污泥龄对胞外聚合物组分与表面性质的影响

分别采用超声波法与阳离子交换树脂法提取好氧活性污泥絮体中疏松结合的EPS与紧密结合的EPS,考察了污泥龄(SRT)对两种EPS组分与表面性质的影响.结果表明,污泥龄对疏松结合EPS的组分与表面性质的影响相对较大,而对紧密结合的EPS的影响相对较小;不同污泥龄下,紧密结合的EPS较疏松结合的EPS均表现出更强的疏水性.SRT为15 d时,对疏松结合EPS的提取量最少,其带有较少的负电荷且疏水性较强;随着SRT的增大,紧密结合EPS的产量略有增长,其疏水性逐渐增强,电荷密度与Zeta电位逐渐降低.     

生物淋滤对污泥表面特征及重金属形态的影响

剩余污泥中较高的重金属含量制约了其后续资源化利用。为此,以去除不同形态的重金属为目的,考察了生物淋滤前后各形态重金属含量的变化,以及生物淋滤对污泥EPS含量、比表面积、Zeta电位等的影响。结果表明,生物淋滤可有效降低重金属的迁移性和生物有效性;p H值降至1.98引起了碳酸盐结合态重金属含量的降低;EPS中蛋白质、腐殖质、多糖含量分别减少至3.92、3.43、18.54 mg/g VSS,这是残渣态重金属含量降低的主要原因;Zeta电位升高至-1.92μV,平均粒径增大至33.17μm、比表面积减小至0.217 m2/cm3也均有利于重金属的去除。     

蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的脱水性能研究

蚯蚓生物滤池基于蚯蚓与微生物的协同作用,可有效实现剩余污泥的减量化和稳定化,其中由于蚯蚓的摄食、咀嚼和消化等作用及蚓粪的团聚作用可有效改善污泥的脱水性能。在有机负荷为2.43 kg VSS/(m~3·d)的条件下,结合持泥量变化情况,比较了木珠、鲍尔环、瓷球三种不同填料的蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的减量化和稳定化效果,并选取运行最稳定高效的木珠填料生物滤池进行脱水性能试验。以污泥比阻、毛细吸水时间、Zeta电位、污泥颗粒粒径、絮体结构、EPS为指标,考察了处理前后污泥脱水性能的变化。结果表明,经蚯蚓生物滤池处理后的污泥比阻和毛细吸水时间减少,Zeta电位升高,污泥颗粒粒径增大,絮体结构更为紧密,脱水性能大大改善。最后结合蚯蚓与微生物的相互作用关系,分析了蚯蚓生物滤池改善污泥脱水性能的机制。     

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。     

硫酸长春新碱聚乳酸羟基乙酸共聚物纳米粒的制备及其体外性质评价

目的制备硫酸长春新碱(VCR)聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒(NPs),研究其理化性质以及体外抗肿瘤活性。方法采用改良的复乳溶剂挥发法制备负载硫酸长春新碱的PLGA纳米粒,以透射电子显微镜观察纳米粒的形态,以激光粒度仪测定纳米粒的粒径和Zeta电位,以透析袋法研究其体外释放规律,以人乳腺癌细胞(MCF-7)为细胞模型,通过MTT试验考察载药纳米粒的细胞毒性。结果制备的VCR-PLGA NPs外观呈球形,平均粒径为(145.81±4.72)nm,Zeta电位为(-17.50±1.92)mV,包封率为(56.81±3.17)%,载药量为(2.79±0.18)%,体外释放规律符合双相动力学方程:Q=100-(72.19e-0.164 3 t+29.26e-0.002 971 t)(R2=0.996 8)。载药纳米粒与原药相比可以增加细胞摄取而引起细胞毒性。结论初步建立了负载硫酸长春新碱的PLGA纳米粒系统,为体内抗肿瘤活性研究提供了依据。     

污泥龄对活性污泥絮体中磷形态与分布的影响

以污泥龄分别为4和20 d的两组SBR反应器为研究对象,利用SMT法测定活性污泥、细菌细胞和EPS中磷的形态与分布,探讨了污泥龄对活性污泥中磷形态和分布的影响。研究结果表明,高SRT污泥的TP含量约为低SRT污泥的1.56倍,这主要是由于前者较后者有更高的OP和AP含量。高SRT污泥中细菌细胞和EPS的TP含量均高于低SRT污泥中的,且高SRT污泥中EPS的OP含量远大于低SRT污泥中的。高SRT污泥的细菌细胞和EPS分别较低SRT污泥的细菌细胞和EPS有更大的厌氧释磷量和好氧吸磷量,前者厌氧释磷和好氧吸磷主要源自其OP含量的变化,后者则主要源自其IP含量的变化;在厌氧/好氧反应过程中,污泥中EPS的IP含量改变主要源自其NAIP含量的变化。     

旁路微氧污泥减量效果及其影响因素

通过对旁路微氧污泥减量技术中好氧污泥在微氧池中的减量效果及其影响因素的研究,发现污泥减量效果与微氧池的污泥浓度(MLSS)、好氧污泥与厌氧污泥的比例(α)、微氧池的氧化还原电位(ORP)、微氧池的污泥停留时间有关。当微氧池的α=2∶8、MLSS为10 000 mg/L时,减量效果最佳;通过不同MLSS和不同α值两组试验,得出在最佳值时的减量率分别为19.15%和19.61%。低ORP值条件下微氧池污泥颗粒细碎,中位粒径为20.24μm,而好氧污泥的中位粒径为32.18μm。同时,混合液中溶解性大分子有机物含量明显增加。该工艺使污泥有更充分的时间进行内源呼吸和EPS的离解释放,从而实现了污泥减量。     

聚羧酸系减水剂组成与结构对水泥颗粒表面电性质的影响

以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MAA-MPEG)和甲基丙烯酸(MAA)为主要原料,通过自由基共聚合反应制备了聚羧酸系减水剂,研究了减水剂的侧链聚合度、MAA/MAA-PEG比、分子量以及时间对水泥颗粒Zeta电位绝对值的影响。结果表明,随着侧链聚合度的增加,Zeta电位绝对值逐渐增大至趋向恒定;大分子量减水剂有利于增加水泥颗粒的Zeta电位绝对值;掺高分子量聚羧酸系减水剂试样的Zeta电位随时间的延长逐渐增加,而掺低分子量减水剂试样的则逐渐减小;增加减水剂分子中羧基单元的量可以增大水泥颗粒的初始Zeta电位绝对值,但随着时间的延长,Zeta电位绝对值逐渐下降。     

厌氧消化污泥脱水性能变化的试验与分析

研究了剩余污泥在中温厌氧消化条件下脱水性能的变化及其作用机制。剩余污泥厌氧消化过程中,消化污泥的比阻(SRF)相比于剩余污泥有一定的减小,消化污泥的过滤速度有一定的改善,但改善不明显。聚丙烯酰胺(PAM)、FeCl3和聚合氯化铝(PAC)3种絮凝剂调理试验显示,消化污泥的最佳投药量相对于剩余污泥均有所增加,说明消化污泥脱水性能变差。分析了2种污泥中胞外聚合物(EPS)含量及污泥颗粒特性的变化,表明消化过程导致EPS的降解并向液体中释放。随着EPS含量的减少,由EPS架桥形成的较大絮体解体成为较小的污泥颗粒,污泥中小颗粒的比例增加,污泥的脱水性能变差。     

DO对硫杆菌污泥调理系统脱水效能的影响

针对现有污泥调理技术对污泥脱水性能改善效能低,难以达到现行污泥处置标准对含水率要求的问题,提出了剩余污泥氧化硫硫杆菌生物调理技术,考察了DO对剩余污泥硫杆菌生物调理系统深度脱水效能的影响.在DO为6 mg/L条件下,氧化硫硫杆菌生物调理系统调理污泥脱水后的含水率由75.5％降至63.6％;EPS中蛋白质、腐殖质、多糖分别减少为3.67、3.15、16.17mg/gVSS,污泥结合水含量从2.63 g/gDS降低至1.48 g/gDS;污泥Zeta电位从-14.9 mV降低至0.27 mV,污泥絮体颗粒平均粒径由20.19 μm增大到34.51 μm,硫杆菌生物调理系统对污泥脱水性能改善显著.     

膨胀污泥的胞外聚合物组分及其三维荧光光谱分析

以新疆昌吉某城市污水处理厂的膨胀污泥为研究对象,对其EPS成分及与污泥沉降性能的关系进行分析,并应用三维荧光光谱技术研究了EPS的光谱特征。结果表明,EPS含量越高,污泥的SVI值就越大,污泥沉降性能就越差;溶解态EPS(S-EPS)和松散结合态EPS(LBEPS)中的多糖含量与污泥SVI值相关性较高,r值分别达到了0.808和0.835;紧密结合态EPS(TB-EPS)中的蛋白质含量较高,与污泥SVI值的相关系数r为0.604;三维荧光光谱检测显示,LBEPS中主要存在类蛋白和类色氨酸,荧光强度随SVI值的降低而增强,TB-EPS中主要存在类腐殖酸,荧光强度随SVI值的降低而减弱。     

高铁酸盐氧化剩余污泥溶胞减量研究

采用高铁酸盐对剩余污泥进行氧化以实现污泥减量化。结果显示:高铁酸盐对污泥的氧化反应迅速,并且在氧化过程中可生成中间态氧化物;反应5 min后,MLVSS和VSS/SS值快速降低,表明EPS及污泥细胞被氧化破解,其内部物质释放出来,导致TPN、SPN、多糖、SCOD、TN和TP值均显著增加;随着反应时间的延长,SCOD和多糖增加缓慢,TPN、SPN、TN和TP最终趋于稳定,这是由于Fe(Ⅵ)及其中间态氧化物能继续与胞内溶出物反应,且Fe(Ⅵ)随时间延长逐渐被消耗所致。紫外-可见光扫描结果表明,污泥细胞可被进一步氧化为小分子有机物,导致紫外区吸光度值显著增加。显微镜检照片显示,高铁酸盐在氧化污泥的过程中,逐步破坏污泥絮体结构,导致细胞裸露,进而被氧化、破碎。     

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。     

MBR中胞外聚合物对混合液过滤性能的影响

胞外聚合物(EPS)的含量和组成对混合液的特性和膜污染有着重要影响。采用SPSS统计分析法研究了紧密粘附胞外聚合物(TB)和松散附着胞外聚合物(LB)数量及其中蛋白质与多糖所占的比例对混合液特性及膜污染的影响。研究表明,随着EPS含量的增加,TB中蛋白质与多糖含量的比值减小,细菌存在状态由不稳定型(R型)向稳定型(S型)转变,SVI值增大;LB中蛋白质与多糖含量比值的增大,降低了混合液的Zeta电位,增加了混合液粘度和相对疏水性。上清液中悬浮固体颗粒的浓度、混合液的Zeta电位及相对疏水性是造成膜污染的主要因子,与膜污染阻力的皮尔逊系数分别为0.853、-0.818、0.832。     

投加改性粉煤灰和PAC对MBR运行效果的影响对比

通过两套平行MBR系统,对比研究了分别投加改性粉煤灰、粉末活性炭(PAC)对MBR(分别记为反应器A、B)中污泥混合液特性和运行周期的影响,并探讨影响机理。研究结果表明,在运行过程中,反应器A的混合液EPS含量增加趋势、LB-EPS沉积量、粒径10μm的微粒所占比例、Zeta电位降低程度、膜阻力递增趋势均大于反应器B;反应器B运行周期比反应器A延长了1/3。投加PAC延缓膜污染的效果优于投加改性粉煤灰。     

浓缩时间对剩余污泥性质及PAC调理特性的影响

通过静态沉降试验模拟浓缩池剩余污泥的浓缩过程,考察不同浓缩时间下污泥性质和浓缩效能的变化规律,并分别对浓缩时间为12、20、32、48 h的浓缩污泥进行聚合氯化铝(PAC)调理,考察浓缩时间对污泥化学调理特性的影响。结果表明,在污泥浓缩过程中,污泥自身代谢活动使氧化还原电位(ORP)降低,胞外聚合物(EPS)作为代谢基质被降解消耗,产生挥发性脂肪酸(VFAs),导致污泥p H值降低,上清液Zeta电位升高,污泥体积平均粒径从81.6μm降至63.04μm,污泥絮体的絮凝能力减弱,毛细吸水时间(CST)从23.4 s升高至42.3 s,污泥脱水性能恶化。其中当浓缩时间为32~36 h时,部分污泥絮体和好氧微生物解体,导致污泥体积平均粒径急剧降低,CST急剧升高。随着浓缩时间的延长,污泥含水率逐渐降低,浓缩时间12 h时,浓缩后污泥的含水率98%;PAC调理效果逐渐减弱,调理后污泥的CST降低程度和体积平均粒径增大程度均逐渐减小。浓缩时间为12和20 h时,污泥调理效果较显著;而浓缩时间为32和48 h时,污泥调理效果并不显著。因此,试验条件下剩余污泥的最佳浓缩时间为12 h。     

溶菌酶预处理对剩余污泥脱水性能的影响

将溶菌酶应用于剩余污泥的预处理,考察了不同酶投加量对污泥脱水性能的影响,通过测定滤饼含水率、污泥比阻、污泥毛细吸水时间（CST）、Zeta电位及污泥上清液中的蛋白质和多糖含量,并采用显微镜和扫描电镜观测污泥絮体和颗粒结构的变化,同时结合三维荧光光谱分析,研究原污泥和酶处理后污泥的脱水性能差异。结果表明,适宜的溶菌酶投加量可显著改善剩余污泥的脱水性能,与原污泥相比,当酶投加量为15%时,真空抽滤后的含水率由91.4%降到63.6%,比阻降低了82%,CST降低了65%,Zeta电位从-14.8 mV上升到2.7 mV。溶菌酶对污泥结构的破坏是其改善污泥脱水性能的重要原因。     

好氧颗粒污泥胞外聚合物提取方法研究

采用4种方法(热、超声、高压、碱处理)分别研究在不同的作用时间和方式下对好氧颗粒污泥EPS的提取效果。综合考虑各提取方法的提取效果及对于污泥细胞的破坏程度后,确定热处理(80℃,30min)和超声波提取(320W,40s)法均是可行的,其中热处理提取产物中多糖、蛋白质分别为30.3、8.1mg/gVSS,而超声波则分别为24.3、10.8mg/gVSS。好氧颗粒污泥EPS中多糖含量高于蛋白质,在热处理及超声波提取的产物中,多糖与蛋白质之比分别为3.7与2.3。     

石灰石粉在水泥浆体结构建立中的作用机理

采用Zeta电位仪、微量热仪、维卡仪、旋转黏度计和静态称重仪测试了新拌水泥-石灰石粉浆体Zeta电位、水化放热速率、凝结时间、结构新建能和动态屈服应力、静态屈服应力,研究了石灰石粉在新拌水泥浆体静置和非静置状态下结构建立中的作用机理.结果表明:石灰石粉在新拌水泥浆体中的主要作用与浆体是否处于静置状态有关;静置状态下,随石灰石粉掺量(质量分数,下同)增加,水泥浆体Zeta电位绝对值减小,凝结时间减少,诱导期缩短、加速期提前和放热量增加,静态屈服应力增大,石灰石粉在水泥浆体中的微晶成核作用占主导;非静置状态下,随石灰石粉掺量增加,新拌水泥浆Zeta电位绝对值减小,动态屈服应力、结构新建能减小,石灰石粉在水泥浆体中的级配和稀释作用占主导;非静置状态下,若新拌水泥浆体只受微动的影响,随石灰石粉掺量增加,水泥浆体剪切应力增加速率先增大后减小,在石灰石粉掺量为20%时达到最大值.     

剩余污泥与厌氧消化污泥的脱水性能对比

为了实现污水厂剩余污泥的资源化,污泥厌氧消化工艺的应用愈加普遍,厌氧消化过程是否会对剩余污泥的脱水性能产生影响是值得研究的问题。为此,利用加药污泥真空抽滤试验考察了污泥的脱水性能,结果表明,中温厌氧消化污泥(MADS)的比阻和过滤时间(TTF50)均大于剩余污泥(EAS)以及含水率接近厌氧消化污泥的浓缩后剩余污泥(TEAS),剩余污泥经浓缩后脱水速率有一定的降低,而厌氧消化过程会使剩余污泥的脱水速率大幅度降低。激光衍射粒度分析仪的测定结果显示,EAS及MADS的平均粒径分别为70.44、42.00μm,比表面积分别为2 122、3 743 cm2/m L;由紫外光谱和傅里叶变换红外光谱对胞外聚合物(EPS)的分析表明,厌氧消化后污泥液相中的核酸量大幅增加,细胞壁被破坏,蛋白质和多聚糖等大分子物质被降解为小分子物质。由污泥理化特性的检测结果可以推断,厌氧消化污泥的脱水速率低于剩余污泥,但若加大脱水压差或延长脱水时间,厌氧消化污泥的泥饼含水率会更低。