Ca.Brocadia型厌氧氨氧化污泥胞外聚合物的荧光特性及来源探究

为了探明Ca.Brocadia型厌氧氨氧化污泥胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)自发荧光的特性与来源,采用三维荧光光谱、荧光原位杂交、高效液相色谱法、标准加入法等进行了探究。结果表明,Ca.Brocadia型厌氧氨氧化污泥的EPS主要呈现4个荧光峰,其中352/464nm和442/521nm这2个荧光峰较为特殊,其来源分别为细胞代谢物辅酶NADH和核黄素的胞外分泌,并且Ca.Brocadia型厌氧氨氧化污泥EPS中这2种荧光物质的质量摩尔浓度高于硝化污泥以及Ca.Jettenia型厌氧氨氧化污泥中2种荧光物质的质量摩尔浓度。研究结果可为Ca.Brocadia型厌氧氨氧化反应器的运行以及厌氧氨氧化菌Ca.Brocadia代谢机制的深入探究提供参考。     

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。     

SDS对污泥水解过程中胞外聚合物及性状的影响

采用序批式试验研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对污泥水解过程中胞外聚合物(EPS)、污泥粒径、污泥絮凝性及比阻的影响.结果表明,在添加SDS的反应器中,污泥EPS的均值为95.92 mg/gVSS,其中蛋白质含量占94.7％;在对照反应器中,污泥EPS的均值为45.81mg/gVSS,其中蛋白质含量占89.0％.据此可知,污泥EPS中的主要物质为蛋白质.另外,添加SDS后污泥胞外聚合物中的溶解态蛋白质和多聚糖含量为对照污泥的8倍以上;添加SDS的污泥,其粒径众数小于同时期的对照污泥,而其比阻大于对照污泥的,最高可达2.32×1014 m/kg.     

厌氧消化污泥脱水性能变化的试验与分析

研究了剩余污泥在中温厌氧消化条件下脱水性能的变化及其作用机制。剩余污泥厌氧消化过程中,消化污泥的比阻(SRF)相比于剩余污泥有一定的减小,消化污泥的过滤速度有一定的改善,但改善不明显。聚丙烯酰胺(PAM)、FeCl3和聚合氯化铝(PAC)3种絮凝剂调理试验显示,消化污泥的最佳投药量相对于剩余污泥均有所增加,说明消化污泥脱水性能变差。分析了2种污泥中胞外聚合物(EPS)含量及污泥颗粒特性的变化,表明消化过程导致EPS的降解并向液体中释放。随着EPS含量的减少,由EPS架桥形成的较大絮体解体成为较小的污泥颗粒,污泥中小颗粒的比例增加,污泥的脱水性能变差。     

胞外聚合物对生物污泥电渗透脱水特性的影响

污泥脱水是污水处理过程中重要的单元操作,其脱水程度直接关系到污泥后续的处理成本及资源化利用价值。电渗透脱水技术对于机械难脱水的污泥是非常有效的,但由于受污泥性质及其他因素的影响,其应用受到很大的限制。通过对城市污水厂生物污泥进行厌氧培养,考察了污泥胞外聚合物(EPS)的组成及分布对污泥电渗透脱水行为的影响。结果表明,EPS中蛋白质与多糖的比值与电渗透脱水后污泥最终的含水率呈正相关性;当蛋白质与多糖的比值为3.6时,污泥电渗透脱水后的含水率从75%降到58%;且当污泥表面电荷值较负(-0.92 meq/gDS)即污泥絮体之间结合力较弱时,污泥电渗透脱水后的含水率较低,污泥脱水性能较好。     

预处理剂对污泥厌氧消化产气量影响研究

为了提高污泥厌氧消化的产气量,文章研究了添加不同预处理剂对污泥胞外聚合物进行破坏,增加水解效率,提供更多的有效碳.结果表明:添加高铁酸钾和柠檬.酸钠均可不同程度地提高产气量,其中添加高铁酸钾产气量增加10.21％,添加柠檬酸钠产气量增加46.57％;添加柠檬酸量越大产气量越高,试验组产气量最高增幅可达89.65％.     

污泥龄对胞外聚合物组分与表面性质的影响

分别采用超声波法与阳离子交换树脂法提取好氧活性污泥絮体中疏松结合的EPS与紧密结合的EPS,考察了污泥龄(SRT)对两种EPS组分与表面性质的影响.结果表明,污泥龄对疏松结合EPS的组分与表面性质的影响相对较大,而对紧密结合的EPS的影响相对较小;不同污泥龄下,紧密结合的EPS较疏松结合的EPS均表现出更强的疏水性.SRT为15 d时,对疏松结合EPS的提取量最少,其带有较少的负电荷且疏水性较强;随着SRT的增大,紧密结合EPS的产量略有增长,其疏水性逐渐增强,电荷密度与Zeta电位逐渐降低.     

阳离子树脂法提取污泥胞外聚合物的数学模型

分析了阳离子树脂法提取活性污泥胞外聚合物（EPS）的作用机理,建立了EPS提取量与树脂投量、提取时间、摇床强度和污泥初始浓度之间的数学模型：Y=1 000α（1-e^-BACKt）。通过拟合EPS提取量与提取时间的试验值,得出α为0.147 47,K为1.45×10^-5mL·min/（mg·r·h）,即EPS的理论提取量为挥发性活性污泥干质量（MLVSS）的15%左右。对模型的验证结果表明,EPS提取量与树脂投量和摇床强度之间关系的理论值与试验值,在置信度为95%的条件下无显著差异,说明该模型能较好地描述两因素对EPS提取量的影响。     

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。     

胞外聚合物对Cu2+、Cr3+和Ni2+的吸附性能研究

以天津大学中水回用系统的膜生物反应器活性污泥为原料，采用热提法从中提取出了胞外聚合物（EPS）。经分析，该EPS的主要成分为蛋白质和多糖，含有的主要官能团为羧基、羟基和氨基。研究了EPS对Cu^2＋、Cr^3＋和Ni^2＋三种重金属离子的去除效果，结果表明：EPS吸附Cu^2＋、Cr^3＋和Ni^2＋三种重金属离子的适宜pH值分别为（3～5）、（4～6）、（4～6），适宜的投加比（EPS：重金属离子）分别为（1．8：1）、（1．6：1）、（2：1）；EPS对Cu^2＋、Cr^3＋和Ni^2＋的最大吸附容量分别为0．81、0．62、0．50mg／mgEPS。EPS对不同重金属离子的吸附机理不同，对一种重金属离子吸附饱和后对其他重金属离子仍有吸附作用。     

胞外聚合物对生物除磷效果影响的研究

通过对三种碳源(乙酸钠、葡萄糖、脱脂乳和葡萄糖混合物)的SBR强化生物除磷系统比较研究发现,以葡萄糖为碳源除磷效果最好,通过对PHA(poly-β-hydroxyalkanoate)、活性污泥中磷含量的测定以及胞外聚合物(EPS)的扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析表明,PHA在厌氧结束时的量并不能完全作为后续好氧阶段吸磷效果好坏的确定性指标,EPS的生物吸附对磷也有一定程度的去除.     

含盐污泥厌氧消化试验研究

采用中温(35℃)厌氧消化技术对冲厕海水经生化处理后所产生的含盐污泥进行处理,在海水比例为24%~36%的条件下,厌氧消化系统可以正常运行,对污泥的消化和浓缩效果较好,消化后污泥的TS、VS含量分别在4.8%、2.2%左右,TSS、VSS含量分别在56.3、25.5 g/L左右,系统对污泥中有机物的去除效果较稳定,去除率在33.5%左右。当海水比例为36%时,污泥最佳投配率为10%。     

热水解污泥的厌氧消化试验研究

先用热水解对污泥进行预处理，然后进行厌氧消化试验。结果表明，最适宜的热水解温度为170℃、反应时间为30min；经热水解污泥的厌氧消化性能和系统的处理效率都得到显著提高，COD去除率最大时提高了20．18％，日均产气量则增加了79．20％～99．55％。     

胞外聚合物提取方法的研究进展

胞外聚合物(EPS)的提取方法有很多种,主要总结了物理方法中的高速离心法、热提取法、超声波法以及化学方法中的阳离子交换树脂法、NaOH提取法、H2SO_4提取法、EDTA提取法的原理和特点。归纳了部分实验中EPS的提取量和细胞破坏程度,分析了各提取方法对EPS的提取效果。通过比较不同提取方法对EPS的提取量,对各提取方法的综合性能进行了排序,并分析了以后的重点研究方向。     

胞外聚合物对生物絮凝影响的研究

采用超声波法与阳离子交换树脂法分别提取好氧活性污泥絮体外层的胞外聚合物(LEPS)与内层的胞外聚合物(TEPS),用LEPS与TEPS分别絮凝污泥悬浮液,考察它们对生物絮凝的影响.研究结果表明,增加LEPS投量不利于生物絮凝,并且LEPS表面负电荷的增大与疏水性的降低会导致絮凝效果变差;而提高TEPs投量能够促进生物絮凝,当TEPS投量>60mg/gVSS时.其投量的增加对絮凝率的影响不大;泥龄为15d的TEPS较3d的TEPS具有更大的疏水性,表现出更强的絮凝性能.二价阳离子(如Ca2+)能有效降低颗粒物之间的静电斥力,促进生物絮凝;然而,三价阳离子(如Al3+)是生物絮凝中最重要的阳离子成分.     

自来水厂脱水铝污泥对水中磷的吸附去除研究

选取两种自来水厂铝污泥,以配制的含磷水和实际污水作为研究对象,考察了铝污泥对磷的吸附去除效果及吸附特征.结果表明,铝污泥投量的增加提高了对磷的去除效果,铝污泥吸附磷的机理主要是配体离子交换反应,随着溶液pH值的升高,铝污泥对磷的吸附容量减小.铝污泥对磷的吸附更符合Langmuir吸附等温线模型,而拟二级反应动力学模型对吸磷数据的拟合效果更好.采用铝污泥处理实际污水,出水总磷浓度达到了一级A排放标准.这不仅提供了一种新的除磷方法,而且也为自来水厂铝污泥的资源化利用提供了一个途径.     

MBR中活性污泥胞外聚合物的物理提取方法研究

以膜生物反应器(MBR)的活性污泥为对象,研究了高速离心法、热提取法、超声波法对活性污泥胞外聚合物(EPS)的提取效果,并确定了三种方法的最优提取条件.结果表明,高速离心法(在16000r/min下作用40min)对EPS的提取率低,对细胞破坏程度小,适合作为一种对照方法来判断其他提取方法对细胞的破坏程度;超声波法(在频率为40kHz、功率为50W下提取20min)对EPS提取不完全,可以与其他方法结合作为一种有效的预处理手段;而热提法(在80℃ 提取20min)对EPS的提取率虽然较高,但对EPS及细胞体破坏程度较大,不适合对提取的EPS作进一步的成分分析.     

聚季胺物对厌氧污泥特性的影响研究

通过对聚季胺物的生物化学甲烷势(BMP)和厌氧微生物在不同聚季胺物浓度下的毒性测定(ATA)，评价了聚季胺物的厌氧生物可降解程度，对比了不同聚季胺物浓度对厌氧微生物的比产甲烷活性(SMA)和沉降性能(SVI)的影响。试验结果表明：聚季胺物适宜作为厌氧微生物自身固定化的促进剂，建议采用间隔9～10d的多次投加方式，厌氧反应器中聚季胺物浓度为10～20mg／L，聚季胺物与厌氧接种污泥的质量比≤3．2。     

胞外聚合物和吸附剂对生物反应器膜污染影响

结合膜污染的特点和当前有关EPS的最新研究进展,阐述了投加吸附剂对膜污染的影响和控制作用,并提出一些研究和应用中需要解决的问题,指出有关MBR实际应用的问题必将成为热点,在生产应用层面上控制膜污染是亟待解决的问题。     

添加碱渣对污泥厌氧消化的影响研究

将碱渣与城市污水处理厂的剩余污泥按不同的比例均匀混合后,进行厌氧消化试验,并根据消化液中SCOD、pH值及产气量等指标的变化,分析了碱渣对污泥厌氧消化性能的影响.结果表明:在碱渣添加量<8.25 g/L时,对污泥厌氧消化中的水解反应有较大的促进作用,溶出的有机物可生物降解性好;在试验的碱渣添加量范围内,厌氧消化液的pH值维持在7～8,显示碱渣对污泥消化产生的有机酸具有一定的缓冲作用;当碱渣添加量为3.30 g/L时,产气量和甲烷产量最大且厌氧消化反应速度最快,与未添加碱渣的相比则甲烷产量提高了约37.9%.碱渣中含有的碱性物质对污泥厌氧消化有较大的促进作用.