改善剩余活性污泥过滤性能的研究

本文采用FeCl_3、Al_2(SO_4)_3和聚丙烯酰胺三种混凝剂,研究了混凝剂剂量与剩余活性污泥比阻值的关系,优化出最佳混凝剂种类和剂量,对降低污泥处理的运行费用具有实际指导意义。     

解偶联代谢对活性污泥工艺中剩余污泥的减量化作用

为了有效减少活性污泥法中剩余污泥的产生,采用解偶联剂对活性污泥工艺中的剩余污泥进行减量化研究。研究比较了5种化学解偶联剂对活性污泥系统的污泥减量化短期效应以及对基质去除率的影响,并对影响其作用的因素和解偶联剂在水和污泥中的分布进行了研究。结果表明：不同的解偶联剂,减量化效果差异明显,硝基类化合物比含氯类化合物的污泥减量化效果好。所有解偶联剂在对微生物进行解偶联的过程中并不影响微生物对基质的降解去除效果。污泥产率随着解偶联剂浓度的增加而减少,随着污泥浓度的增加而增加;在实验所选择的温度范围内（20℃～30℃）,温度对解偶联作用的影响甚小;酸性条件能提高解偶联剂对污泥的减量效果。     

污泥减量工艺OSA系统的影响因素研究

采用单因素试验和正交试验的方法分别研究了城市污水污泥减量OSA工艺中解偶联池中污泥浓度(MLSSj)、污泥在解偶联池反应时间(tj)、解偶联池温度(Tj)对污泥减量效果的影响,发现增加解偶联池污泥浓度或延长污泥在解偶联池的反应时间或增加解偶联池温度都将导致解偶联池ORP线性下降,且污泥表观产率系数Yobs与ΔORP或各因素之间分别遵循Yobs=-0.000 7ΔORP 0.452,Yobs=0.384-0.026 5 MLSSj-0.001 55tj-0.002 38Tj 0.001 32tj.Tj。通过对比试验的方式进一步验证了城市污水处理系统的污泥减量效果,结果表明在进水负荷在0.42 kg COD/Kg MLSS.d-1,解偶联池中温度为40℃、污泥浓度为11 g/L、停留时间为11 h时,OSA工艺的污泥产率比普通活性污泥法低58%。     

微波辐照与碱联合应用实现剩余污泥减量的实验研究

采用序批式活性污泥法(SBR),对微波辐照与碱联合实现污泥减量进行了研究。结果表明,在微波辐照功率800 W,辐照时间120 s,每克SS投加NaOH 0.16 g,每天处理的污泥分别为反应器内污泥的5%、10%、15%时,污泥表观产率系数分别减少18%、26%、38%。虽然随着污泥处理比例的增大,处理系统出水SCOD略有增加,但处理系统仍能保持其生物处理能力,SCOD去除率在82.4%~84.2%,对系统的生物处理能力影响不大。两系统对NH4+-N去除率均在94.6%~95.9%,微波辐照与碱联合处理系统的硝化能力没有受到太大影响。污泥分解后,磷释放到溶液中,返回至生物系统,使出水的TP浓度有所增加。     

废水生物处理生化反应的建模和辨识

为废水处理过程建立一个准确的数学模型和对模型进行辨识的重要性是不言而哈的。本文研究尝试用非线性最小二乘法对一种废水生物处理的数学模型进行辨识,从而为废水处理厂生产和控制的正常进行提供帮助,仿真结果表明,本研究采用的这种模型辨识效果良好。     

微波辐照与碱联合应用实现剩余污泥减量的实验研究

采用序批式活性污泥法(SBR),对微波辐照与碱联合实现污泥减量进行了研究。结果表明,在微波辐照功率800 W,辐照时间120 s,每克SS投加NaOH 0.16 g,每天处理的污泥分别为反应器内污泥的5%、10%、15%时,污泥表观产率系数分别减少18%、26%、38%。虽然随着污泥处理比例的增大,处理系统出水SCOD略有增加,但处理系统仍能保持其生物处理能力,SCOD去除率在82.4%~84.2%,对系统的生物处理能力影响不大。两系统对NH4+-N去除率均在94.6%~95.9%,微波辐照与碱联合处理系统的硝化能力没有受到太大影响。污泥分解后,磷释放到溶液中,返回至生物系统,使出水的TP浓度有所增加。     

城市污水生物除磷脱氮系统剩余污泥量的计算

剩余污泥量的计算是活性污泥法工艺设计的关键，而活性污泥法是同时生物除磷脱氮的主体工艺形式，因此，准确计算生物除磷脱氮系统的剩余污泥量十分必要。结合昆明市污水处理厂的运行实际。分析比较了传统计算法、污泥龄法和数学模型法在计算城市污水生物除磷脱氮系统剩余污泥量时的准确性，建议现阶段采用污泥龄法进行计算，提出修正系数K(0．75-1)与具体工艺形式有关，并给出K的几个建议值，同时指出数学模型法（ASM2）应是发展方向．     

不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响

对种泥进行预处理,能去除不产芽孢的耗氢菌,可以达到加快有机废水发酵生物制氢系统启动进程,提高污泥产氢效能的目的.为寻求适宜的种泥预处理方法,利用摇瓶发酵实验,考察城市污水处理厂好氧活性污泥分别经酸、碱、热、曝气、CHCl3和二溴乙烷磺酸钠（BES）预处理后,其利用葡萄糖发酵产氢的特性.结果表明,在初始pH 7.0、葡萄...     

用能量代谢方程求解泥龄研究

从本质上说,污水生物处理的过程就是微生物能量代谢的过程,从能量的角度出发,在质量守恒与能量守恒的基础上建立了能量代谢方程,同时通过模型试验求解出其中的参数。该方程从微观的角度解释了活性污泥系统中泥龄选择的理由,可运用该方程优化低负荷下活性污泥工艺的系统泥龄,从而优化活性污泥系统的能量配置,达到节能降耗的目的。     

屈服强度对COD降低系数m的影响

通过试验，有限元法计算，探讨了材料的屈服强度对断裂韧性值Ｊｊ，δｉ以及ＣＯＤ降低系数ｍ的影响，结果表明，随着屈服强度的增加，断裂韧性值Ｊｉ，δｉ降低，ＣＯＤ降低系数ｍ随之降低。     

掺气滴灌对温室辣椒生物量及产量的影响

研究不同掺气比例、不同类型土壤条件下掺气滴灌对改善作物生长、提高地下滴灌效率有重要意义.以河南省不同类型土壤及温室辣椒为供试材料,以不曝气为对照,设置2个内循环曝气条件(0.1 MPa和0.2 MPa,掺气浓度分别为7%和13%),通过桶栽试验研究滴灌条件下掺气滴灌对温室作物生长的影响.结果表明,掺气滴灌在黏壤土和粉质黏壤土中效果明显,而在砂壤土中效果不明显.在黏质型土壤中,0.1 MPa掺气滴灌对作物生长有较好的促进作用.     

腐殖活性污泥生化特征及处理效能

为探讨腐殖活性污泥的生物化学特征及其作用机理,对腐殖生物填料进行扫描电镜和能谱(SEM-EDAX)测定,表明填料中主要组成元素为C、O、Si,同时含有少量Al、S、Fe. 腐殖活性污泥与普通活性污泥中若干特征菌群的对比分析表明,腐殖活性污泥中的一般细菌总量、硝酸菌、亚硝酸菌、脱氮菌及放线菌含量明显高于普通活性污泥;腐殖活性污泥中有机质的质量分数比普通活性污泥低,但腐殖酸及富里酸和胡敏酸质量分数明显高于普通活性污泥;腐殖活性污泥法运行的SBR反应器对CODCr、TP和TN的去除效果优于普通SBR反应器,分别高出4％、14％和10％．     

Microbial Community Profiles Related to Volatile Fatty Acids Production in Mesophilic and Thermophilic Fermentation of Waste Activated Sludge Pretreated by Enzymolysis

酶溶剩余污泥中高温发酵过程中微生物群落动态与短链脂肪酸积累的关系研究

辛晓东¹,王冰鑫¹,洪俊明¹,赫俊国²,邱微²,陈博彦³

（1.华侨大学 环境科学与工程系, 福建 厦门 361021;

2.哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室, 哈尔滨 150090;

3. 宜兰大学 化学工程与材料工程学系（所）,台湾 宜兰 26047,中国）

创新点说明：

1） 分析了酶溶预处理对剩余污泥水解溶胞效果,并发现酶溶剩余污泥在中温发酵和高温发酵中VFA积累含量基本处于同等水平;

2） 酶溶污泥中温发酵与高温发酵体系中微生物群落结构动态差异明显;与高温发酵相比,中温发酵体系中微生物群落均匀度较为适中,有助于强化体系中产酸群落的功能性;

3） 从产能角度分析,酶溶预处理大幅提高了剩余污泥的能源回收效率,为未来污水处理厂的剩余污泥处理及能源化提供一种新思路。

研究目的：

研究酶溶法对剩余污泥的溶胞水解效能,分析酶溶污泥的中温及高温厌氧发酵产VFA的效能,并揭示发酵体系中VFA积累与产酸微生物群落动态的关系,分析酶溶预处理对剩余污泥有机质向电能转化的强化作用,为未来剩余污泥的高效处理及能源化提供一种新思路。

研究方法：

1） 通过运行厌氧生物反应装置考察酶溶污泥的厌氧产酸发酵效能;

2） 利用T-RFLP分析发酵体系中产酸菌群的群落结构动态;

3） 绘制洛伦兹曲线描述发酵体系中产酸菌群的均匀度变化;

4） 利用数据排序分析（RDA）揭示VFA积累与环境变量的相关联系。

研究结果：

1） 研究了酶溶预处理对剩余污泥水解溶胞效果,发现在180min内污泥液相中SCOD升高至8750 mg/L;中温发酵第10天,VFA含量积累超过3200 mg COD/L,与高温发酵过程中VFA累积含量基本持平;

2）中温发酵体系中微生物群落均匀度低于高温发酵过程,推测其有助于强化发酵体系中菌群的产酸功能性;

3） 酶溶预处理大幅提高了剩余污泥的能源回收效率,经估算剩余污泥的电能转化效率可达到0.75-0.82 kW h/kg VSS。

结论：

1） 复合生物酶（蛋白酶、α-淀粉酶、溶菌酶及纤维素酶）可高效提高剩余污泥的水解溶胞效果,且酶溶剩余污泥在中温发酵和高温发酵中VFA积累基本持平;

2） 发酵温度对产酸菌群结构有明显影响,中温发酵体系中微生物群落均匀度低于高温发酵过程,有助于中温发酵中VFA的快速积累;

3） 酶溶法可大幅提高剩余污泥的能源回收效率,为实现未来污水处理厂的能耗自足提供一种新思路。

关键词：剩余污泥;生物酶催化;挥发性脂肪酸;微生物群落;电能转化