不同活性污泥胞外聚合物提取方法优化

活性污泥胞外聚合物( extracellular polymeric substances, EPS)是污水生物处理过程中污泥结构、脱水性能、絮凝性能以及沉降性能的重要决定因素,而提取方法不同EPS的剥离程度存在很大的差别.因此EPS提取方法的建立至关重要.采用6种方法提取不同污泥EPS,分析了不同污泥每g干污泥中分层EPS的质量及组成,并考察了污泥粒径及脱水性能与污泥EPS的关系.结果表明：不同工艺不同污泥每g干污泥中EPS质量不同;甲醛+NaOH法提取EPS效率高且对细胞破坏程度小,试验中不同污泥EPS提取量为15.88~39.30 mg;每g干污泥中黏液层EPS质量越高,蛋白质与多糖质量浓度之比越大,污泥脱水性能越差;污泥EPS的提取效率与污泥粒径存在一定的相关性,污泥粒径越大,提取效率越高.     

发酵种泥的投加对新鲜剩余污泥发酵产酸的影响

为进一步提高剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸(SCFAs)的效率,将p H=10下长期(90 d)厌氧发酵的种泥接入至新鲜剩余污泥考察其对新鲜剩余污泥厌氧发酵产酸的影响.实验在2种p H条件下进行:不控制p H(p H=7.4±0.2),一组反应器中投加新鲜剩余污泥,并接种厌氧发酵种泥,另一组反应器只投加新鲜剩余污泥;控制p H为碱性(p H=10±0.2),一组反应器中投加新鲜剩余污泥,并接种厌氧发酵种泥,另一组反应器只投加新鲜剩余污泥.结果表明:相同p H条件下,接种厌氧发酵种泥反应器中的最大产酸量较不接种分别提高4.9(p H=7.4±0.2)和16.4 mg/g VSS(以COD计)(p H=10±0.2);同时接种发酵污泥、剩余污泥在p H=10±0.2下的最大产酸量较p H=7.4±0.2下的最大产酸量高146.2 mg/g VSS;碱性条件、不接种发酵种泥的产酸量较不控制p H、接种发酵种泥的高129.8 mg/g VSS.投加发酵种泥可提高新鲜剩余污泥厌氧发酵过程中SCFAs的产生效率;碱性条件与厌氧发酵种泥对新鲜剩余污泥发酵产酸具有协同促进作用;与接种发酵种泥相比,碱性条件对新鲜剩余污泥厌氧发酵产酸促进能力高.     

Characterization of polyhydroxyalkanoates synthesized in activated sludge using three carbon sources

Polyhydroxyalkanoates(PHAs) were synthesized in activated sludge using three types of carbon sources (sodium acetate,sodium propionate and sodium butyrate), and their characterization were studied. It was shown that the content of PHA synthesized by microorganisms in activated sludge were different. The biggest synthetic amount up to 36.7% of VSS was obtained when sodium acetate was used as carbon source. The polymer yield was lower when using sodium propionate as the carbon source than when using others, with 25.1% of VSS, while resulted in an increase of hydroxyvalerate(HV) units produced. The structure and thermal properties of extracted biopolymers were analyzed by scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and themo-gravimetry (TG).     

Characteristics of coal sludge slurry prepared by a wet-grinding process

Coal sludge slurry(CSS) is an alternative fuel and a potential competitive method for sludge reduction.Based on the researches of coal water slurry, we studied CSSs by using a wet-grinding process with different types of regional municipal sludge(sludge) in an orthogonal experiment. The sludge type,sludge mixing proportion, dosage of dispersant, and grinding time were tested in this study. The results show that water content and its occurrence characteristics in the sludge have primary hindering influences on slurry ability. The range of fixed-viscosity concentrations with raw wet sludge is from 50.78%to 44.40%(by weight), while the range is from 53.35% to 51.51%(by weight) with dry sludge. All of the CSSs exhibit shear-thinning behaviors with different variation trends, especially the CSSs with more than 15%(by weight) raw wet sludge in it. Adding the same proportion of raw wet sludge increases the thixotropic properties of CSSs and the highest area of thixotropy loop is 3065 Pa/s, while the highest value of dry sludge is 1798 Pa/s. Hydrophilic group plays an important role in adsorbing water and building three-dimension networks with other particles, which is the main reason for CSS properties.Therefore, the mechanism can be used to find the way for making high quality CSS.     

摇蚊幼虫对活性污泥沉降性能的影响及机理

为了利用摇蚊幼虫改善活性污泥的沉降性能,以摇蚊幼虫为研究对象,考查其对污泥沉降性能改善作用的影响因素并探究改善机理.结果表明:投加摇蚊幼虫可以在短时间内明显改善污泥的沉降性能.在投加幼虫密度为每克干污泥中含0.2~1.2 g湿质量摇蚊幼虫时,污泥沉降性能改善效果随虫密度增加而增加.在相同虫密度(每克干污泥中含1.0 g湿质量摇蚊幼虫)的情况下,摇蚊幼虫对污泥质量浓度为5 g/L的活性污泥改善效果最佳.而摇蚊幼虫对污泥沉降性的改善作用与投加摇蚊幼虫后活性污泥2种主要胞外聚合物(蛋白质、多糖)含量以及蛋白质与多糖比值的降低有关.另外,长期试验证实,向污水处理反应器中连续回流摇蚊幼虫培养装置上清液可以使污泥容积指数由120 mL/g降至60 mg/L.     

微波热解污泥影响因素及固体残留物成分分析

为探究不同热解条件下污泥微波热解的特性,考察了微波功率、污泥含水率以及吸波物质添加量对污泥热解过程及固体残留物的影响,利用响应曲面法优化了污泥微波热解的条件并分析了污泥热解固体残留物的成分.结果表明:当微波功率为1 880 W、污泥含水率为79.7%、吸波物质添加量为0.48 g时,响应曲面法预测最高污泥热解效率为77.4%,实际测得污泥的热解效率为77.5%.污泥热解固体残留物中灰分和固定碳比例较大,主要无机成分为Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ca O等氧化物,适宜进一步材料化利用.     

污泥燃烧特性及动力学分析

利用热重分析方法对污水污泥、罐底油泥的燃烧进行了试验研究。结果表明:污泥的主要失重阶段为挥发分的析出燃烧阶段,升温速率的提高使得污泥燃烧由于热滞后现象向高温区域偏移,燃烧特性指数呈升高趋势。随升温速率的增加,污泥的着火温度呈升高趋势。采用C-R方法求解动力学参数,确定燃烧机理。结果表明:污水污泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为二维扩散,罐底油泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为三维扩散。     

腐殖活性污泥生化特征及处理效能

为探讨腐殖活性污泥的生物化学特征及其作用机理,对腐殖生物填料进行扫描电镜和能谱(SEM-EDAX)测定,表明填料中主要组成元素为C、O、Si,同时含有少量Al、S、Fe. 腐殖活性污泥与普通活性污泥中若干特征菌群的对比分析表明,腐殖活性污泥中的一般细菌总量、硝酸菌、亚硝酸菌、脱氮菌及放线菌含量明显高于普通活性污泥;腐殖活性污泥中有机质的质量分数比普通活性污泥低,但腐殖酸及富里酸和胡敏酸质量分数明显高于普通活性污泥;腐殖活性污泥法运行的SBR反应器对CODCr、TP和TN的去除效果优于普通SBR反应器,分别高出4％、14％和10％．     

城市污泥混合青霉素菌渣堆肥实验

为分析抗生素残留对菌渣堆肥过程的影响,以青霉素菌渣、市政脱水污泥和木屑为原料,研究好氧堆肥过程温度、碳素、氮素等理化参数的变化及青霉素的降解情况. 首先通过0.4 m³的大堆体研究菌渣好氧堆肥的可行性,然后通过5个6 L的小堆体详细研究菌渣污泥混合堆肥过程. 结果表明：菌渣污泥混合堆肥升温效果优于对照的单纯污泥. 堆肥菌渣质量分数与堆肥物料总有机碳（TOC）质量分数成正比,堆体的TOC质量分数随堆肥时间不断下降且趋于稳定,菌渣残留的青霉素未影响堆肥过程TOC的变化趋势. 投加菌渣增加了堆体的水溶性有机碳（WSOC）质量分数,生物可利用碳源的增加促进了堆肥过程微生物的转化作用,有助于堆肥过程温度的升高. 添加菌渣有助于减少堆肥原料中的氮素损失,且在第5天已检测不到菌渣中的抗生素残留. 可以通过混合堆肥实现菌渣的资源化利用及药物残留的分解.     

低温SBR系统活性污泥硝化效能的pH调控

为进一步提高低温(15 ℃)SBR系统的硝化效能,通过间歇培养实验探讨pH对系统活性污泥硝化效能的调控与影响．结果表明,将初始pH控制为8.0～9.0,低温SBR系统的活性污泥(以MLSS计)具有最佳的氨氮氧化能力,在NO₂--N积累阶段对NH₄+-N的比去除速率可达25.49 g·kg-1·d-1,NO₂--N的比生成速率达22 g·kg-1·d-1;初始pH为7.5～8.0时,NO₂--N氧化效果最佳,NO₃--N的比生成速率可达35.6 g·kg-1·d-1;将反应系统的pH维持在8.0,可使亚硝酸菌和硝酸菌代谢活性均保持在较高水平,达到良好的硝化效果．