好氧污泥颗粒化机理及其影响因素

好氧颗粒污泥活性高,沉降性好,是提高生物反应器效能的重要物质.本文结合作者的研究经验和国内外的研究成果,对好氧颗粒污泥的形成机理及其主要影响因素进行了剖析,认为好氧颗粒污泥的形成是一个长期而复杂的微生物生态学过程,好氧颗粒污泥的形成、发展和成熟过程可分为5个不同的阶段,复杂而有序的食物网是颗粒污泥具有高活性的重要原因.接种污泥、营养成分、环境条件、反应器构型以及运行工况对颗粒污泥的形成和性状具有重大的影响.     

好氧亚硝化颗粒污泥中硝化细菌群落结构分析

在小试好氧上流式污泥床(AUSB)反应器中,实现了由厌氧颗粒污泥到好氧硝化污泥再到亚硝化颗粒污泥的转化,AUSB反应器的亚硝化率稳定在90%以上.利用FISH、荧光实时定量PCR等技术,考察了AUSB反应器中好氧颗粒污泥中硝化菌群的生态分布.结果表明:好氧亚硝化颗粒污泥呈层状结构,氨氧化细菌(AOB)主要分布在颗粒污泥表层,亚硝酸盐氧化细菌(NOB)多分布在内层,颗粒内核则无活性细胞;随反应器氨氮负荷逐渐提高,颗粒污泥中AOB的相对含量逐渐升高,当NH₃-N负荷分别为0、0.4、1、     

料液上升流速对厌氧产氢颗粒污泥的影响

为研究水力因素对升流式厌氧污泥床(UASB)反应器产氢颗粒污泥的影响,通过内循环方式改变料液上升流速,探讨其对颗粒污泥性能和产氢效能的影响。结果表明,料液上升流速从0.15 m·h~(-1)增至0.6 m·h~(-1),颗粒污泥胞外聚合物(EPS)含量从99.48 mg·g~(-1)VSS增至214.51 mg·g~(-1)VSS,平均粒径从0.7 mm增至1.48 mm;松散附着的胞外聚合物(LB-EPS)在EPS中含量百分比减少,而紧密粘附的胞外聚合物(TB-EPS)含量百分比增加;颗粒污泥强度增大;产氢细菌相对丰度从59.52%增至66.45%;此过程产氢速率维持在16.08～17.04 L·d~(-1)。上升流速增至1.2 m·h~(-1),污泥沉降性能变差,产氢率显著降低。研究揭示水力因素对产氢颗粒污泥特性的影响,为UASB产氢反应器调控提供参考。     

MBR处理城市垃圾渗滤液中溶解性微生物产物(SMP)的影响分析

研究以好氧膜生物反应器(MBR)处理城市垃圾渗滤液,以膜截留的有机物量的变化间接反映SMP在反应器中的积累情况,以及其对污泥活性和污泥混合液过滤性能的影响,结果表明,随着进水垃圾渗滤液可生化性由0.60降至0.28,MBR中被膜截留的有机物浓度由226.4 mg/L增加至504.0 mg/L,积累程度加剧,并会抑制污泥脱氢酶活性,对反应器中混合液过滤性能有负面影响.     

蚯蚓粪对厌氧污泥颗粒化的影响

在IC反应器上进行了蚯蚓粪作为添加剂对厌氧污泥颗粒化影响的试验。观察分析了污泥外观、微生物相,测试分析了污泥VSS/TSS与SVI变化、污泥粒径分布、污泥沉降速度。结果表明,蚯蚓粪为形成污泥颗粒提供附着体,促进具有良好沉降性能的厌氧颗粒污泥的形成。     

五氯酚（PCP）对厌氧颗粒污泥生物活性的影响

应用厌氧毒性试验方法评价了五氯酚对厌氧颗粒污泥利用葡萄糖、挥发性脂肪酸（ＶＦＡ）及产甲烷毒性的影响。结果表明，厌氧颗粒污泥利用葡萄糖、ＶＦＡ的活性及产甲烷活性均随ＰＣＰ浓度的增加而明显下降。其中产甲烷活性更易受ＰＣＰ的抑制；反应器中、下层颗粒污泥比上层及未驯化颗粒污泥对ＰＣＰ的抑制有较高的忍耐性，且其活性恢复也较快；颗粒污泥中乙酸产甲烷菌和互营丙酸盐降解菌比互营丁酸盐降解菌对ＰＣＰ更敏感。     

五氯酚（PCP）对厌氧颗粒污泥生物活性的影响

应用厌氧毒性试验方法评价了五氯酚对厌氧颗粒污泥利用葡萄糖、挥发性脂肪酸（ＶＦＡ）及产甲烷毒性的影响。结果表明，厌氧颗粒污泥利用葡萄糖、ＶＦＡ的活性及产甲烷活性均随ＰＣＰ浓度的增加而明显下降。其中产甲烷活性更易受ＰＣＰ的抑制；反应器中、下层颗粒污泥比上层及未驯化颗粒污泥对ＰＣＰ的抑制有较高的忍耐性，且其活性恢复也较快；颗粒污泥中乙酸产甲烷菌和互营丙酸盐降解菌比互营丁酸盐降解菌对ＰＣＰ更敏感。     

HABR启动过程中污泥特性变化研究

[目的]探索HABR启动过程中污泥的变化和微生物相。[方法]采用低负荷方式对HABR进行启动,研究HABR启动过程中1#、2#、3#、4#隔室内的污泥特性和微生物相变化。通过测定污泥中辅酶F420的浓度、VSS/SS及挥发性脂肪酸(VFA)等指标,研究微生物种群的活性,并通过光学显微镜和电镜扫描观察各个隔室内污泥形状及微生物的种类。[结果]启动成功后,反应器中颗粒污泥的粒径沿程变小;各隔室内微生物种群大致相同,但各隔室的优势菌群有所差异,隔室内的微生物菌群随隔室水质不同而发生演变,前2个隔室的优势菌是产酸菌,而后2个隔室则以产甲烷菌为主;颗粒污泥有机物含量很高,其VSS与SS的质量比在0.7左右,说明其生物活性很好。[结论]HABR启动过程中存在比较明显的生物分相。     

好氧颗粒污泥处理城市生活污水的试验研究

使用序批式反应器,以啤酒厂的普通活性污泥为接种污泥,成功培养出成熟稳定的好氧颗粒污泥,并应用于处理城市生活污水的试验研究.考察了好氧颗粒污泥在常温下对COD以及NH4 -N的去除效果,平均去除率分别达到80%,82%.试验过程中颗粒污泥质量浓度在2 700~3 600 mg.L-1范围内变化,高于普通活性污泥系统,且沉降性能良好.污泥容积指数在30~50 mL.g-1范围内变化,颗粒污泥的平均粒径稳定在0.5~1.2 mm.     

IC反应器处理猪粪废水的启动特性研究

采用IC反应器,研究了该反应器处理猪粪废水启动特性以及处理效果。结果表明,在逐渐加大进水流量和COD浓度来提高有机负荷的情况下,随着反应器的运行,反应器污泥床区逐渐充满沉降性能良好的颗粒污泥,到启动完成时经历了60d左右的时间;启动完成后污泥床区中粒径大于1mm的颗粒污泥量约占81.3%,且污泥床区下部的颗粒污泥粒径均大于上部的颗粒污泥粒径;在进水有机负荷率达到20.6kgCOD·m-3·d-1,HRT不低于12h时,COD去除率保持在90%以上;同时,反应器对N、P也有一定的去除效果,T-N和T-P去除率约为20.8%和34.6%。     

絮凝剂对MBR活性污泥理化性质的影响研究

本文研究了3种絮凝剂氯化铁(FeCl3)聚合氯化铝(PAC)壳聚糖(Chitosan)对膜生物反应器内活性污泥理化性质的影响。将活性污泥的混合液悬浮固体浓度培养至6500mg/L使其达到稳定,再加入到MBR中。在MBR恒通量操作条件下,测定絮凝剂对活性污泥的影响。结果表明,三种絮凝剂对活性污泥均有一定影响,其中絮凝剂PAC的效果最佳。PAC使活性污泥的污泥比阻减少80%,平均粒径增大了53%,上清液TOC含量降低了63%,EPS含量增加平缓。建议采用PAC改善活性污泥理化性质,以减缓活性污泥对膜的污染速率,延长膜的使用寿命。     

氯化镧和硫酸铈对MBR活性污泥过滤性能的影响

膜污染一直以来是制约膜生物反应器广泛应用的主要因素,近年来人们用投加添加剂调控混合液的方法来减缓膜污染,并取得了一定的成效。本实验主要研究氯化镧和硫酸铈作为添加剂对膜污染的影响,通过膜阻力分布和污泥比阻的测定,分析在最佳投加量下两种稀土化合物对改善污泥混合液过滤性能、减缓膜污染的效果。结果表明:两种添加剂都可以降低膜的过滤总阻力及沉积层阻力以减缓膜污染;在最佳投加量下,沉积层阻力降低了40.93%(氯化镧)和49.16%(硫酸铈),污染阻力降低了96.20%(氯化镧)和96.94%(硫酸铈);污泥比阻降低了79.54%(氯化镧)和76.29%(硫酸铈);两者效果相似,但氯化镧可以改善污泥的压缩性能,且硫酸铈的最佳投加量较高,对反应器中的污泥活性产生抑制作用,不利于反应器的运行。     

ABR处理垃圾渗滤液及其颗粒污泥的研究

利用ABR-HBR工艺对广州大田山垃圾渗滤液生物处理系统进行改造。结果表明,ABR可有效提高垃圾渗滤液的可降解性,进水BOD5/COD为0.1时,出水BOD5/COD值提高到0.3左右。通过控制回流比在ABR中实现良好的厌氧氨氧化功能,当进水氨氮浓度为427-543 mg/L时,出水氨氮浓度降至315-443 mg/L,氨氮的去除率达25%;利用探针对ABR厌氧污泥进行原位杂交,结果显示,ABR厌氧污泥中有大量氨氧化细菌。工程运行240 d后,在ABR中观察到厌氧颗粒污泥,颗粒污泥的产甲烷活性较同格中絮状污泥提高82.2%。ABR各格中颗粒污泥的粒径大小存在差异,中间格中的颗粒污泥粒径较大,平均为1.20 mm,两端格中颗粒污泥的粒径平均为1.02 mm。     

基于污泥浓度分区技术的理论研究

提出采用筛网（Mesh）过滤组件进行污泥浓度分区（A区和B区）的技术,解决单独MBR系统零剩余污泥排放条件下污泥浓度过高的问题。对此技术进行物料衡算,并从理论上分析A区、B区VSS（XA、XB）的变化规律。结果表明,XA随着HRTA值的增大而降低;XB随着R值的增大而降低,且随着筛网出水VSS（XA,B）的升高而增大。当XB维持在固定值时,XA,B随着R的变大而升高;XA随着R的变大而缓慢降低,从理论上证明此技术的可行性。     

北京市怀柔区粪便泔水消纳场污水处理工艺设计及运行分析

结合工程实例,采用上流式厌氧污泥床（UASB）和膜生物反应器（MBR）技术对粪便、泔水的滤后液和垃圾渗滤液2种有机物浓度和氨氮浓度很高的混合污水进行处理,同时对纳滤处理工艺进行了研究。     

PVC-壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果

以PAC-壳聚糖为絮凝剂,通过絮凝试验考察了壳聚糖投加浓度分别为1,3,5,7,10mg·L-1及PAC为5mg·L-1时,对膜生物反应器中污泥混合液性能的影响。试验结果表明,壳聚糖能明显降低污泥混合液SUV254及SMP的浓度;对污泥混合液的粘度和污泥脱氢酶活性的影响也较小;壳聚糖投加量7mg·L-1的MBR处理人工废水的试验结果表明,添加PAC-壳聚糖的MBR的跨膜压力增大的同时,处理系统的膜通量也保持稳定,膜通量衰减速度及出水浊度等参数均低于对照组,说明PAC-壳聚糖絮凝作用对延缓膜污染有积极作用。     

IC厌氧反应器的污泥颗粒化研究

[目的]研究IC反应器的污泥颗粒化规律化。[方法]研究了容积负荷、酸化率、选择压、无机离子、停留时间、pH值、碱度、挥发性脂肪酸（VFA）对污泥颗粒化过程的影响。[结果]试验用普通厌氧消化污泥启动,通过不断增加反应器的容积负荷,缩小停留时间,经122d运行,形成粒径为0.5～1.5mm的形状不规则颗粒污泥,反应器容积负荷达到14kgCOD/m3.d,产气量78L/d,COD去除率达85%以上。[结论]较高的有机负荷及其产生的较高的水力剪切力和Ca2＋有利于形成密实的颗粒污泥;工艺流程中的酸化池和循环罐有利于形成甲烷活性强的颗粒污泥。     

碳源对好氧颗粒污泥物理性状及除磷性能的影响

采用气升式内循环序批反应器（ICSBAR）分别以葡萄糖、乙酸钠、乙醇为碳源培养出好氧颗粒污泥，考察了3种颗粒污泥的物理性状、除磷能力及除磷机理。试验结果表明3种颗粒污泥在结构和处理效果上都能长时间保持稳定，其中乙酸钠和葡萄糖培养出的颗粒污泥具有相对密实的内部结构和较好的沉降性。在进水COD600mg／L，总磷15mg／L时，葡萄糖、乙酸钠、乙醇培养出的好氧颗粒污泥对总磷的去除率分别为82％、88％、52％，其中对总磷去除效果较好的2种好氧颗粒污泥（乙酸钠、葡萄糖）在反应初期均有比较明显的释磷现象发生。考察了乙酸钠为碳源的反应器在加大COD负荷下除磷能力的变化，其中在COD浓度为800mg／L时TP的去除率达到92％，而进一步加大COD负荷会使好氧颗粒的除磷能力迅速下降。