90 mL/g,此时的颗粒污泥沉降性能良好、活性较强、生物量较大.     

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。     

低温下腐殖SBR对活性污泥沉降、脱水性能的影响

为考察10℃左右低温环境下腐殖土填料对活性污泥胞外聚合物(EPS)以及沉降、脱水性能的影响,采用SBR工艺处理模拟废水,将内置和外置腐殖土填料的SBR工艺(HS-SBR)与传统SBR工艺(cSBR)进行对比研究。结果表明:添加腐殖土可显著提高活性污泥的初沉速度,外置HS-SBR反应器初沉速度比cSBR提高了9.559 mm/min,改善率达192%;内置HS-SBR反应器初沉速度比cSBR提高了10.599 mm/min,改善率高达213%。外置、内置HS-SBR的污泥沉降性能明显比cSBR的好,SVI值明显较小。HS-SBR的CST值均较cSBR的CST值小,特别是内置HSSBR反应器的CST值最小,比cSBR反应器的CST值小0.68 s·L/gSS,更有利于污泥脱水。