不同pH下好氧颗粒污泥的稳定性

为考察好氧颗粒污泥（AGS）对不同pH环境下的耐受力,研究了不同pH废水（pH分别为3、4、5、10、11、12）下AGS的稳定性变化规律.在酸性环境中,AGS的理化特性随pH下降而变差（胞外聚合物（EPS）含量由102.5 mg/g下降到76.43 mg/g MLSS,比耗氧速率（SOUR）由17.94 mg O₂/（g MLSS·h））下降到16.19 mg O₂/（g MLSS·h））,pH为3和4时均出现不同程度的污泥上浮,对污染物的去除效果也呈下降趋势,但COD和TP的去除率维持在80 %以上.在碱性环境中,AGS出现了明显的上浮及解体.随着pH的增大,AGS的理化特性不断恶化（EPS由93.27 mg/g MLSS上升到178.45 mg/g MLSS,SOUR由6.81 mg O₂/（g MLSS·h））下降到4.30 mg O₂/（g MLSS·h））.同时,AGS对污染物的去除能力急剧下降,对COD、TN、TP的去除率均下降到50 %以下.研究结果表明AGS在酸性环境中有较强的耐冲击负荷能力,而碱性环境对AGS有较大的抑制作用.      

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。     

SBR中生物膜促进好氧颗粒化研究

利用弹性填料附着生物膜,在选择压法培养好氧颗粒污泥(AGS)的过程中研究人工刮膜使其进入混合液对好氧颗粒化进程的影响。前23 d内颗粒化率随着生物膜刮落进入混合液中而不断增加,24 d后将弹性填料上附着的生物膜全部刮入混合液中,颗粒化率大幅度提高。游离态生物膜在颗粒化过程中发挥了前驱物或晶核作用,而在较高水力选择压下微生物分泌的胞外聚合物促进了松散的生物膜转化为结构密实的AGS,因而在冬季较低温度下于30 d内成功实现了好氧颗粒化。弹性填料有效地提高了系统的稳定性,即使选择压法操作不当时仍可以抵抗污泥膨胀造成的影响,这一设置有效地降低了系统崩溃的风险。运行过程中反应器表现出较好的污染物去除效果,对COD、TIN及TP的去除率常在90%、82%及80%以上。     

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。     

琼脂包埋好氧颗粒污泥的储存及恢复

研究了常温及冷藏环境下琼脂包埋的好氧颗粒污泥(AGS)的储存及随后的恢复效果。经过30 d的储存,两种环境下的颗粒的稳定性均出现了一定程度的下降,表现为MLVSS、SOUR等的明显下降,但颗粒的形态及沉降性能变化不大,亦未出现明显的解体。常温储存的琼脂块会散发臭气,并容易引起蚊蝇等繁殖,而冷藏储存除失水收缩外并无明显变化。将储存后的AGS作为接种污泥重新曝气后,两种颗粒均在22 d内成功实现了稳定性恢复,对COD、TIN及TP的去除率均逐渐上升至90%以上。观察发现,常温储存的颗粒经历了两次明显的先解体后重新颗粒化的过程,而冷藏的颗粒只经历了恢复初期先解体后重新颗粒化的过程。根据储存及恢复过程中AGS的表现,琼脂包埋的AGS在冷藏环境下的储存效果更佳。储存后的颗粒的SOUR均在10mgO_2/(g MLSS·h)以上,且未监测到EPS的明显减小,表明琼脂包埋法可在一定程度上维持颗粒的活性及结构完整性。相比于湿式储存,琼脂包埋法实现了AGS的干式储存,对于AGS的流通具有现实意义。     

曝气深度对好氧颗粒污泥稳定性的影响

探索了浅层曝气原理与气提式序批反应器(SBAR)及好氧颗粒污泥(AGS)技术联用的可行性。逐步提高曝气头在水面下的位置(130~30cm),发现曝气深度对SBAR内流场环境有重要影响,表现为曝气量的不断增大(400~500L/h)、而溶解氧(DO,8.00~5.88mg/L)及循环速度(27.25~11.39cm/s)均不断减小。AGS在曝气深度≥70cm期间能较好地维持其稳定性。期间AGS的污泥体积指数(SVI)在16.19~43.13m L/g、胞外聚合物(EPS)为181.65~262.46mg/g MLSS、颗粒化率为80%~88%及污泥比耗氧速率(SOUR)在42.42~49.54mg O_2/(g MLVSS·h),对化学需氧量(COD)、总无机氮(TIN)及总磷(TP)的去除率分别在87%、94%及86%以上。然而,当曝气深度≤50cm后,由于水力剪切力被大大削弱及氧的传质阻力明显增加,造成了颗粒化率及EPS迅速减小至46%及111.65mg/g MLSS,对COD、TIN及TP去除率最终下降至43%、70%及47%,并出现了明显的解体,最终导致了系统的异常。与底部曝气的序批式反应器(SBR)相比,基于浅层曝气原理的SBAR内的流场更加均匀,并具有降低AGS反应器曝气能耗的潜力。     

好氧颗粒污泥的常温湿式储存及恢复

为考察常温湿式储存好氧颗粒污泥（AGS）的可行性,分别探索了敞开及密封两种储存条件下AGS的稳定性变化及恢复效果。50天的储存过程中AGS由黄色逐渐变为黑褐色,且大部分AGS变成中空状,沉降性能、混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）/混合液悬浮固体浓度（MLSS）变化均不大,但胞外聚合物（EPS）含量、比好氧速率及脱氢酶活性均显著减小。结果表明两种储存方式的效果相当,即AGS的稳定性均会明显下降,但颗粒状的三维结构并未被严重破坏。恢复过程中AGS迅速变黄,且EPS含量、比好氧速率、脱氢酶活性等迅速增大。观察到一部分中空状AGS被打碎,但这些碎片及未破碎的AGS可作为微生物附着生长的晶核或载体。在较大的水力选择压下,存活下来的微生物通过快速增殖并分泌大量黏性EPS,在12天内成功实现稳定性恢复,并表现出良好的污染物去除效果及更加优异的理化特性。     

膨胀颗粒污泥的恢复及其基质降解动力学

为实现丝状菌膨胀的好氧颗粒污泥（AGS）的修复,通过在序批式活性污泥（sequencing batch reactor activated sludge process,SBR）反应器中设置厌氧生物选择段以抑制丝状菌生长,并研究了修复过程中污泥基质降解动力学参数变化。膨胀AGS表面包裹了大量丝状菌（污泥体积指数SVI高达186.56mL/g）,但恢复过程中膨胀AGS的比例逐渐减少,表面逐渐变得清晰、规则,21d时污泥膨胀趋势已完全得到遏止,最终AGS的污泥沉降比SV₃₀/SV₅、SVI和颗粒化率分别为0.92、48.74mL/g及92.79%,并表现出良好的污染物去除效果。通过双倒数法拟合得到丝状菌膨胀AGS的饱和常数和最大比增长速率分别为75.67mg/L、0.47h^–1,该值略高于普通活性污泥,但远低于恢复稳定后AGS的354.47mg/L、1.43h^–1。因此,在厌氧生物选择段创造的高底物浓度环境下,AGS中菌胶团细胞可优先获得基质并实现增殖,而丝状菌由于生长受到抑制而逐渐被淘汰,最终在22d内实现膨胀AGS的修复。