胞外聚合物EPS组成及对污泥特性的影响研究

综述了进水基质、溶解氧（DO）、pH、污泥停留时间（SRT）和污泥负荷（Ns）对EPS组成的影响,分析了EPS对污泥的表面特性（污泥混合液疏水性、Zeta电位等）、生物絮凝沉降性、脱水性及吸附再生性能的影响,并通过控制适当的条件。改善EPS组成,形成良好的活性污泥,能使之更好的发挥作用。     

EPS对活性污泥絮凝沉降性能与表面性质的影响

采用序批式生物反应器（SBR）处理模拟废水,在葡萄糖作为碳源的条件下,调整进水碳源浓度改变系统内EPS含量,考察EPS的变化对活性污泥絮凝沉降性能及其表面性质的影响。结果表明,出水悬浮固体浓度（ESS）愈小,污泥絮体重絮能力（FA）越大,絮凝效果愈好。随着EPS的增加,ESS和污泥容积指数（SVI）升高,FA和ZSV降低,导致活性污泥絮凝性能和沉降性能下降。EPS与ESS呈正相关,EPS与FA呈负相关（R2分别为0.9916和-0.9941）,EPS与SVI呈正相关性,EPS与区域沉降速率（ZSV）呈负相关性（R2分别为0.9451和-0.9805）。同时,EPS的增加对污泥表面性质产生重要影响,EPS的增加导致污泥表面Zeta电位下降,污泥相对疏水性RH逐渐降低。Zeta电位的下降和RH的降低直接引起SVI和ESS增大,导致污泥絮凝沉降性能下降。EPS总量与Zeta电位和RH的相关性系数R2分别为-0.99、-0.9979。     

生物炭性质对好氧颗粒污泥形成及其特性的影响探究

为快速培养优质的好氧颗粒污泥(AGS),本研究选取三种性质差异较大的生物炭为载体培养AGS,探究生物炭性质和富集的微生物菌属对AGS形成的影响及其特性。结果表明,添加生物炭可有效缩短AGS的形成时间,R1、R2和R3比R0分别提前5、2和3 d出现颗粒,且AGS占比提高了27.38%、10.68%和3.07%。生物炭可富集更多的EPS分泌菌和有机物降解菌,诱导形成更致密的AGS。生物炭O/C、(O+N)/C与颗粒污泥占比存在显著正相关;Zeta电位越小,内酯基含量越低,AGS的形成时间越早,且颗粒污泥沉降性越好,有助于反应器稳定运行。     

运行工况对膜生物反应器内污泥特性的影响

探讨了膜生物反应器的运行工况对MBR内胞外聚合物(EPs)及污泥特性的影响,试验结果表明:污泥负荷№增加,污泥EPs降低,Zeta电位值降低.沉降性能变好,活性增加;曝气量增加,污泥EPs降低,Zeta电位值降低,沉降性能变好,活性先增加后降低;pH值由酸性变为碱性,污泥EPs增加,Zeta电位值增加.沉降性能先变好后...     

胞外聚合物对浸没式膜生物反应器污泥混合液特性的影响

研究了胞外聚合物(EPS)对浸没式膜生物反应器(SMBR)污泥混合液特性的影响。在实验过程中,对污泥混合液黏度、污泥沉降性能、污泥絮体疏水性、污泥混合液可滤性定期进行了监测。实验结果表明:SMBR内累积的EPS直接影响污泥混合液的黏度、沉降性能、污泥絮体疏水性及污泥混合液的可滤性。     

铁内电解与短程硝化反硝化SBR工艺耦合对胞外聚合物的影响

在废水处理中,胞外聚合物(EPS)对生物除磷和污泥的沉降性能都有重要影响.作者对催化铁内电解与短程硝化反硝化SBR工艺耦合后污泥的EPS进行提取,对EPS含量和组分进行了研究,并与其他种类污泥的EPS进行比较;采用等离子体发射光谱(ICP)对EPS中的金属离子进行分析,并测定污泥絮体的Zeta电位和SVI,采用扫描电镜(SFM)观察污泥形态.结果发现,耦合工艺可以改善污泥的沉降性能,并大大降低EPS中磷的含量.     

协同调控C/N负荷提升好氧颗粒污泥亚硝化性能

以异养颗粒污泥为接种污泥启动SBR反应器,通过协同调控进水碳、氮负荷比值,成功获得了具备短程亚硝化功能的自养型颗粒污泥。基于对粒径分布、胞外聚合物（EPS）和功能菌动力学活性的分析,系统阐述了影响污泥性状与功能演化的关键因素。结果表明,随着氨氧化菌（AOB）活性（μ_NO3-N）的持续增强和对亚硝酸盐氧化菌（NOB）活性（μ_NO3-N）的有效抑制,反应器对亚硝态氮（NO₂^--N）的累积速率可达1.34 kg·（m³·d）^-1。污泥平均粒径由1.4 mm增至2.2 mm,颜色变为红棕色,沉降性能明显改善。得益于EPS的不断累积,颗粒污泥在高选择压条件下（沉淀时间3 min）,仍能有效截留、固定AOB。曝气反应期间,游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）对NOB的选择性抑制也是实现稳定亚硝化反应的重要原因。     

Ca2+对序批式生物反应器活性污泥性能的影响

二价阳离子能够中和活性污泥表面负电荷,影响微生物活性和生物絮凝性能。本文采用序批式生物反应器（SBR）考察Ca²⁺对污泥活性和污泥絮体表面性质的影响,利用红外光谱和三维荧光光谱分析胞外聚合物（EPS）组分和结构的变化,揭示Ca²⁺与污泥疏水性和zeta电位之间的联系,明确Ca²⁺在生物絮凝中的作用。结果表明：在进水COD、TN和NH₄⁺-N分别为420mg/L、40mg/L和35mg/L的条件下,当Ca²⁺浓度达到160mg/L时,COD、NH₄⁺-N和TN去除率最高（分别为96.7%、90.02%和73.2%）,DHA活性和耗氧呼吸速率（OUR）达到最大,分别为124mgTF/L和3.1mg/（min·L）。Ca²⁺促进了污泥微生物EPS的生成,增大了EPS中蛋白质含量。Ca²⁺与EPS表面带负电的官能团形成架桥,吸附桥联的Ca²⁺中和EPS表面的负电荷,减少了污泥表面负电荷之间的静电斥力,使污泥絮体保持稳定;同时增大了污泥表面的疏水性,改善了污泥的絮凝性和沉降性。     

无机调理剂与表面活性剂联合调理对污泥脱水性能的影响

研究了CaO、PAFC联合表面活性剂预处理对污泥脱水性能的影响。以污泥滤饼含水率和比阻（SRF）作为评价污泥脱水性能的指标,通过测定污泥调理过程中胞外聚合物（EPS）含量、Zeta电位的变化来阐明污泥脱水性能的变化。实验结果表明,十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）的加入导致上清液中EPS含量发生变化,有效降低了SRF和滤饼含水率,提高污泥脱水性能。CaO、PAFC和表面活性剂的联合调理污泥比单独使用表面活性剂的效果更好,CaO、PAFC的投加不仅改善污泥脱水性能,并有助于减少表面活性剂的用量。污泥上清液中EPS及其各组分含量与污泥滤饼含水率、SRF均有较高的相关性,对污泥的脱水性能有重要贡献。实验中确定的最佳污泥调理条件是CaO投加量为66.67 mg·（g DS）^-1、PAFC投加量为33.33 mg·（g DS）^-1和表面活性剂投加量为56.25 mg·（g DS）^-1,污泥滤饼含水率和SRF分别降至69.41%、0.294×10¹³ m·kg^-1。     

无机调理剂与表面活性剂联合调理对污泥脱水性能的影响

研究了CaO,PAFC联合表面活性剂预处理对污泥脱水性能的影响。以污泥滤饼含水率和比阻(SRF)作为评价污泥脱水性能的指标,通过测定污泥调理过程中胞外聚合物(EPS)含量、Zeta电位的变化来阐明污泥脱水性能的变化。实验结果表明,十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致上清液中EPS含量发生变化,有效降低了SRF和滤饼含水率,提高污泥脱水性能。CaO,PAFC和表面活性剂的联合调理污泥比单独使用表面活性剂的效果更好,CaO,PAFC的投加不仅改善污泥脱水性能,并有助于减少表面活性剂的用量。污泥上清液中EPS及其各组分含量与污泥滤饼含水率、SRF均有较高的相关性,对污泥的脱水性能有重要贡献。实验中确定的最佳污泥调理条件是CaO投加量为66.67 mg·(g DS)-1,PAFC投加量为33.33 mg·(g DS)-1和表面活性剂投加量为56.25 mg·(g DS)-1,污泥滤饼含水率和SRF分别降至69.41%和2.94×1012m·kg-1。     

胞外聚合物对好氧颗粒污泥影响的研究进展

结合国内外对胞外聚合物和好氧颗粒污泥技术的最新研究进展,本文简要介绍了胞外聚合物的提取和测定方法;着重分析了影响EPS含量的主要因素,包括有机负荷、水力剪切力、沉降时间、废水水质等;详细论述了其主要成分蛋白质和多糖以及其对好氧颗粒污泥的形成、结构稳定性作用机理,探讨了EPS对颗粒污泥传质的影响;并提出了建立EPS标准提取方法、EPS组分对污泥沉降性的影响机制以及EPS中其它组分如腐殖质和通过共价、絮凝作用等结合的无机物对好氧颗粒化过程所起的作用进行深入的研究将会是今后的研究重点,进一步的研究有望揭示EPS对好氧颗粒污泥形成和稳定影响的作用机制。     

氮/磷缺乏对污泥沉降性能及丝状菌生长的影响

在4个序批式反应器中,分别考察了氮磷正常供给、磷缺乏、氮缺乏及氮磷同时缺乏对污泥沉降性能和丝状菌生长的影响。结果显示：磷缺乏会导致聚磷菌流失,限制菌胶团菌对碳源的贮存和利用,导致胞外聚合物中蛋白质的含量减少,SVI达到200～250 ml·g^-1;氮缺乏对聚磷菌生长及菌胶团菌贮存利用碳源的影响较小,能刺激菌胶团菌大量分泌蛋白质,SVI低于100 ml·g^-1;短期内氮磷同时缺乏会导致污泥沉降性能恶化,但经长期驯化后微生物种群结构会发生较大改变,丝状菌数量减少,且会滋生大量球状菌胶团菌,SVI在120 ml·g^-1左右。进水磷缺乏的优势丝状菌为N. limicola Ⅱ;进水氮缺乏的优势丝状菌为Type 0092;进水氮磷同时缺乏的优势丝状菌为N. limicola I。氮磷缺乏所滋生的丝状菌种类对污泥沉降性能均只能产生有限的影响。     

Influence of Na+, K+, Mg2+, Ca2+, and Fe3+on filterability and settleability of drilling sludge

Solid–liquid separation is a vital step in drilling sludge disposal, and the filterability and settleability of drilling sludge are the main evaluating indicators for the separation process. The influence of Na~+,K~+,Mg~(2+),Ca~(2+),and Fe~(3+) on drilling sludge filterability and settleability was investigated in our research. The water content,filtration rate, supernatant volume and supernatant turbidity were measured to evaluate the filterability and settleability of drilling sludge. Meanwhile, the zeta potential, specific surface area of sludge flocs, particle size distribution and Fourier-transformed infrared spectra were employed to clarify the influencing mechanism.The experimental results showed that the filterability and settleability of drilling sludge were related to concentration and types of cations. Mg~(2+),Ca~(2+),and Fe~(3+) performed better than Na~+, K~+, and the cations with smaller hydrated radius got superior solid–liquid separation behavior at same valence. Finally, the spectra indicated that no chemical adsorption occurred between inorganic cations and drilling sludge flocs. The variation of surface charge and flocs growth after adding different inorganic cations were the reasons for the changes of the filterability and settleability.     

Membrane filtration characteristics in membrane-coupled activated sludge system - the effect of physiological states of activated sludge on membrane fouling

The effect of sludge physiology on membrane fouling was investigated in a membrane-coupled activated sludge (MCAS) system. A series of ultrafiltrations were performed to assess the flux behaviors according to foaming potential, solids retention time (SRT), growth phase and nutrient condition of the activated sludge. The foaming sludge showed greater flux decline than the non-foaming sludge. The extraordinary increase, that is, more than 100 times in membrane fouling for the foaming sludge, was attributed to the hydrophobic and waxy nature of the foaming sludge surface, which was confirmed by a comparison with relative hydrophobicity. Membrane fouling tendency was increased as SRT decreased. A greater flux decline was observed at the endogenous phase than at the log growth phase. The activated sludge acclimated to the nitrogen deficient substrates produced less extracellular polymeric substances (EPS) and exhibited higher flux than the control activated sludge. The quantitative measurements of EPS content in order to estimate the extent of membrane fouling in various activated sludges showed that, in any physiological states of activated sludge, the higher the content of EPS the activated sludge had, the greater the membrane fouling proceeded. The EPS content of activated sludge is suggested as a probable index for the membrane fouling in a MCAS system.     

碳源类型对污泥沉降性能及丝状菌生长的影响

污泥膨胀的发生与进水水质和运行工况密切相关,为弄清碳源类型是否会引发污泥膨胀,以及不同碳源是否会导致不同的优势丝状菌,在3个严格控制运行条件的序批式反应器中,分别采用乙酸钠、葡萄糖、淀粉作为碳源,研究了碳源类型对污泥沉降性能及丝状菌生长的长期影响.当反应器内底物浓度梯度低导致微生物贮存能力下降时,乙酸钠、葡萄糖作碳源的...     

胞外聚合物(EPS)对市政污泥性质影响的研究进展

污泥中的胞外聚合物是其重要的组成部分,文章对胞外聚合物的化学组成及结构的最新进展进行了介绍;论述了胞外聚合物中的粘液层(slime层)、松散结合层(LB-EPS层)和紧密结合层(TB-EPS)对污泥絮凝、沉降以及脱水所产生的影响。     

含酚废水处理中活性污泥沉降性能影响因素的研究

实验考察了生物降解含酚废水过程中污泥负荷、溶氧、C／N／P质量比、温度4种因素对活性污泥沉降性能的影响，结果表明在低氮、磷营养条件下，由于菌胶团结构中丝状菌对营养物质具有累积的能力，处于生长优势，造成菌胶团结构松散、压实性差，从而导致污泥沉降性能恶化，而在一定范围内污泥负荷、溶氧、温度发生变化，并未影响污泥沉降性能，但在污泥负荷过高，溶氧浓度过低的情况下，细菌生理活性受抑制，出水水质恶化。