基于内外回流污泥形态参数的水质预报

水质监测是污水厂至关重要的环节。为快速、准确地获取实时水质数据,以内、外回流污泥为研究对象,通过显微镜图像结合软件分析,分别得到内、外回流污泥各自絮体的形态参数,并结合污水处理厂运行参数,采用偏最小二乘(PLS)法对内、外回流污泥絮体形态参数与好氧池出水水质指标(CODe、BODe、TNe和TPe)进行了回归分析,建立内回流污泥回归模型(PLS1模型)和外回流污泥回归模型(PLS2模型),通过分析两个回归模型中活性污泥絮体形态参数与出水水质指标之间的相关性,比较了两个回归模型的拟合效果和预测效果。试验结果表明:PLS2模型的拟合效果和预测效果要优于PLS1模型,该模型对好氧池出水中CODe、BODe、TNe和TPe的预测系数Q2分别为0.736、0.665、0.753、0.716;出水污染物浓度与内回流污泥絮体密实度参数呈正相关关系,而其与外回流污泥絮体密实度参数呈负相关关系。本试验建立了污水处理厂宏观系统与活性污泥絮体微观性质之间的相关关系,为污水处理厂的水质监测提供了一种新的方法。

沸石颗粒在污泥絮体中的形态及其对污泥泥水分离的影响

投加沸石粉提高了活性污泥的泥水分离性能。通过对沸石颗粒表面生物膜和投加了沸石粉的活性污泥絮体生长过程及成熟形态的微观观察,结果表明沸石颗粒不仅可以作为微生物载体长成生物膜,而且成为菌胶团核心和污泥絮体骨架,改善了污泥絮体的颗粒结构,从而增强了絮体强度,提高了絮体密度,降低了污泥塑性。研究结果表明沸石粉适宜的投加量为4g/L;在活性污泥中投加4g/L沸石粉后,SVI从193降低到155,污泥比阻从27.36×1012m/kg降低到5.67×1012m/kg;在沸石粉含量小于10g/L时,随着沸石粉含量的增加,污泥呈现压缩沉淀时界面沉速和出现压缩沉淀的时间持续减小。

溶菌酶辅助壳聚糖调理对活性污泥脱水性能的影响及其机理

通过测定真空抽滤泥饼含水率、污泥比阻、污泥ζ电位,研究溶菌酶辅助壳聚糖调理对活性污泥脱水性能的影响,并通过提取污泥絮体形态学特征进行二维分形维数(D2)分析,深入剖析污泥脱水机理。结果表明,溶菌酶辅助壳聚糖调理后泥饼含水率下降了约21.3%,污泥比阻下降了约94.5%,活性污泥脱水性能得到显著提高。分析调理前后的污泥ζ电位和絮体形态,发现污泥双电层被压缩,污泥|ζ|电位降至0.28 mV,同时污泥絮体密实程度增加,D2值提高到1.748,说明溶菌酶辅助壳聚糖调理活性污泥可以促进污泥胶体的脱稳、絮凝,压缩絮体颗粒间孔隙并释放部分间隙水。

城市污水处理厂活性污泥的表面形态和微观结构研究

使用光学显微镜、电子显微镜和激光粒度分析仪考察了某城市污水处理厂中活性污泥的表面形态和微观结构。结果显示:该活性污泥中菌胶团结构致密,数量多,形状不规则,部分丝状细菌从絮状污泥结构中伸出,连接着不同的污泥絮体;污泥中原生动物数量较多,种类丰富,并生长有少量微型后生动物;电子显微镜观察显示出活性污泥主要由数量众多的细菌和有机质等组成,其中球状细菌在微生物类群中占据主导地位;粒径为100μm的活性污泥絮体所占比例最大,达到7.6%。

污泥絮体特征与微型动物运动速度相关性研究——以自由运动型微型动物为例

为了克服利用微型动物群落物种变化指示活性污泥运行状态存在的微型动物鉴别误判、分类和统计分析工作量大等问题,通过PCA法的相关性分析判断絮体微观形态参数降维成综合指标的可能性,采用“微型动物运动视频采集+定量图像分析”法表征微型动物的运动速度(平均线速度V和平均角速度W),分析SBR系统中锐利楯纤虫(A.lynceus)等7种自由运动型微型动物的运动速度与污泥絮体微观特性之间的相关性.结果表明:多个污泥絮体微观形态参数之间存在较好的相关性,可降维成2大综合指标(絮体大小密实度(SC)和絮体形状规则度(SR)).絮体SC和SR指标与须足轮虫属(Euchlanis sp.)、凹扁前口虫(F.depressa)和锐利楯纤虫(A.lynceus)的运动速度之间具有较显著相关性(|r|>0.50,P<0.05),因此利用典型的自由运动型微型动物运动速度变化能够快速指示污泥絮体的微观形态变化.

过氧化钙预处理对活性污泥脱水性能的影响机制

本研究采用过氧化钙对活性污泥进行预处理,深入分析了调理过程中污泥过滤脱水性能、絮体结构以及反应动力学的变化特性,探讨了亚铁离子协同过氧化钙处理对污泥特性的影响.结果表明,经过CaO_2处理后,污泥的过滤脱水性能先改善后恶化,当投加量(以TSS计)为20 mg·g^(-1)时,污泥的过滤脱水效果达到最佳.同时,污泥絮体结构变得疏松破碎,其上清液有机物浓度出现了明显的上升,污泥得到了有效裂解.污泥溶解反应过程遵循零级反应动力学模型,反应速率常数为15.2mg·L^(-1)·h^(-1).此外,亚铁离子和CaO_2协同处理可以进一步强化污泥中大分子有机物的裂解释放,同时,反应过程中形成铁离子的絮凝作用可以实现污泥絮体结构的重建,从而改善污泥过滤脱水性能.该研究成果为CaO_2及其联用处理技术在污泥处理过程中的应用提供了必要的理论依据.

复合酶处理对活性污泥溶解的动力学机制研究

研究了酶(蛋白酶和α-淀粉酶)处理过程中污泥溶解效率及动力学特征。研究表明,酶处理可以有效地溶解污泥絮体,上清液有机物含量明显上升,经淀粉酶处理的污泥上清液中的蛋白质和多糖浓度分别增长了268%和1 100%。同时,污泥的溶解过程遵循一阶反应动力学方程,蛋白酶与α淀粉酶的酶促水解动力学反应速率常数分别为0.146和0.306。复合酶(蛋白酶和α-淀粉酶)投加方式对污泥酶促水解效能有着重要的影响。淀粉酶先于蛋白酶投加的水解效率明显高于其他2种投加方式(蛋白酶先于淀粉酶投加和同时投加)。该研究成果为复合酶在污泥处理过程中的应用提供了理论依据。