生物污泥对染料的吸附及胞外聚合物的作用

对比研究了4种生物污泥（包括活性污泥、厌氧污泥、干活性污泥、干厌氧污泥）对染料酸性湖蓝A的吸附，并考察了胞外聚合物（EPS）以及外层溶解性胞外聚合物（SEPS）和内层固着性胞外聚合物（BEPS）在此过程中所起的作用．结果表明，4种污泥吸附量与染料平衡浓度之间均既符合Freundlich模型（R^2为0．921～0．995），又符合Langmuir模型（R^2为0．958～0．993），但不符合BET模型（R^2为0．07～0．863）．干厌氧污泥对染料酸性湖蓝A的吸附性能最好，干活性污泥的吸附性能最差．从Langmuir等温方程来看，干厌氧污泥的最大吸附量最高，为104mg／g，其次为厌氧污泥的吸附（86mg／g）、活性污泥（65mg／g），干活性污泥的最大吸附量最低，仅为20mg／g．EPS的吸附量占整个活性污泥和厌氧污泥的吸附量的比例均大于50％，活性污泥和厌氧污泥对染料酸性湖蓝A的吸附主要是EPS的吸附所贡献．厌氧污泥吸附染料酸性湖蓝A时，BEPS起主要作用；而活性污泥吸附时，SEPS起主要作用．对2种污泥而言，SEPS的单位质量吸附量均远大于BEPS的单位质量吸附量，活性污泥平均为52倍，厌氧污泥为10倍．厌氧污泥BEPS的吸附用Langmuir模型拟合，效果最好（R^2为0．9986）．

污泥内层和外层胞外聚合物的三维荧光光谱特性研究

运用三维荧光光谱技术对污泥LB-EPS和TB-EPS的荧光特性进行了研究。实验结果表明,在污泥LB-EPS和TB-EPS中都有三个明显的荧光峰,分别为PeakB(λex/λem=270～280nm/345～360nm),PeakC(λex/λem=330～340nm/410～430nm)和PeakD(λex/λem=390nm/450～470nm)。其中PeakB为类蛋白荧光(Protein-like)、PeakC为可见区类富里酸荧光(Visiblefulvic-like)、PeakD为类腐殖酸荧光(Humic-like)。从各荧光峰的荧光强度来分析,LB-EPS和TB-EPS中的主要成分都为类蛋白,然后依次为富里酸和腐殖酸。浓度和pH值对污泥LB-EPS和TB-EPS的三维荧光特性都有很大的影响,但影响程度略有区别,表明作为外层的胞外聚合物,LB-EPS表现出与TB-EPS不全相同的化学结构。

浸矿细菌胞外聚合层中多糖的提取

采用EDTA和H2SO4两种溶液作为提取剂,通过离心收集菌体、提取剂浸提多糖、离心分离多糖和过滤去除菌体4个步骤,提取浸矿细菌胞外聚合层中的多糖,并用苯酚-硫酸法测定提取出的多糖的含量.实验结果表明:质量分数相同时,提取剂EDTA的提取效果优于H2SO4;质量分数为3%的EDTA溶液为实验中的最优提取剂,提取的多糖质量浓度可达17.0 mg.L-1.整个提取过程具有使用试剂简单、操作简便、干扰因素少的特点.

低温好氧颗粒污泥反应器的运行影响因素研究

采用好氧颗粒污泥技术处理低温城市污水,探讨了低温好氧颗粒污泥的形成机理,考察了有机负荷、水力停留时间和曝气量对序批气提式反应器运行的影响。结果表明,低温好氧颗粒污泥具有较高的生物量和较好的沉降性能,其胞外聚合物中的蛋白质含量达到11.99 mg/gMLSS,远高于多糖类物质的含量,这是低温好氧颗粒污泥形成的重要因素。有机负荷的变化对去除COD和TP的影响较小,但较高的有机负荷会导致出水NH4+-N浓度升高和NO2--N的积累,出水NO2--N达8.2 mg/L;延长HRT可使对TN的去除率升高到79.0%,但对去除TP的影响不大;当曝气量较高时,对TN和TP的去除率都有所下降,控制曝气量为0.10 m3/h可以实现对氮、磷的同步高效去除。

碳源胁迫下脱氮除磷颗粒污泥性能变化及其机制

在SBR反应器中,逐步提高颗粒污泥反应器进水葡萄糖比例(醋酸钠/葡萄糖比分别为1∶0、3∶1、1∶1、1∶3和0∶1,以COD计)研究碳源胁迫下,5个阶段污泥的物理性能、生化反应性能、胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)、磷组分以及反应器脱氮除磷等变化.反应器运行705 d结果表明,阶段Ⅳ污泥结构松散,平均粒径仅为0.5 mm,污泥释/吸磷速率、反硝化速率及总磷(total phosphorus,TP)含量最低,系统脱氮除磷效果最差;阶段Ⅰ和Ⅱ,污泥释/吸磷速率和反硝化速率较快,TP在72.36 mg·g^(-1)以上,EPS高达350 mg·g^(-1)左右,系统氮和磷去除率在94%以上;阶段V中,生化速率略慢于阶段Ⅰ和Ⅱ,污泥TP 69.60 mg·g^(-1),糖原高达224.18 mg·g^(-1),EPS约为200 mg·g^(-1),系统表现出良好的脱氮除磷性能.各阶段污泥中,与Ca结合态磷(Ca-P)是污泥中磷的主要构成,无机磷(inorganic phosphorus,IP)对颗粒污泥除磷有重要影响.

硫和石英砂比对自养填充床反应器去除高浓度高氯酸盐的影响

运行不同硫和石英砂体积比的3个自养填充床反应器R1(2∶1)、R2(1∶1)、R3(1∶2)去除模拟高浓度高氯酸盐(ClO_4^-)污染水,在不同进水ClO_4^-浓度和水力停留时间(HRT)下研究反应器的ClO_4^-去除效果、动力学及生物膜生长规律.结果表明,ClO_4^-去除率随着ClO_4^-浓度的提高和HRT的减小而下降,且R1>R2>R3;当HRT为3.2 h,进水ClO_4^-浓度为300mg·L-1时,R1达到最大去除负荷2.18 kg·(m3·d)-1;3个反应器ClO_4^-去除均符合半级动力学,反应速率常数1/2K1/2v分别为8.036、6.596、4.212 mg1/2·(L1/2·h)-1;硫歧化反应使出水SO_4^(2-)浓度高于理论值,硫歧化反应随着ClO_4^-浓度的提升和HRT的下降受到抑制,R3出水SO_4^(2-)浓度最低,歧化反应最弱;出水p H和碱度随着进水ClO_4^-浓度和HRT的增大而减小,且R3一直较高;R2、R3挂膜效果好于R1,胞外聚合物(EPS)的分泌可以促进生物膜生长,且分泌量随着HRT的减小而减少.