揭示曝气模式影响营养盐去除及污泥特征的机制

设置了不同曝气方式，考察了运行模式（连续和间歇）对低表观气速好氧颗粒污泥（AGS）处理城镇低C/N废水过程中污泥特征及污染物去除规律的影响。研究表明，间歇曝气利于AGS的快速形成及污染物的去除。间歇曝气运行时AGS内污泥浓度混合液悬浮固体（MLSS）高达5.1～5.6 g/L，挥发性悬浮固体（VSS）/MLSS为0.72～0.75，粒径为741～758μm，均高于连续曝气组别。此外，间歇曝气提高了AGS内胞外聚合物（EPS）含量提高至57.6 mg/g，其中蛋白质（PN）含量变化不明显而多糖（PS）含量增加显著。EPS含量提高提高了AGS的机械强度。间歇曝气能提高AGS对化学需氧量（COD）、总氮（TN）及总磷（TP）的去除，且稳定时期去除率分别高达94.6%～95.2%、82.5%～85.3%和86.5%～89.5%，均高于连续曝气组别。典型周期研究发现间歇曝气提高了AGS对COD的去除及厌氧期TP的释放，提高了微生物的代谢活性。     

粒径对好氧颗粒污泥储存稳定性的影响

研究了混合粒径与不同粒径好氧颗粒污泥（AGS）在储存过程中的三维结构、质量变化、微生物活性以及理化特性的变化规律。经过室温（16~25℃）下31天的储存,污泥的三维结构均保持较好,未出现明显解体现象。混合粒径的AGS在储存前20天,其质量和比耗氧速率（SOUR）下降缓慢,胞外聚合物（EPS）先减小后上升。20天之后由于厌氧菌在竞争中逐渐占得优势,其质量减小了46.3%,EPS与SOUR分别下降69.0%和72.7%,导致稳定性随之下降。不同粒径AGS经过储存后,其颜色仍为橙黄色且结构完整;1~2mm和3~4mm粒径的AGS质量减小（分别为49.1%和53.9%）较大,且SOUR和EPS下降了亦较大;0.3~1mm粒径的AGS质量减小较少,EPS下降较少,但SOUR下降幅度较大,而2~3mm粒径的质量仅减小了33.7%、SOUR下降幅度最小（39.8%）,EPS下降幅度也相对较小（58.7%）,表明其在储存过程中能保持较好的活性与稳定性。     

铀对好氧颗粒污泥处理核工业废水的影响及机制探究

为明确核工业废水内典型金属铀对好氧颗粒污泥（AGS）运行效能及微生物群落特征的影响，构建了实验室规模的AGS反应器，在中温条件下采用控制进水铀浓度的方法探究了铀含量对AGS处理核工业废水运行效能的影响。结果表明，铀对AGS的影响与其含量密切相关，低于0.05 mg/L对AGS运行效能影响不明显，而超过0.1 mg/L铀显著降低了AGS对污染物和营养盐的去除，并影响了微生物代谢活性及群落结构。当铀浓度为1.0 mg/L时，COD升高至50.5～57.3 mg/L，去除效率下降至77.6%～79.2%。此外，高浓度铀降低了AGS对营养盐的去除。超过0.1 mg/L铀降低了AGS内污泥浓度，提高了胞外聚合物（EPS）含量。高含量铀降低了微生物的代谢活性，降低比耗氧速率（SOUR）和脱氢酶活性。微生物学分析揭示高含量铀降低了AGS内门水平上Proteobacteria、Bacteroidota，属水平上Nitrosomonas和unclassified＿Comamonadaceae的相对丰度。本研究为AGS处理含铀核工业废水提供了一定的借鉴。     

好氧颗粒污泥的储存稳定性研究进展

通过总结有关好氧颗粒污泥(AGS)储存及活性恢复的研究发现,AGS的储存技术包括原位储存和异位储存两类。原位储存过程中,AGS的理化特性明显恶化,活性显著下降。异位储存包括湿式储存和干式储存2种,常温湿式储存效果与原位储存相当;低温湿式储存及干式储存较有利于AGS结构完整性的保持,但也不能避免微生物活性的下降。另外,将储存后的AGS作为接种污泥可在短期内恢复正常。在此基础上,分析了现有研究的不足,并提出了建议。     

表面活性物质强化活性污泥系统作用的研究

复合酶、十二烷基苯磺酸钠和蔗糖酯SE13等表面活性物质分别投加到悬浮生长好氧污泥系统中,采用容积氧传质系数、污泥氧利用速率以及污泥脱氢酶活性作为表征参数,通过对比研究各表面活性物质对混合液氧传质过程的作用以及对活性污泥微生物活性的作用。试验发现,在活性污泥混合液中投加十二烷基苯磺酸钠可以提高了容积氧传质系数（KLa）,改善氧传质．但投加十二烷基苯磺酸钠．会降低微生物的脱氢酶活性,而投加蔗糖酯和复合酶则可以提高微生物的脱氢酶活性。     

加热方式对好氧颗粒污泥脱氮性能的影响

基于好氧颗粒污泥(AGS)无机高氨氮废水脱氮系统，考察了冬季不同加热方式对AGS脱氮性能及稳定性的影响。在前40 d的运行过程中，仅靠序批式反应器(SBR)内加热棒加热无法有效维持水温，常会观察到颗粒破碎产生的絮状污泥，且胞外聚合物(EPS)波动较大、氨氧化细菌的活性明显减小，AGS对总无机氮(TIN)的去除率在28.3%～60.4%。41～86 d,反应器-进水箱联合加热可使水温维持在30℃左右，反应器内絮状污泥逐渐减小，颗粒结构趋于致密，EPS、混合液悬浮固体浓度、比好氧速率等指标逐渐趋于稳定。72 d后AGS对TIN的去除率上升至90%以上。温度对AGS的沉降性能、外投碳源利用率、总磷(TP)去除及反硝化细菌丰度影响不大，但对脱氮效率及硝化细菌丰度有明显影响。两种加热方式下亚硝化菌属(Nitrosomonas)丰度经历了先明显减小后显著增大过程(由3.51%降至0.69%,再升至14.64%),以Thauera为代表的反硝化细菌丰度保持在50%左右。利用硝化细菌与反硝化细菌工作温度差异，87、88 d考察了硝化阶段加热、反硝化阶段不加热对AGS脱氮性能的影响，发现AGS对TIN的...     

造纸废水中二甲苯对微生物活性的影响研究

在缺氧和好氧条件下,通过对微生物的脱氢酶活性、VFA浓度、耗氧速率的研究来反映二甲苯对微生物的影响。当二甲苯的质量浓度低于40mg/L时,其对微生物脱氢酶活性的抑制率低于25%,为轻度抑制;而当大于80mg/L时,在缺氧条件下其对脱氢酶活性的抑制在第1天为中度抑制,之后转为轻度抑制;而在好氧条件下,抑制率一直大于25%,为中度抑制;水解酸化反应主要发生在第1天;好氧条件相比于缺氧条件6d后出水COD浓度更低;二甲苯对微生物耗氧速率的影响在第2天时达到较大,对照样和受试样耗氧速率之差达到44mg[O2]/(h·g[VSS]),但随着二甲苯的降解,其影响逐渐减小。     

重金属Ni影响下好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水的探究

以生猪养殖场厌氧消化出水为探究对象,构建了好氧颗粒污泥（AGS）体系,在中试规模下探究了不同浓度Ni影响下AGS处理畜禽养殖废水效能及污泥特征的变化规律。结果表明低浓度Ni(<2.0 mg/L)对AGS的处理效能及污泥特征影响不明显,而当Ni浓度高于2.0 mg/L,Ni存在降低了AGS中生物量并导致沉降性变差。当进水Ni为4.0 mg/L时,出水COD为73.5～76.8 mg/L,相应去除效率仅为81.3%～83.4%,远低于对照组。TN去除效率下降至70.6%～71.9%。高浓度NI降低了AGS内MLSS浓度并提高了SVI值。此外,Ni能影响AGS内胞外聚合物及组分的含量,当Ni浓度提高至4.0 mg/L,EPS含量升高至98.6 mg/g,PN和PS的含量分别为41.3 mg/g和25.9 mg/g。氧的利用速率和比耗氧速率揭示高浓度Ni存在能抑制微生物呼吸作用。本研究对评重金属Ni影响下AGS处理畜禽废水提供一定理论依据与数据支撑。     

Ni~(2+)对生物膜活性及胞外聚合物的短期影响

针对短期超标的Ni~(2+)影响城市污水生物处理系统正常运行问题,研究了在Ni~(2+)短期冲击下,对生物膜内部DO含量和耗氧速率的分布、胞外聚合物(EPS)分泌量及相关官能团、脱氢酶活性的影响。结果表明,质量浓度分别为20、50 mg/L的Ni~(2+)处理24 h后的生物膜中DO可以渗透的更深,生物膜表层部分的耗氧速率受到抑制,内部耗氧速率反而有所上升。质量浓度1 mg/L的Ni~(2+)对生物膜EPS分泌量及相关官能团和脱氢酶活性没有明显的影响,但Ni~(2+)的质量浓度分别增至20、50 mg/L时,生物膜EPS的分泌量有了显著的提高,而脱氢酶活性分别降低10.14%和18.43%,其中紧密附着型EPS和蛋白质的增加量较大。质量浓度20、50 mg/L的Ni~(2+)使EPS部分官能团的红外光谱峰发生了漂移或消失。     

连续流中氮负荷对好氧颗粒污泥的稳定性影响

研究了连续流反应器中好氧颗粒污泥（AGS）处理无机高氨氮废水的脱氮性能及稳定性。接种成熟AGS启动反应器,前55天内进水氮负荷由1.0 kgm-3d-1逐步提升至4.0 kgm-3d-1,56~125天内氮负荷逐步减小至1.4 kgm-3d-1,126~145天氮负荷再次升高至2.0 kgm-3d-1。前75天内观察到明显的颗粒破碎及污泥流失,且颗粒平均粒径不断减小。虽然多次补充接种AGS以维持系统稳定性,但前90天内颗粒的污泥容积指数（SVI）、胞外聚合物（EPS）及比耗氧速率（SOUR）剧烈波动。受疫情影响,91~109天反应器原位闲置。重新运行后AGS的理化指标逐渐趋于稳定。前45天内氨氮去除率逐渐增大至98%以上,在46~75天内迅速减少至50%左右,此后再次回升至99%以上。总无机氮去除率大部分时间处在35%~45%之间。通过污泥截留试验探索了反应器对污泥的选择性筛分效果。当沉淀池中挡板深度为27 cm时,反应器对污泥的截留率在98%以上,出水污泥粒径多为0~0.30 mm污泥。利用高通量测序分析污泥菌群组成变化。与接种AGS相比,145天时AGS中的硝化细菌属（Nitrosomonas）相对丰度明显增大,而反硝化细菌属（unclassified_Flavobacteriaceae、unclassified_Xanthomonadaceae、Thauera等）的相对丰度略有降低。     

好氧颗粒污泥脱氮功能的研究与进展

好氧颗粒污泥技术是近几十年来发展起来的一种新型微生物自固定化技术,通过特定的培育手段可以实现污泥颗粒化。这种颗粒污泥具有生物密度大、沉降性好、抗冲击能力强等优点,有的还具有优良的脱氮除磷等功能。文章论述了有关好氧颗粒污泥形成过程中的理化及生物学特征和影响因素,如沉降时间、水流剪力、溶解氧(DO)、胞外多聚糖(EPS)等。还介绍了全自养颗粒污泥,如硝化颗粒污泥方面的研究。     

颗粒污泥处理高负荷有机含油废水的形成过程及特性探究

在序批式反应器(SBR)内接种絮状物质,以实际高负荷含油废水为探究对象,在中温条件下考察了进水有机负荷(OLR)对颗粒污泥形成的影响,分析了OLR对颗粒污泥粒径、生物量、微生物活性、胞外聚合物(EPS)组成的演化规律,探究了OLR影响颗粒污泥对化学需氧量(COD)与溶解性油类的去除特性。结果表明,当进水OLR由0.5kg/(m³·d)升高至3.0 kg/(m³·d)时,颗粒污泥混合液总悬浮固体(MLTSS)增加至9.2 g/L,污泥体积指数(SVI30)下降至61.6 mL/g,颗粒污泥粒径主要集中于0.8~1.2 mm,占比约40.2%。此外,OLR影响颗粒污泥内EPS组分,随进水OLR升高,颗粒污泥内蛋白质(PN)与多糖(PS)含量均呈现上升趋势,但PN含量显著提高。当OLR为3.0 kg/(m³·d)时,颗粒污泥对COD和溶解性油类的去除效率最高,并分别为92.3%和79.5%,显著高于其他OLR。本研究结果为处理含油废水快速培养颗粒污泥提供一定理论参考。     

强化好氧颗粒污泥稳定性的研究进展

系统回顾了有关好氧颗粒污泥稳定性方面的研究进展,简要介绍了好氧颗粒污泥的形成机理,主要包括“丝状菌假说”、“胞外聚合物假说”、“选择压驱动假说”、“自凝聚假说”;着重分析了影响好氧颗粒污泥稳定性的主要因素有温度、pH值、有机负荷率与氨氮浓度、溶解氧与颗粒粒径、饱食-饥饿期、水力剪切力、污泥龄和有毒有害物质等;详细论述了抑制丝状膨胀、促进胞外聚合物的分泌、富集慢速增长的微生物和强化颗粒内核等措施可以强化好氧颗粒污泥的稳定性,并提出了对好氧颗粒污泥的形成机理以及功能菌群进行更深入的研究将会是今后的研究重点,进而为好氧颗粒污泥的工业化应用作铺垫。     

Thermogravimetric characteristics of aerobic granules developed at different salinities

BACKGROUND: Aerobic granular sludge is a self‐immobilization biotechnology for wastewater treatment. The thermogravimetric characteristics of aerobic granules were investigated in this study. RESULTS: The strongly physically bound water in granules that developed at a salinity of 1% (in reactor R1) and 5% (in reactor R2) were 5% and 3%, respectively. In addition, the extracellular polymer substances (EPS) affected the bound water more significantly at a low salinity than a higher one. Based on thermogravimetric analysis (TGA), granules that developed at low salinity (such as 1% in R1) exhibited a rich diversity of organic components, and higher total EPS concentrations, inferred from the ratios of volatile solids to total solids. Additionally, the maximum weight loss rates of the granules in all reactors occurred at a temperature of around 250 °C and the endothermic peaks shifted to a relatively low temperature with increasing salinity regardless of the existence of EPS. CONCLUSION: Increasing the salinity in the substrates slightly decreased the bound water fraction in granules and reduced the richness of the granule components as well as the biodiversity. This study provides detailed information on the components of aerobic granule. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

无排泥条件下膜生物反应器污泥混合液可滤性分析

膜生物反应器（MBR）在无排泥条件下运行100 d,定期对溶解性微生物产物（SMP）、SMP分子量分布、胞外聚合物（EPS）中的蛋白质和多糖进行监测,应用修正的污染指数（MFI）考察污泥混合液可滤性的变化。实验表明：长时间无排泥运行模式下将导致污泥混合液可滤性的恶化;污泥混合液上清液中分子量（M_w）大于10 kDa 的SMP浓度对污泥混合液的可滤性产生强烈的负面影响;污泥浓度（MLSS）与混合液可滤性之间关系复杂,MLSS对污泥可滤性的影响存在一个临界值;EPS中的蛋白质60 d后发现可被微生物迅速降解,多糖类物质对污泥混合液可滤性有较强的负面影响。     

有机负荷波动频次对好氧颗粒污泥的影响

为了探究在低强度进水条件下有机负荷波动频次对好氧颗粒污泥（aerobic granular sludge，AGS）的影响，设置3个序列间歇式反应器（sequence batch reactor，SBR）R1、R2和R3，以合成配水为基质，高低有机负荷率（organic load rate，OLR）分别为0.67g/(L∙d)、0.67g/(L∙d)，0.74g/(L∙d)、0.56g/(L∙d)，0.74g/(L∙d)、0.56g/(L∙d)；定义有机波动频次为每12天完成高低OLR波动的次数，R1的OLR恒定，R2、R3分别每12天、4天完成一次OLR的高低波动，波动频次分别为0、1、3。由实验结果可知，R1、R2和R3的平均粒径分别可达到318.86μm、426.71μm、593.06μm，胞外聚合物（extracellular polymeric substance，EPS）含量（以volatile suspended solids，VSS计）可达到71.97mg/g、75.88mg/g、80.35mg/g，蛋白质/多糖（protein/polysaccharide，PN/PS）分别为4.24、5.14、5.72，表明波动频次为3时颗粒具有更高的疏水性、稳定性。此外R1、R2、R3的内碳源储存率（internal carbon storage rate，CODin）、同步硝化内源反硝化（simultaneous nitrification internal denitrification rate，SND）率分别为97.06%和44.74%、98.37%和58.20%、98.91%和64.42%、总磷（total phosphorus，TP）平均去除率分别为86.82%、89.36%、92.65%，总氮（total nitrogen，TN）平均去除率分别为71.69%、74.31%、78.55%，说明波动频次为3时颗粒具有更高的碳源利用率与污染物去除能力。     

一体化膜生物反应器处理印刷线路板综合废水

采用自制一体化膜生物反应器(SMBR)处理印刷线路板(PCB)综合废水,对系统驯化过程的污泥生物相变化,SV30(污泥沉降比)、SVI(污泥沉降指数),MLSS(混合液悬浮固体浓度)、MLVSS(混合液挥发性悬浮固体浓度)等污泥特性,以及系统pH,铜离子浓度、化学耗氧量(COD)等水质指标进行了监测.试验结果表明:污泥培养驯化过程中,游泳型纤毛虫、固着型纤毛虫(累枝虫、钟虫)、轮虫、红斑顠体虫、表壳虫、固着型纤毛虫交替成为优势种群.进水铜离子质量浓度为12 mg/L左右驯化完成,此时污泥MLSS为6 100 mg/L,SV30为29%～38.5%,SVI为75～90 mL/g.系统出水COD、铜离子浓度和pH均达广东省水污染物排放限值一级标准,COD和铜离子的去除率分别超过85%和95%.     

低强度超声波对ABR处理低浓度污水效果及污泥特性的影响

为探究低强度超声波对厌氧生物处理低浓度污水的强化作用,本文在厌氧折流板反应器（ABR）中开展超声波辐照厌氧污泥提高有机物去除效果的研究,并进一步研究了反应器稳定期超声波对污泥量、胞外聚合物（EPS）、酶活性、污泥粒径、污泥表面官能团及微观形貌的影响。结果表明,低强度超声波可提高ABR处理低浓度污水有机物去除效果,超声组出水化学需氧量（COD）去除率较对照组提高5.2%,出水COD浓度可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中一级A排放标准。周期性超声后,超声组各隔室总悬浮固体（TSS）、挥发性悬浮固体（VSS）均低于对照组,但具有更高的VSS/TSS。超声组污泥EPS的总量增加,松散结合型EPS（LB-EPS）、紧密结合型EPS（TB-EPS）均增加,蛋白质（PN）含量增加,多糖（PS）含量减少。超声组各隔室脱氢酶活性（DHA）分别为26.43mgTF/(gVSS·h)、23.43mgTF/(gVSS·h)、21.87mgTF/(gVSS·h)、19.55mgTF/(gVSS·h),而对照组各隔室分别为18.13mgTF/(gVSS·h)、17.01mgTF/(gVSS·h)、13.56mgTF/(gVSS·h)、9.90mgTF/(gVSS·h),超声大大提高了厌氧污泥脱氢酶活性。超声处理使污泥粒径减小,但表面官能团种类基本没有变化。电镜观察发现,对照组各隔室污泥表面以丝状菌为优势菌种,而超声组各隔室污泥表面以球菌为优势菌种。