ABR反应器处理山梨酸废水的启动试验

[目的]寻找经济、有效的山梨酸废水的处理工艺。[方法]采用ABR高效厌氧反应器,进行山梨酸生产废水的启动试验。[结果]在35℃条件下,经历190d,成功地完成对ABR反应器的启动。进水COD容积负荷由0.26kg/（m3.d）增加到2.16kg/（m3.d）,COD去除率达到93%,挥发性脂肪酸（VFA）和pH值也达到要求。在ABR反应器中形成大量性能良好的颗粒污泥,其尺度介于2～5mm。电镜分析表明,不同隔室内呈现种群配合良好的厌氧微生物分布,且各隔室中的颗粒污泥形状各异,表面凸凹不平,存在气孔。第1隔室存在大量优势发酵细菌,沿水流方向颗粒污泥中的微生物逐渐向产甲烷细菌菌群过渡。[结论]好氧处理前先采用厌氧法进行处理,可以完成ABR反应器处理山梨酸生产废水的启动。     

连续制氢反应器中光合细菌特性试验研究

[目的]为光合细菌制氢的工业化发展奠定基础。[方法]以光合细菌混合菌群为试验菌种,研究其在连续制氢反应器中的浓度变化、产氢特性及细菌数量与产氢量的关系。[结果]连续制氢反应器的2#、3#隔室光合细菌浓度最大,产氢量也最大。同一隔室内,第2、3 d光合细菌浓度和产氢量均达到最大。[结论]产氢量随反应器中光合细菌数量的减少而减少。     

污泥生物减水过程中微生物菌群的变化研究

[目的]研究污泥生物减水过程中微生物菌群的变化.[方法]采用生物好氧发酵的方法,对城镇污水厂低有机质含量的脱水污泥进行生物减水处理,分析物料配比、温度及微生物菌群的变化对降低污泥含水率的影响.[结果]试验组Ⅲ的堆体高温期（温度55℃以上）维持了7d,最高温度达62℃,在第9天含水率降至50％,减水速率达1.4％/d.同时,在生物减水过程中,嗜温菌、嗜热菌及放线菌是主要菌群,其菌种数量呈现高-低-高的趋势,有利于污泥生物减水的进行.[结论]该研究为污泥的生物减水处理提供了科学依据.     

人工接种堆肥和自然堆肥微生物区系变化的比较

[目的]为了明确堆肥过程中微生物菌群的组成与变化,为堆肥工艺的优化和人工接种腐熟菌群的应用提供理论依据。[方法]采用传统的平板培养技术研究了人工接种堆肥、自然堆肥微生物群落演变过程。[结果]传统培养方法显示两种堆肥过程中微生物群落演变均呈"升高-降低-升高-降低"变化,堆肥整个过程中细菌数量占优势;人工接种NMF菌群增加了堆肥中微生物总体数量,丰富了微生物种群多样性,促进了堆肥菌群演替,堆肥腐熟时间缩短;接种NMF菌群能够提高堆肥纤维素分解菌、放线菌、氨化细菌、硝化细菌数量,减少堆肥反硝化作用,有利于纤维素、木质素等难降解物质的分解、转化为腐殖质,同时能够减少堆肥过程中氮素损失。[结论]研究堆肥过程中微生物区系的演变对于了解堆肥进程、优化堆肥工艺具有重要的意义。     

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。     

沼气发酵微生物低温驯化研究

[目的]研究6℃低温处理对沼气低温发酵微生物菌群产气特性及菌群数量变化的影响。[方法]利用生化培养箱控制温度条件,采用批量发酵、排水集气知MPN计数法,了解6℃条件沼气发酵器中的主要微生物菌群的数量。[结果]结果表明：通过6℃低温驯化,沼气发酵微生物菌群能维持日平均产气量为23．6ml／2500ml发酵液;发酵细菌数量为3×10^8个／ml,纤维素分解菌为9×10^4个／ml;硫酸盐还原菌数量为1．9×10^5个/ml,其种群数量与常温条件相近;产甲烷菌数量为4×10^5个／ml,比常温条件低2个数量级。[结论]发酵体系中,低温主要影响产甲烷菌群。     

污泥施用对土壤微生物群落结构多样性的影响

[目的]探明污泥土壤施用后土壤微生物群落的演变情况。[方法]采用磷脂脂肪酸图谱法(PLFA)对施污泥土壤微生物群落结构多样性进行了研究,并对土壤中提取的细菌PLFA进行了定性和定量分析。[结果]施用污泥后土壤微生物群落的PLFA组成比例发生了变化,说明采用PLFA法能够检测污泥施用对土壤微生物区系结构的影响。对施污泥土壤微生物PLFA数据的聚类分析结果表明,污泥来源与处理方式均是引起土壤微生物群落结构变化的因素,这与污泥施用增加了土壤中重金属的含量及土壤有机碳、pH、EC等基本性质的变化有关。[结论]土壤微生物群落结构多样性特征的变化在一定程度上揭示了外源污染物胁迫下环境微生物种群作用机理。     

河道水体黑臭前后微生物种群变化研究

[目的]探究河道水体黑臭前后微生物群落的变化,为河道水体黑臭机制研究提供依据。[方法]对河道水体黑臭前、黑臭中、黑臭后的水质进行高通量测序,进行微生物多样性分析。[结果]微生物多样性分析结果表明,确定水中引起黑臭变化的硫酸盐还原菌优势属种为狭义梭菌属严格芽孢杆菌、产气荚膜梭菌、甲苯单胞菌属、伯克氏菌属、马赛菌属等优势种群,并得出关键致黑致臭微生物种群Clostridium sensu stricto 1,这一菌种在黑臭水体中的数量约20 000 cell/mL以上,占比64.09%,为黑臭核心微生物种,致黑臭微生物种群Clostridium sensu stricto 1为狭义梭菌属严格芽孢杆菌属类,具有硫酸盐还原功能,是主要的硫酸盐还原菌种群。[结论]硫酸盐还原菌Clostridium sensu stricto 1在河道黑臭过程中起到关键作用。     

甲酸钠促进厌氧生物降解蔗糖废水的研究

[目的]探讨甲酸钠在促进蔗糖废水厌氧生物处理方面的可行性。[方法]接种污泥取自上海市某污水厂浓缩池,密封一个星期后使用,实验废水采用自配蔗糖废水,实验分为两个阶段：污泥驯化阶段和负荷提高阶段。采用PCR-DGGE技术对各系统中的污泥样品进行微生物多样性分析。[结果]添加甲酸钠可以促进蔗糖废水厌氧生物系统的启动,提高COD去除率以及系统所能承受的容积负荷,且甲酸钠浓度越高,其促进作用越明显;添加甲酸钠可改善污泥沉降性,增加污泥中的微生物浓度,提高污泥活性,从而提高COD去除率;添加甲酸钠会改变污泥中的微生物种群,提高生物多样性,由此也能提高COD去除率。[结论]甲酸钠在促进蔗糖废水厌氧生物处理方面取得良好效果。     

外加碳源对厌氧微生物产甲烷活性的影响

[目的]研究添加不同碳源对厌氧微生物产甲烷活性的影响。[方法]以传统的连续流为培养方式,在中温(35℃)厌氧消化条件下,分别用有机酸(甲酸、乙酸、丙酸和丁酸)和葡萄糖为惟一碳源,测定SS、VSS、甲烷累积产量以及有机碳源分解的动力学,研究添加不同碳源对厌氧微生物产甲烷活性的影响。[结果]结果表明,以葡萄糖为碳源,微生物活性明显高于以有机酸为基质,其分解基质的速度依次为:厌氧产甲烷(G lu)>厌氧产酸(G lu)>丁酸甲烷菌>乙酸甲烷菌>甲酸甲烷菌。[结论]该研究结果为高效地产甲烷提供理论依据。     

IC反应器颗粒污泥培养试验研究

[目的]探讨IC反应器中污泥颗粒化的最佳条件。[方法]以处理人工配制葡萄糖废水为例,研究IC反应器中颗粒污泥的快速培养及其影响因素,探讨污泥颗粒化的最佳条件。[结果]污泥经过反应器外静态培养、反应器内动态培养,在一个培养周期内出现颗粒污泥,颗粒污泥粒径为1.0～1.5 mm。IC反应器的进水COD浓度为5 000 mg/L,上升流速为0.9 m/h,pH稳定在7左右,培养过程中加入辅助物质(絮凝剂和活性炭),并以成熟的颗粒污泥进行接种,均可以加快污泥颗粒化进程。[结论]该研究为IC反应器的快速启动提供参考。     

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。     

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。     

常温下UASB反应器厌氧氨氧化生物脱氮试验

[目的]研究常温下厌氧氨氧化反应器的脱氮效果。[方法]以人工配水为进水,接种某城市污水处理厂氧化沟活性污泥,在常温(22~29℃)下进行了一套容积为3.2 L的UASB反应器厌氧氨氧化生物脱氮试验。[结果]反应器在运行75 d后,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除率分别达93.5%和86.1%,去除的氨氮、去除的亚硝酸盐氮和生成的硝酸盐氮比例为1.00∶1.30∶0.31,成功实现厌氧氨氧化途径生物脱氮。反应器停运近3个月后,在常温(17~25℃)再次启动时,只需16 d反应器就可以恢复高效厌氧氨氧化生物脱氮,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除率分别达96.6%和90.1%。[结论]常温下可以实现厌氧氨氧化反应器的启动,并且可以实现高效脱氮。     

厌氧颗粒污泥菌种的培育研究

[目的]研究厌氧颗粒污泥菌种的培育及产业化生产,解决废水处理领域高效厌氧菌种来源不足的困难,为第3代厌氧反应器在我国的推广与应用创造良好的环境。[方法]采用水力条件更有利于颗粒污泥的形成的IC反应器,用厌氧消化污泥作为接种物,用柠檬酸废水培育出颗粒污泥菌种。[结果]通过3个月的培育,IC厌氧反应器负荷达到20kg/（m3.d）以上,达到了IC反应器的最佳运行负荷,并成功地在1700m3IC厌氧反应器中培育出厌氧颗粒污泥。[结论]通过一定的控制技术,可以成功培育出高效的厌氧菌种。     

HABR与CSTR反应器乙醇型发酵产氢效能的比较研究

[目的]比较复合式厌氧折流板反应器（HABR）与连续流搅拌槽式反应器（CSTR）乙醇型发酵产氢的运行效果。[方法]以红糖为底物进行两种反应器的乙醇型发酵制氢,监测系统的产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率变化。接种污泥的生物量为15．21g／L,COD浓度分别为4000、6000、8000mg／L各运行30d,进水pH为7～8,水力停留时间为12h。[结果]HABR系统的产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率随COD的提高而上升,在COD为8000mg／L时分别达到了17．54mmol／（h·L）、45．13kJ／（h·L）、38．11g／L．42．87％。CSTR系统在COD为60130mg／L时效果最佳,产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率分别为13．26mmoV（h·L）、33．00kJ／（h·L）、19．91g／L、26．47％。随着COD的进一步提高,运行效果显著下降。[结论]HABR在高有机负荷的条件下乙醇型发酵产氢效果整体优于CSTR,更适用于工业生产。     

IC反应器处理啤酒废水的启动试验研究

在（35±1）℃温度条件下,对内循环厌氧反应器（IC反应器）处理啤酒废水的启动特性进行了研究。结果表明,IC反应器经过56d启动成功,其容积负荷达到18.3kg/（m3.d）,水力停留时间为3.2h,去除率能稳定在80%以上;随着反应器的运行,反应器内形成了大量的沉降性能良好的颗粒污泥,粒径〉0.5mm的污泥约占87%,颗粒污泥平均沉降速度达69.92m/h。     

超声破解对剩余污泥减量的影响

[目的]探索超声破解处理剩余污泥的效果。[方法]采用间歇反应器和单因子逐一变化法,对影响超声破解处理剩余污泥效果的主要因素进行了研究和优化。[结果]低频率超声能促进剩余污泥的水解反应,改善超声破解污泥的效果,污泥的SCOD溶出率、VSS的破解率和温度随着声能密度的增大、作用时间的延长和污泥上清液pH的增大而增大。[结论]超声有利于剩余污泥的破解,减少剩余污泥的产量。