沸石强化活性污泥系统的除污效能研究

为了筛选出一种既能提高常规活性污泥系统的除污效能，又能加强其抗冲击负荷能力的方法，考察了投加沸石粉的活性污泥系统对石化废水COD和氨氮的强化去除效果，研究了污泥絮体的性状和结构以及微生物DNA的多样性，探讨了沸石强化活性污泥系统对污染物去除的机理。模拟高氨氮浓度的进水对沸石强化活性污泥系统进行冲击的试验表明，沸石强化系统对氨氮的冲击比对照组有较强的耐受性；冲击后采取投加沸石粉的补救措施表明，它对于冲击造成的损伤有较好的修复效果。     

氨氮冲击条件下Ca~(2+)对自养菌呼吸速率的影响

以SBR与AAO反应器作为序批式和连续流操作的代表工艺,以氨氮浓度变化为冲击条件,研究了Ca~(2+)对自养菌呼吸速率的影响。结果表明:连续流反应器抗冲击能力更强,在相同氨氮冲击负荷下,AAO反应器的氨氮去除率最低降至37%,明显高于SBR的26%;AAO反应器内污泥絮体结构变松散,平均粒径和最大吸附容量(Q_(max))均增大,而SBR内污泥絮体结构则在松散后发生了解体,平均粒径先增大后减小,Q_(max)增加更为明显,故AAO反应器内污泥结构比SBR内的更密实。投加Ca~(2+)测定自养菌比呼吸速率(SOUR_n)后发现,SBR反应器在驯化稳定期(P_1)的SOUR_n平均提升了0.3 mgO_2/(gMLSS·h),氨氮冲击期(P_2)的SOUR_n平均提升了0.5 mgO_2/(gMLSS·h),而AAO反应器在冲击期平均提升了0.4 mgO_2/(gMLSS·h),显然在冲击期投加Ca~(2+)对SBR的SOUR_n提升更高,因此,投加Ca~(2+)对自养菌的比呼吸速率有强化作用,且强化作用的强弱与活性污泥的密实度有关,结构越松散,Ca~(2+)强化作用越明显。该研究结果为污水厂在氨氮冲击下活性污泥系统的安全运行提供了一种新技术手段。     

不同价态铁对活性污泥性能的影响

在SBR反应器中分别投加Fe~0、Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ),对活性污泥生物量、污泥活性和沉降性能进行分析,比较了不同价态铁对活性污泥性能的影响。结果表明,铁的介入能有效提高活性污泥生物量,改善活性污泥絮凝沉降性能,其中,海绵铁(Fe~0)对活性污泥性能的改善作用最为明显,相对普通活性污泥法,其MLSS提高了2 424 mg/L,MLVSS提高了738 mg/L,比耗氧呼吸速率提高了28.4%,污泥脱氢酶活性提高了84.6%,SVI改善为87 m L/g。活性污泥性能的改善直接影响出水水质,介入海绵铁的SBR反应器对COD、氨氮、TP的平均去除率较普通活性污泥法分别提高了13.3%、7.6%、52.8%,其出水浓度均可达一级A排放标准。这为采用普通活性污泥法的城镇污水处理厂提标改造提供了新思路。     

氨氮冲击负荷对硝化过程的短期影响

为了考察氨氮冲击负荷对硝化过程的短期影响,采用SBR反应器研究了不同进水氨氮浓度下,系统硝化过程的特点以及活性污泥耗氧速率的变化。结果表明,在好氧时间不变的前提下,根据进水氨氮浓度相应地调高曝气量并不能有效消除氨氮冲击负荷对系统脱氮的影响,但DO的高低可以影响氧在水中的传质效率和微生物的硝化活性。综合考虑以上两个因素,调控好氧段的DO在2.5 mg/L左右可以在不浪费能量的情况下最大限度地提高对氨氮的去除率。在短期的氨氮冲击负荷下,活性污泥的组分变化不大,对氨氮去除率的提高主要是通过增加活性污泥的硝化速率来实现的。氨氮冲击负荷对系统的释磷和吸磷过程都会产生负面影响,造成系统除磷效果的恶化。     

纳米絮凝剂在SBR系统中的应用

借助高效絮凝剂强化传统SBR工艺,从而使其具有类似好氧颗粒污泥工艺的优势,旨在为解决现有污水厂的提标改造、提升处理负荷和实现高品质出水的难题提供新思路。通过对出水水质和活性污泥性能的分析发现,向SBR系统中长期投加纳米絮凝剂能够改善出水水质,并可维持反应器的高效稳定运行。当纳米絮凝剂的投加量为50μL/L时,对COD、TP、氨氮和TN的平均去除率较高,分别可达92. 3%、91%、97. 3%、40. 7%。投加纳米絮凝剂对MLSS和SVI的影响显著,MLSS在纳米絮凝剂投加量为50μL/L时达到最大,为6. 5 g/L,SVI值在纳米絮凝剂投加量为100μL/L时达到最低,为25 m L/g。纳米絮凝剂的加入对MLVSS/MLSS的影响不明显。     

多组分生物填料处理生活污水的细菌多样性研究

采用Miseq高通量测序技术,通过内置填料、外置填料和对照组SBR污水处理工艺的对比运行,对多组分复合生物活性填料处理生活污水的细菌多样性进行了研究。结果表明,3组反应器的细菌群落均具有高度多样性,Saprospiraceae在内置填料和外置填料SBR活性污泥中的比例(8.09%和2.86%)均比对照组中的(29.82%)要低,这与投加填料后污泥沉降性能得到很大改善的结论一致;黄杆菌科在内置填料和外置填料SBR活性污泥中的比例(6.19%和11.27%)均比对照组中的(0.71%)要高,这与投加填料后除磷性能得到增强的研究结论一致。     

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。     

常温下亚硝化活性污泥的驯化及其特征

为提高脱氮性能,采用序批式反应器(SBR)培养亚硝化活性污泥.SBR在常温(15～30℃)下运行了110 d,周期为8 h(曝气为5 h、缺氧为3 h),采用间歇式曝气,曝气阶段的溶解氧控制在1.2-1.4 mg/L.结果表明,亚硝化工艺的进水负荷可达0.24 kgNH4+-N/(m3·d),对氨氮的去除率稳定在80％以上,亚硝化率维持在90％以上.同时通过每半个月置换一次污泥上清液,解决了反应器因NO2-累积造成的污泥浓度降低和处理效果不稳定的问题.对亚硝化污泥胞外聚合物(EPS)的分析表明,TB-EPS对污泥沉降性能的贡献明显大于LB-EPS.经驯化后污泥ze-ta电位的电负值降低,表明亚硝化工艺的污泥沉降性能更好.此外,当亚硝化活性污泥驯化成功后反应器能在较高负荷下稳定运行.     

SBR工艺小试研究

针对旧污水厂设计标准偏低的现状,研究了投加齿轮型流化填料对SBR工艺进行强化处理的技术可行性,研究表明该齿轮流化填料具有良好的微生物附着效果,强化的SBR反应器对冲击负荷有较强的适应能力。     

包埋固定化异养硝化菌强化处理氨氮有机废水

以异养硝化菌Burkholderia sp.YX02为目标物,采用聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为载体对菌株进行包埋固定化,考察包埋固定化异养硝化菌Burkholderia sp.YX02强化连续流反应器处理氨氮有机废水的性能。结果表明,包埋固定化异养硝化菌Burkholderia sp.YX02强化处理氨氮有机废水的最佳反应条件如下:温度为25℃、p H值为7.0、C/N值为10、包埋球量为80 g/L,在此条件下对氨氮和COD的去除率分别为90.7%、82.4%,其中包埋球量对处理效果的影响最大。在不同的进水流量和氨氮浓度条件下,与直接投加菌株强化相比,菌株经包埋固定化后不仅能显著提高反应器对氨氮和COD的去除率,而且还能提高反应器抗氨氮负荷和有机负荷冲击能力。