连续流反应器好氧颗粒污泥解体与丝状菌膨胀研究

好氧颗粒污泥难以在连续流反应器中稳定运行是限制其在实际应用的主要挑战。本文研究了在连续流反应器中接种好氧颗粒污泥后,探讨了好氧颗粒污泥在连续流反应器中发生污泥解体的原因。分析认为,低负荷冲击是造成大量颗粒污泥解体及丝状菌过度繁殖的直接原因,根本原因在于低高径比条件下曝气所提供的水力剪切力不足,影响颗粒污泥内部传质,导致颗粒污泥解体。应用响应面法确定硅藻土、活性炭、PAC控制丝状菌的最优投加配比。结果表明,硅藻土1.5 g/L,活性炭150 mg/L,PAC 150 mg/L条件下颗粒污泥SVI30为255 mL/g,与预测结果值260 m L/g相近,污泥沉降性能得到大幅改善。为控制丝状菌膨胀导致的好氧颗粒污泥解体提供了参考方法。

低DO协同负荷引发的黏性膨胀和丝状菌膨胀

为了研究低DO下负荷对污泥膨胀的影响,采用SBR反应器,在DO〈0.5 mg.L-1,pH 7.2~8.0,温度（23±0.5）℃,MLSS 3000~3500 mg.L-1,负荷分别为0.22、0.44、0.66 g COD.（g MLSS）-1.d-1的条件下,研究不同负荷下的SVI变化趋势、污泥膨胀类型、引发原因、耗氧速率、脱氮除磷效果与同步硝化反硝化率。结果显示,低DO下（〈0.5 mg.L-1）,负荷0.22 g COD.（g MLSS）-1.d-1时未发生污泥膨胀,随着负荷升高,污泥沉降性恶化加快。并且不同负荷引发的污泥膨胀类型不同,在负荷0.66 g COD.（g MLSS）-1.d-1时发生黏性膨胀,而负荷0.44 g COD.（g MLSS）-1.d-1时发生丝状菌微膨胀。黏性膨胀时出水氨氮及磷去除效果变差,但丝状菌膨胀时出水水质并没有受到影响,且比吸磷速率更快,出水SS更低。未发生污泥膨胀时同步硝化反硝化率最大,丝状菌膨胀时次之,黏性膨胀时最小。SOUR过高时,很可能伴随着污泥沉降性变差和出水水质恶化。

底物种类和浓度对好氧颗粒污泥丝状菌膨胀的影响

在序批式反应器（sequencing batch reactor，SBR）内以蔗糖为底物培养好氧颗粒污泥（aerobic granular sludge，AGS），考察了底物种类和浓度对AGS培养和稳定维持的影响．在反应器运行的最初阶段，以蔗糖为唯一碳源，进水P（COD）为60Q-900mg／L，10d后形成了结构较为密实的AGS，平均粒径为1．15±0．14mm，污泥指数SVI在90mL／g左右；AGS稳定维持23d后，p（COD）由900mg／L增加到1200mg／L，AGS表面出现了大量丝状菌，AGS平均丝状化程度△值最大达到了1．69±0．23mm，SVI增加至175mL／g．为克服AGS丝状菌膨胀，以蔗糖＋蛋白胨（1：1）的混合底物代替单一底物，AGS表面的丝状菌逐渐减少，34d后AGS表面“光滑”，AGS丝状菌膨胀得到抑制，△值逐步下降至1．00±0．01mm．P（COD）从600mg／L增加至1200mg／L，AGS依旧保持稳定，未出现丝状菌大量繁殖的现象．本研究表明，单一底物培养AGS在负荷较高时容易出现丝状菌膨胀，而混合底物可以抑制AGS丝状菌膨胀，有利于AGS的稳定维持．

好氧聚磷颗粒污泥的培养与丝状菌膨胀控制

在序批式SBR反应器中接种普通活性污泥，通过厌氧／好氧交替的运行方式，以沉降时间作为选择要素，经过人工配水快速实现污泥颗粒化（阶段I）、实际生活污水稳定维持（阶段Ⅱ）以及提高P（P）／p（COD）强化富集聚磷菌（阶段Ⅲ）3个阶段，成功培养出聚磷能力良好的好氧颗粒污泥，并稳定运行352周期．模拟废水水质成份单一且易降解是造成好氧颗粒污泥在阶段I后期发生膨胀的主要原因，变换水质为实际生活污水可有效控制丝状菌的过度生长，利于维持系统稳定．成熟的好氧颗粒污泥近似为球形，平均粒径0．8mm，平均沉降速率为2．0cm／s，SVI在17～30mL／g，平均除磷效率在90％以上．采用荧光原位杂交技术（FISH）对颗粒污泥种群结构定量分析，结果表明，聚磷菌约占总菌的51．48％．

A^2O-BAF反硝化除磷工艺丝状菌膨胀的发生及控制

为了有效控制A2O-BAF反硝化除磷工艺处理实际生活污水时产生的丝状菌污泥膨胀,研究了有机负荷和冬季突然降温对丝状菌污泥膨胀的影响.结果表明:当有机负荷低于0.30kg COD/(kg MLSS·d)时,系统中存在轻度的丝状菌污泥膨胀现象;当有机负荷高于0.55kg COD/(kg MLSS·d)时,容易引发严重的丝状菌污泥膨胀,调节有机负荷可使丝状菌污泥膨胀得到有效控制.冬季突然降温也会导致污泥膨胀的发生,恢复温度后,污泥沉降性能恢复正常,丝状菌污泥膨胀亦得到有效控制.

生物除磷颗粒污泥的丝状菌膨胀及恢复研究

颗粒污泥的稳定性是影响其在污水处理中广泛应用的重要因素。在SBR反应器中,采用成熟的生物除磷颗粒污泥,探讨了丝状菌膨胀对其除磷能力和稳定性的影响。经过396d的运行,结果表明,丝状菌的存在对颗粒污泥的形成和稳定起重要作用,但当丝状菌过度生长时,反应器的除磷率和污泥最大释磷速率分别降低到60%和26.67mgP/(gMLVSS.h)以下,出水SS和SVI分别提高到100mg/L和50mL/g以上。采用延长沉淀时间、提高搅拌速度以及投加无膨胀的生物除磷颗粒污泥三种策略均可以恢复系统的功能,所需恢复时间分别为53、26和20d。

低氧状态下生物膜法废水处理中丝状菌膨胀特性研究

以生物接触氧化反应器处理模拟污水,考察了低氧状态下(DO的质量浓度为1.0～1.5 mg/L)丝状菌膨胀对生物接触氧化反应器的运行效果、生物膜活性及胞外多聚物的影响。结果表明:发生丝状菌膨胀后,系统COD去除率由正常运行时的88.2%下降到79.3%;生物膜活性普遍比正常运行期的要高,在第24天,两段氧化池生物膜活性都达到最大值,分别为165.48和163.04 mg[O2]/(g[MLVSS].h);生物膜EPS含量低于正常运行期,主要是由于EPS中多糖含量下降引起的。一段氧化池EPS由60.05 mg/g[MLVSS]降低到第26天的30.77 mg/g[MLVSS],二段氧化池EPS由34.84 mg/g[MLVSS]降低到第26天的26.88 mg/g[MLVSS];优势丝状菌种为021N型丝状菌和丝硫细菌。

不同BOD/N条件下活性污泥非丝状菌膨胀及其控制

本文以盥洗废水为研究对象,研究了进水中不同有机物与总氮浓度的比值(以 BOD/N 计)对 MBR 中污泥膨胀的影响。结果表明,进水中 BOD/N 值在100/5的条件下,污泥的沉降性能良好;当进水中 BOD/N 值分别为100/3和100/1时,出现高含水率粘性菌胶团大量生长的现象,发生非丝状菌膨胀。同时,本文还研究了对 MBR 中污泥膨胀的控制措施。

活性污泥丝状菌膨胀问题在生产运行中的解决实例

本文详细的介绍了A/O工艺中活性污泥出现丝状菌膨胀的现象,分析产生原因,提出处理方案,通过降低进水碳水化合物、提高溶解氧、投加混凝剂和漂白粉等措施,解决活性污泥丝状菌膨胀问题。

群体感应与群体淬灭控制丝状菌污泥膨胀的研究进展

活性污泥法净化污水过程中,丝状菌的过度生长导致污泥膨胀。利用微生物群体感应机制是控制丝状菌膨胀的一种新兴策略。介绍了丝状菌膨胀的控制策略及微生物群体感应的作用机制,综述了群体感应与群体淬灭控制丝状菌膨胀的研究进展,分析了其影响因素并提出未来研究方向,为控制丝状菌污泥膨胀提供一种新的理论思路。

氮缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀

采用SBR法处理啤酒废水 ,研究了进水中不同有机物与总氮的比值 (以BOD/N计 )条件对活性污泥膨胀的影响 .结果表明 ,在进水BOD/N为 1 0 0 / 4的条件下 ,污泥的沉降性能良好 ;在进水BOD/N分别为 1 0 0 / 3和1 0 0 / 2时 ,均发生由高含水率的粘性菌胶团过量生长引起的非丝状菌膨胀 .在进水BOD/N为 1 0 0 / 0 94的条件下 ,发生的非丝状菌膨胀最为严重 .

低溶解氧和磷缺乏引发的非丝状菌污泥膨胀及控制

针对污泥培养过程中出现的非丝状菌污泥膨胀,分析了发生膨胀后污泥的特征、性状及其降解污染物性能.反应器中低溶解氧浓度(0～0.7mg/L)和低P/BOD5值(0.78/100)2种因素共同作用导致污泥膨胀.污泥胞外多聚糖含量越高,污泥憎水性越小,SVI也越高.通过提高溶解氧浓度和P/BOD5值,可使污泥沉降性能得到恢复.此外,向膨胀污泥中投加多孔填料,在不降低处理效能的情况下,很快使系统免受污泥沉降性能恶化的困扰,而向膨胀污泥中投加强氧化剂NaClO并不能有效控制污泥膨胀.

SBR工艺中污泥负荷对丝状菌污泥膨胀的影响

在严格控制ＳＢＲ工艺试验运行条件下，就污泥负荷对丝状菌污泥膨胀的影响规律进行了研究。结果表明，高污泥负荷不仅不是导致污泥膨胀的因素，而且对污泥膨胀有抑制作用；在污泥负荷降低到一定程度（“临界负荷”）后，ＳＶＩ迅速升高，加速污泥膨胀的发生。还发现，进水底物浓度与“临界负荷”及低于“临界负荷”后污泥膨胀的最大程度ＳＶＩｍａｘ之间呈负相关关系，且都可用微生物的选择性理论来解释。

磷缺乏引起的非丝状菌活性污泥膨胀

以啤酒废水为研究对象,用SBR法研究了进水中不同有机物与总磷浓度的比值(以BOD/P计)对活性污泥膨胀的影响.结果表明,在进水中BOD/P为100/0.8以上的条件下,污泥的沉降性能良好;当进水中BOD/P分别为100/0.6和100/0.3时,出现高含水率的黏性菌胶团过量生长的现象,发生非丝状菌膨胀;在进水中BOD/P为100/0.4的条件下,发生更严重的非丝状菌膨胀.试验中还研究了磷缺乏条件下微生物对氮源和磷源利用率的变化.

丝状菌污泥膨胀的微观研究方法进展

污泥膨胀是一个世界难题。尽管各国科学家们对污泥膨胀问题做了大量的研究,但却至今还没有一种较为彻底的解决方法。由于存在缺陷,药剂法只适合临时应急使用。控制污泥膨胀通用方法的缺乏,使研究者开始关注丝状菌的微观研究。目前,研究丝状菌污泥膨胀的热点之一是鉴别出引起污泥膨胀的特定丝状菌,然后应用PCR扩增技术、原位杂交技术以及微电子自动射线照相等技术研究这些特定丝状菌的生理生态特征,试图找到可以避免这些特定丝状菌引起膨胀的方法,采取一定的措施来限制这些丝状菌过度生长。

活性污泥丝状菌膨胀生物群落及调控研究进展

活性污泥法是中国乃至世界上最常用的处理污水的方法之一,活性污泥中微生物群落结构是保障污水处理效率的一个重要因素.然而污泥膨胀是全球污水处理厂面临的严重问题,通过深入了解膨胀污泥中微生物群落结构有助于污泥恢复,提高污水处理效率.围绕处理不同污水的膨胀污泥,总结分离到引起污泥膨胀的微生物.其中细菌群落主要来自黄杆菌属、丝硫细属、微丝菌属、束缚杆菌属;真菌群落主要来自毛孢子菌属以及青霉菌属等等.而这些菌落大多数属于丝状菌,所以丝状菌过度繁殖是引起污泥膨胀的重要原因.在污泥膨胀的现象中,有90%是由于丝状菌导致的.基于相关文献分析总结发现,活性污泥会因底物浓度较低、营养物质缺乏、溶解氧浓度较低、硫化物浓度过高以及pH不平衡对其中丝状菌的生长繁殖产生有利影响.通过调控活性污泥运行状况抑制丝状菌繁殖,从而改善污泥膨胀,提高活性污泥的性能以及稳定性.最后结合现状提出未来污泥膨胀研究中应该关注的重点:充分利用生物信息技术深入了解膨胀污泥中微生物功能,并且挖掘抑制污泥膨胀的新菌株和基因新资源,以便于加强对活性污泥的调控,为活性污泥稳定运行和科学管理提供理论依据.(图2表3参87)

膜生物反应器中的非丝状菌污泥膨胀

研究了膜生物反应器中非丝状茵膨胀的原因以及此类膨胀对污泥混合液过滤性能的影响和通过污泥黏度、胞外聚合物和污泥颗粒粒径三方面对膜生物反应器中的污泥混合液进行了分析;运用死端过滤实验方法,研究了非丝状茵膨胀对污泥混合液过滤性能的影响．实验结果表明,污泥沉降性能与污泥黏度有较好的相关性,活性污泥中的胞外聚合物是引起非丝状茵膨胀的关键因素;膜生物反应器中污泥非丝状茵膨胀主要因反应器中累积的高浓度胞外聚合物所致;非丝状茵污泥膨胀极大影响了污泥混合液的过滤性能,污泥膨胀后过滤阻力急剧增大．

基于絮体结构指标的丝状菌膨胀污泥SVI预测

为了建立更加准确的膨胀活性污泥沉降性表征方法,筛选出5个反映污泥微观絮体结构的特征指标:絮体大小(SZ)、伸长性(ST)、密实性(CP)、规则性(RG)和丝状菌(FL),分析众多特征参数降维的可能性,建立丝状菌膨胀污泥絮体结构特征指标体系,以偏最小二乘回归法(PLS)探索膨胀污泥絮体结构特征指标与污泥容积指数(SVI)的关系,建立丝状菌膨胀污泥的SVI预测函数。结果表明,污泥絮体特征参数之间具有较好的相关性,可采用主成分分析法(PCA)进行降维。污泥絮体结构特征指标与丝状菌膨胀活性污泥的SVI之间有较强的线性相关性(R2=0.779),据此建立了SVI预测模型,丝状菌膨胀污泥的SVI实测值与预测值呈现较强的线性相关性(R2=0.801),模型能较好地预测丝状菌污泥膨胀。

低氧污泥丝状菌膨胀的呼吸图谱特征分析

目前对污泥丝状菌膨胀的研究主要关注出水水质和沉降性等特征,而鲜有关于活性污泥微生物生理状态的报道.针对这一问题,采用降低SBR系统中溶解氧(DO)这一引发污泥丝状菌膨胀的典型条件,研究了污泥丝状菌膨胀过程中微生物受冲击过程中呼吸图谱与亲和系数的变化.结果表明,降低DO初期,微生物进入生理适应期,其特征为活性污泥内源比耗氧呼吸速率(SOURe)突然上升,自养菌比耗氧呼吸速率(SOURn)大幅下降,异养菌比耗氧呼吸速率(SOURc)小幅下降后迅速上升,同时氧亲和系数KO突增;维持低DO时期特征为出水水质和沉降性恶化,但SOURn和SOURc均恢复至较高水平,且COD亲和系数KS和氧亲和系数KO逐步减小,从理论上证明了低DO环境下足够的水力停留时间可以使出水水质更好,也就说明微生物通过适应性调整可以适应低DO环境,从呼吸代谢和动力学参数的角度验证了"低氧曝气理论"的可行性.研究成果对于污水处理厂节能提供新的理论支持.

低温下投加臭氧控制丝状菌膨胀的生产性试验研究

某污水处理厂的生物处理单元采用MSBR工艺,该厂在低温条件下丝状菌大量繁殖,菌丝向外延伸使得菌胶团之间交织缠绕,导致污泥絮体松散、沉降性能变差,泥水分离效率降低甚至出现出水跑泥的现象。为解决这个问题,向系统投加低剂量臭氧,使其与回流污泥反应。对系统DSVI、MLSS、MLVSS等值进行监测,并定期镜检观察污泥絮体形态。投加臭氧后系统DSVI值整体呈下降趋势,污泥絮体也更加密实。结果表明,低剂量的臭氧与活性污泥反应能够抑制丝状菌的生长和改善污泥絮体结构,改善沉降性能,控制了污泥膨胀的发生。同时臭氧反应并没有破坏其他微生物的代谢功能,保证了出水水质达标。