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.      

好氧颗粒污泥的培养及处理低碳氮比废水效果

采用"搅拌-曝气-搅拌"间歇曝气运行模式,探索好氧颗粒污泥(AGS)在低碳氮比(1～6)废水中的形成规律及其对污染物的降解效果,旨在为低碳氮比污水的高效处理提供技术支持.当进水碳氮比为1～2.25时,接种污泥表现出明显的不适应,污泥量及颗粒化率增长缓慢,化学需氧量(COD)、总无机氮(TIN)及总磷(TP)的去除率较低...     

自养硝化颗粒污泥的干式储存及恢复

在冷藏密闭、冷藏敞开、常温密闭和常温敞开的条件下对琼脂包埋后的自养硝化颗粒污泥(ANGS)进行储存,研究储存环境对ANGS稳定性的影响,考察储存后ANGS的恢复效果。储存40 d后,大部分ANGS的形貌仍饱满光滑,其质量分别减少了32.5%、31.3%、47.5%和39.2%,比耗氧速率(SOUR)分别下降到13.39、16.75、11.87和14.64 mgO₂/(gMLVSS·h)。恢复期间,颗粒有部分破碎现象,但未发生明显解体;ANGS的活性在第22天恢复到储存前的水平[18.6~28.9 mgO₂/(gMLVSS·h)];SOUR_NH4⁺/SOUR_NO2^-在34 d后一直维持在1以下,说明亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性高于氨氧化菌(AOB)的活性;50 d后反应器对氨氮的去除率达到了80%左右,但由于缺乏反硝化碳源,TIN去除率不足5%。储存前的优势菌属Nitrosomonas(17.27%)和Comamonas(15.2%)等消失,恢复后Methylobacillus(40.92%)和Hyphomicrobium(11.62%)成为优势菌属。     

SBR中混合接种不同储存方式的好氧颗粒污泥的恢复

考察了混合接种不同储存时间及储存方式的好氧颗粒污泥(AGS)的恢复效果。储存后的AGS表现出不同的形态特征:常温湿式储存两年的AGS形态松散, 出现了明显的解体现象;常温湿式储存一年的AGS未出现明显的解体现象, 但颜色明显变黑;琼脂包埋干式储存五个月的硝化颗粒污泥颜色、形态及沉降性能变化不大。重新曝气后, 污泥的MLSS(4.85~10.51 g/L)与MLVSS/MLSS(0.6~0.75)、EPS(15.05~38.36 mg/g MLSS)、平均粒径(0.61~1.12 mm)及颗粒化率(80.92%~97.60%)迅速增大, COD及氨氮去除率也分别在19天与15天上升至90%以上。恢复过程中, 颗粒污泥经历了先破裂后重新颗粒化的过程。根据恢复过程中颗粒污泥的理化特性可知, 混合污泥在21天内成功实现了稳定性及效果恢复。研究结果表明混合部分储存后的硝化颗粒污泥有效提高了硝化细菌的富集速度, 为应用时AGS中硝化细菌的快速富集提供了一种新思路。      

自养硝化颗粒污泥原位储存及恢复

文中探索了自养硝化颗粒污泥(ANGS)的原位储存及恢复效果.观察发现,储存4个月的ANGS保持了较好的颗粒形态,未出现明显的解体现象,但颗粒内部变成黑色;储存过程中ANGS的主要理化特性下降明显,MLSS下降了20.3％,SOUR下降了71.3％.通过投加外源硝化细菌促进原SBR中ANGS的恢复,观察到ANGS颜色快速转变为褐色,16 d后的氨氮去除率超过90％,30 d后污泥量(3800 mg/L)和污泥SVI(25 mL/g)恢复至储存前水平,颗粒中活性成分较高(MLVSS/MLSS>0.95),形态饱满,平均粒径维持在0.9 mm.常温原位储存ANGS不仅操作方便和节省空间,而且能在短时间内恢复稳定,为ANGS反应器的稳定性维持提供了一种新思路.     

碱度及外投碳源浓度对好氧颗粒污泥脱氮效果影响

为实现稀土矿山废水高效脱氮,探索了不同碱度和外投碳源下好氧颗粒污泥(AGS)对模拟离子型稀土矿山废水的脱氮效果.当水中碱度≤2 mmol/L时,pH与碱度近似呈线性关系,当水中碱度>2 mmol/L后pH几乎不再变化.硝化反应会消耗大量碱度,进而影响AGS的硝化效果及硝化反应的持续性.随着碱度的增大(2～13 mmol/L),硝化液出水pH呈增大趋势(6.2～8.4),氨氮呈减小趋势(79.2～19.2 mg/L),硝化反应持续时间延长(50～150 min).当碱度为9.5 mmol/L时,反应前后pH保持在8以上,氨氮去除率达到最大值(80.9％),硝化反应可持续140 min,更高的碱度并不会进一步提高氨氮去除率.外投碳源会导致硝化液pH升高并可强化AGS的反硝化效果,但当外投碳源质量浓度大于280 mg/L(以乙酸钠的化学需氧量计)时,总无机氮(TIN)的去除率约为71.6％.碱度和外投碳源对AGS的同步硝化反硝化效果有重要影响,当碳源质量浓度和碱度分别在280 mg/L和8 mmol/L以上时,TIN的去除率大于85％.AGS的内源硝化-反硝化脱氮能力一般,但与外源硝化-反硝化相耦合可降低外投碳源量,具有较好的节能降耗潜力.     

自养硝化颗粒污泥吸附铜离子性能及吸附等温线

以自养硝化颗粒污泥作为吸附剂,研究了其对铜离子的吸附效果及最佳吸附工艺条件,并探索了其吸附等温线。通过单因素实验研究铜离子浓度、吸附时间、污泥浓度、搅拌速度和温度对吸附效果的影响,最终得出搅拌速度、吸附时间以及污泥浓度对吸附效果有明显影响。在此基础上,通过响应曲面法耦合出吸附的最佳工况点：时间（A）=2.50h,转速（B）=125r/min,污泥量（C）=5250mg/L。在此条件下研究了颗粒污泥的吸附特性及稳定性。结果表明,硝化颗粒污泥在重金属废水中表现出极强的耐受性与稳定性,不同浓度下颗粒化率均维持在93%以上。Langmuir与Freundlich方程动力学拟合结果显示：Langmuir等温方程的拟合度R²_Cu=0.999,表明硝化颗粒污泥对于Cu²⁺属于典型的单分子层吸附,且能描述最大吸附量为Q_max=15.02mg/g。Freundlich等温方程的拟合过程中,相关系数R²_Cu=0.969,1/n=0.1305,表明硝化颗粒污泥对Cu²⁺吸附能力较强;较高的拟合度也在一定程度上表明硝化颗粒污泥对Cu²⁺的吸附是一个复杂的物理化学过程。     

交替曝气及外投碳源强化自养硝化颗粒污泥脱氮效果研究

探索了在交替曝气序批式反应器(SBR)中的缺氧段外投有机碳源提高自养硝化颗粒污泥(ANGS)脱氮效果,为离子型稀土矿山废水高效脱氮提供技术支持。首先,探索各影响因素(外投碳源浓度、曝气量及曝停比)对总无机氮(TIN)去除率的影响,确定它们适宜的范围。然后,利用响应曲面法(RSM)耦合出最佳工况点,即：COD投加量=600 mg/L,曝气量=0.6 L/min,曝停比=9∶21。此工况下2 h缺氧段ANGS对TIN去除率的预测值为69.39%,实测值为(68.52±3.35)%。应用双倒数法,拟合求解最佳工况下ANGS对氨氮、亚硝态氮及硝态氮的基质降解动力学方程,发现ANGS对硝态氮的亲和性最好,亚硝氮居中,对氨氮亲和性最差。最后,探索了典型周期试验中各污染物的变化规律,探究出外源硝化反硝化对TIN去除的贡献率为85%,而内源硝化反硝化占比为15%。研究结果表明,通过交替曝气并外投有机碳源具有高效脱氮并降低运行成本的潜力。