好氧颗粒污泥长期运行下微生物菌群结构研究

亚洲首座Nereda^?好氧颗粒污泥污水处理厂(AGS-WWTP)在浙江省龙游县落地,并取得了良好的成效。好氧颗粒污泥(AGS)在长期运行过程中会形成稳定的粒径和元素组成,微生物群落结构发生演变并趋于平衡。为探究实际污水处理厂长期运行中产生的AGS与一般活性污泥(AS)的差异,通过有机元素分析和胞外聚合物(EPS)分析探究了AGS与AS在成分上的差异,通过高通量测序探究了AGS与AS在微生物群落组成上的不同。结果表明,相比于AS,AGS的有机成分相差不大,但是含有更丰富的EPS。AGS含有与AS不同的优势菌种,在AGS形成过程中γ变形菌(Gammaproteobacteria)、亚硝化螺旋菌(Nitrospirota)、Candidatus competibacter等能够进行脱氮的菌群得到富集;AGS中微生物种群多样性明显减少,表明AGS形成过程中会淘汰部分种群,从而降低污泥中微生物种群的多样性,同时功能菌群在此过程中得到富集。     

基于MFC电场强化的MBR膜污染控制

将膜生物反应器(MBR)与微生物燃料电池(MFC)相结合,设计了一种MFC-MBR耦合工艺。对不同运行条件下MFC电场对MBR运行的影响与常规MBR(CMBR)工艺进行了对比。结果表明:以污水为基质的MFC产生的生物弱电场能有效控制膜污染速率,抑制不可逆污染。在不同污泥浓度下,MFC电场对于控制松散胞外聚合物(LB-EPS)中多糖类小分子污染物具有明显的优势,但对紧密胞外聚合物(TB-EPS)的控制并不明显。附加电场后,污泥zeta电位的绝对值分别降低2.7、7.1和4.1 mV,并促进了丝状菌的生长,使污泥絮凝性增强,污泥粒径变大。     

活性炭减缓膜生物反应器膜污染的研究

针对膜生物反应器(MBR)中膜污染现象,提出投加活性炭方法抑制膜污染。对比了粉末活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)对MBR出水水质及膜污染速率的影响,分析了活性污泥性质,如溶解性微生物产物(SMP)、胞外聚合物(EPS)、絮体粒径分布、毛细吸水时间(CST),及膜面污泥层,得到了膜污染减缓机理。结果表明,MBR对总有机碳(TOC)和氨氮的去除率分别大于97%和98%,PAC组TOC去除率略高于GAC组和对照组。PAC的加入明显减少了与膜污染相关的SMP和松散结合型胞外聚合物(LB-EPS)浓度,降低了膜污染速率。GAC则主要通过冲刷破坏膜表面污泥层,抑制污泥层的生长,减缓了膜污染。     

电子行业废水MBR法处理回用中试研究

使用MBR中试装置对电子行业废水的处理回用进行了实验研究,并对MBR系统的清洗及污泥性状进行了分析。结果表明,MBR系统对电子行业废水中的COD、氨氮、磷等污染物均有较好的处理效果,处理出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级标准,出水经RO系统进一步处理可得到高品质的回用水。     

APG06与CTAB联合预处理改善污泥产酸及微生物特征

研究APG06与CTAB联合预处理下污泥水解酸化、粒径削减及脂肪酸产生的效果,并结合微生物多样性和种群结构分析,初步阐明了联合预处理改善污泥水解酸化的作用机制。结果表明,APG06与CTAB联合预处理可有效提升水解酸化效率,有效缩短产短链脂肪酸的时间,且对小粒径改善效果更佳,各实验组污泥的SCOD、蛋白质、多糖都在1 h内达到下降峰值,可将TB-EPS降解为较小的溶解有机物,并转化为S-EPS。污泥经过预处理后可有效削减污泥粒径,提高了乙酸、丙酸及正戊酸的产量。随着APG06用量的添加,反应体系不利于拟杆菌门的生长,有利于厚壁菌门的生长,这为中链脂肪酸的合成提供了环境基础,促进了SCFA的生成。     

改性膨润土对污泥脱水性能的影响

以改性膨润土为絮凝剂对城市生活污水处理厂二沉池剩余活性污泥进行预处理。研究了改性膨润土用量、粒径、不同改造剂投加量等因素对污泥脱水性能的影响。结果表明,改性膨润土投加量增加到一定程度时,污泥脱水性能好;改性膨润土粒径越小,污泥脱水性能越好;改造剂投加量为4 mL/100 mL污泥(即0.22 g/100 mL污泥)时,改性膨润土对污泥脱水性能较佳,最佳处理效果为66.43%(污泥含水率)。     

两种MBR工艺处理含抗生素污水效果及反应器内微生物群落结构

采用活性污泥缺氧一好氧膜生物反应器（A／O—MBR）和固定化缺氧一好氧膜生物反应器（I—A／O—MBR）I艺处理。含抗生素污水,考察了不同污泥龄（SRT）和水力停留时间（HRT）对两种工艺处理含抗生素污水性能的影响以及反应器内微生物种群结构的变化情况。试验结果表明：在较长的SRT条件下,A／O—MBR的运行受HRT的影响较小,在较长SRT时,对COD、NH4^＋-N和六种典型抗生素的去除率可分别达到96．4％、96．9％和84．4％以上;当SRT减小到3d时,对COD、NH4^＋-N和六种典型抗生素的去除率有明显下降。I-A／O—MBR受HRT变化的影响较大,在HRT较低时,污染物的去除效果不佳。SRT和HRT分别对两种工艺中的微生物种群结构具有明显影响,随着SRT和HRT的降低,系统内优势种群种类减少,类似Enterobactersp．具有抗生素抗药性的微生物在含抗生素污水的处理过程中发挥了重要作用。SRT降低促使A／O—MBR系统内总细菌数量明显下降,抗生素抗性基因的占比增加,而HRT的降低则使总细菌数量略微升高;I-A／O—MBR反应系统内总细菌和抗生素抗性基因的数量受HRT变化影响较小,固定化颗粒内由于固定化材料的保护作用使总细菌和抗生素抗性基因数量保持稳定。但在较低的HRT条件下,微生物与污水中污染物接触时间短是导致I-A／O—MBR处理效果下降的主要原因。     

膜生物反应器污泥混合液对膜污染影响研究进展

膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)作为一种高效的污水处理及回用工艺,近年来备受关注,然而MBR的膜污染问题严重制约了该工艺进一步快速的商业化推广.本文综述了污泥混合液各组分对MBR膜分离的影响,包括溶解性微生物代谢产物(soluble microbial product,SMP)、胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)、污泥浓度(mixed liquor suspended solids,MLSS)、颗粒粒径及无机物对膜污染影响,并对该领域未来的研究方向进行了论述.     

基于微网分离技术的污水杂质分离工艺优化

污水杂质分离是一种新型杂质分离技术,能有效去除细小颗粒(0.1 mm)及纤维等杂质,可取代细格栅成为城镇污水厂的预处理设备。以优化杂质分离器的设计与运行为目的,针对污水厂沉砂池出水,采用不同目数的微网,分析其对杂质的去除率,并预测对后续生物处理系统的影响。研究结果表明:150~500目微网能有效去除大于微网孔径的杂质,去除率达90%,16目和32目的微网几乎没有杂质去除效果。经小于150目的微网过滤后,去杂质污水仍可利用剩余碳源进行生物反硝化,增加目数则会造成碳源不足,对反硝化不利;经500目微网预处理后,去杂质污水仍可利用剩余碳源进行生物除磷。城镇污水厂采用杂质分离设备作预处理时,宜选用150目的微网为基材。     

改善污泥性质控制MBR膜污染的研究进展

膜生物反应器(MBR)具有高效,出水水质好的特点,在生活污水和工业废水处理中得到了应用,但膜污染是MBR广泛应用的主要障碍.介绍了污泥混合液中胞外聚合物(EPS)对膜污染的影响,详细总结了改善活性污泥混合液性质的途径,包括投加添加剂、优化运行参数和培养好氧颗粒污泥.提出了投加天然高分子混凝剂改善污泥性质的方法.     

A2O生物膜工艺强化生物脱氮和污泥减量研究

为强化生物脱氮同时降低剩余污泥产量,构建了A~2O复合填料生物膜工艺,并考察了其污泥减量效果以及对人工配制污水的脱氮效果。研究结果表明:经A~2O生物膜工艺处理后,出水平均COD、NH_3-N、TN分别为24.5、3.40、7.65 mg/L,平均去除率分别达到94.91%、85.74%、79.44%,污泥表观产率仅为(0.127±0.008) g/g;填料流速分离作用会促进悬浮态污泥形成生物膜,微生物的种群结构以及细胞形态发生较大变化,微生物群落物种更加丰富。     

市政污水处理中MBR和CAS工艺的污泥特性的研究

采用膜生物反应器（MBR）和传统活性污泥法（CAS）两种工艺处理相同水质的市政污水,考察了两种工艺运行状况和污泥混合液的特性。结果表明,MBR可以达到非常好的COD、BOD和NH4^＋-N的去除效果,去除率高于CAS;MBR比CAS具有更高的污泥浓度,较低的污泥产率,较差的污泥沉降性能,同时两者的粘度与污泥浓度关系可以用不同的方程来表达;在运行天数为50～161d期间,MBR系统中没有发现可溶性微生物产物（SMP）明显的积累现象,在SMP中分子量大于14000的总有机碳（TOC）含量占总量的49．6％,CAS系统中相应值为22．5％;两种工艺的污泥耗氧速率均随系统运行呈下降趋势,并且MBR中的污泥耗氧速率大于CAS中的相应值;另外两种工艺中微型动物在种类和数量上表现出了不同的变化规律。     

MBR工艺处理海水养殖废水的研究进展

MBR具有污染物去除效果好、颗粒物分离效率高、占地面积小、污泥产率低、利于培养耐盐微生物以及易于实现一体化控制等特点,加之膜技术提高和成本降低,使用MBR法处理海水养殖废水得到广泛关注。针对处理海水养殖废水的MBR工艺,对近年来相关研究成果分析评价,包括传统MBR工艺与改良、各种条件下MBR系统内微生物特性、影响运行效果的参数控制以及水力学特征等方面,并对其发展前景做了展望。为该工艺的发展利用提供参考。     

农村生活污水处理ABR工艺的启动与污泥微生物特性

通过折流板厌氧反应器(ABR)处理农村生活污水的启动运行,以及高通量测序技术,研究反应器中污泥微生物相关特性。研究结果表明:反应器采用低负荷启动、阶段提高有机负荷方式,可以在60d内实现挂膜完成,反应器对污水中化学需氧量(COD)去除率在66%左右,出水pH值稳定在6.35~7.05;颗粒污泥中主要优势细菌种群有变形杆菌(Proteobacteria)、拟杆菌纲(Bacteroidetes)、绿弯菌纲(Chloroflexi)。运行启动后,在污泥中出现广古菌门(Euryarehaeota)、嗜热丝菌门(Caldiserica)、螺旋菌门(Spirobacteria)。运行稳定后,细菌生物量含量会减少,这表明ABR启动对原始污泥的微生物种类起到显著的选择作用。     

HRT对厌氧膜生物反应器混合液性质和膜污染的影响

采用分置式厌氧膜生物反应器(An MBR)处理啤酒废水,在不排泥的情况下,研究HRT对污泥混合液性质和膜污染的影响。结果表明,当HRT从40、32、24、16 h逐渐缩短时,胞外聚合物(EPS)含量、溶解性微生物代谢产物(SMP)含量和污泥粒径逐渐增大;EPS和SMP中的蛋白质及污泥粒径对泥饼层阻力的影响较大,它们增大可促使滤饼层形成,增加泥饼层阻力,继而增加膜过滤阻力,导致跨膜压差快速增长,加快膜污染的进程;HRT在40 h、有机负荷为2.24 kg/(m~3·d)、污泥负荷为0.58 kg/(kg·d)的条件下,分置式An MBR可以获得较好的处理效果和较低的膜污染速度。     

膜生物反应器处理垃圾渗滤液问题分析

针对目前垃圾渗滤液用膜生物反应器（MBR）系统处理效果不佳、运行不稳定的问题,通过理论模型预测分析了渗滤液系统MBR的污泥浓度及其构成。结果表明垃圾焚烧厂的渗滤液MBR存在污泥浓度过高（22．0g／L）的问题,如果采用厌氧微网预处理则能将污泥浓度降低约50％,可大大提高MBR的运行稳定性。填埋场渗滤液MBR则存在处理年轻期渗滤液污泥浓度过高,而污泥浓度和污泥活性会随填埋龄增加迅速下降的问题,建议采取必要的预处理措施降低年轻期渗滤液的污染物负荷,改善中、老年期渗滤液的可生化性能,提高以MBR为主体的垃圾渗滤液处理工艺的运行稳定性。     

进水C/N比对MBR污泥微生物产物的特性影响

部分采用膜-生物反应器技术的污水处理厂为解决进水碳源不足问题会外加碳源提高进水C/N比,这可能改变微生物产物的特性从而对膜污染产生影响。本文从长期和短期试验两个方面研究了不同C/N比条件下MBR微生物产物的特性。试验结果表明,提高进水C/N比会使污泥疏松附着型胞外聚合物中的色氨酸类物质、可见区腐植酸类和芳香族蛋白质类物质浓度升高,这可能致使高进水C/N比的MBR膜污染较为严重。在短期烧杯试验中发现,高进水C/N比能够提高污泥活性,并且改变污泥的代谢机理,这可能是其微生物产物的特性产生改变的原因。     

基于污泥性质探究微电场对MBR膜污染的影响

采用微生物燃料电池-膜生物反应器系统(MFC-MBR)对微电场作用下污泥性质进行分析。对MFC-MBR的产电性能和优化分析发现,在水力停留时间为36 h、曝气量为1.5 L/min的工况条件下,该系统在稳定输出电能的同时能够高效降解苯酚废水。MFC-MBR和C-MBR(空白对照膜生物反应器系统)在最佳工况条件下的长期运行结果表明,微电场的施加使得膜污染得到缓解。与C-MBR相比,MFC-MBR膜污染的缓解归因于污泥性质的改变,主要体现在Zeta电位绝对值降低、污泥平均粒径变大、SMP和LB-EPS质量分数降低。因此,在最佳运行条件下,通过对MBR施加微电场既能促进苯酚废水的降解,又能改变污泥性质、缓解膜污染。     

MBR膜专用消泡剂在炼化废水MBR系统中的应用

将一种非硅系MBR膜专用消泡剂应用于中捷石化炼化污水中,研究了其消泡性能、MBR膜污染性、活性污泥友好性等,并进行现场应用测试。测试结果表明,该MBR膜专用消泡剂能有效解决炼化污水的泡沫问题,且对MBR膜及生化污泥不造成运行影响。     

应用群体感应淬灭技术控制MBR膜污染的研究进展

膜生物反应器(MBR)被广泛应用于污水的深度处理和回用。然而,膜表面的生物污染一直是MBR应用中的难题,至今仍未得到有效解决。研究结果表明,生物膜的形成与细胞间的群体感应(QS)有关,因此,通过干扰QS系统而阻止生物膜形成的群体淬灭(QQ)技术有望从根本上有效减缓MBR膜表面的生物污染。文中综述了微生物信号分子、QS机制以及各种控制MBR膜污染的QQ方法,为MBR膜生物污染控制技术的发展提供了相关信息。