弹性填料对ABR去除重金属及颗粒污泥的影响

为研究弹性填料对厌氧折流板反应器（ABR）去除重金属及颗粒污泥的影响,采用有弹性填料ABR和无弹性填料ABR进行对比。结果表明,弹性填料有利于提高ABR去除生活污水中的多数重金属;两组ABR各隔室中的厌氧颗粒污泥粒径沿着水流方向逐渐减小,但多介于0.75～1.25mm之间,有弹性填料ABR各隔室中的厌氧颗粒污泥粒径略小于无弹性填料ABR;通过扫描电镜发现,两组ABR第1隔室中的厌氧颗粒污泥表面含有大量的丝状菌,第2～4隔室中的厌氧颗粒污泥表面的丝状菌显著减少,但胞外聚合物的含量有所增加;与无弹性填料ABR相比,有弹性填料ABR各隔室中的厌氧颗粒污泥表面的丝状菌有所减少;通过能谱仪元素分析发现,两组ABR各隔室中的厌氧颗粒污泥表面最主要的元素为C、O和N,此外,还包括Na、Al、P、Ca、Fe、As、Hg和Pb等;与无弹性填料ABR相比,有弹性填料ABR各隔室中的厌氧颗粒污泥表面的重金属元素含量有所减少。     

低氧环境anammox工艺运行性能及功能菌群结构研究

为了研究低溶解氧(DO)条件下厌氧氨氧化(anammox)工艺的运行性能、颗粒污泥特征及功能菌群结构特征,实验以模拟废水为处理对象,构建了实验室规模的上流式厌氧氨氧化污泥反应器。实验结果表明,反应器能够在近两个月的运行过程中保持稳定运行,NH₄⁺-N、NO₂^--N 和 TN 的平均去除率分别为(93.11±4.13)%、(98.88±1.18)%和(95.98±10.6)%。胞外聚合物(EPS)的蛋白/多糖为 1.26,anammox 污泥颗粒化程度较高,粒径大于 1 mm 的颗粒污泥占全部污泥的为 61%。污泥比 anammox 活性为 4.34 mg NH₄⁺-N/(gVSS·h)、6.55 mg NO₂^--N /(gVSS·h)、9.78 mg TN/(gVSS·h)。菌群分析结果表明,颗粒污泥优势门为变形菌门(Proteobacteria)(24.25%),浮霉菌门(Planctomycetes)(19....     

厌氧折流板反应器处理退浆废水的启动研究

对采用厌氧折流板反应器(ABR)处理难降解退浆废水的启动过程进行了研究.实验结果表明:经过90 d的运行,反应器在32～34℃、上流速度8 m/h、水力停留时间6 d、COD容积负荷1.80 kg/(m3·d)的条件下,COD去除率达到55%以上,启动成功.出水COD稳定在4 500 mg/L左右,碱度约为700～850 mg/L.运行情况表明,启动初期反应器各隔室的pH变化较大,有效控制pH是系统启动成功的关键.启动后期,各隔室pH稳定在6.8～7.3之间,挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度为300～500mg/L.随着隔室的横向推移,污泥的SS、VSS和SS/VSS不断增大,推测反应器中厌氧微生物相分离现象显著.     

碳中和背景下碳源捕获的污泥厌氧发酵性能

在“碳中和”的可持续发展理念及自养生物脱氮工艺需低碳高氮的理想进水水质要求下，城市生活污水高效碳源捕获技术得到了快速发展，文章针对该技术捕获的碳源污泥展开厌氧发酵性能研究。结果表明，捕获碳源污泥在厌氧发酵中溶解性有机物SCOD_Cr降解率高达约77.70%、挥发性悬浮固体(VSS)降解率为15.26%、发酵过程中总磷(TP)质量浓度为(1.35±0.18) mg/L。此外，捕获碳源污泥发酵平均累积产气量可达到31.43 mL/(g VSS)、709.54 mL/(g SCOD_Cr),同时通过三维荧光光谱发现厌氧污泥能直接利用捕获碳源污泥中的碳源进行发酵。相比对照组的厌氧污泥，捕获碳源污泥具有快速发酵、高效产气和污泥减量稳定化的优势，为自养生物脱氮工艺中产生的捕获碳源污泥的处理处置及资源化利用提供了一种新思路。     

厌氧折流板反应器处理模拟纺织印染废水研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理模拟纺织印染废水,通过COD、染料RB-5含量等指标来考察COD容积负荷(VLR)变化对ABR各隔室的影响。结果表明,当反应器VLR由0.5 kg/(m~3·d)提高到2.0 kg/(m~3·d)的过程中,ABR中COD和RB-5的平均去除率则一直稳定在90%和78%上下。并且,第1隔室对污染物的降解起主要作用,其中COD和RB-5在第1隔室中的平均去除率分别为61.5%和64.0%。后端隔室COD及RB-5的去除率有随有机负荷提高而上升趋势。由不同隔室组成的ABR能承受较大负荷,更好的实现了COD和RB-5的同步去除。     

不同碳源对ABR处理效能与污泥特性的影响

以葡萄糖和谷氨酸为碳源，研究了不同碳源对厌氧折流板反应器(ABR)处理污水效能与污泥特性的影响。结果表明，分别以葡萄糖、谷氨酸为碳源时，ABR对COD的平均去除率分别为99.55%和93.85%，以葡萄糖为碳源的ABR对有机物去除效果更佳。在ABR运行的21～30 d，反应器A(葡萄糖为碳源)和反应器B(谷氨酸为碳源)对TP平均去除率分别为-5.83%和-2.57%，葡萄糖为碳源时更有利于微生物对污泥中有效磷的利用，促进水中磷的释放。随着反应器的运行，以葡萄糖为碳源的ABR中污泥辅酶F₄₂₀活性得以提高，4个格室中辅酶F₄₂₀活性分别比谷氨酸为碳源的高出0.06、0.02、0.06、0.11 mmol/g；但两个反应器中污泥脱氢酶活性均表现为增强，尤其是以葡萄糖为碳源的ABR中，4个格室的脱氢酶活性分别为88.87、175.54、167.59、241.18 mgTF/(L·h)。由三维荧光(EEM)光谱分析两个反应器中污泥的胞外聚合物(EPS)可知，反应器A中的蛋白类物质荧光峰值均较强，辅酶F₄₂₀的荧光峰值从第1格室开...     

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。     

改进型厌氧折流板反应器预处理农村生活污水效能研究

研究了ABR反应器作为人工湿地处理农村生活污水预处理单元,隔室功能的改进、反应器启动和处理效能。改进型ABR反应器增大第1隔室容积,将第6隔室改造为沉淀池,可提高系统抗冲击负荷性能,减缓人工湿地的堵塞。ABR反应器在自然条件下,以好氧浓缩污泥作接种污泥,碱度1 500～2 000 mg/L,25 d左右出现污泥颗粒化,粒径以0.25～3 mm为主。ABR反应器COD去除率可达50%,其中ABR第1隔室吸附降解COD高达40%,COD容积负荷可高达1.59 kg/(m3.d)。经ABR系统预处理后,出水SS可降至20 mg/L。     

预处理—厌氧—两级SBR组合工艺处理保险粉废水

采用预处理—厌氧—两级SBR组合工艺处理保险粉废水。试验研究结果表明:预处理可提高废水的可生化性;当厌氧系统COD污泥负荷(以VSS计)不超过0.5 kg/(kg·d),两级SBR曝气时间分别为11、8 h时,厌氧及两级SBR的COD去除率可分别达到69%、97%,组合工艺COD总去除率达到98%,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的二级标准。     

基于性能改善的厌氧颗粒污泥调控机理研究

针对UASB反应器污泥上浮导致污泥大量流失的问题,本研究以实际生产废水为基质,通过对连续实验过程中颗粒污泥形态、活性及微生物种群结构解析,旨在确定厌氧颗粒污泥性能的改善策略及调控机理。结果表明,通过缩短水力停留时间(HRT)提高进水负荷(OLR),发酵系统能够实现高负荷条件下的稳定高效运行,同时污泥沉降速度从41.3 m/h提高到74.8 m/h,污泥结构经历了由松散变密实的变化过程;通过对微生物群落结构的解析,颗粒污泥内部的乙酸型产甲烷菌及氢营养型产甲烷菌的数量提高了1.8倍,促进了乙酸的SMA从0.493 g COD/(g VSS·d)增至0.664 g COD/(g VSS·d),丙酸SMA由0.398 g COD/(g VSS·d)升高为0.588 g COD/(g VSS·d),同时有效降低了系统的氢分压。在改善了颗粒污泥形态结构的同时使其活性得到了明显提升,成功地解决污泥上浮问题。     

内循环三相厌氧生物流化床降解精对苯二甲酸废水的研究

以火山岩为载体,制作了内循环式厌氧生物流化床,通过好氧预挂膜、快速排泥、逐步提高负荷法启动,启动时间约47 d。运行稳定后,当精对苯二甲酸(PTA)废水的COD为(4 752.3±41.2)mg/L时,在水力停留时间(HRT)为(17.3±1.2)h、有机负荷(OLR)为6.5kg COD/(m3.d)条件下,COD去除率达(64.0±4.4)%,对苯二甲酸(TA)去除率达(65.1±1.3)%,生物膜量达(13.3±0.2)mgVSS/g载体。对载体进行扫描电镜分析(SEM)得知,载体内为封闭孔,厌氧生物主要生长于载体表面孔内。观测产量为Yobs0.057gVSS/g COD,载体生物基质利用速率为0.83g COD/(gVSSd)。     

旋流内循环厌氧反应器中厌氧颗粒污泥特性研究

厌氧颗粒污泥是厌氧反应器高效、稳定运行的核心。在实验条件下,以旋流内循环厌氧反应器处理酒精废水为例,对厌氧颗粒污泥的形态、粒径、沉速以及产甲烷活性做进一步的研究。反应器运行120d后测各项指标,下反应室的厌氧颗粒污泥粒径集中在1.50mm～2.50mm之间,最大比产甲烷速率为328 mL/gVSS.d;上反应室的厌氧颗粒污泥粒径集中在0.5mm～1.00mm之间,最大比产甲烷速率为206 mL/gVSS.d。颗粒污泥的沉降速度最大近140 m/h,VSS/SS由启动时的0.60提高到了0.85。试验表明,旋流传质的水力条件较好,有利于形成沉降性能好和产甲烷活性高的颗粒污泥。     

DIC厌氧反应器启动过程中污泥性能的研究

在设计出的机械提升式厌氧双循环反应器中,以絮状污泥为种泥,对反应器启动过程中污泥性能的变化进行了研究。实验在常温下启动,经过40d后污泥开始颗粒化,165d后大部分污泥的粒径介于0.6～1.2mm。所培养出的颗粒污泥的活性相对较好,比产甲烷活性ACT=0.91g/(g.d),VSS/TSS为0.67,SVI达到了15.2mL/g,颗粒污泥平均沉速为45.1m/h。并且在CODCr容积负荷=20kg/(m3.d),HRT=16.0h的情况下,CODCr的去除率超过了80%。     

Ca2+对序批式生物反应器活性污泥性能的影响

二价阳离子能够中和活性污泥表面负电荷,影响微生物活性和生物絮凝性能。本文采用序批式生物反应器（SBR）考察Ca²⁺对污泥活性和污泥絮体表面性质的影响,利用红外光谱和三维荧光光谱分析胞外聚合物（EPS）组分和结构的变化,揭示Ca²⁺与污泥疏水性和zeta电位之间的联系,明确Ca²⁺在生物絮凝中的作用。结果表明：在进水COD、TN和NH₄⁺-N分别为420mg/L、40mg/L和35mg/L的条件下,当Ca²⁺浓度达到160mg/L时,COD、NH₄⁺-N和TN去除率最高（分别为96.7%、90.02%和73.2%）,DHA活性和耗氧呼吸速率（OUR）达到最大,分别为124mgTF/L和3.1mg/（min·L）。Ca²⁺促进了污泥微生物EPS的生成,增大了EPS中蛋白质含量。Ca²⁺与EPS表面带负电的官能团形成架桥,吸附桥联的Ca²⁺中和EPS表面的负电荷,减少了污泥表面负电荷之间的静电斥力,使污泥絮体保持稳定;同时增大了污泥表面的疏水性,改善了污泥的絮凝性和沉降性。     

高效气升循环式短程硝化工艺性能

采用模拟含氨废水和气升循环式好氧反应器研究了短程硝化(partial nitrification,PN)工艺的高效性能。试验结果表明,气升式短程硝化工艺具有很高的容积效率,在30℃、进水氨氮浓度358.5～942.3mg·L-1时,反应器水力停留时间可缩至0.86～2.00h,反应器每天周转次数高达12～28次,平均容积去除速率高达5.5kgN·m-3·d-1,处于文献报道的最高水平范围。该工艺具有超常的运行稳定性,在进水基质浓度、进水流量和pH波动的情况下,氨氮去除率、出水氨氮浓度和亚硝氮积累率的相对标准偏差分别为3.1%～16.8%,4.3%～26.5%和0.4%～5.3%。该工艺的高效稳定性可归因于气升循环式反应器的强污泥持留能力和短程硝化污泥的高反应活力。系统内持留的污泥浓度高达4.0～5.2g VSS·L-1,动力学试验测得的最高比污泥活性达到2.71gN·(g VSS)-1·d-1。     

碳磷比对新型后置缺氧工艺脱氮除磷的影响探究

以人工合成废水为对象,探究了进水C/P对新型后置缺氧工艺脱氮除磷效率的影响,结果表明,当COD/ρ(SOP)由35/1降低至15/1时,COD去除影响不明显,但TN及SOP的去除率均呈现下降趋势。C/P下降促进污泥体系中EPS的产生。C/P降低抑制了NH₄⁺-N好氧硝化与缺氧反硝化。COD/ρ(SOP)由35/1下降至15/1,厌氧释磷量和厌氧释磷速率分别由(37.3±0.5)mg/L和(8.5±0.4)mg/(g·h)下降至(28.1±1.8)mg/L和(5.1±0.8)mg/(g·h)。C/P下降降低了厌氧期PHA的合成,从而导致后续氧化分解产能不足。COD/ρ(SOP)为35/1时,30℃为新型后置缺氧工艺营养盐去除的适宜温度。     

高负荷厌氧氨氧化EGSB反应器的运行及其颗粒污泥的ECP特性

高效性是厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)生物脱氮工艺的优势,污泥颗粒化则是生物反应器高效性的重要原因。控制进水亚硝酸盐浓度为360mg·L-1,回流比为0.5,经过230d的连续运行,逐步将厌氧氨氧化膨胀颗粒污泥床(expanded-granular sludgebed,EGSB)反应器(1.1L)的水力停留时间由6.9h缩短至0.30h,获得的容积基质氮去除速率为50.75kg.m-3·d-1,是原有世界最高水平的2倍。在此工况下获得的高负荷厌氧氨氧化颗粒污泥的平均粒径为(2.51±0.91)mm,比污泥厌氧氨氧化活性为1.899kg·(kgVSS)-1·d-1,胞外多聚物(extracellular polymers,ECP)总含量达143.00mg·(gVSS)-1。随着反应器容积基质氮去除速率的提高,反应器内厌氧氨氧化颗粒污泥胞外多聚物含量增加,其中蛋白质含量增加更快,蛋白质的"超量产生"致使颗粒污泥的PN/PS增大,易随水流失。     

活性艳蓝经多相类芬顿预处理前后对厌氧污泥性能的影响

以蒽醌类染料活性艳蓝为目标污染物,探讨了其对产甲烷菌的抑制机理;分析了其经多相类芬顿预处理前后对厌氧污泥EPS、粒径分布、金属离子含量的影响;同时对活性艳蓝的降解途径进行了探究。结果表明,活性艳蓝对产甲烷菌具有代谢毒性甚至生理性毒性;其进入厌氧反应器后,会造成COD去除率降低;颗粒污泥粒径减少,污泥中钙、镁离子浓度分别由40.5和16.2 mg·L^-1降低到22.5和6.8 mg·L^-1,污泥的稳定性与絮凝性变差。而经多相类芬顿预处理后,COD去除率可达90%以上,厌氧颗粒污泥EPS总量、蛋白质含量、多糖含量分别增大到98.7、69.9和28.8 mg·(g VSS)^-1,为保持颗粒污泥的活性与稳定性提供了保障。多相类芬顿体系所产生的羟基自由基首先攻击活性艳蓝的三嗪基团及不饱和共轭键的蒽醌结构,继而生成邻苯二甲酸、苯甲酸,再被降解为丁酸、草酸、乙酸等小分子羧酸,从而降低了其毒性,有利于后续厌氧生物处理的进行。