Fe(Ⅲ)对活性污泥絮体结构和生物絮凝作用的影响

采用序批式活性污泥法系统研究了Fe(Ⅲ )对活性污泥絮体结构和生物絮凝作用的影响 ,结果发现Fe(Ⅲ )降低了污泥沉降指数 ,同时也减弱了污泥的生物絮凝作用 .对细胞外高分子 (EPS)的电子能谱元素分析表明在EPS中发生了阳离子间的交换作用 ,Fe(Ⅲ )置换出EPS中一价和二价金属阳离子 .污泥絮体的扫描电镜显示Fe(Ⅲ )使活性污泥絮体颗粒变小变密实 ,但是Fe(Ⅲ )与EPS之间的作用和含磷沉淀物的生成削弱了污泥颗粒形成较大生物聚集体的能力 .Fe(Ⅲ )对生物絮凝作用的影响主要是通过架桥机理和藻酸盐理论来实现的 。

利用小角度激光光散射研究阳离子有机高分子絮凝剂的絮体粒径和絮体结构

利用小角度激光光散射在线监测技术研究了不同阳离子有机高分子絮凝剂对带负电荷的高岭土颗粒体系的絮凝动力学和絮体结构.对于高电荷密度的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),由于分子量低其初始絮凝反应速度较慢,最终形成的絮体也较小.絮凝过程中,其絮体结构发生重组和排列,分形维数从1.83升高到2.09,所形成的絮体密实.对于低电荷密度的2种阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),因其分子量大投药量高,絮凝反应速度较快;但其絮体的分形维数较小且在絮凝反应中基本保持不变,形成的絮体结构开放和松散.基于有机高分子对高岭土体系浊度和zeta电位的影响,结合絮凝动力学和絮体结构分析,结果表明,PDADMAC絮凝机理是电中和作用,而随着分子量的增加和电荷密度的降低,CPAM则主要通过吸附架桥作用产生絮凝.

基于降维分析的活性污泥絮体结构特征指标

为建立活性污泥絮体结构分析的特征指标,将现有描述絮体结构的19个微观参数分为4类:絮体大小(SZ)、密实度(CP)、规则度(RG)和丝状菌(FL)特征,分别含4、5、8、2个.分别采用主成分分析法(PCA,线性降维)和等距映射法(Isomap,非线性降维)对这些絮体结构特征微观参数进行降维分析,通过对两种降维法的降维幅度和降维有效性的比较,确定絮体结构特征指标.结果表明:PCA降维后絮体SZ、FL各由1个综合指标表征,而CP、RG各由3个综合指标表征,SZ、CP、RG和FL的降维幅度分别为0.750、0.400、0.625和0.500;Isomap降维后絮体SZ、CP、RG和FL均由1个综合指标表征,降维幅度分别为0.750、0.800、0.875和0.500.从降维幅度和降维有效性分析可知,Isomap降维后的综合指标更能准确、简洁地描述絮体结构特征,更适合作为活性污泥絮体结构的特征指标.

海水淡化RO浓盐废水强化污泥絮体结构及脱水性能研究

采用海水淡化过程的副产物反渗透(RO)浓盐废水对剩余污泥进行调理,分析其调理效能及可行性,以期提出一种"以废治废"的污泥调理方法。结果表明:RO浓盐废水对污泥调理效果显著,Ca^2+与污泥絮体表面负电位点结合,具有电中和压缩双电层作用,提高Zeta电位,减弱污泥电负性,降低束缚水含量,并具有絮体骨架构建和强化作用,显著提高污泥离心脱水性和可脱水程度。投加比为1.4时,污泥脱水性能、絮体结构及理化性质的改善效果最好,污泥离心脱水率从86.61%提高至88.96%,底泥含水率从87.023%降低至84.317%,上清液Zeta电位从-9.92 mV升高至-3.63mV,束缚水含量从3.95kg水/kg DS降低至3.03kg水/kg DS。污泥絮体强度在投加比为1.8时达到最大,强度因子从0.651增大至0.762。当RO浓盐废水过量投加时,过高的Na+破坏污泥絮体结构,减弱絮体强度,并释放有机物引起Zeta电位降低和束缚水含量增大,污泥脱水性能恶化。同时,对高盐脱水滤液提出了3种处置途径。

分形分析GCC絮体结构特征及其对手抄片性能的影响

重质碳酸钙加入浆中前对其进行絮凝,在提高其添加量的同时尽可能使纸张强度降低最小。填料絮体特性,如絮体粒径、结构对絮凝效果有较强的影响。本文使用质量分形分析方法来确定絮体结构对絮凝系统的影响,利用光衍射光谱得到三种不同絮凝剂体系在高剪切条件下絮凝的絮体质量分析维数。该三种絮凝剂体系分别为单聚合物C-PAM、双阳离子聚合物p-DADMAC/C-PAM、大聚合物组合C-PAM/大聚合物,采用这三种絮凝剂体系对填料进行絮凝,絮凝后加到浆中抄成手抄片,然后研究其对手抄片性能的影响。研究发现,经C-PAM/大聚合物絮凝的GCC加填后的手抄片抗张指数得到了最大的改善。从质量分形分析结果可知,这是由于该絮凝剂体系使填料在絮凝过程中形成絮体更紧密,更接近于球形。手抄片截面分析也表明,采用C-PAM/大聚合物絮凝剂体系絮凝GCC絮体具有更均一的粒径。综上所述,分形分析能使我们更好地理解絮凝填料的特性和它们对纸张性能的影响:加填填料絮体越致密,越接近于球形,越有利于改善抄造纸张的抗张指数。

纯氧曝气活性污泥培养过程中絮体结构变化

采用纯氧曝气序批式反应器（SBR）直接培养、驯化培养活性污泥,运用显微技术分析絮体当量直径（Deq）、规则度（Rd）、孔隙率（Po）和单位悬浮固体内总细丝长度（Ftl）在培养不同时期的变化规律,采用Pearson相关性分析法分析絮体结构参数的相关性.结果表明：污泥直接培养过程中絮体Deq不断增大,驯化培养初期絮体Deq减小,中后期不断增大,驯化培养污泥絮体颗粒较大;污泥直接培养过程中絮体Rd不断减小,驯化污泥絮体Rd变化不大,在0.400-0.520内波动,两种方式培养的絮体规则度值相当;直接培养初期、中期絮体Po随絮体粒径增大而增大,驯化污泥絮体Po初期、后期呈减小趋势,中期呈增大趋势,直接培养法的絮体Po较小;污泥直接培养中、后期出现大量丝状菌,但很快又减少,污泥驯化整个过程中系统内均无大量丝状菌出现.污泥直接培养初期絮体Deq与Po显著正相关,Rd与Deq、Po显著负相关;中期丝状菌作用较大,Ftl与Po、Rd都显著负相关.污泥驯化初期,絮体Deq与Rd、Po均显著正相关,驯化后期Rd起较大作用,与其他参数均显著相关.

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。

除磷剂对处理含盐废水污泥活性及絮体结构的影响

采用CASS工艺协同处理高盐榨菜废水与城镇污水,研究了除磷剂对污泥活性及絮体结构的影响。结果表明:聚合硅酸铁、氯化铁和硫酸铝的投加改善了污泥的絮体结构,提高了污泥絮体的密实度;聚合硅酸铁、氯化铁和硫酸铝对异养菌和硝化菌的OUR及污泥脱氢酶活性影响较小,硫酸铝对亚硝化菌OUR的影响明显强于聚合硅酸铁和氯化铁。

絮体性能及其工艺调控的研究与进展

絮体结构和强度特征是絮凝过程的重要参数.在简要回顾絮体分形结构研究的基础上,对絮体结构与强度的测定方法、絮体结构形成的影响因素及其工艺调控的研究进展进行了概括性介绍.结合部分实验研究,着重讨论了水力条件对于絮体性能的影响和絮体重组、历史的演化机理,结果表明,逐步增强的水力剪切条件有助于改善絮体的结构和强度.

黄河泥沙架桥絮凝聚集体的分形

处理含沙量在20～30kgm3以上的高浊度水,必须采用高分子絮凝剂进行固-液分离。在这些工艺中架桥絮凝是最常见的颗粒凝聚机理。然而,对有关架桥絮凝体的构造特性知之甚少。本文采用沉降技术并结合黄河泥沙架桥絮凝体的电镜照片,对絮体分形特征进行了研究。从沉降实验数据求得稳定态泥沙絮体质量分维D3=1930±005,这表明絮体具有高度多孔的分形构造。运用分维模型及图像处理技术得到的二维分维值D2证明,如果假定所有的泥沙絮体在层流范围沉降,则会低估了质量分维值。

再生水混凝过程中絮体分形维数与运行优化

文章以华北地区某再生水厂原水为试验用水,针对其浊度低、水质成分复杂的特点,将分形理论应用于再生水混凝过程分析与最佳运行参数的确定。在小试和中试试验中,通过水下微摄像装置对絮体产生、变化过程的记录分析,研究了絮体分形维数随原水水质、药剂投加及水力条件的变化规律,确定了p H值、PAC投量、前加氯量以及搅拌强度的最佳运行参数,建立了混凝絮体分形维数的数学模型。结果表明,絮体具有良好的分形特性,其沉淀后的出水浊度与分形维数显著相关,模型预测误差较小,可有效预测沉淀出水水质,并指导水厂及时调整混凝运行参数。

利用FBRM研究阳离子聚丙烯酰胺对高岭土的动态絮凝过程

利用聚焦光束反射测量仪(FBRM)研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对高岭土颗粒体系的动态絮凝过程,结合浊度仪、激光衍射粒度仪、显微摄像等表征手段,探讨了絮凝剂用量对絮凝性能和絮体结构的影响。同时基于分形理论对絮凝过程中絮体分形维数的变化进行了考察,基于Smoluchowski模型研究了CPAM作用下高岭土粒子的絮凝动力学。结果表明,随着药品用量的增加,体系中粒子的平均弦长和粒径逐渐增大,体系达到稳定的时间延长,浊度不断下降。在絮凝过程中,随着作用时间的延长,絮体结构发生变化,分形维数增加,形成相对致密的絮体。增加絮凝剂的用量,絮凝作用增强,絮体尺寸变大,絮凝速率较快,需较长的絮凝反应时间才能达到平衡。

分形理论在絮凝形态学中的应用与展望

介绍了絮体结构模型的发展与分形,分析了我国仿真模拟研究的现状,对我国未来分形理论在混凝应用中的研究做出展望。

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%。

絮体分形结构对沉淀速度影响研究

利用基于微天平的质量-粒径法和基于改进粒子图像测速技术的自由沉淀法对高岭土、腐殖酸絮体的分形结构进行了研究.结果表明,质量-粒径法得到的铁盐絮体三维分形维数为2.14-2.28,明显大于铝盐絮体的1.75-1.83,铁盐絮体结构更为致密,而铝、铁-腐殖酸絮体比相应的高岭土絮体分形维数要小.絮体分形维数与沉淀速度具有良好的对应关系,分形维数越大,絮体沉淀速度越大.质量粒径法与自由沉淀法求出的絮体分形维数相吻合,分形絮体沉淀速度不再满足Stokes沉淀速度公式.

利用市政污泥制备浆体燃料的分析与探讨

本文分析了市政污泥的物性特征,探讨了污泥制备浆体燃料的研究现状及其优势所在,剖析了污泥制浆技术的未来发展方向,并提出了利用发酵机制破解污泥絮体结构的新方案。利用发酵机制破解污泥絮体结构,絮体的内部空间得以充分打开,大量束缚水得以释放,有助于从根源上解决由污泥高水分带来的应用问题。利用发酵污泥制备浆体燃料,可大幅提高污泥掺混比,为市政污泥的大规模能源化利用开辟了新思路。

离体悬浮生物膜特性的演变规律

为探索生物膜演变规律,将载体表面成熟生物膜剥离置于反应器中培养35 d,分别从絮体微观形态结构(当量直径D_(eq)、孔隙率P_(o)、规则度Re、长径比AR)、生物膜理化特征(生物量MLSS、胞外聚合物EPS、SVI)和污水处理性能三个方面考察纯培养离体悬浮生物膜的形态演变特征。结果表明,随着培养时间的延长,生物膜发生裂解变成较多的小絮体,其当量直径不断降低,孔隙率、规则度波动上升,长径比变化不明显。生物膜的生物量整体呈上升趋势,培养后期,MLSS、MLVSS及MLVSS/MLSS(f)分别达到最大值7.68 mg/mL、6.91 mg/mL和0.92。SVI呈波动上升趋势。EPS呈“先减后增”的变化趋势,培养后期总EPS(Tol-EPS)达到98.19 mg/g。运行后期,对COD、NH_(4)^(+)-N、TP的平均去除率分别达到(81.98±2.51)%、(89.86±13.67)%和(85.81±9.57)%。总之,离体悬浮生物膜培养后期,其性能指标与活性污泥接近,生物膜演变为活性污泥。

磁加载石灰混凝预处理市政中水的研究

本文主要研究了磁加载石灰混凝在中水预处理中的可行性与效能。研究结果表明,聚合氯化铝(PAC)、阴离子聚丙烯酰胺(PAM)、石灰和磁种的最佳投加量分别为250、375、0.75和375 mg·L^(-1)时,可以实现水中悬浮物100%去除,溶解性有机物的去除率高达26.7%,显著降低了水的硬度。进一步研究了磁种的投加顺序对絮体形态的影响,讨论了磁加载石灰混凝的机理。研究发现,磁种先于混凝剂投加,可以有效改善絮体结构,在增强絮体沉降性能的同时实现污泥减量。该技术可以强化溶解性污染物的去除效果,同时实现在线控制与装备集成,在中水回用中具有广阔的应用前景。

分形理论发展及在混凝过程中的应用

分形是组成部分以某种方式与整体相似的形 ,它研究的对象是具有自相似性的无序系统 ,其维数的变化是连续的 .据此总结了分形理论的发展过程 ,特别是在化学领域中的应用进展 ,并介绍了分形理论在混凝技术中的发展趋势 .通过对分形理论在絮体结构研究、混凝机理研究和分形动力学模型研究中的全面综述 。

城市废水磁混凝预处理及其表征分析

采用响应面分析法建立TP、COD去除率与因素(药剂投加量)之间的Central Composite数学模型,对磁混凝工艺进行优化,聚氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)和磁粉(MP)最优的药剂投加量分别为319 mg/L、0.44 mg/L、414.16 mg/L;城市废水TP、COD去除率分别达到87.34%、51.03%。通过多种研究手段对磁混凝的过程、絮体形态结构进行表征分析,并与常规混凝工艺进行了对比研究。研究表明磁混凝工艺在处理效率和效果上优于常规混凝,磁絮体结构较普通絮体结构更利于沉淀和分离。