水解液强化污水生物除磷性能及机制探究

生物除磷效率受限于进水碳源不足，本工作探究了剩余污泥（ES）厌氧发酵液对生物除磷性能的影响，并通过污泥特征及典型周期内营养盐的变化、关键酶活性揭示ES发酵液强化生物除磷的机制。结果表明，发酵液能强化生物除磷，且与乙酸钠相比较，发酵液对SOP的去除能力更强。在阶段Ⅲ，溶解性磷酸盐（SOP）的去除效率高达96.2%～97.8%，高于阶段Ⅰ。添加ES发酵液时，出水COD的浓度低至13.5～16.2 mg/L，最高胞外聚合物（EPS）含量为75.6 mg/g，其中蛋白质和多糖的含量分别为38.6 mg/g和13.4 mg/g，高于未添加发酵液和乙酸钠为碳源的阶段。发酵液内溶解性有机质的多样性提高了关键酶活性，关键酶活性分析在阶段Ⅲ内与生物相关关键酶的活性均高于其他阶段。本研究工作对ES发酵液再利用与水体中磷酸盐的去除提供一定的理论指导与数据支撑。     

碳纳米管降低生物脱氮除磷效率的机制探究

为了探究碳纳米管（CNT）对生物脱氮除磷效率及活性污泥特征的影响，以实际生活废水为探究对象，构建了序批式反应器，探究了中温环境下不同剂量CNT(0、1.0、10.0、20.0和30.0 mg/L)长期暴露下活性污泥特征及脱氮除磷效率的变化规律。结果表明低浓度CNT(1.0 mg/L)对污泥特征及脱氮除磷影响不明显，而高浓度CNT降低了污泥内混合液悬浮固体浓度和污泥体积指数（SVI）分别至3 165～3 450 mg/L和111～116 mL/g。在生物脱氮除磷方面，CNT显著降低脱氮除磷效率，尤其当CNT为30.0 mg/L时，出水COD约为66.9～71.7 mg/L,COD去除效率75.6%～76.6%，氨氮去除效率80.6%～81.3%，磷酸盐去除效率75.5%～76.3%，均显著低于初始状态。机制探究表明CNT降低了生物脱氮除磷涉及的关键酶活性并降低了聚羟基脂肪酸酯（PHA）的合成量，促进了糖原质在典型周期内的代谢。毒性测定分析表明CNT存在促进了活性氧（ROS）产率及乳酸脱氢酶（LDH）释放量ROS释放，尤其当CNT浓度为30.0 mg/L时，ROS的相对产量高达294%,L...     

倒置A2/O耦联生物滤池强化生物脱氮除磷的探究

针对传统倒置A²/O工艺（R1）生物脱氮除磷效率不理想的现状,开发了倒置A²/O耦联生物滤池（BAF）(R2)的新工艺,并在中温条件下比较了两工艺对城镇生活废水的脱氮除磷效率。结果表明,稳定运行期R2内出水COD维持在10.7～17.6 mg/L,去除率为92.5%～94.2%,高于R1。延程分析表明,R2内COD主要在缺氧期与厌氧期被消耗。R2内总氮（TN）及总磷（TP）的去除率分别为81.3%～82.8%、85.6%～86.9%,均显著高于R1。机制探究表明,R2强化了硝化过程,使得回流液中硝态氮含量升高,强化了缺氧区的反硝化脱氮过程。在生物除磷方面,R2厌氧期释磷量高于R1,且合成胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）的最大含量为6.8 mg/g,从而在随后的好氧期产生更多能量用于吸磷。     

典型纳米污染物和重金属复合胁迫抑制污水生物脱氮的机制解析

为明确金属纳米颗粒与重金属复合胁迫对活性污泥生物脱氮的影响，通过改变进水纳米Ag和Cu的浓度，探究了两者复合胁迫对生物脱氮的影响并揭示相关机制。结果表明，纳米Ag和Cu复合胁迫影影响生物脱氮性能，且与纳米Ag和Cu的暴露浓度有关。2.0 mg/L纳米Ag复合15.0 mg/L Cu组内COD和TN去除率下降至61.5%～68.9%和61.6%～62.3%，低于纳米Ag或Cu单独影响。此外，复合胁迫降低了污泥沉降性和有机质的含量并促进了胞外聚合物（EPS）的合成，EPS最大值高达125.6～128.5 mg/g，其中蛋白质和多糖的含量均显著增加。微生物群落结构受到纳米Ag和Cu污染而发生改变，并降低了Proteobacteria、Bacteroidetes和Nitrospirae的相对丰度。脱氮功能基因分析证实纳米Ag和Cu复合污染降低了生物脱氮相关机制。研究结果为金属纳米颗粒与重金属复合污染下生物脱氮技术提供了一定的数据支撑和理论依据。     

新型后置缺氧工艺处理农村低C/N废水的影响探究

本研究在序批式活性污泥反应器中探究了污泥停留时间（SRT）对新型后置反硝化工艺脱氮除磷的影响。结果表明SRT能影响新型后置反硝化工艺污泥特征，脱氮除磷效率及微生物种群相对丰度。当SRT为15 d时，挥发性悬浮固体/总悬浮固体为0.74，污泥体积指数为106.2 mL/g。营养盐去除分析表明当SRT为15 d，化学需氧量（COD）、总氮（TN）、溶解性磷酸盐（SOP）去除效率为91.2%、78.5%和91.2%，显著高于其他组别。SRT能影响胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）的合成，当SRT为15 d时，PHA合成量最大为1.68 mmol/g。微生物群落结构分析表明SRT为15 d时，Protebacteria及Bacteroidetes的相对丰度最大且分别为42.3%和12.3%。     

餐厨发酵液强化喹啉降解和反硝化脱氮

工业废水中的喹啉类化合物会严重抑制反硝化细菌的活性,阻碍废水生物脱氮过程。将餐厨发酵液作为碳源,应用于喹啉降解和反硝化脱氮过程。设置乙酸钠(A)和餐厨发酵液(B)两组反应器,在喹啉质量浓度为200mg/L、COD/NO3--N为7的条件下,A、B两组的出水中未检测出喹啉,COD去除率分别为83.2%±0.4%和87.6%±1.1%,TN去除率分别为90.9%±3.5%和95.8%±1.5%。餐厨发酵液会促进污泥中Trichococcus菌丰度增加,加速喹啉降解,提升系统的脱氮效率。同时,餐厨发酵液会增大污泥粒径,提高污泥沉降性,增加污泥微生物多样性,提升系统运行的稳定性。     

碳磷比对生物除磷效率及污泥特征的影响探究

针对进水碳磷比（C/P）冲击负荷对活性污泥生物除磷及污泥特征影响不明确的现状,在中温条件下开展了进水C/P(300/8～300/12)对活性污泥强化生物除磷及污泥特征的影响探究。结果表明：C/P降低利于生物除磷效率的提高,且当进水C/P由300/5降低至300/12时,生物除磷效率由84.5%～86.2%提高至94.6%～96.8%,化学需氧量（COD）去除率由86.5%～89.2%提高至94.2%～96.8%,生物除磷系统内氨氮去除均维持在90%以上,C/P变化对氨氮去除影响不明显。C/P降低提高了厌氧期TP释放和好氧期TP的超量吸收,且在阶段IV,厌氧净释磷量和好氧净吸磷量分别高达14.8 mg/L和26.37 mg/L,均高于其他阶段。COD的消耗主要集中于厌氧期。在C/P为300/12时,存在一定程度反硝化除磷。C/P降低提高了胞外聚合物（EPS）的含量,在阶段IV,EPS含量升高至78.8～81.2 mg/g。C/P降低对EPS内蛋白质含量具有一定促进作用。C/P降低促进了污泥沉降,在阶段III和阶段IV内,污泥体积指数下降至94～102 mL/g,沉降性能良好。研究结果对理...     

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。     

揭示曝气模式影响营养盐去除及污泥特征的机制

设置了不同曝气方式，考察了运行模式（连续和间歇）对低表观气速好氧颗粒污泥（AGS）处理城镇低C/N废水过程中污泥特征及污染物去除规律的影响。研究表明，间歇曝气利于AGS的快速形成及污染物的去除。间歇曝气运行时AGS内污泥浓度混合液悬浮固体（MLSS）高达5.1～5.6 g/L，挥发性悬浮固体（VSS）/MLSS为0.72～0.75，粒径为741～758μm，均高于连续曝气组别。此外，间歇曝气提高了AGS内胞外聚合物（EPS）含量提高至57.6 mg/g，其中蛋白质（PN）含量变化不明显而多糖（PS）含量增加显著。EPS含量提高提高了AGS的机械强度。间歇曝气能提高AGS对化学需氧量（COD）、总氮（TN）及总磷（TP）的去除，且稳定时期去除率分别高达94.6%～95.2%、82.5%～85.3%和86.5%～89.5%，均高于连续曝气组别。典型周期研究发现间歇曝气提高了AGS对COD的去除及厌氧期TP的释放，提高了微生物的代谢活性。     

剩余污泥和餐厨垃圾发酵液作为反硝化碳源可利用性研究

利用剩余污泥和餐厨垃圾发酵液进行反硝化实验,考察其作为外加碳源的可利用性,并验证了发酵液对实际生活污水的脱氮效果。结果表明,相较于产酸总量而言,总挥发性脂肪酸(TVFAs)在发酵液中含量对反硝化效果影响更显著,且TVFAs含量越高,对应的比反硝化速率μ也越高。以pH为7.0、底物的质量浓度120 g/L、有机负荷率8 g/(L·d),污泥停留时间为8 d的实验条件产生的发酵液,TVFAs的质量分数大于85%,以其作为反硝化碳源能够获得较好的反硝化效果,最大比反硝化速率可达14.2 mg/(g·h)。将该发酵液用于生活污水的脱氮处理,当COD/ρ(NO~3~--N)为6时,TN去除率达到85%左右,出水TN的质量浓度低于6 mg/L。     

重金属Cd胁迫对厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮效能影响及机制的研究

以外源Cd²⁺和厌氧氨氧化(Anammox)颗粒污泥为探究对象，构建了升流式污泥床反应器，调查了Cd²⁺短期和长期暴露对Anammox颗粒污泥脱氮及污泥特性的影响。结果表明，短期影响中低浓度Cd²⁺短期暴露对Anammox颗粒污泥脱氮影响不明显但长期暴露实验中降低了脱氮性能，而高浓度Cd²⁺短期和长期暴露均降低生物脱氮性能。Cd²⁺降低了污泥浓度和沉淀性，但提高了胞外聚合物(EPS)含量，尤其蛋白质含量。当Cd的质量浓度为9.0 mg/L,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN的去除率分别下降至81.6%、79.5%和65.3%，总悬浮固体(TSS)下降至4.51 g/L,EPS含量提高至94.1～94.6 mg/g。微生物学分析表明，Cd²⁺存在提高了微生物丰富度和多样性，降低了Planctomycetes、Chloroflexi和Proteobacteria与生物脱氮相关...     

一体化膜生物反应器处理印刷线路板综合废水

采用自制一体化膜生物反应器(SMBR)处理印刷线路板(PCB)综合废水,对系统驯化过程的污泥生物相变化,SV30(污泥沉降比)、SVI(污泥沉降指数),MLSS(混合液悬浮固体浓度)、MLVSS(混合液挥发性悬浮固体浓度)等污泥特性,以及系统pH,铜离子浓度、化学耗氧量(COD)等水质指标进行了监测.试验结果表明:污泥培养驯化过程中,游泳型纤毛虫、固着型纤毛虫(累枝虫、钟虫)、轮虫、红斑顠体虫、表壳虫、固着型纤毛虫交替成为优势种群.进水铜离子质量浓度为12 mg/L左右驯化完成,此时污泥MLSS为6 100 mg/L,SV30为29%～38.5%,SVI为75～90 mL/g.系统出水COD、铜离子浓度和pH均达广东省水污染物排放限值一级标准,COD和铜离子的去除率分别超过85%和95%.     

COD对生物流化床法降低污泥回流液中氮磷的影响

以市政污水处理厂污泥回流液为研究对象,研究了不同碳、氮、磷水平条件下生物流化床法脱氮除磷的情况,分析了COD/TN与COD/TP对生物流化床脱氮除磷的影响.结果表明,COD对脱氮影响不大,而对除磷具有较大影响.在COD为500 mg/L,进水TN为115 mg/L时,TN的去除率最大值为72.05%,此时,COD/TN为4.35.在COD为480 mg/L,进水TP为11.25 mg/L时的去除率较高为36.98%,此时COD/TP为42.67.生物流化床法对高浓度氮磷污泥回流液具有一定的脱氮除磷效果,TN去除率可达56.35%,TP去除率为28.96%.     

碱性蛋白酶与烷基糖苷协同促进剩余污泥厌氧发酵产酸

针对剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸(SCFAs)面临的污泥水解效率低的问题,将碱性蛋白酶(AP)与烷基糖苷(APG)联合用于污泥厌氧发酵产酸中。结果表明,AP与APG在强化污泥厌氧发酵产SCFAs过程中具有协同作用,在9%g AP/g SS和0.20 g APG/g SS的作用下,在厌氧发酵第3 d取得的最大SCFAs产率为214.80 mg COD/gVSS,显著高于两者单独作用时,且以乙酸为主。AP与APG的协同作用提高了污泥增溶与水解效率,改善了污泥发酵液的生物可降解性能,为酸化阶段提供了良好的发酵底物。同时,蛋白酶、α-葡萄糖苷酶、乙酸激酶的活性得到提高。微生物群落结构分析表明,AP与APG的协同作用提高了Firmicutes、Bacteroidetes和Actinobacteriota等水解酸化类微生物的相对丰度,而Proteobacteria和Cloroflexi等消耗SCFAs的微生物的相对丰度显著降低。     

温度影响好氧颗粒污泥处理含油废水机制探究

以含油废水为探究对象，构建颗粒污泥序批式处理系统，探究了温度变化（10、25、40℃）对颗粒污泥处理含油废水的影响。研究结果表明，颗粒污泥运行稳定时，10℃和40℃运行工况下，混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）的浓度略低初始值，而运行温度为25℃时，颗粒污泥的浓度显著提高。此外，25℃运行时，颗粒污泥体积指数（SVI）下降至51～56 mL/g，污泥沉降性提高。温度能影响颗粒污泥胞外聚合物（EPS）含量及主要组分。25℃运行时，EPS的含量降低至36.6 mg/g，显著低于其他两工况。温度主要对EPS内蛋白质（PN）的含量产生影响。在污染物去除方面，25℃运行时，稳定期出水COD基本维持在68～82 mg/L,COD的去除率在82.6%～86.7%，显著高于另外两组。温度能影响颗粒污泥对原油的去除，当温度为25℃时，颗粒污泥运行稳定时原油的去除率高达72.6%～75.6%。在对氨氮去除方面，除低温（10℃）氨氮去除率较低外，25℃和40℃运行工况下氨氮去除率大致相似。     

厌氧耦联二级缺氧-好氧工艺强化生物脱氮除磷的探究

针对传统A²/O工艺处理低C/N废水过程中氮磷去除不理想的现状，开发了厌氧耦连二级缺氧-好氧工艺(AMAO)强化低C/N生活废水的新工艺。结果表明在低C/N进水中，AMAO工艺能较好去除COD、氨氮和总磷，在稳定时期，出水COD、氨氮和TP的去除效率分别为94.6%～96.2%、94.2%～95.6%和92.1%～93.5%，均高于传统A²/O工艺。多级缺氧好氧交替强化了脱氮除磷微生物代谢。在污泥特征方面，AMAO工艺污泥浓度大致为4.5～4.6 g/L，胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(PHA)的含量大致为5.4～5.6 mmol/g，高于传传统A²/O工艺。微生物群落分析表明AMAO工艺内相对丰度前四的为Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Nitrospirae(硝化菌门)和Acidobacteria(酸杆菌门)。本研究结果为低C/N生活废水的高效处理提供了一定的技术支撑。     

活性炭强化好氧颗粒污泥运行效能的探究

针对好氧颗粒污泥(AGS)颗粒化进程缓慢及低碳/氮(C/N)废水处理效率低的特性，在中温条件下开展了污泥源颗粒活性炭(GAC)强化AGS处理低C/N废水的研究，探究了GAC对AGS出水水质特征、污泥颗粒化进程及微生物群落特征的影响，揭示了GAC强化AGS处理低C/N废水的作用机制。结果表明，GAC能强化AGS处理低C/N废水的性能，当GAC含量20 mg/L时，COD、NH₄⁺-N、TP的去除效率分别高达92.6%～98.5%、73.4%～75.1%、77.8%～79.5%，显著高于空白组。此外，GAC作为载体富集大量功能微生物并加速AGS颗粒化进程，提高污泥浓度并改善沉降性。在GAC含量为20 mg/L时，污泥浓度高达6.7～6.9 g/L。GAC存在组别内污泥体积指数(SVI)低至50.2～58.3 mL/g。GAC提高了AGS内胞外聚合物(EPS)和胞内聚合物聚羟基烷酸酯(PHA)含量。碳源匮乏期，PHA降解产能用于微生物代谢及氮磷去除，提高AGC运行效率。微生物学分析表明GAC提高了与生物脱氮除磷相关微生物如Candidatus Ac...     

外加电流对AO工艺缺氧区脱氮效率与污泥絮凝的影响

AO工艺利用硝化液内循环实现生物脱氮,很难保证缺氧区的缺氧条件,导致脱氮效果不理想,污泥絮凝性差。为了达到强化生物脱氮的目的,本研究采用外加电流提高缺氧区的污泥活性和生物絮凝性,探索不同电流强度下污泥接触角、zeta电位和污泥粒径的变化,结合三维荧光光谱（3D-EEM）与傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析胞外聚合物（EPS）的组成,考察外加电流对污染物去除和污泥性质的影响。结果表明：当电流强度低于30mA时,随着电流强度的增加,TN和COD去除率提高,酶活性增强。当电流强度为30mA时,ORP为-135mV,硝酸盐还原酶活性达到最强[0.37μg/（mg·min）],TN去除率达到最高79.43%;当电流强度为40mA时,脱氢酶活性达到最强[50.86mg/（L·h）],COD去除率达到最高80.65%。当电流强度低于40mA时,随着电流强度的提高,蛋白质（PN）与多糖（PS）的比值增加,污泥接触角增大,zeta电位减小,平均粒径升高,污泥絮凝性增强;由3D-EEM和FTIR分析可知,色氨酸和酪氨酸类的荧光强度增强,EPS的官能团无明显变化。当电流强度为40mA时,污泥重絮凝能力（FA）为40.33%,出水悬浮物（ESS）为13.95mg/L,污泥容积指数（SVI）为66.5mL/g,污泥絮凝性最好。随着电流强度的继续提高,污泥絮凝性逐渐变差。因此,将电流强度控制在40mA,可以同时实现提高生物脱氮效率和污泥絮凝性的目的。     

污泥回流池碳源投加对低碳污水氮磷去除的影响

试验采用A~2/O微曝氧化沟装置,考察低碳源进水条件下,从污泥回流池中补充碳源对系统脱氮除磷性能影响。结果表明,在低碳源进水(COD=47～145 mg/L,C/N=3,C/P=31)条件下,从污泥回流池中补充发酵液碳源的方式是可行的,当外加污泥发酵液(COD≥21 mg/L)时,系统脱氮除磷性能稳定,出水达到一级A排放标准。且该碳源补充方式对系统的除磷性能提升效果更加显著。     

餐厨垃圾污泥共发酵强化低C/N A2O脱氮除磷

为寻求餐厨垃圾污泥资源化利用方式,明晰共发酵产酸对厌氧-缺氧-好氧(A~2O)工艺脱氮除磷强化效果。研究共发酵产酸对强化生物反硝化可行性,对比研究传统碳源和发酵液对A2O工艺脱氮除磷性能的影响,并解析该过程的微生物群落特性。结果表明,采用餐饮垃圾和污泥共发酵产物可作为生物脱氮除磷碳源,反硝化效率为5.31mg/(g·h);与甲醇作为碳源相比,发酵液对NH_4~+-N和TP的去除效果分别提高2.04和4.84百分点;而对TN的去除差别较小。采用不同的碳源,活性污泥中微生物群落组成发生显著差别,发酵液作为碳源优势菌群为Rhodocyclaceae。