不同强化类型的好氧颗粒污泥结构特性

把聚合氯化铝（PAC）、微生物絮凝剂（Microbial flocculant，MBF）、颗粒活性炭（GAC）投加到反应器中可以加快好氧颗粒污泥形成和提升其结构稳定性。扫描电镜（SEM）结果显示，对照组和MBF组好氧颗粒污泥外部呈网状疏松结构，而PAC组和GAC组颗粒表面结构致密。胞外聚合物（EPS）荧光原位染色表明，EPS主要结构组分中的蛋白和β多糖在对照组和MBF组中均为均匀分布，这两组颗粒形成机理符合“EPS假说”；PAC强化型颗粒形成了“蛋白外壳β多糖内核双层构造”，GAC组的颗粒内部有高密度蛋白包裹着颗粒活性炭，这两组颗粒污泥的形成机理更符合“晶核假说”。结构完整性实验表明：PAC、MBF、GAC都可以显著提升好氧颗粒污泥抗水力剪切能力；抗水解酶强弱顺序依次为PAC组 > GAC组 > MBF组 > 对照组。     

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。     

平均粒径对好氧颗粒污泥脱氨效果的影响

将R1和R2间歇序批式反应器（SBR）中平均粒径大小分别为1 300 μm和900 μm的脱碳好氧颗粒污泥接种硝化活性污泥,以提高系统氨氮脱除率。试验结果表明,R2中的小平均粒径好氧颗粒污泥,经2周后氨氮脱除率达到90%以上;而R1中的大平均粒径好氧颗粒污泥,经3周半后氨氮脱除率才达到相同水平。平均粒径小的好氧颗粒污泥比表面积大,接种活性污泥附着量大,渗透接种至颗粒污泥中快,因而系统氨氮脱除速率增加迅速。系统周期分析表明,虽然R1中大粒径好氧颗粒污泥0.033 d-1 的硝化速率小于R2中小颗粒污泥0.060 d-1 的硝化速率,其10 g/l 的污泥浓度大于小粒径颗粒污泥6 g/l的污泥浓度,从而导致两个系统的氨氮脱除时间相同,即2.5 h。由于R1中大粒径好氧颗粒污泥内部缺氧区相对小粒径好氧颗粒污泥大,其脱氮效率（64.7%）相对小颗粒污泥脱氮效率（57.3%） 高一些。     

好氧颗粒污泥研究进展

介绍了好氧颗粒污泥的特征及形成机制,并对影响好氧颗粒污泥形成的因素如水力剪切力、胞外聚合物（EPS）、投加多价阳离子或载体、溶解氧（DO）、C／N比、反应器构型、底物组成、有机负荷率、污泥表面疏水性进行了分析,通过对好氧颗粒污泥的简介,提出了好氧颗粒污泥的发展趋势。     

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。     

不同生物选择段的SBR中好氧颗粒污泥的特性

在两个小试SBR中接种成熟的好氧颗粒污泥(AGS),分别研究了不同时长的好氧及厌氧生物选择段下AGS的特性及对污染物的去除效果,为维持AGS的稳定性提供技术支持。结果表明,生物选择段的设置能够有效抑制丝状菌的生长,并能较好地维持AGS的稳定性。AGS的SV30/SV5值维持在0.90以上,SVI保持在40 m L/g以下,MLVSS/MLSS值在0.6~0.7之间,EPS为37~44 mg/g MLVSS,PN/PS值为1.3~2.0,含水率为97.3%~98.5%。不同选择段下反应器对污染物均具有较好的去除效果。不同好氧选择段下反应器对COD、TP、TIN及NH+4-N的去除率分别保持在98%、90%、77%及82%以上;不同厌氧选择段下反应器对COD、TP、TIN及NH+4-N的去除率分别保持在97%、85%、75%及75%以上。虽然好氧选择段下的除污效果要略高于厌氧选择段的,但后者的运行成本更低。     

城市污水培养好氧颗粒污泥及其降解特性

采用低浓度城市生活污水,以好氧絮状活性污泥为接种污泥,在3个不同运行条件的序批式反应器(SBR)中培养好氧颗粒污泥,并考察了其降解特性.结果表明,通过对剪切力、沉降时间等运行参数的调控,3个反应器(R1～R3)分别在第14、16和14天出现了细小颗粒,成熟后的颗粒污泥粒径可达到1.0 mm,其中R1、R2中颗粒的粒径无明显差别,而R3中颗粒的粒径较R1,R2中的略大;成熟的颗粒污泥周围出现大量原生动物,各反应器内污泥的SV1值保持在29-40 mL/g内,显示出良好的沉降性能.成熟的颗粒污泥对有机碳源具有较强的吸附与降解性能,并且具有同步硝化反稍化能力.各反应器出水COD浓度稳定在30 mg/L左右,NH4+-N浓度＜1.0mg/L,对污染物的去除效果良好.     

不同进水基质好氧颗粒污泥性状研究

为研究好氧颗粒污泥形成过程及污泥特性,采用特殊运行方式的厌氧-好氧SBR反应器,并分别以葡萄糖、乙酸钠、葡萄糖-乙酸钠为进水基质考察污泥颗粒化过程和污泥特性.     

不同有机负荷下好氧颗粒污泥的特性

采用气升式内循环间歇反应器(IC-SBAR)培养好氧颗粒污泥,考察了有机负荷分别为1.58和14.12kg/(m3·d)时所形成的好氧颗粒污泥的特性。结果表明,在两种负荷下反应器对COD、TN和TP的去除率均分别达90%、80%和90%左右,但高负荷下培养的好氧颗粒污泥的沉降性能较好。     

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。     

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。     

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。     

好氧颗粒污泥弹性模型研究

通过实验,测得了好氧颗粒污泥弹性阶段受力与变形关系,并建立了好氧颗粒污泥的弹性模型,研究了其弹性性能,经对比,数值模拟与实测值相符,为提高颗粒的稳定性提供了基础。     

好氧颗粒污泥形成机理研究

好氧颗粒污泥结构紧密、沉淀性能好、生物相浓度高、具有较好的水力强度和生物种群多样化,且抗外界干扰及自身恢复调节能力较强。本文讨论了好氧颗粒的几种形成机理,分析了研究现状及存在的不足,期望为相关研究提供一定的参考。     

好氧颗粒污泥的快速培养研究进展

好氧颗粒污泥(AGS)的培养时间一般在30 d以上。显然,较长的启动时间不利于技术的推广及应用。因此,研究经济、高效的AGS的快速培养策略一直是该领域的热门话题。总结已取得的研究成果发现,现有快速培养策略主要包括四种,即进水中添加钙镁等金属离子、投加絮凝剂或惰性载体、接种部分AGS及投加特殊菌种等促进污泥好氧颗粒化。结果表明,以上策略可有效缩短AGS形成所需时间,一般可将污泥好氧颗粒化的时间控制在30 d甚至20 d以内。然而,现有研究存在以下不足,一是缺乏统一的衡量污泥好氧颗粒化成功的标准,二是污泥快速好氧颗粒化的机理缺乏深入研究,三是现有研究成果缺乏实践检验。因此,后续研究应首先统一AGS培养成功的标准,为研究成果的重复及推广奠定基础。其次,通过捕捉污泥颗粒化过程中的原位信息探索快速颗粒化的机理,为实际应用提供理论指导。最后,借鉴厌氧颗粒污泥的销售及使用经验,探索AGS的产品化途径,并对现有快速培养模式进行整合及改进,在实践中检验其可靠性。     

混合碳源的好氧颗粒污泥培养及微生物特性研究

在SBR反应器中,采用葡萄糖和醋酸钠为混合碳源,以容积负荷和沉淀时间为调控参数,研究污泥颗粒化过程及微生物特性。结果表明,以葡萄糖和醋酸钠为混合碳源,通过对容积负荷和沉淀时间的调控,培养出的成熟颗粒污泥为橙黄色不规则球体,颗粒化程度达100%,MLSS高达6 400 mg/L,SVI值保持在20 mL/g左右,稳定性良好。电镜(SEM)观察好氧颗粒污泥表面和剖面结构发现,表面凹凸不平且密实,比表面积较大,以粒径为2.0～3.5μm的短杆菌占优势;内部微生物密集,但中心出现空洞,以粒径为1.0～2.0μm的球杆菌占优势。两种微生物独立分布于颗粒的表面和内部,互不混杂,呈现明显的分层现象,同时颗粒污泥对氮的去除效果良好,分析认为上述两种菌种对氮的去除分别起不同的作用。     

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.     

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。     

好氧颗粒污泥技术工程化进展一瞥

以荷兰的研发经验为主线,重点介绍了好氧颗粒污泥技术研发10年后首先在荷兰得到工程应用的成功经验.以荷兰Nereda(R)工艺为例,概括了好氧颗粒污泥技术目前在全球的工程化应用进展、取得的宝贵经验与实际效果.最后,对好氧颗粒污泥技术工程化应用前景做了进一步展望.     

好氧颗粒污泥低温稳定性中试研究

好氧颗粒污泥技术具有占地面积小、能耗低、剩余污泥量少、抗冲击性强等优点,是一种可持续的污水处理技术。以北京某污水处理厂实际生活污水作为基质,在中试规模（有效容积为2.5 m3）反应器中进行好氧颗粒污泥培养,研究了颗粒污泥在低温条件下的稳定性。中试自夏季开始运行到次年春季结束,共计运行260 d。结果表明,采用我国实际低碳源市政污水可以培养出好氧颗粒污泥,污泥颗粒化程度可达94%,SVI5_/SVI₃₀为1.1～1.3。冬季低温会造成颗粒污泥的枝状结构增多、丝状菌生长,进而引起颗粒化比例略有下降,为80%～91%,污泥平均粒径降低,SVI5_/SVI₃₀升高至1.5～1.8。在冬季低温条件下,通过优化调控进水流量、曝气时长、曝气过程DO浓度可提高脱氮效率。中试期间各阶段反应器出水COD、TP、NH4₊^-N以及TN均可以满足GB 18918—2002的一级A排放标准,但是低温条件下TN去除率略有下降（降幅为6%～9%）,存在一定超标风险。