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。     

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。     

阳离子树脂法提取污泥胞外聚合物的数学模型

分析了阳离子树脂法提取活性污泥胞外聚合物（EPS）的作用机理,建立了EPS提取量与树脂投量、提取时间、摇床强度和污泥初始浓度之间的数学模型：Y=1 000α（1-e^-BACKt）。通过拟合EPS提取量与提取时间的试验值,得出α为0.147 47,K为1.45×10^-5mL·min/（mg·r·h）,即EPS的理论提取量为挥发性活性污泥干质量（MLVSS）的15%左右。对模型的验证结果表明,EPS提取量与树脂投量和摇床强度之间关系的理论值与试验值,在置信度为95%的条件下无显著差异,说明该模型能较好地描述两因素对EPS提取量的影响。     

好氧颗粒污泥中细菌藻酸盐的提取和鉴定

使用Na2CO3将好氧颗粒污泥由凝胶颗粒转化为溶胶,并从中提取出占颗粒污泥干质量约(35.1±1.9)%的细菌藻酸盐,确定了好氧颗粒污泥中单一细菌胞外多糖组分--细菌藻酸盐的提取方法,使好氧颗粒污泥细菌胞外多糖的研究深入到单一多糖组分的层次.好氧颗粒污泥中细菌藻酸盐的发现,不仅证明了贫营养条件是好氧颗粒污泥形成的必要条件,为好氧颗粒污泥中细菌胞外多糖的深入研究奠定了基础,而且也表明了好氧颗粒污泥在农业、化学和医药等领域中潜在的应用前景.     

磁力搅拌/阳离子交换树脂法提取胞外聚合物

采用磁力搅拌-阳离子交换树脂法提取了活性污泥中的胞外聚合物（EPS）。以糖类、蛋白质、核酸含量为EPS提取效果的评价指标，确定了最佳提取条件：搅拌时间为4h，搅拌转速为1000r／min，在污泥浓度MISS为12．6g／L时树脂用量为15g。与传统高速离心法的对比研究表明，该方法具有较高的EPS提取效率，测定结果的相对标准偏差〈3％。     

好氧颗粒污泥处理含盐生活污水的特性

含盐生活污水的盐度会引起活性污泥系统微生物菌群结构的变化,进而影响对污水的脱氮除磷效能。由于好氧颗粒污泥内部传质和传氧的限制,使得处于其内部的微生物可以有效抵御高盐度及盐度变化对污泥系统产生的冲击,从而达到高盐度生活污水脱氮除磷的目的。经过35 d的培养,形成了结构紧密的好氧颗粒污泥,并表现出良好的沉降性能和较高的生物量。在好氧颗粒污泥形成过程中,短程硝化现象明显,胞外聚合物中的蛋白质含量明显升高,达到37.0 mg/gMLSS,蛋白质与多糖的比值为1.72,说明蛋白质是好氧颗粒污泥形成的重要因素。培养成熟的好氧颗粒污泥对含盐生活污水具有较高的处理效能,但短程硝化现象消失,对NH+4-N和PO3-4-P的去除率分别达到87.3%和68.9%,在好氧颗粒污泥的生物除磷过程中PHB起主要作用。荧光原位杂交检测结果表明,在好氧颗粒污泥形成阶段AOB为优势菌群,当好氧颗粒污泥培养成熟后,虽然PAO数量多于GAO,但是PAO也未在好氧颗粒污泥系统中占据优势。     

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.     

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。     

低温好氧颗粒污泥反应器的运行影响因素研究

采用好氧颗粒污泥技术处理低温城市污水,探讨了低温好氧颗粒污泥的形成机理,考察了有机负荷、水力停留时间和曝气量对序批气提式反应器运行的影响.结果表明,低温好氧颗粒污泥具有较高的生物量和较好的沉降性能,其胞外聚合物中的蛋白质含量达到11.99 mg/gM LSS,远高于多糖类物质的含量,这是低温好氧颗粒污泥形成的重要因素.有机负荷的变化对去除COD和TP的影响较小,但较高的有机负荷会导致出水NH4+ -N浓度升高和NO2 -N的积累,出水NO2 -N达8.2 mg/L;延长HRT可使对TN的去除率升高到79.0％,但对去除TP的影响不大;当曝气量较高时,对TN和TP的去除率都有所下降,控制曝气量为0.10 m3/h可以实现对氮、磷的同步高效去除.     

SBR中好氧颗粒污泥及其脱氮功能的研究进展

好氧颗粒污泥技术是近几十年来发展起来的一种新型微生物自固定化技术,通过特定的培育手段可以实现污泥颗粒化.这种颗粒污泥具有生物密度大、沉降性好、抗冲击能力强等优点,有的还具有优良的脱氮除磷等功能.简要介绍了SBR反应器中好氧颗粒污泥的沉降动力学模型,详细说明了其理化及生物学特性,并着重分析了好氧颗粒污泥脱氮功能的影响因素,提出了对好氧颗粒污泥脱氮进行深入研究的方向.     

SDS对污泥水解过程中胞外聚合物及性状的影响

采用序批式试验研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对污泥水解过程中胞外聚合物(EPS)、污泥粒径、污泥絮凝性及比阻的影响.结果表明,在添加SDS的反应器中,污泥EPS的均值为95.92 mg/gVSS,其中蛋白质含量占94.7％;在对照反应器中,污泥EPS的均值为45.81mg/gVSS,其中蛋白质含量占89.0％.据此可知,污泥EPS中的主要物质为蛋白质.另外,添加SDS后污泥胞外聚合物中的溶解态蛋白质和多聚糖含量为对照污泥的8倍以上;添加SDS的污泥,其粒径众数小于同时期的对照污泥,而其比阻大于对照污泥的,最高可达2.32×1014 m/kg.     

好氧颗粒污泥的研究进展

好氧颗粒污泥作为一种新型的生物处理技术具有许多优点,因此,从好氧颗粒污泥的产生出发,结合国内外最新的研究成果,论述了其特点、形成机理、影响因素及其应用,并重点探讨颗粒污泥在生物除磷脱氮方面的进展,为污水处理研究提供了一个新思路。     

胞外聚合物对生物絮凝影响的研究

采用超声波法与阳离子交换树脂法分别提取好氧活性污泥絮体外层的胞外聚合物(LEPS)与内层的胞外聚合物(TEPS),用LEPS与TEPS分别絮凝污泥悬浮液,考察它们对生物絮凝的影响.研究结果表明,增加LEPS投量不利于生物絮凝,并且LEPS表面负电荷的增大与疏水性的降低会导致絮凝效果变差;而提高TEPs投量能够促进生物絮凝,当TEPS投量>60mg/gVSS时.其投量的增加对絮凝率的影响不大;泥龄为15d的TEPS较3d的TEPS具有更大的疏水性,表现出更强的絮凝性能.二价阳离子(如Ca2+)能有效降低颗粒物之间的静电斥力,促进生物絮凝;然而,三价阳离子(如Al3+)是生物絮凝中最重要的阳离子成分.     

好氧颗粒污泥发生丝状菌污泥膨胀的控制措施

在SBR反应器内接种好氧颗粒污泥,经驯化后对人工模拟废水的处理效果良好。考察了培养过程中污泥形态的变化以及发生丝状菌污泥膨胀时反应器对污染物的去除效果,并探讨了丝状菌在污泥颗粒化过程中的作用以及控制丝状菌污泥膨胀的方法。结果表明,丝状菌污泥膨胀对COD的去除率有影响,但对去除NH3-N、TP的效果影响不大。通过增加反应器内的水力剪切力对控制丝状菌污泥膨胀有一定的效果,而减小C/N值,均衡进水中的营养可从根本上解决污泥膨胀问题。成熟的好氧颗粒污泥的MLSS约为3 000 mg/L,沉降性能较好,SVI为77 mL/g;对COD、NH3-N、TP均具有较高的去除率,分别达到94.52%9、5%9、0%左右。     

好氧颗粒污泥膜生物反应器中膜污染特性的研究

从好氧颗粒污泥的特性出发,研究了好氧颗粒污泥缓解膜生物反应器中膜污染的特点.颗粒污泥膜生物反应器的运行周期可由絮状污泥膜生物反应器的19d提高到36d.对泥饼层中的颗粒污泥做批式试验,发现泥饼层中絮状污泥所占比例为56.2%,大于混合液中的45.8%,其比阻高达15.51×1012mg,而粒径>1.6mm的颗粒污泥比阻只有0.47×1012m/mg.对泥饼层中污泥的EPS做进一步研究,发现蛋白质是其主要成分,无论是絮状污泥还是颗粒污泥,泥饼层中污泥的EPS含量要明显高于混合液中污泥EPS的含量.     

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。     

好氧SBR反应器中污泥颗粒化过程的成核研究

采用人工配制的模拟生活污水,以好氧絮状污泥为接种污泥,通过调控运行条件,在低高径比、纯好氧曝气的序批式反应器(SBR)中成功培养出了高活性的好氧颗粒污泥晶核,并对其性能、除污效果和成核影响因素进行了研究.结果表明:成熟好氧颗粒污泥晶核平均粒径为0.5mm,沉降性能较好,SVI为77mL/g;成熟好氧颗粒污泥晶核对COD和NH3-N都有较高的去除率,分别达到了90%和97%;水力剪切力是影响污泥成核的关键因素.     

采用CSTR反应器培养好氧颗粒污泥的研究

以醋酸盐作碳源的人工配水为原水,在常温(25~30℃)条件下采用连续流完全混合反应器(CSTR)培养好氧颗粒污泥。结果表明,通过采用逐步缩短HRT和提高有机负荷的方法,在60 d内培养出了成熟的好氧颗粒污泥;好氧颗粒污泥反应器的运行高效而稳定,在水力停留时间为2.82 h、有机负荷为3~4.24 kgCOD/(m3.d)的条件下,对COD、NH+4-N和PO34--P的去除率分别可达90%、90%和70%,具有明显的脱氮除磷效果。     

阳离子交换树脂提取活性污泥胞外聚合物的研究

采用阳离子交换树脂提取活性污泥中的胞外聚合物(EPS),结果表明:001×7凝胶型阳离子交换树脂的提取效果优于D001大孔型阳离子交换树脂;液相的pH值对EPS的提取效果影响较大,当pH值为5.8～7.8时提取效果比较稳定;与高速离心分离提取法相比,中速离心结合抽滤的分离方法能得到更多的腐殖酸;蛋白质为EPS的最主要组分,多糖与腐殖酸次之;当001×7树脂的投量为80g/gVSS、搅拌速度为500r/min、搅拌时间为1～3h时,对EPS的提取效果较好,提取效率为10%～15%,并且细胞破损量小。可见,001×7凝胶型阳离子交换树脂法是一种较优的EPS提取方法。