无基质匮乏条件下好氧污泥颗粒化的研究

在无基质匮乏条件下,考察了分别采用人工配制污水(以醋酸钠为碳源,易生物降解)和实际生活污水培养好氧颗粒污泥的可能性,并对基质丰富—匮乏环境是否为好氧污泥颗粒化的必要条件进行了探讨。结果表明,在无基质匮乏条件下,采用两种污水均可实现好氧污泥的颗粒化;但配制污水培养的颗粒污泥质轻,SVI值高达130mL/g,而实际生活污水培养的颗粒污泥密实,SVI值基本保持在30mL/g左右;当采用配制污水的反应器转变为基质丰富—匮乏运行方式后,其颗粒污泥的SVI值可降至38mL/g左右。由此表明,基质丰富—匮乏环境并不是好氧污泥颗粒化的必要条件,但有利于易生物降解污水中好氧颗粒污泥的形成;而在无基质匮乏情况下,相对较难被微生物降解的污水也可培养出性能较好的颗粒污泥。     

好氧污泥颗粒化过程中污泥性质及净化能力的研究

研究好氧污泥颗粒化过程中污泥性质及对污染物的净化能力。采用进水负荷交替变化法培养好氧颗粒污泥,研究颗粒污泥形成过程中粒径、沉淀性能以及对COD、NH4~+-N、TN和TP的去除效果。结果表明:在SBR反应器中,污泥颗粒化中粒径由100μm的种泥逐渐凝聚成粒径为1.25mm的成熟颗粒污泥;污泥颜色从棕褐色变成淡黄色再逐渐形成金黄色;污泥由无明显分界形成外形轮廓清晰可见的颗粒污泥,呈圆形或椭圆形,成熟的颗粒污泥是肉眼可见的一个个独立个体。SBR反应器内混合液浓度由3000mg/L逐渐增长至5512mg/L,同时沉降性也逐渐变好,SVI稳定在20.68mg/L,对COD、NH4~+-N、TN和TP去除效果分别可达到96.47%,97.09%,85.72%和83.06%。     

低温好氧颗粒污泥的培养及处理生活污水研究

采用厌氧、好氧交替运行的小试SBR反应器实现了在秋、冬季无保温措施下好氧颗粒污泥的培养及对生活污水中污染物的去除。研究发现在秋、冬季温度由18℃逐渐降至10℃并长期维持在较低温度的条件下,SBR反应器中形成了具有良好物化特性的颗粒污泥,稳定期污泥的平均粒径为300μm,反应器中有较高的生物量(MLSS为6 000 mg/L),污泥沉降性能较好,SVI为50~60 m L/g。对COD、PO_4~(3-)-P、NH_4~+-N均具有较好的去除效果,平均去除率分别达到85.8%、98.3%、99.2%。通过在反应周期结束增设2 h缺氧搅拌,实现了对TN的进一步去除,去除率达95.2%。     

低DO浓度下氧化沟的除污及节能效果分析

以实际污水处理厂的沉砂池出水为研究对象,在微孔曝气氧化沟中试装置中进行了低溶解氧浓度和污泥微膨胀条件下去除污染物的试验并分析了节能效果。通过电动阀控制曝气量,使曝气区的DO维持在0.5～0.9 mg/L之间,SVI值为150～250 mL/g,即污泥处于丝状菌微膨胀状态,可以节省曝气量约50%,且对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别达到92.5%、99.1%、82.1%和96.2%,出水SS平均值小于10 mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A的要求,实现了低溶解氧浓度和污泥微膨胀状态下的运行与高效脱氮除磷。     

曝气方式对好氧颗粒污泥性能的影响

好氧颗粒具有良好的沉降性能、较高的生物量和高容积负荷条件下降解高浓度有机废水的良好生物活性,是提高生物反应器效能的重要物质。与传统的活性污泥法相比,可简化工艺流程、减少污水处理系统的容积和占地面积、降低投资和成本。随着对好氧颗粒污泥研究的不断深入,将好氧颗粒污泥应用于实际污水处理得到越来越多的关注。文中以校园生活污水为处理对象,在SBR反应器中接种絮状污泥,通过增加曝气头个数,在低表观气速的前提下成功培养出稳定的好氧颗粒污泥,MLSS达7000mg·L-1左右,SVI最终稳定在38ml·g-1,COD、P、NH3-N的去除率分别达到89%、87.81%、98.72%,说明好氧颗粒污泥对实际生活污水具有较好的处理效果,并且达到了节约能源的目的。     

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.     

曝气量对好氧颗粒污泥处理效果的影响研究

为探究在不同曝气条件下,好氧颗粒污泥自身结构以及脱氮除磷性能,利用SBR反应器培养好氧颗粒污泥,通过静态试验分别控制反应器内的曝气量为2、2.3、2.5、2.8、3.0和3.5L/min的条件下并对反应器出水进行检测,分析在不同曝气量条件下对好氧颗粒污泥污染物去除效果的影响。通过试验发现,当曝气量在2.5～2.8L/min范围内时,好氧颗粒污泥对污染物的去除效果比较理想。曝气量主要影响颗粒污泥对氮和磷的去除效果,而对有机物的去除效果影响不大,合理地控制曝气量有助于污染物的去除。     

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.     

活性污泥颗粒化技术的试验研究

在SBR反应器中加入网板,利用网板改善流动环境和凝聚条件,促成好氧颗粒污泥的稳定形成。通过观察加设和不加设网板的SBR反应器中活性污泥的颗粒化过程,发现经过90 d左右的培养,加设和不加设网板的SBR反应器中均形成成熟、稳定的好氧颗粒污泥。其中,加设网板的SBR反应器中MLSS值为5 900 mg/L、SV为10%、SVI值为16.95～17.03 mL/g、平均沉降速率为41.2 m/h、粒径集中分布在2.0 mm左右,占污泥总量的70%;不加设网板的SBR反应器中MLSS值为5 800 mg/L、SV为12%、SVI值为18.67～32.87 mL/g、平均沉降速率为31.56 m/h、粒径为1.0～2.0 mm,占污泥总量的25%。加设网板的SBR对COD、NH4+-N、TP的去除率最高可分别达到91.64%、87.17%和83%;未加网板的SBR对COD、NH4+-N、TP的去除率最高可分别达到83.2%、79.41%、70.68%。可知,加设网板的SBR中形成的好氧颗粒污泥的性能更好。     

温度对Anammox-HAP脱氮性能及污泥特性的影响

厌氧氨氧化（Anammox）用于城市污水处理存在生物质持留难、温度波动引起厌氧氨氧化菌（AnAOB）活性降低等问题，采用具有高生物质浓度及更强环境抵抗能力的厌氧氨氧化-羟基磷灰石（Anammox-HAP）颗粒污泥脱氮具有可行性。Anammox-HAP反应器运行了176 d，用于考察不同温度对城污水脱氮性能及污泥特性的影响。首先通过降低总氮（TN）浓度模拟城市污水厂的主流污水并保持氮负荷率（NLR）为3.2 g/（L·d）。在18～35℃下出水TN稳定低于15 mg/L，在主流高负荷条件下保持优异的脱氮性能；在13～18℃，TN去除率明显降低，在13℃降至46.4%。温度提升后，TN去除率在30℃下最高恢复至77.8%，表明低温导致的AnAOB活性下降可逆。在降温的过程中磷去除率为20.2%，低温条件下HAP性质稳定，但Anammox-HAP颗粒污泥的VSS/TSS随着温度的下降而降低。     

好氧颗粒污泥处理垃圾渗滤液的效能

利用SBR反应器,以曝气量作为主要控制条件、以垃圾渗滤液作为培养基质来培养好氧颗粒污泥,研究好氧颗粒污泥的培养以及对垃圾渗滤液的处理效果.结果表明:在0.08、0.003 m3/h两种曝气量下均成功培养出好氧颗粒污泥,但其形态存在较大差别,高曝气量下形成的颗粒污泥结构紧密、粒径小、沟壑和孔道较多,而低曝气量下形成的颗粒污泥结构松散、沟壑和孔道较少,但粒径较大.当进水COD为900～1 200 mg/L时,低曝气量系统对COD的去除率可达93%左右,高曝气量系统的为80%;在不同的曝气量下,对TP的去除率均在60%左右;曝气量对硝化的影响较大,高曝气量下好氧颗粒污泥对氨氮的去除率能达到90%,高于低曝气量下对氨氮的去除率;与低曝气量下形成的颗粒污泥相比,高曝气量下形成的好氧颗粒污泥能更好地适应垃圾渗滤液中的高浓度游离氨.     

高氨氮、偏碱性条件下好氧颗粒污泥的培养及其特征

在高氨氮、偏碱性条件下培养好氧颗粒污泥,并对其特征进行了研究。结果表明,在高氮氮、偏碱性条件下,好氧颗粒能够在一周内出现,一个月内形成稳定的颗粒化污泥。偏碱性条件有效地抑制了丝状菌的生长,形成的颗粒污泥直径小、密实;且在颗粒形成过程中污泥流失少,SVI值波动不大。在好氧颗粒污泥稳定阶段,60%的颗粒污泥粒径为0.3～0.6 mm,绝大部分的颗粒污泥含水率和沉降速度分别在94%和25 m/h左右。同时,在高氨氮生长压条件下培养出的好氧颗粒污泥具有较强的硝化和反硝化能力,其比硝化速率、比反硝化速率分别为0.41 kgNH4+-N/(kgMLSS.d)和0.435 kgNOx--N/(kgMLSS·d)。     

低温条件下微孔曝气氧化沟中试装置的调试及启动

采用微孔曝气氧化沟中试装置处理实际污水处理厂沉砂池出水,研究了中试装置在低温条件下实现启动的可行性和可靠性。结果表明,中试装置抗冲击负荷能力较强,在低温条件下(13~18℃),控制好氧区DO浓度为0. 5~1. 0 mg/L,系统运行稳定;试验后期,中试装置出水指标除TP外其余均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准要求。因此,在低温条件下中试装置可通过降低系统曝气量实现启动。分析了除磷效果不佳的原因,主要与排泥不规律、接种污泥除磷能力较差、回流污泥中含有硝态氮等有关。     

投加微粉强化低浓度生活污水活性污泥好氧颗粒化

以教工生活区实际生活污水为底物,考察了分别投加硅藻土和粉末活性炭对活性污泥好氧颗粒化的强化作用。结果表明:硅藻土和粉末活性炭均能有效缩短好氧颗粒污泥形成时间;投加硅藻土、粉末活性炭形成的颗粒污泥外观及内部细菌种类存在明显差别,投加微粉会降低好氧颗粒污泥中微生物种群的多样性,相对于硅藻土粉末活性炭更适于微生物附着生长;未投加微粉和投加硅藻土的反应器处理污水的效果较差;投加粉末活性炭的反应器在快速形成好氧颗粒污泥的同时还能保留更多生物量,对COD、NH_4~+-N的去除率分别为85. 3%和87. 2%。当处理低浓度生活污水时,投加粉末活性炭是促进活性污泥好氧颗粒化的有效策略。     

好氧颗粒污泥的培养及实现同步脱氮

采用厌氧颗粒污泥和少量活性污泥为种泥,进水为人工配水,在SBR反应器中采用逐渐减少污泥沉降时间的方法造成选择压,培养出了好氧颗粒污泥,颗粒污泥粒径在2 mm左右、SVI值为20 mL/g左右、MLSS为10 g/L左右。结果表明:成熟的好氧颗粒污泥对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为94%、97.5%和68.6%,出水COD、NH4+-N和TN平均浓度分别为64.74、1.92和27.53 mg/L,出水NO3--N和NO2--N平均浓度分别为18.01和4.44 mg/L。结合微生物相观察,可以判断好氧颗粒污泥实现了同步脱氮。     

纯氧曝气用于污泥高温好氧消化的研究

采用纯氧曝气高温好氧消化技术(TAD)处理污水厂污泥,并与传统空气曝气进行了对比,系统考察了纯氧曝气高温好氧消化反应器的运行性能.研究发现,通过合理调节纯氧曝气量来控制反应器内的溶解氧浓度,可以实现污泥的高温好氧消化,7 d后对VSS的去除率可达40%以上,达到了我国城镇污水处理厂污泥的排放标准.纯氧曝气用于污泥高温好氧消化的氧气利用效率明显高于空气(<25%),最高可达80%.在达到同等污泥稳定化效率的情况下,纯氧曝气量远小于空气曝气量,由于尾气排放造成的能量损失较少,有利于反应器的保温.纯氧曝气速率过高会导致反应器内溶解氧的积累,而在高温条件下过高的溶解氧浓度(>15 mg/L)会对微生物产生一定的毒害作用.     

好氧颗粒污泥技术中试研究及应用进展

好氧颗粒污泥技术因具有沉降性能好、生物量大、抗冲击能力强等特点而备受关注。通过研究和文献分析,梳理了好氧颗粒污泥在中试研究及实际应用中的进展情况。关注了反应器容积、处理工艺、接种污泥、原水水质、污泥浓度、颗粒粒径及SVI等技术参数,并详细阐述了中试和应用的经典案例,总结了好氧颗粒污泥中试及应用的问题要点和成功的原因。提出了工程设计和运行建议,以及未来的发展方向。     

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。     

微压内循环生物反应器处理低温城市污水中试研究

以某城市污水处理厂曝气沉砂池出水作为原水,考察以微压内循环生物反应器(MPSR)为主体的工艺在低温低负荷情况下的处理效果以及稳定性,以期解决低温低负荷条件下常规水处理技术难以满足出水要求的问题。结果表明,温度7.9～11.5℃,污泥负荷0.071 kgCOD/(kgMLSS·d),反应器出口DO浓度1.0～1.5 mg/L,水力停留时间9.6 h,污泥浓度6 320 mg/L,污泥龄15 d,氨氮负荷、总氮负荷分别为23.71、76.63g/(m³·d)条件下,平均出水COD、NH⁺₄-N、TN、TP的浓度分别为24.26、2.31、8.18、0.15 mg/L,去除率分别达到82.10%、76.85%、71.21%、82.12%,出水水质达到GB 18918—2002《城镇污水处理污染物排放标准》的一级A标准。