生物膜反应器中好氧颗粒污泥形成机理

研究了新型悬浮载体生物膜反应器对生活污水中COD和氨氮的去除效果,就生物量和生物相的变化规律进行了分析,在此基础上探讨了反应器内好氧颗粒污泥的形成机理。试验发现,所形成的好氧颗粒污泥为白色绒球状,平均粒径为2～3mm,最大可达5mm左右,相对密度在1．12～1．14之间,沉速为29．7～46．0m/h;反应器内的微生物以附着生长型为主,生物量(SS)为5．O～15．Og／L,好氧颗粒污泥在总生物量中所占的比例较小(约为1／10)。此好氧颗粒污泥可看成是脱落的生物膜在特定外部环境条件下所形成的具有特殊结构的微生物聚集体,其主要是由丝状细菌的菌丝缠绕而成,同时有球菌、杆菌等其他微生物附着生长在菌丝上。     

好氧颗粒污泥膜生物反应器中膜污染特性的研究

从好氧颗粒污泥的特性出发,研究了好氧颗粒污泥缓解膜生物反应器中膜污染的特点.颗粒污泥膜生物反应器的运行周期可由絮状污泥膜生物反应器的19d提高到36d.对泥饼层中的颗粒污泥做批式试验,发现泥饼层中絮状污泥所占比例为56.2%,大于混合液中的45.8%,其比阻高达15.51×1012mg,而粒径>1.6mm的颗粒污泥比阻只有0.47×1012m/mg.对泥饼层中污泥的EPS做进一步研究,发现蛋白质是其主要成分,无论是絮状污泥还是颗粒污泥,泥饼层中污泥的EPS含量要明显高于混合液中污泥EPS的含量.     

颗粒污泥反应器运行中生物泡沫的形成与控制

针对好氧颗粒污泥反应器稳定运行过程中出现的泡沫堆积问题,探讨其产生的主要影响因素,并提出了相应的控制措施。结果表明:长期的高污泥负荷和温度的突然降低所引起的非丝状菌性膨胀是导致生物泡沫产生的主要原因。在污泥负荷>0.50 kgCOD/(kgMLSS.d)的情况下,污泥沉降性能较差,反应器内开始出现生物泡沫,反应器顶端堆积着大量色泽鲜白的泡沫并夹杂部分颗粒污泥,导致出水浑浊,对COD的去除率由原来的97%下降至90%左右。通过适当降低进水有机负荷,保持系统污泥负荷在0.45 kgCOD/(kgMLSS.d)以下时,泡沫逐渐消失,出水水质趋于稳定。     

膜生物反应器中膜污染机理研究

膜生物反应器(MBR)结合了生物反应器有效去除有机物和膜分离组件高出水水质的优点,广泛应用于处理各种生活污水和工业废水,限制MBR进一步推广应用的主要因素是膜污染。膜污染造成水通量急剧下降和出水水质变差。MBR中膜污染的形成机理复杂,不仅与膜材料、膜孔大小、膜的疏水性和表面电荷等物理化学特性相关,而且和废水、污泥和上清液的特性有密切的关系。本综述从混合液悬浮固体浓度、污泥结构特点、上清液特征和组成成分及胞外聚合物等几方面对造成膜污染现象的机理进行分析总结,以找到制约和减少膜污染发生的具体方向。     

好氧颗粒污泥胞外聚合物提取方法研究

采用4种方法(热、超声、高压、碱处理)分别研究在不同的作用时间和方式下对好氧颗粒污泥EPS的提取效果。综合考虑各提取方法的提取效果及对于污泥细胞的破坏程度后,确定热处理(80℃,30min)和超声波提取(320W,40s)法均是可行的,其中热处理提取产物中多糖、蛋白质分别为30.3、8.1mg/gVSS,而超声波则分别为24.3、10.8mg/gVSS。好氧颗粒污泥EPS中多糖含量高于蛋白质,在热处理及超声波提取的产物中,多糖与蛋白质之比分别为3.7与2.3。     

高效降解喹啉好氧颗粒污泥的快速形成及性能研究

在SBR中利用污水厂活性污泥历经34 d快速培养出能高效降解喹啉的好氧颗粒污泥（AGS）,其平均粒径为0.83 mm,MLSS为3.25 g/L,SVI30为36.92 mL/g,对喹啉的去除率为91.18%,并具有良好的同步脱氮除磷性能。在AGS的驯化期间,首次加入20 mg/L喹啉后,会在短期内造成出水水质与污泥性能的恶化,不过,在AGS强大的耐受性下,污泥各项指标均能快速恢复。当喹啉浓度提高至40 mg/L时,短期内去除效能会有所下降,但污泥表现出了良好的抗性,并随着颗粒化的加深对喹啉的去除性能进一步提高。喹啉会刺激污泥微生物分泌大量紧密结合型胞外聚合物（TBEPS）,并以蛋白质（PN）为主,从而形成保护屏障以抵御外界胁迫作用。微生物高通量测序结果表明,成熟的AGS中具有反硝化及分泌EPS能力的Thauera、Zoogloea等功能菌群丰度较高,并且Acidovorax、Paracoccus等喹啉高效降解菌群得到了富集,从而形成了更加稳定的生态位。     

MBR中磁种好氧颗粒污泥的培养及对膜污染的影响

以人工合成模拟废水为处理对象,在膜生物反应器(MBR)中培养磁种好氧颗粒污泥,并考察了其对膜污染的影响。结果表明,由絮状活性污泥培养磁种好氧颗粒污泥,开始污泥中大量繁殖丝状菌,然后丝状菌缠绕成细小的颗粒,最后慢慢形成颗粒污泥,其外表光滑,近似呈圆球形或椭球状。培养成熟的磁种好氧颗粒污泥的粒径为0.47~4.1 mm,平均为1.7 mm;SVI70mL/g,远低于普通活性污泥的(100~150 mL/g);沉降速度随粒径的增加而增大,范围为30~91m/h,而普通活性污泥的只有8~10 m/h。同时,比较了絮状污泥MBR和磁种好氧颗粒污泥MBR在运行过程中膜通量的变化趋势,结果表明:磁种好氧颗粒污泥MBR的膜通量下降速度低于普通絮状活性污泥MBR的,这是磁种好氧颗粒污泥和反应器的流态共同作用的结果。     

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。     

MBR中好氧颗粒污泥的培养与研究

以实际生活污水接种絮状活性污泥在膜生物反应器中培养好氧颗粒污泥．通过对三个培养阶段污泥生长情况的考察,研究了颗粒污泥的变化规律及特性。并对好氧颗粒污泥的处理效果进行了分析。该系统连续运行4个月的结果表明,在MBR反应器中成功培养出了运行比较稳定的好氧颗粒污泥,且系统处于稳态时好氧颗粒污泥对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率达到95％、80％、70％和65％。     

好氧颗粒污泥中胞外聚合物的提取方法及其优化

采用磁力搅拌/阳离子交换树脂法提取好氧颗粒污泥中的胞外聚合物(EPS),对比了不同阳离子交换树脂(CER)投加量、搅拌时间和搅拌强度下的提取效果差异。以糖类和蛋白质含量作为EPS提取效果的评价指标,确定了最佳提取条件如下:搅拌时间为6 h,搅拌转速为1 000r/min,树脂投加量为60 g/gSS。在该最优操作参数条件下,蛋白质、多糖、总EPS提取量的平均值分别为3.19、10.46和13.65 mg/L,相应的相对标准偏差为2.87%、0.76%和1.12%,具有良好的重现性。     

不同有机负荷和含盐量下丝状菌颗粒污泥的特性

研究了序批式反应器（SBR）中好氧颗粒污泥在不同有机负荷[1．6kgCOD／（m^3·d）和8．0kgCOD／（m^3·d）1和不同含盐量（2．5％和5％）条件下的颗粒化过程及除污效果。研究发现,较高的含盐量（5％）可以促使颗粒污泥在形态和孔隙率方面由发散的生长模式转变为密实的生长模式。试验进行了45d后丝状菌开始占据优势,R2[负荷为8．0kgCOD／（m^3·d）,含盐量为2．5％]对TOC和氨氮的去除率分别由95．6％、99．5％下降到95．3％、99．1％;R4[负荷为8．OkgCOD／（m^3·d）,含盐量为5％]对TOC和氨氮的去除率分别由97．2％、99．0％下降到94．5％、98．1％;高含盐量下的丝状菌颗粒去除污染物的效果优于低含盐量的。     

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。     

好氧颗粒污泥形成的影响因素及应用

综述了影响好氧颗粒污泥形成的几个关键因素,如进水底物、COD负荷、水力剪切力和溶解氧浓度、选择压、温度、pH值和碱度等,并详述了相关应用研究进展。同时,对好氧颗粒污泥的研究方向和应用前景进行了展望。     

丝状菌颗粒污泥形成过程及其对膨胀控制的启示

通过试验和观察,从粒径、密度、沉速、基质交换和孔隙率等方面对比分析了丝状菌颗粒污泥与普通好氧颗粒污泥、黑色颗粒污泥的异同,同时研究了丝状菌颗粒污泥的形成过程及丝状菌的缠绕特性与演替规律。研究表明丝状菌对于聚集体的形态有一定的选择性,而且易于被改造的丝状菌结构与丝状菌的类型也有一定的关系;另外,剪切力及丝状菌网眼的尺寸在丝状菌污泥颗粒化过程中亦具有重要意义。最后论证了通过颗粒化技术改变丝状菌发散式生长模式使其自我缠绕致密生长的可行性,为丝状菌污泥膨胀控制提供了一种新思路。     

SBR好氧颗粒污泥的理化性质研究

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,以葡萄糖为碳源,采用SBR反应器培养出了好氧颗粒污泥,对其外观、理化性质及除污效果进行了考察。结果表明,好氧颗粒污泥呈黄色或黄褐色,外观呈球状或椭球状,其表面和内部存在孔隙。好氧颗粒污泥的湿密度平均为1.057 g/cm^3,高于普通活性污泥的;含水率为96.7%～98.4%,低于普通活性污泥的;完整系数（IC）为97%～100%,具有较好的物理强度。好氧颗粒污泥的平均粒径为1.3 mm,小于厌氧颗粒污泥的;MLVSS/MLSS值为0.78～0.91,具有良好的生物活性;SVI值〈70 mL/g,沉降速度为12～78 m/h,具有良好的沉降性能。反应器稳定运行初期,对COD的去除率〉80%,对NH3-N的去除率为54.8%～75.7%,表明好氧颗粒污泥具有良好的除污效果。     

膜生物反应器发生污泥膨胀后的控制措施研究

以膜生物反应器处理学校洗浴污水,考察了污泥发生膨胀时反应器对污染物的去除效果,并探讨了控制污泥膨胀的方法。结果表明,污泥膨胀对膜生物反应器去除COD和BOD5的效果影响不大,但会使系统对氨氮的去除率有所下降。采用化学絮凝法控制污泥膨胀,静态试验结果表明三氯化铁和聚丙烯酰胺的絮凝效果较为理想,但现场投加时发现,反应器内较强的水力搅拌作用使得聚丙烯酰胺的絮凝效果变差,而三氯化铁可作为控制污泥膨胀的应急措施,采用营养平衡法可从根本上解决污泥膨胀问题。     

好氧颗粒污泥技术用于味精废水处理的研究

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,采用人工模拟废水在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,35 d后颗粒污泥成熟,反应器对COD和NH4+-N的去除率分别高于95%和99%。采用该反应器处理味精废水,当COD、NH4+-N的容积负荷分别为2.4、0.24 kg/(m3.d)时,对COD、NH4+-N和TN的去除率分别在90%、99%和85%左右,且颗粒污泥未出现解体的现象。以厌氧颗粒污泥为接种污泥、味精废水为进水,在与上述相同条件下培养好氧颗粒污泥,经过60 d的培养,反应器内的污泥以絮状污泥为主,该系统对COD、NH4+-N和TN的去除率分别为85%、99%和70%。     

城市污水培养好氧颗粒污泥及其降解特性

采用低浓度城市生活污水,以好氧絮状活性污泥为接种污泥,在3个不同运行条件的序批式反应器(SBR)中培养好氧颗粒污泥,并考察了其降解特性.结果表明,通过对剪切力、沉降时间等运行参数的调控,3个反应器(R1～R3)分别在第14、16和14天出现了细小颗粒,成熟后的颗粒污泥粒径可达到1.0 mm,其中R1、R2中颗粒的粒径无明显差别,而R3中颗粒的粒径较R1,R2中的略大;成熟的颗粒污泥周围出现大量原生动物,各反应器内污泥的SV1值保持在29-40 mL/g内,显示出良好的沉降性能.成熟的颗粒污泥对有机碳源具有较强的吸附与降解性能,并且具有同步硝化反稍化能力.各反应器出水COD浓度稳定在30 mg/L左右,NH4+-N浓度＜1.0mg/L,对污染物的去除效果良好.