膜生物反应器中好氧颗粒污泥的形成及其性质

研究了在不同容积负荷下(0.47kgCOD/(m3.d)、1.68kgCOD/(m3.d)、3.36kgCOD/(m3.d))一体式膜生物反应器中好氧颗粒污泥的形成、性质以及对于生活污水中的COD及氮的去除效果并对其形成机理进行了探讨。通过扫描电镜的观察,可以将此好氧颗粒污泥看成是以丝状菌为骨架,胞外聚合物为“粘合剂”的微生物聚集体。     

MBR中磁种好氧颗粒污泥的培养及对膜污染的影响

以人工合成模拟废水为处理对象,在膜生物反应器(MBR)中培养磁种好氧颗粒污泥,并考察了其对膜污染的影响。结果表明,由絮状活性污泥培养磁种好氧颗粒污泥,开始污泥中大量繁殖丝状菌,然后丝状菌缠绕成细小的颗粒,最后慢慢形成颗粒污泥,其外表光滑,近似呈圆球形或椭球状。培养成熟的磁种好氧颗粒污泥的粒径为0.47~4.1 mm,平均为1.7 mm;SVI70mL/g,远低于普通活性污泥的(100~150 mL/g);沉降速度随粒径的增加而增大,范围为30~91m/h,而普通活性污泥的只有8~10 m/h。同时,比较了絮状污泥MBR和磁种好氧颗粒污泥MBR在运行过程中膜通量的变化趋势,结果表明:磁种好氧颗粒污泥MBR的膜通量下降速度低于普通絮状活性污泥MBR的,这是磁种好氧颗粒污泥和反应器的流态共同作用的结果。     

SBAR反应器的好氧颗粒污泥低温培养及运行特性

以葡萄糖和乙酸钠混合基质为碳源,絮状污泥为接种污泥,采用间歇式气升内循环反应器(SBAR),考察了在低温条件下好氧颗粒污泥的培养、颗粒污泥特性及其对污染物的去除效果.结果表明:在温度为(10±1)℃时,成功培养出了好氧颗粒污泥;其平均粒径为1.82 mm,结构密实、表面光滑,平均湿密度为1.036 g/cm3,沉速为18.6～65.1 cm/min.反应器稳定运行后,对COD、NH4+-N、TP的去除率分别为(90.6%～95.4%)、(69.2%～79.9%)、(52.5%～59.5%);出水硝酸盐和亚硝酸盐浓度均小于0.2 mg/L;启动阶段的亚硝化率为34.9%～52.3%.可见,SBAR反应器对污染物具有较好的去除效果,同时在低温下好氧颗粒污泥也具有较高的同步硝化反硝化能力.     

序批式反应器的好氧颗粒污泥特性研究

对序批式反应器中好氧颗粒活性污泥的形成过程、处理性能和颗粒分布特性进行了研究。结果表明，不同操作条件下产生了结构形态不同的颗粒污泥，沉降时间是颗粒污泥形成的主要因素，有机负荷对颗粒污泥的结构有一定影响。颗粒污泥反应器对溶解性COD的去除率可达90％，对氨氮的去除率为24％。颗粒污泥在反应器中分布不均匀，反应器底部MLSS高达8g／L，SVI为34mL／g，随着反应器高度的增加则MLSS值降低、SVI值提高；此外较大的颗粒污泥聚集在反应器的底部，较小的颗粒污泥和絮体分布在反应器的中上部。     

生物膜反应器中好氧颗粒污泥形成机理

研究了新型悬浮载体生物膜反应器对生活污水中COD和氨氮的去除效果,就生物量和生物相的变化规律进行了分析,在此基础上探讨了反应器内好氧颗粒污泥的形成机理。试验发现,所形成的好氧颗粒污泥为白色绒球状,平均粒径为2～3mm,最大可达5mm左右,相对密度在1．12～1．14之间,沉速为29．7～46．0m/h;反应器内的微生物以附着生长型为主,生物量(SS)为5．O～15．Og／L,好氧颗粒污泥在总生物量中所占的比例较小(约为1／10)。此好氧颗粒污泥可看成是脱落的生物膜在特定外部环境条件下所形成的具有特殊结构的微生物聚集体,其主要是由丝状细菌的菌丝缠绕而成,同时有球菌、杆菌等其他微生物附着生长在菌丝上。     

推流式亚硝化好氧颗粒污泥反应器中细菌特性

为确定推流式好氧亚硝化颗粒污泥反应器中细菌分布特性,从悬浮污泥、颗粒污泥及上清液分别取样,通过计数培养细菌、放线菌以及亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌,表明在悬浮污泥中细菌数量最多,颗粒污泥中放线菌最多。亚硝化细菌主要分布在悬浮污泥中,硝化细菌和反硝化细菌主要分布在颗粒污泥中。好氧颗粒污泥分离得到的反硝化菌在有氧反硝化条件下能够生长,说明好氧颗粒污泥中微生物具有多样性,其微观结构较复杂。     

好氧颗粒污泥的水力特性模拟

在不同雷诺数和多种颗粒基本粒径的条件下,对单个的好氧颗粒污泥进行水力特性的数值模拟,对比分析颗粒周围以及内部的流速场和剪切速率场分布。运用CFX软件得到了速度分布和剪切速率分布的云图,模拟出了颗粒内部的传输速度随着雷诺数以及孔隙率的增大而增大,而剪切速率的大小只与雷诺数有关,与孔隙率大小无关。     

低温好氧颗粒污泥反应器的启动特性研究

好氧颗粒污泥技术具有良好的应用前景,但是当温度波动较大时颗粒污泥会发生解体,因此研究低温好氧颗粒污泥反应器的运行对推动好氧颗粒污泥技术的发展具有重要意义。研究了低温条件下好氧颗粒污泥反应器的启动过程及其特性,结果表明:经过约40 d的培养,形成了沉降性能良好和生物量较高的好氧颗粒污泥。污泥胞外聚合物内蛋白质类物质含量提高了1.8倍,蛋白质类物质浓度的升高与稳定存在是絮状活性污泥颗粒化的重要因素。低温好氧颗粒污泥对生活污水中的污染物具有较好的去除效能,但是其反硝化效果较差,反应器内溶解氧含量较高以及反硝化细菌与聚磷菌对外碳源的竞争劣势是造成硝酸盐氮积累的主要原因。红外光谱分析结果显示絮状污泥颗粒化之后,污泥的主要官能团没有发生变化,污泥性质稳定。胞外聚合物内蛋白质类物质和溶解性微生物产物的荧光强度升高,表明低温好氧颗粒污泥的强度增加,颗粒污泥内部结构更加稳定,污泥微生物对低温的适应性逐渐加强,污泥活性提高。     

有机负荷对好氧颗粒污泥反应器运行性能的影响

本试验研究了有机负荷对好氧颗粒污泥反应器运行性能的影响。试验结果表明:有机负荷控制在0.48～0.96kg/(m~3·d)运行时,颗粒污泥内微生物活跃度较高对废水中污染物降解效果较好,COD、NH_4~+-N、TN和TP平均去除率分别为97.16%、98.02%、86.82%和95.97%。有机负荷太高或太低都不能实现颗粒污泥对污染物的处理效果,只有合适的有机负荷范围能够有效维持好氧颗粒污泥反应器运行的稳定性,实现对COD、氨氮、TN和总磷的处理且具有较好的去除效果。     

MBR中好氧颗粒污泥的培养与研究

以实际生活污水接种絮状活性污泥在膜生物反应器中培养好氧颗粒污泥．通过对三个培养阶段污泥生长情况的考察,研究了颗粒污泥的变化规律及特性。并对好氧颗粒污泥的处理效果进行了分析。该系统连续运行4个月的结果表明,在MBR反应器中成功培养出了运行比较稳定的好氧颗粒污泥,且系统处于稳态时好氧颗粒污泥对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率达到95％、80％、70％和65％。     

曝气量对膜生物反应器污泥特性和膜污染的影响

设置M1、M2和M3等3个反应器的曝气量分别为150、200和300 L/h,研究了曝气量对膜生物反应器(MBR)的运行效果和污泥特性的影响.结果表明,随着曝气量的增加,对COD和NH4+-N的去除率提高,反应器内溶解氧浓度和污泥的比耗氧速率均增加,表明增加曝气量有助于提高污泥的活性.污泥絮体的粒径变小,溶解性微生物代谢产物(SMP)浓度则由M1的46.8mg/L增加到M3的71.0 mg/L,而且其中的成分也发生了变化,蛋白质与多糖的比值随着曝气量的增加而增加,M1的为1.5,M3的则增至1.9.随着曝气量的增加则膜污染速率加快,表明膜污染以SMP污染为主.     

投加粉末活性炭对MBR中膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭(PAC)对MBR中污泥混合液特性和膜污染的影响,并探讨了影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径从53.25μm增至85.24 μm;混合液中的溶解性微生物代谢产物(SMP)含量与污泥比阻之间具有很好的正相关性,投加PAC可降低混合液中的SMP含量(平均值从87.17 mg/L降至65.54 mg/L),进而降低了污泥比阻值,减轻了膜孔堵塞程度,增加了膜的透过性,减缓了凝胶层污染速度,从而可有效减轻膜污染,延长膜组件的运行周期.     

膜生物反应器发生污泥膨胀后的控制措施研究

以膜生物反应器处理学校洗浴污水,考察了污泥发生膨胀时反应器对污染物的去除效果,并探讨了控制污泥膨胀的方法。结果表明,污泥膨胀对膜生物反应器去除COD和BOD5的效果影响不大,但会使系统对氨氮的去除率有所下降。采用化学絮凝法控制污泥膨胀,静态试验结果表明三氯化铁和聚丙烯酰胺的絮凝效果较为理想,但现场投加时发现,反应器内较强的水力搅拌作用使得聚丙烯酰胺的絮凝效果变差,而三氯化铁可作为控制污泥膨胀的应急措施,采用营养平衡法可从根本上解决污泥膨胀问题。     

MBR处理生活污水启动阶段的膜污染分析与对策

采用一体化膜生物反应器处理青岛市崂山偏远山区的生活污水,分析了启动阶段的膜污染原因并提出了相应对策。试验结果表明,由于进水COD浓度偏低、接种污泥浓度较高及水力停留时间较长,导致反应器中污泥负荷远远低于0．05kgCOD／（kgMLSS·d）,从而造成启动阶段污泥出现严重的解体及其活性大幅降低,致使膜通量显著降低（上清液溶解性微生物产物中多糖类物质是膜污染产生的主要原因,采用空曝和次氯酸钠联合清洗方法可使膜通量得到较好的恢复）。试验结果还表明,当进水COD浓度较低时,在膜生物反应器启动阶段通过控制接种污泥浓度,保证污泥负荷〉0．05kgCOD／（kgMLSS·d）,并在接种污泥驯化完成后再放入膜组件,可避免严重的膜污染出现。     

A/O-MBR处理低浓度生活污水的试验研究

针对传统活性污泥法处理低浓度生活污水难度大的问题,采用缺氧-好氧膜生物反应器(A/O-MBR)处理该类污水,并考察了其处理效果.结果表明,在污泥浓度为4 000～6 000mg/L、HRT为19.2 h、好氧段溶解氧浓度为1.5～2.5 mg/L、污泥回流比为200%～300%的条件下,A/O-MBR对COD和氨氮的去除效果良好,平均去除率分别为92.2%和95.9%.在无排泥的情况下,系统连续运行近100d,出水水质稳定.     

A／O—MBR处理低浓度生活污水的试验研究

针对传统活性污泥法处理低浓度生活污水难度大的问题，采用缺氧-好氧膜生物反应器（A／O—MBR）处理该类污水，并考察了其处理效果。结果表明，在污泥浓度为4000～6000mg／L、HRT为19．2h、好氧段溶解氧浓度为1．5～2．5mg／L、污泥回流比为200％～300％的条件下，A／O—MBR对COD和氨氮的去除效果良好，平均去除率分别为92．2％和95．9％。在无排泥的情况下，系统连续运行近100d，出水水质稳定。     

清洁生产思想在膜污染控制中的运用

将现代清洁生产的思想应用到膜污染控制之中，并据此建立了全过程控制方法，即源头控制、过程控制以及末端治理相结合的控制方法，以求最大限度地减缓膜污染，从而加快MBR在实际工程中的应用。     

MBR工艺处理发酵类制药废水中试研究

采用MBR工艺处理发酵类制药废水,通过逐步改变水力停留时间(HRT),对反应器进水和出水的COD、氨氮及MLSS、DO和膜压等进行了连续监测,考察了处理效果。结果表明,当进水COD为400～1100mg/L、氨氮为50～110mg/L时,在MLSS为18000～19000mg/L、HRT从20h逐步缩短到8h的条件下,反应器对COD、氨氮仍有较好的去除效果,运行期间的去除率均值分别为73%、93%;此外,滤膜工作和清洗周期正常,无损膜、堵膜现象。