好氧颗粒污泥快速培养及稳定化应用研究进展

颗粒污泥对污染物具有较高的生物降解效果和同步硝化反硝化及反硝化除磷的生物功能,而且在工程应用中,因其占地面积小及运行成本较低等优点而受到广泛的关注。总结国内外研究过程中存在的问题及难点,为好氧颗粒污泥的工程应用提供理论依据。文章基于反应器运行方式、水力条件、载体、进水基质、胞外多聚物的影响,概述了好氧颗粒污泥快速培养的影响因素;从工艺的运行方式及外加载体2个方面阐述了好氧颗粒污泥的稳定性运行研究,外加载体可增强颗粒污泥内部结构的稳定性,运行状态实时控制影响颗粒污泥整体结构的稳定性。综述了好氧颗粒污泥在污水处理过程中对易降解和难降解有机物、氨氮、磷、金属离子的去除效果及在国外实际工程中的应用,展望了好氧颗粒污泥在未来工程中的大范围应用前景。     

好氧颗粒污泥形成机理及其去污效果

在2个相同的序批式活性污泥反应器(SBR)中利用不同机理,以絮状活性污泥为接种污泥,培养出了2种性质不同的好氧颗粒污泥.R1反应器利用丝状菌假说,得到SVI值为35~45mL/g、粒径分布在2.0~4.0mm之间的好氧颗粒污泥;R2反应器利用胞外多聚物(EPS)假说,得到SVI值为30mL/g、粒径分布在1.0~1.6mm之间的好氧颗粒污泥.结果表明:两者对污染物有良好的去处效果,COD去除率都达到了95%以上,TN的去除率也分别达到60%和50%.     

复合膜生物反应器处理生活污水的特性

通过对投加填料的膜生物反应器处理生活污水的特性进行了系统的研究，研究结果表明投加填料的膜生物反应器的上清液及系统出水COD浓度低于不加填料的；反应器稳定运行后膜的通透性随运行时间的延长而缓慢下降，且较投加填料前明显增大；反应器中，附着相和悬浮相污泥共存，并以附着生长的微生物为主，悬浮污泥浓度低可以有效的减缓膜过滤阻力的上升和膜的堵塞．维持反应器内总污泥浓度较高的条件下，使随混合液进入膜分离的悬浮污泥量保持很低，减少了其对膜的通透能力的影响。     

膜生物反应器处理中药废水的污泥特性研究

在中试基础上进行了高容积负荷下一体式膜生物反应器处理中药废水的污泥混合液特性研究,目的是通过缩水力停留时间提高容积负荷,增加污泥浓度来考察污泥性质的变化．试验考察了污泥浓度、污泥负荷率、污泥表观产率系数随运行时间的变化,污泥浓度与容积负荷、污泥表观产率系数与污泥负荷的关系,同时考察了一体式膜生物反应器中污泥活性的变化．研究结果表明,随着污泥龄的延长和容积负荷的增大,生物反应器内污泥活性有降低的趋势;污泥浓度随污泥龄的增加、水力停留时间的缩短、容积负荷的增大而增加;污泥表观产率系数随污泥负荷的增加而增大;在进水水质一定的条件下,通过增加系统的污泥龄,降低系统污泥负荷,可以降低污泥产率系数,减少污泥产量．     

倒置A~2/O－动态膜生物反应器工艺中EPS分布及对膜污染的影响

采用倒置A2/O-动态膜生物反应器工艺处理市政污水,考察运行过程中沿程胞外聚合物分布状况和特性及EPS对膜污染的影响。结果表明:连续运行30d,工艺沿程中EPS含量均随运行时间延长而增大,其中好氧池EPS浓度为2.7~10.9mg/g MLVSS,蛋白质和LB-EPS含量分别为0.87~5.73mg/L,0.49~8.6mg/L,膜通量从71.1L/m2·h减小到16.1L/m2·h,膜污染增加,清洗的频次也增大。     

倒置 A2／O -动态膜生物反应器工艺中E PS 分布及对膜污染的影响

采用倒置A2／O-动态膜生物反应器工艺处理市政污水,考察运行过程中沿程胞外聚合物分布状况和特性及EPS对膜污染的影响。结果表明：连续运行30d ,工艺沿程中EPS含量均随运行时间延长而增大,其中好氧池EPS浓度为2．7～10．9mg／g MLVSS ,蛋白质和LB-EPS含量分别为0．87～5．73mg／L ,0．49～8．6mg／L ,膜通量从71．1L／m2· h减小到16．1L／m2· h ,膜污染增加,清洗的频次也增大。     

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.     

一种好氧颗粒污泥的内部构造分析

采用城市污水处理厂的活性污泥为接种污泥,以人工配制污水为原水,在序批式反应器(SBR)中培养出好氧颗粒污泥,对其冷冻切片后进行显微观测.同时,根据颗粒污泥内部基质(COD,N,DO)在各个阶段的变化,分析颗粒污泥内部构造的形成过程.研究发现,好氧颗粒污泥的内部构造可以描述为:第一层,即好氧颗粒污泥表面层,主要由异养型生物组成,厚度约为220～340 μm;中间层,主要由自养型生物组成,厚度约为380～550 μm;第三层位于颗粒污泥中心,微生物量较少,主要由无机成分组成,存在明显的空腔,其厚度由好氧颗粒污泥粒径决定.     

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 300μm和900μm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0.033d-1的硝化速率小于R2中小颗粒污泥0.060d-1的硝化速率,其10g/l的污泥浓度大于小粒径颗粒污泥6g/l的污泥浓度,从而导致两个系统的氨氮脱除时间相同,即2.5h。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。     

Feed/Seed比值对好氧生物处理效率的影响

好氧生物反应器的进料物（Feed）是经厌氧作用的消化污泥，而其接种体（Seed）是活性污泥。主要研究了四种Feed／Seed比值（1：0，3：1，1：1和0：1）对好氧生物处理效率的影响。对于Feed／Seed比值为1：0和0：1而言，污泥的TSS和VSS的去除率很低。而另外两种比值的实验结果表明，TSS和VSS的去除率均随Feed／Seed比值的增加而增加。对于Feed／Seed比值为3的生物反应器，28天的TSS和VSS的去除率分别达到了49％和50％。并且TSS和VSS的降解服从一级反应动力学。动力学降解常数（k）也随Feed／Seed比值的增加而增加。而且VSS的去除率略高于TSS。另外，硝化反应的发生导致好氧生物反应器中的硝酸根离子浓度的增加和pH的降低。     

底物种类和浓度对好氧颗粒污泥丝状菌膨胀的影响

在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)内以蔗糖为底物培养好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS),考察了底物种类和浓度对AGS培养和稳定维持的影响.在反应器运行的最初阶段,以蔗糖为唯一碳源,进水ρ(COD)为600~900 mg/L,10 d后形成了结构较为密实的AGS,平均粒径为1.15±0.14 mm,污泥指数SVI在90 mL/g左右;AGS稳定维持23 d后,ρ(COD)由900 mg/L增加到1 200 mg/L,AGS表面出现了大量丝状菌,AGS平均丝状化程度Δ值最大达到了1.69±0.23 mm,SVI增加至175 mL/g.为克服AGS丝状菌膨胀,以蔗糖+蛋白胨(1∶1)的混合底物代替单一底物,AGS表面的丝状菌逐渐减少,34 d后AGS表面“光滑”,AGS丝状菌膨胀得到抑制,Δ值逐步下降至1.00±0.01 mm.ρ(COD)从600 mg/L增加至1 200 mg/L,AGS依旧保持稳定,未出现丝状菌大量繁殖的现象.本研究表明,单一底物培养AGS在负荷较高时容易出现丝状菌膨胀,而混合底物可以抑制AGS丝状菌膨胀,有利于AGS的稳定维持.     

SBR反应器中好氧颗粒污泥的培养及性能试验

以厌氧颗粒污泥为接种泥,采用人工配制的模拟生活污水,在SBR反应器中成功培养出好氧颗粒污泥。试验表明：以二次成核说作为理论支持,通过提高COD负荷和逐渐减少污泥沉降时间所造成选择压促进好氧颗粒污泥的形成。所形成的颗粒结构密实,沉降性能好,生物活性高,外表呈橙黄色,粒径在0.5-1 mm,SVI为40 mL/g,MLSS为7 037 mg/L。该SBR系统对COD、氨氮的去除率均达到95%以上,对TP的去除率也达到80%,具有良好的同步脱氮除磷效果。     

SBAR中好氧颗粒污泥的培养与应用研究

以普通絮状活性污泥为接种污泥,采用人工配制的模拟生活污水,通过逐步缩短沉降时间的方法,在SBAR中成功地培养出了成熟的好氧颗粒污泥。颗粒污泥的SVI为19．97mL／g,粒径在0．45～2．0mm之间,平均沉降速率为45．62m／h,SOUR为47．68g／kg·h,均优于普通絮状污泥。通过扫描电镜观察,颗粒污泥表面粗糙,轮廓清晰,分布着一些沟壑和微小孔道,微生物以杆菌和球菌为主。研究表明,该好氧颗粒污泥反应器具有良好的去除COD和NH4^＋-N的能力,去除率分别达到93％和98％以上,对TP的去除率也达到了60％左右。     

微生物学中好氧颗粒污泥的形成机理

全面地综述了国内外在好氧颗粒污泥方面的研究现状,包括好氧颗粒污泥的基本特征、颗粒化过程中的影响因素、形成机理及其微生物组成,以及在污水处理方面的优势。同时,对其未来的研究和发展趋势作了展望。     

铜和镍离子对好氧颗粒污泥处理效果的影响及改进策略

好氧颗粒污泥由于具有微生物量丰富、抗冲击负荷能力强等优点,成为目前处理印染废水的主流方法之一,但印染废水中存在的Cu2+和Ni2+会对好氧颗粒污泥处理过程产生各种影响,使好氧颗粒污泥的处理效果下降. 通过梳理文献分析Cu2+和Ni2+对好氧颗粒污泥微生物种群分布、污泥絮凝沉降性、反应动力学的影响,根据Cu2+和Ni2+对好氧颗粒污泥产生的不同影响提出采取预处理、解吸、调整工艺参数等改进策略. 通过采用改进策略,可使好氧颗粒污泥在不利条件下仍能有效处理印染废水. 研究结论为好氧颗粒污泥进一步探索与应用提供建议.     

丝状膨胀好氧颗粒污泥细菌组成及丝状膨胀的控制

采用构建16S rDNA克隆文库方法对发生丝状膨胀的好氧颗粒污泥的细菌种群进行研究.结果表明,丝状膨胀的好氧颗粒污泥共包含六大类群,分别是β-proteobacteria(36.23%)、Sphingobacteria(20.29%)、δ-Proteobacteria(13.04%)、Flavobacteria(10.14%)、γ-Proteobacteria(1.45%)和Actinobacteria(1.45%),通过序列比对可知好氧颗粒污泥中存在Sphaerotilus natans等丝状菌,但根据所占比例确定其不是导致好氧颗粒污泥丝状膨胀的细菌.对膨胀颗粒污泥外边缘的丝状微生物进一步鉴定,发现它属于丝状真菌.试验验证了进水pH随运行时间降低是导致葡萄糖配水培养好氧颗粒污泥发生丝状膨胀的主要原因.采用缩短运行周期、运行过程中投加NaHCO₃和减少曝气量的方法均可预防好氧颗粒污泥的丝状膨胀,但投加碱度是最直接有效的方法,且在发生丝状膨胀初期还可通过该方法控制膨胀.     

由EGSB厌氧颗粒污泥培养好氧颗粒污泥的工艺探讨

为探讨EGSB厌氧颗粒污 泥培养好氧颗粒污泥的工艺, 在SBR反应器中以葡萄糖为碳源,EGSB厌氧颗粒污泥为接种污泥,好氧条件运行.观察污泥颗粒形态、结构变化 ,监测COD,TP,TN,SS,研究厌氧颗粒污泥培养好氧颗粒污泥的过程.研究发现此过程中厌氧颗粒污泥起了一种载体作用.污泥浓度、粒径先 降低后增加,沉降性能先降低后提高,45?d后逐渐稳定.培养出的好氧颗粒污泥与接种颗粒污泥相比在粒径、结构等方面有一定变化.稳定后 的颗粒污泥具有良好的脱氮除磷功能,COD去除率稳定在94%左右,TP去除率80%以上,TN去除率75%以上.     

两种不同运行方式下好氧颗粒污泥培养及污染物去除性能对比研究

为了解决单一负荷或逐步提高负荷下培养颗粒污泥所需时间较长、污染物去除不稳定的问题,提出采用交替改变进水碳氮负荷方式,研究好氧颗粒污泥形成过程及污染物去除效果.通过设计进水—曝气—沉淀—排水(S1反应器)和进水—曝气—停曝—曝气—停曝—曝气—沉淀—排水(S2反应器)两种运行方式培养好氧颗粒污泥,对比分析颗粒污泥形成过程中...     

混凝法控制膜生物反应器污泥膨胀的试验

目的 利用混凝法控制一体式膜生物反应器的污泥膨胀，以减轻反应器的膜污染，降低运行成本．方法 向反应器中投加混凝剂，经活性污泥30min静沉试验，检测污泥的沉降性能，并测量反应器出水COD、NH3-N值，通过改变投加混凝剂的种类和剂量，测试不同条件下混凝剂对污泥沉降性能和反应器污水处理效果的影响．结果试验表明，投加氯化铁混凝剂，能够有效提高活性污泥的沉降性能．在已经发生膨胀的反应器中，连续投加混凝剂和助凝剂则效果更好．并且，混凝法控制反应器污泥膨胀的同时，可提高膜生物反应器处理污水中有机物的能力，COD去除率提高11．68％．结论 通过对发生污泥膨胀的膜生物反应器投加混凝剂，不但可以有效地控制活性污泥的膨胀，而且能够强化处理效果．其中投加氯化铁的效果最佳，并且提高了MBR中处理有机物的能力．     

好氧颗粒污泥对汽车涂装废水中 有机污染物的吸附特性

为了更好地探究好氧颗粒污泥处理汽车涂装废水的机理,利用好氧颗粒污泥的降解特性得到最佳处理工艺和有机物去除效果,本试验采用动态吸附和静态吸附的方式分别研究了好氧颗粒污泥对汽车涂装废水中有机污染物的初期吸附特性、吸附类型及温度和pH对吸附能力的影响。研究结果表明,好氧颗粒污泥对汽车涂装废水中有机污染物具有一定的初期吸附现象,30 min内COD被快速去除,去除率达到66.62%,180 min后基本趋近于平稳,COD去除率为80.61%。在温度为35℃、pH为7.0时,吸附吸附量最大,且过程是一个以物理吸附、生物吸附、化学吸附三者共同作用的复杂过程。准二级动力学模型能较好地表征吸附机理。