Hg~(2+)对厌氧颗粒污泥活性及生物学特性的影响

为了解汞对厌氧颗粒污泥的毒性,在实验室条件下,采用史氏发酵法考察了不同Hg2+浓度对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的抑制与恢复作用,并测定了不同Hg2+浓度下厌氧颗粒污泥中辅酶F420以及胞外多聚物(EPS)的含量。结果表明,不同浓度的Hg2+对厌氧颗粒污泥的产甲烷活性有不同程度的抑制;Hg2+浓度越高,抑制程度越大;这种抑制效应可在一定程度内得到恢复。当Hg2+的质量浓度小于50 mg/L时,厌氧颗粒污泥的活性较易恢复;而当Hg2+的质量浓度为100 mg/L时,厌氧污泥的活性可大部分得到恢复;当Hg2+的质量浓度为300 mg/L时,Hg2+会对厌氧污泥产生不可逆转的毒性抑制。可见厌氧颗粒污泥对含Hg2+的质量浓度小于50 mg/L的废水有一定的耐受性。Hg2+对厌氧颗粒污泥中辅酶F420及EPS的含量也有显著的影响,高浓度的Hg2+会使二者的含量大幅度地下降。     

常温下双循环厌氧反应器处理中药废水的性能及污泥特性研究

分析了双循环(DC)厌氧反应器在常温下处理中药废水的可行性,并对常温下DC反应器内颗粒污泥特性进行了研究。结果表明,当温度由30℃降为20℃时,DC厌氧反应器出水COD可维持在300mg/L以下,去除率为95%左右;出水挥发性脂肪酸(VFA)的质量浓度虽由原来的66.2mg/L增大到256.2mg/L,但并未出现VFA的显著累积,产气量为仍为12~14L/d。颗粒污泥胞外聚合物(EPS)的组分均以蛋白和多糖为主,同时辅酶F420的吸收峰非常显著,表明常温下反应器内颗粒污泥的产甲烷活性良好。但温度的降低造成了颗粒污泥中铁与镁离子含量的降低,同时影响了颗粒污泥中的微生物群落,使索氏甲烷丝菌成为优势菌属。     

4-氯酚对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响

利用取自ABR反应器的厌氧颗粒污泥,以葡萄糖为共基质,测定了不同浓度4-氯酚对厌氧污泥产甲烷微生物的影响以及活性恢复情况。试验结果表明:4-氯酚对厌氧颗粒污泥产甲烷活性具有较强的抑制作用,当4-氯酚的质量浓度为300 mg/L时,抑制作用最小;并且随着4-氯酚浓度的继续提高,厌氧颗粒污泥的产甲烷活性显著下降。当4-氯酚的质量浓度为400、500、600 mg/L时,相应的抑制程度为31%、68%、54%。4-氯酚对厌氧生物降解葡萄糖反应的抑制作用,在低浓度时发生在反应后期,高浓度时发生在反应初期。同时在恢复试验中不同浓度的4-氯酚对产甲烷的抑制作用仍存在,但有所降低。     

不同种类污泥中胞外多聚物的研究

采用阳离子交换树脂法,分别对产甲烷颗粒污泥、厌氧产氢颗粒污泥、产氢絮状污泥及好氧污泥中胞外多聚物(EPS)进行提取,结果表明:阳离子交换树脂法对四种污泥均具有较好的提取率;四种污泥EPS中均以蛋白质为主;好氧污泥EPS含量最高,产甲烷颗粒污泥次之,产氢污泥最低;污泥PN/PS值越大,越有利于污泥的颗粒化,且颗粒污泥结构越强。污泥EPS及其组分含量与污泥性质有着显著的关系。     

氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷茵的毒性研究

在中温(35±1)℃厌氧条件下,以葡萄糖为有机碳源,采用间歇实验方法研究了氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷茵的毒性.结果表明,当COD为6000 mg·L-1时,氨氮对产甲烷茵产生毒害作用的浓度为1500 mg·L-1,IC50为4000mg·L-1,毒性周期的最大产甲烷速率为92 mL·h-1,氨氮的平均去除率为13.17%;去除高浓度氨氮废水后,厌氧颗粒污泥产甲烷活性有不同程度的恢复,在毒性实验中受到的抑制作用越小,产甲烷活性恢复得就越快、越完全.此外,研究表明,适当提高系统的碱度和污泥浓度可以降低氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷茵的毒性.     

高负荷厌氧氨氧化EGSB反应器的运行及其颗粒污泥的ECP特性

高效性是厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)生物脱氮工艺的优势,污泥颗粒化则是生物反应器高效性的重要原因。控制进水亚硝酸盐浓度为360mg·L-1,回流比为0.5,经过230d的连续运行,逐步将厌氧氨氧化膨胀颗粒污泥床(expanded-granular sludgebed,EGSB)反应器(1.1L)的水力停留时间由6.9h缩短至0.30h,获得的容积基质氮去除速率为50.75kg.m-3·d-1,是原有世界最高水平的2倍。在此工况下获得的高负荷厌氧氨氧化颗粒污泥的平均粒径为(2.51±0.91)mm,比污泥厌氧氨氧化活性为1.899kg·(kgVSS)-1·d-1,胞外多聚物(extracellular polymers,ECP)总含量达143.00mg·(gVSS)-1。随着反应器容积基质氮去除速率的提高,反应器内厌氧氨氧化颗粒污泥胞外多聚物含量增加,其中蛋白质含量增加更快,蛋白质的"超量产生"致使颗粒污泥的PN/PS增大,易随水流失。     

好氧颗粒污泥的快速培养以及胞外多聚物对颗粒化的影响研究

采用普通活性污泥、部分好氧颗粒污泥和部分厌氧颗粒污泥分别作为接种污泥培养好氧颗粒污泥。在操作条件相同的情况下比较三者颗粒化的过程与完成时间。同时,研究胞外多聚物(EPS)对好氧污泥颗粒化的影响。结果显示,预先投加部分好氧颗粒污泥可以大大缩短好氧颗粒污泥的形成时间,胞外多聚物与污泥的颗粒化有密切联系。     

长链脂肪酸对厌氧颗粒污泥产甲烷毒性研究

在间歇培养中研究了不同长链脂肪酸（LCFA）对UASB和EGSB两种反应器厌氧颗粒污泥的产甲烷毒性。结果表明，庚酸，癸酸和油酸对厌氧颗粒污泥产甲烷活性有较强的抑制，EGSB反应器厌氧颗粒污泥对LCFA的抑制表现出比UASB反应器厌氧颗粒污泥更大的耐受能力，LCFA主要通过在颗粒污泥厌氧微生物的吸附而破坏菌体细胞膜的结构。直接杀死厌氧微生物，厌氧颗粒污泥中，利用乙酸的甲烷菌和产氢产乙酸菌受到LCFA的抑制较严重。利用甲酸和利用氢气的甲烷菌受到的抑制程度较小。     

厌氧氨氧化系统胞外多聚物的特点及影响

厌氧氨氧化(anammox)是在厌氧条件下氨作为电子供体,亚硝酸盐作为电子受体,通过生物作用转化为氮气的过程。胞外多聚物是微生物分泌的、包裹在细胞外的复杂的高分子有机物,具有促进颗粒污泥形成等功能。文中问介绍了厌氧氨氧化系统胞外多聚物与其他常见微生物系统胞外多聚物不同的特点及应用。特点部分介绍了厌氧氨氧化系统胞外多聚物内的含氮化合物和阴离子聚合物及其吸附作用。目前常利用厌氧氨氧化系统胞外多聚物进行污水中有机氮的去除以及强化反硝化作用。     

固定化厌氧颗粒污泥的制备及其产甲烷活性研究

以啤酒废水处理厌氧颗粒污泥为菌种,海藻酸钠为包埋剂,氯化钙为固化剂,制备固定化厌氧颗粒污泥。以产甲烷活性为恒量指标,通过改变海藻酸钠浓度、氯化钙浓度以及固定化时间,进行厌氧颗粒污泥固定化条件优化。最适固定化条件为:1%海藻酸钠,1.5%Ca Cl2浓度,10 min固定化时间。经固定化处理后的颗粒污泥,其产甲烷活性及稳定性均高于未经过固定化处理的颗粒污泥。     

聚季铵盐对厌氧生化反应器中微生物自身固定化的促进作用

厌氧生化反应器初次启动时培养足量的颗粒污泥需要花费数月甚至1年时间,投加高分子聚合物能够有效地促进厌氧微生物自身固定化的进程,聚合物性能、投加量以及投加方式对厌氧微生物的性能产生影响.通过生物化学甲烷势（BMP）测定原理研究了聚季铵盐的厌氧生物可降解程度;采用厌氧毒性测定(ATA)方法对比了不同浓度下的聚季铵盐对厌氧污泥比产甲烷活性(SMA)和沉降性能的影响.结果表明,适量的聚季铵盐对厌氧微生物自身固定化有促进作用,建议采用间隔9～10d的多次投加方式,厌氧生化反应器中聚季铵盐浓度介于10～20mg•L^-1为宜.     

Anaerobic biodegradation of phenol in sulfide‐rich media

In the refinery industry, the washing processes of middle‐distillates using caustic solutions generate phenol‐ and sulfide‐containing waste streams. The spent caustic liquors generated contain phenols at concentrations higher than 60 g dm^?3(638.3 mmol dm^?3). For sulfur compounds, the average sulfide concentration was 48 g dm^?3(1500 mmol dm^?3) in these streams. The goal of this study was to evaluate the specific impact of phenol and sulfide concentrations towards the phenol‐biodegradation activity of a phenol‐acclimated anaerobic granular sludge. An inhibition model was used to calculate the phenol and sulfide inhibitory concentrations that completely stopped the phenol‐biodegradation activity (IC100). A maximum phenol‐biodegradation activity of 83 µmol g^?1 VSS h^?1 was assessed and the IC100 values were 21.8 mmol dm^?3 and 13.4 mmol dm^?3 for phenol and sulfide respectively. The limitation of the phenol biodegradation flow by phenol inhibition seemed to be related to the more important sensitivity of phenol‐degrading bacteria. The up‐flow anaerobic sludge bed reactor operating in a non‐phenol‐dependent inhibition condition did not present any sensitivity to sulfide concentrations below 9.6 mmol dm^?3. At this residual concentration, the pH and bisulfide ions' concentration might be responsible for the general collapsing of the reactor activity. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥研究进展

厌氧工艺是硫酸盐有机废水处理中最具竞争力的技术,厌氧颗粒污泥则是其核心,开展该类废水厌氧处理颗粒污泥特性的研究,对提高其厌氧处理效率具有重要意义。本文综述了硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥近年来的国内外研究进展,主要包括颗粒污泥的理化特性（形态及粒径、孔隙、通道及沉降速度、胞外沉积物等）及颗粒污泥的生物学特性（生物活性、微生物形态、组成及分布）,并分析了此方面研究工作存在的问题,认为硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性抑制机理的研究以及从本质上解除这种抑制措施的提出,将是今后需要重点关注的研究内容。     

焦化废水中硫氰化物的生物降解及其与苯酚、氨氮的交互影响

硫氰化物（SCN^-）在焦化废水中的普遍出现,对COD、色度及NH⁺₄-N等指标构成贡献,且生物降解过程中还与其他污染物产生交互作用,影响工程工艺的选择和达标的控制。本研究采用实际工程不同单元工艺的活性污泥,在研究SCN-的基本降解特性与动力学基础上,重点考察苯酚对SCN^-降解及SCN^-对氨氮硝化过程的影响,评价SCN^-在焦化废水实际降解过程中与其他污染物的交互作用。研究发现,在特征活性污泥培养条件下,SCN^-的降解速率达20.15 mg SCN^-·（g MLSS）^-1·h^-1,污泥活性不受SCN^-底物浓度抑制,降解过程符合Michaelis-Menten动力学模型;苯酚对SCN^-的降解表现为毒性抑制且存在浓度阈值,高浓度苯酚可严重抑制SCN^-的降解,738 mg·L^-1苯酚使108 mg·L^-1SCN^-完全降解时间从1.5 h延长至20 h;SCN^-对硝化过程有抑制作用,可同时影响NH⁺₄的去除和NO^-₂的转化,导致硝化系统中NO^-₂浓度的积累。结果表明,生物过程中SCN^-与酚类、NH⁺₄之间的交互影响使焦化废水的处理变得复杂且难以控制,针对实际工程,需要明确各核心组分之间的相互作用,从共基质效应或毒性效应方面考虑污泥活性与浓度区间的适配,才能构建出各项污染指标得到优化控制的高效工艺。     

不同氨氮含量对厌氧颗粒污泥理化特性的影响

通过序批式试验,研究了氨氮含量变化对厌氧颗粒污泥去除有机物及氨氮效能的影响,并通过紫外可见光谱（UV-Vis）、三维荧光光谱（EEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对厌氧颗粒污泥的溶解性微生物产物（SMP）、疏松胞外聚合物（LB-EPS）及紧密胞外聚合物（TB-EPS）进行了分析。结果表明,当进水氨氮浓度增加到1000 mg·L^-1时,厌氧颗粒污泥对COD去除率由对照组的94.19%下降至93.33%,其对COD去除影响不明显;但NH₄⁺-N去除率由40.6%降至7.9%,去除效率明显降低。UV-Vis谱图分析表明,LB-EPS与TB-EPS在205～210 nm处出现了吸收峰,表明其中均含有苯环与双键结构,且随着氨氮浓度的增大,吸收带出现了红移。EEM谱图分析表明,随着氨氮浓度的增大,SMP中芳香蛋白吸收峰强度降低,而在E_X/E_M为370～390/420～450 nm处的类胡敏酸吸附峰增强;对于LB-EPS而言,辅酶F₄₂₀吸收峰消失,表明高氨氮浓度对产甲烷菌的活性产生了抑制作用;同时TB-EPS类蛋白荧光峰发生了红移。而由LB-EPS的FTIR谱图可知,氨氮浓度为1000 mg·L^-1时,LB-EPS中存在较多的羧酸。通过利用UV-Vis、FTIR、EEM谱图可对厌氧颗粒污泥的SMP、LB-EPS、TB-EPS进行较为全面的分析,从而为指导厌氧反应器的运行提供科学借鉴。     

煤制天然气废水的水解酸化法处理工艺

采用厌氧间歇式反应器,以煤制天然气（SNG）废水为处理对象,研究了在中温条件下水解酸化处理SNG废水后有机污染物的降解情况。以某柠檬酸生产厂废水厌氧反应器中的颗粒污泥为接种污泥进行4个月的驯化,形成处理SNG废水的稳定体系。试验结果表明运行温度为（35±1）℃,水解酸化时间为48h,进水CODcr总酚和挥发酚分别为1100、220和110mg／L的条件下,COD、总酚和挥发酚的去除率分别为45％、50％和99％左右,三者的降解均符合一级动力学特征。该体系主要停留在水解酸化阶段,甲烷产率为0．0025kgCHe／kgCODremoval,去除的TOC中有77％左右的有机碳用于污泥增殖,污泥增长率为0．3kgSS／kgCODremoval。     

两种UASB-厌氧氨氧化反应器启动和运行特征对比

采用两套有效容积为3.2 L的UASB 反应器,以含NH⁺⁴-N 和NO^-2-N的模拟废水为进水,对ANAMMOX反应过程的启动及运行期间的特征进行对比研究。试验结果表明：1号反应器的NH⁺⁴-N和NO^-2-N的去除率分别达到99.7%和99.9%需要220 d;而2号反应器的NH⁺⁴-N和NO^-2-N的去除率分别达到99.8%和99.9%只需要150 d;1号反应器的出水在第220～300 d 的平均三氮比即去除的NH⁺⁴-N︰去除的NO^-2-N∶生成的NO^-3-N=1︰1.16︰0.15,2号反应器的出水在第150～300 d 的平均三氮比为1︰1.28︰0.15;两台反应器的pH值先后都存在特征性变化,在稳定阶段反应器内活性污泥都由接种时的黑褐色转化为黄棕色颗粒污泥,随试验时间的延长同样的负荷变化都对反应器的冲击越来越小;具有生物膜的2号反应器在提高ANAMMOX细菌的固定化、减少菌种的流失等方面具有较大优势。     

活性艳蓝经多相类芬顿预处理前后对厌氧污泥性能的影响

以蒽醌类染料活性艳蓝为目标污染物,探讨了其对产甲烷菌的抑制机理;分析了其经多相类芬顿预处理前后对厌氧污泥EPS、粒径分布、金属离子含量的影响;同时对活性艳蓝的降解途径进行了探究。结果表明,活性艳蓝对产甲烷菌具有代谢毒性甚至生理性毒性;其进入厌氧反应器后,会造成COD去除率降低;颗粒污泥粒径减少,污泥中钙、镁离子浓度分别由40.5和16.2 mg·L^-1降低到22.5和6.8 mg·L^-1,污泥的稳定性与絮凝性变差。而经多相类芬顿预处理后,COD去除率可达90%以上,厌氧颗粒污泥EPS总量、蛋白质含量、多糖含量分别增大到98.7、69.9和28.8 mg·(g VSS)^-1,为保持颗粒污泥的活性与稳定性提供了保障。多相类芬顿体系所产生的羟基自由基首先攻击活性艳蓝的三嗪基团及不饱和共轭键的蒽醌结构,继而生成邻苯二甲酸、苯甲酸,再被降解为丁酸、草酸、乙酸等小分子羧酸,从而降低了其毒性,有利于后续厌氧生物处理的进行。