磷酸铵镁法处理好氧颗粒污泥破胞释磷废水的研究

针对目前国内利用磷酸铵镁(MAP)法回收废水中磷的研究主要集中于高浓度含磷废水这一现状,对好氧颗粒污泥破胞释磷后上清液含磷质量浓度为30～80 mg/L的废水,采用MAP法回收低浓度含磷废水中的氮、磷。研究了初始pH和温度对氮、磷的去除效果及MAP结晶形成的影响。结果表明,不同温度条件下的最适宜pH范围均为9.5～10.0,考虑到回收MAP晶体的纯度,初始pH为9.5可作为MAP结晶回收磷的控制条件。

好氧颗粒污泥资源化中类藻酸盐胞外多糖研究进展

好氧颗粒污泥(AGS)资源化研究已成为AGS技术的重点研究方向之一,从AGS中提取所得的类藻酸盐胞外多糖(ALE)被认为是好氧颗粒污泥中最具价值的可回收资源之一。在污水处理厂技术变革聚焦于高附加值产物回收的背景下,AGS中ALE的回收应用已经形成一条较清晰的通路。首先基于AGS的形成机理及其组分,分析了AGS胞外聚合物(EPS)中所含有的ALE的独特结构和性质,总结了国内外回收和评价ALE的方法,并阐述了废水有机负荷率、碳氮比、盐度、污泥颗粒粒径、污泥停留时间等因素对ALE产量的影响,之后对同步回收ALE和其他附加值产物的研究进行了总结,最后通过对ALE广泛应用范围和实际经济价值的讨论,提出了ALE在AGS资源化方面的潜在研究方向。

胞外多聚物在好氧颗粒污泥形成中的作用机制

在SBR反应器活性污泥好氧颗粒化过程中，分析不同时期污泥EPS主要成分的变化、污泥表面特性的变化及二者相关关系．不同时期污泥样品胞外蛋白的SDS—PAGE表明，蛋白分子量条带主要分布在（31．0—97．4）×10^3，与种泥相比，颗粒污泥在形成过程中增加了一些新蛋白条带，且条带颜色逐渐变深，定性表明蛋白种类及含量的增加．定量测定也表明，胞外蛋白分泌量随颗粒污泥的形成逐渐从49．4mg·g^-1增至148．3mg·g^-1，多糖则无明显变化，蛋白／多糖值也从2．3逐渐增至4．9．颗粒污泥表面疏水性比种泥约增加1倍，疏水性的变化与蛋白，多糖值正相关，相关系数为0．969．测得种泥与颗粒污泥表面Zeta电位平均值分别为-28．5mV和-13．2mV，颗粒污泥表面的电负性明显降低．由蛋白质自身特性，可推测其通过增加污泥表面相对疏水性和降低污泥表面电负性而促进好氧颗粒污泥形成的作用机制．

好氧颗粒污泥胞外聚合物(EPS)的生化性研究

将人工培养的好氧颗粒污泥进行饥饿试验,研究EPS的可生化性.结果表明,好氧颗粒污泥EPS是由40%可生物降解EPS和60%不可生物降解EPS组成的,其中可生物降解EPS可作为颗粒污泥自身的能源,而不可生物降解EPS则不行,但其对颗粒污泥的立体结构有巨大作用.将从新鲜好氧颗粒污泥中提取的EPS投加到好氧颗粒污泥和活性污泥中,提取的EPS均可被两者作为碳源利用,且活性污泥对EPS的利用速率是好氧颗粒污泥的1.5倍;而从饥饿好氧颗粒中提取的EPS作为两者碳源时,均没有明显的利用效果,说明不可生物降解的EPS不能作为两者的能源.

好氧颗粒污泥的快速培养以及胞外多聚物对颗粒化的影响研究

采用普通活性污泥、部分好氧颗粒污泥和部分厌氧颗粒污泥分别作为接种污泥培养好氧颗粒污泥。在操作条件相同的情况下比较三者颗粒化的过程与完成时间。同时,研究胞外多聚物(EPS)对好氧污泥颗粒化的影响。结果显示,预先投加部分好氧颗粒污泥可以大大缩短好氧颗粒污泥的形成时间,胞外多聚物与污泥的颗粒化有密切联系。

好氧颗粒污泥胞外聚合物的产生及其分布

考察了不同操作条件和基质条件对好氧颗粒污泥中胞外聚合物(EPS)产生的影响及其在污泥和体系上清液中的分布.结果表明:随体系操作条件和基质条件的变化,好氧颗粒污泥内部和上清液中的EPS含量呈规律性变化.相对而言,好氧颗粒污泥中EPS含量的变化幅度较小,过多的EPS则释放到上清液中.大量EPS的释放只发生在颗粒污泥解体时,而酸性条件和不适当的C/N比不利于好氧颗粒污泥的形成及形态保持.体系溶解氧为4.5 mg.l-1,pH为中性,污泥负荷小于等于0.37kgCOD.kg-1MLSS.d-1,碳氮比为20∶1时,好氧颗粒污泥中EPS的含量约占污泥总质量的9%—12%,与厌氧颗粒污泥(0.6%—20%)相近,但远低于絮状活性污泥(80%),此时,EPS在上清液中的含量最低或接近最低,为14—26mg.l-1.

好氧颗粒污泥胞外多聚物的提取及成分分析

EPS是微生物聚集体的重要组成部分，提取和分析好氧颗粒污泥的EPS利于深入研究这一新兴微生物聚集体。采用加热、超声、高速离心和加碱等5种方法提取好氧颗粒污泥的EPS，并分析其主要成分。结果表明，匀浆预处理是提取颗粒污泥EPS首要步骤，超声和加热分别适合EPS定性与定量分析，在35w、超声4rain的条件下，活性污泥与好氧颗粒污泥EPS提取液中TOC产量分别为105．3mg／gVSS和96．5mg／gVSS；加热法（80℃，60min）提取的EPS产量略高于超声法，对于活性污泥和好氧颗粒污泥，TOC含量分别为142．6mg／gVSS和153．2mg／gVSS；蛋白质是活性污泥和好氧颗粒污泥EPS中比例最大的成分，且蛋白与多糖在好氧颗粒污泥与其在絮状活性污泥中的比值范围分别为3．22～5．80和1．68～2．63。

好氧颗粒污泥胞外聚合物提取方法研究

采用4种方法(热、超声、高压、碱处理)分别研究在不同的作用时间和方式下对好氧颗粒污泥EPS的提取效果。综合考虑各提取方法的提取效果及对于污泥细胞的破坏程度后,确定热处理(80℃,30min)和超声波提取(320W,40s)法均是可行的,其中热处理提取产物中多糖、蛋白质分别为30.3、8.1mg/gVSS,而超声波则分别为24.3、10.8mg/gVSS。好氧颗粒污泥EPS中多糖含量高于蛋白质,在热处理及超声波提取的产物中,多糖与蛋白质之比分别为3.7与2.3。

用三维荧光和红外技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物的变化

为了研究聚合氯化铝(PAC)的投加在好氧颗粒污泥培养初期的作用,本研究分别在污泥培养的第1—7天(R1)和第8—14天(R2)投加PAC,并采用三维荧光光谱(3D-EEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物(EPS)各组分的含量及变化规律.结果表明,PAC投加时间推迟后,污泥沉降性能良好,且反应器中胞外聚合物和蛋白质含量明显增多,松散附着的EPS(LB-EPS)中蛋白含量变化趋势明显,多糖含量保持在较小范围内波动,与溶解性胞外聚合物(S-EPS)和紧密黏附的胞外聚合物(TB-EPS)相比较,LB-EPS和污泥颗粒化有密切关系;三维荧光光谱分析结果显示,R2中荧光类蛋白物质(峰A和峰B)强度均大于R1,而腐殖酸类物质(峰C)强度小于R1,说明A和B这两种荧光类蛋白物质在微生物聚集体形成过程中的作用更加重要;红外光谱表明,1636 cm-1、1654 cm-1分别属于蛋白质二级结构中C=O伸长振动引起的,分别存在于S-EPS和LB-EPS、TB-EPS中,且在投加PAC的时间推迟后1654 cm-1处的吸收峰吸收较弱,和三维荧光分析共同表明LB-EPS中的蛋白类物质是好氧颗粒污泥形成初期加入PAC进行强化造粒的核心原因之一.

聚合氯化铝投加时间对好氧颗粒污泥的形成和胞外聚合物的影响

通过在好氧颗粒污泥培养过程中分别在第1∽7天和第8∽14天投加聚合氯化铝（PAC）的方式,分析颗粒的形成过程,并研究胞外聚合物总量及其各组分的含量变化和空间分布。研究发现：第8∽14天投加PAC的反应器形成颗粒时间提前了6天,且形成的颗粒外形规则,大小均匀,去除污染物性能良好;反应器中胞外多聚物和蛋白质含量总体较多,且随颗粒的形成而增加,之后略有下降并在颗粒成熟后维持稳定,蛋白质/多糖的值在颗粒形成期均增加超过2.5倍,有利于颗粒污泥的形成;多重荧光染色表明：两个反应器中PAC投加时间不同,β-D-呋喃葡萄糖、脂类和活细胞均呈现不同的分布情况,但对蛋白质和α-呋喃葡萄糖、α-甘露糖分布的影响较小。

胞外聚合物对好氧颗粒污泥影响的研究进展

结合国内外对胞外聚合物和好氧颗粒污泥技术的最新研究进展,本文简要介绍了胞外聚合物的提取和测定方法;着重分析了影响EPS含量的主要因素,包括有机负荷、水力剪切力、沉降时间、废水水质等;详细论述了其主要成分蛋白质和多糖以及其对好氧颗粒污泥的形成、结构稳定性作用机理,探讨了EPS对颗粒污泥传质的影响;并提出了建立EPS标准提取方法、EPS组分对污泥沉降性的影响机制以及EPS中其它组分如腐殖质和通过共价、絮凝作用等结合的无机物对好氧颗粒化过程所起的作用进行深入的研究将会是今后的研究重点,进一步的研究有望揭示EPS对好氧颗粒污泥形成和稳定影响的作用机制。

低浓度Ce^(3+)对厌氧颗粒污泥比产甲烷活性和胞外多聚物的影响

在间歇培养条件下,研究了低浓度Ce3+对启动驯化、稳定培养和酸化等不同状态对厌氧颗粒污泥比产甲烷活性的影响.结果表明,低浓度Ce3+可促进厌氧颗粒污泥的比产甲烷活性;0.05mg.l-1Ce3+对稳定培养中的厌氧颗粒污泥比产甲烷活性促进作用最大,提高了14.29%,对酸化污泥促进作用较弱,低于5%,对启动驯化和再启动污泥有所抑制,抑制程度分别为7.67%和1.64%;驯化培养过程有利于污泥对稀土的适应.Ce3+的加入降低了启动驯化、稳定培养、严重酸化和再启动污泥的胞外多糖含量,有利于颗粒污泥的稳定性.Ce3+使驯化、稳定培养和再启动状态污泥的胞外核酸含量降低,而酸化污泥的胞外核酸含量升高,可用细胞膜通透性的改变解释.

颗粒污泥破碎—再形成过程中微生物胞外聚合物(EPS)的变化及其与污泥特性的相关性分析

通过在颗粒污泥破碎后投加混凝剂的方式,研究混凝剂的投加对好氧颗粒污泥再形成的影响,分析颗粒污泥破碎—再形成过程中胞外聚合物的变化及其与污泥特性的相关性.研究发现,混凝剂的投加加速了颗粒污泥的再形成,形成的污泥颗粒大小均匀、外形规则,结构也较为密实,完全颗粒化后颗粒污泥的污泥体积指数(SVI)稳定在20—40 mL·g-1范围内,强度在97%—100%之间.分析结果表明,混凝剂投加条件下,颗粒污泥松散型胞外聚合物中蛋白质的含量比对照组高,其含量随颗粒的形成而增加,完全颗粒化后略有下降,然后稳定在一定范围内,而多糖的含量一直变化不大.相比溶解性胞外聚合物和紧密型胞外聚合物,松散型胞外聚合物与好氧颗粒污泥的形成有密切关系,且与好氧颗粒污泥的强度和SVI都有一定的线性相关关系.

厌氧颗粒污泥形成过程中胞外多聚物作用的研究

采用钌红吸附法测定胞外多聚物的研究结果表明,厌氧颗粒污泥形成后污泥中胞外多聚物含量有所增加;钌红定位染色表明,颗粒污泥中胞外多聚物主要分布在球菌细胞间,而在丝菌等细胞间胞外多聚物分布较少。这些结果说明胞外多聚物在颗粒污泥形成过程中具有一定的作用,但并不是颗粒污泥形成与否的决定因素.

好氧颗粒污泥中胞外聚合物的提取、组成及空间分布研究进展

好氧颗粒污泥具有比传统活性污泥更加优越的性能,然而好氧颗粒污泥的稳定性限制了该技术的工业应用和推广。积累在颗粒表面的胞外聚合物(EPS)和好氧颗粒污泥系统长期运行的稳定性能有关。本文回顾了好氧颗粒污泥中EPS的成分、提取方法、在颗粒中的空间分布及EPS在颗粒化进程和稳定状态的作用,探讨了好氧颗粒污泥中EPS研究现状和不足,对亟待研究的内容提出了建议,以便为国内好氧颗粒污泥深入研究和工业应用提供参考。

好氧颗粒污泥处理锅炉废水污泥特征及营养盐去除规律探究

为了探究好氧颗粒污泥处理锅炉废水的可行性,以活性污泥为接种污泥,构建了好氧颗粒污泥反应体系,以预处理后的锅炉废水和颗粒污泥为分析对象,探究了颗粒污泥处理锅炉废水过程中污泥特征的变化规律,分析了颗粒污泥对锅炉废水营养盐的去除特征。结果表明,颗粒污泥内混合液总固体(MLSS)不断升高,稳定运行时MLSS浓度高达5.2~5.7 g/L,MLVSS/MLSS约在0.71~0.73,颗粒污泥沉降性能好,SVI_(30)在41~53 mL/g波动。锅炉废水的处理提高了颗粒污泥胞外聚合物内蛋白质(PN)的含量,稳定时期PN含量在88.5~89.2 mg/g,约是初始值的1.34倍。颗粒污泥对锅炉废水中营养盐具有良好的去除率,稳定时期,COD、氨氮及硫酸盐的去除率分别高达93.5%~95.2%、91.2%~91.6%及74.6%~79.8%。好氧颗粒污泥处理燃煤锅炉废水具有良好的可行性。

好氧颗粒污泥中胞外聚合物作用机理的探讨

结合国内外对胞外聚合物和好氧颗粒污泥技术的最新研究进展,探讨胞外聚合物主要成分蛋白质和多糖对好氧颗粒污泥形成、结构及稳定性的作用机理。蛋白质能增加污泥表面相对疏水性和降低污泥表面电负性,而多糖则起到架桥作用,EPS主要成分变化所引起的疏水反应、离子反应、正负电荷中和反应、架桥作用以及静电反应共同作用于好氧颗粒污泥中。同时分析了剪切力、有机负荷、接种污泥、基质类型、好氧饥饿期等培养条件对胞外聚合物的影响。

好氧颗粒污泥中硫酸化多糖的生成、提取及表征

以厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在序批式活性污泥反应器(SBR)中驯化培养好氧颗粒污泥,通过好氧颗粒污泥胞外聚合物(EPS)提取和硫酸化多糖纯化方法的优化,探究好氧颗粒污泥SBR反应器中硫酸化多糖的生成变化.结果表明,好氧颗粒污泥SBR反应器运行效果稳定,对污水COD、NH_(4)^(+)-N、TN和TP的去除效果分别可达90%、97%、70%和93%以上.采用超声、水浴和碱处理的组合方法可有效地提取好氧颗粒污泥EPS和硫酸化多糖,经脱蛋白纯化后,硫酸化多糖可达56.6mg/g EPS,约为接种厌氧颗粒污泥中硫酸化多糖含量的1.4倍,表明好氧颗粒污泥有助于生成硫酸化多糖,为污水污泥有机质的高值转化和资源化提供了一种有效途径.

苯酚对好氧颗粒污泥处理建筑涂料废水的影响及机制

苯酚是建筑涂料常被使用的物质,然而苯酚对好氧颗粒污泥(AGS)处理建筑涂料废水过程内污泥颗粒化进程及运行效能的影响很少被研究。为填补相关研究工作空白,本研究考察了苯酚浓度对AGS处理建筑涂料废水过程内污泥颗粒化及运行效能的影响并分析了相关机制。结果表明低于0.2 mg/L苯酚对AGS影响不明显,而超过2.0 mg/L苯酚降低了AGS颗粒化进行并降低了AGS处理建筑涂料废水的效能。机制分析表明高浓度苯酚降低了AGS内污泥浓度,并减少了有机质占比,此外高浓度苯酚提高了胞外聚合物(EPS)包括SB-EPS和LB-EPS的含量。超过2.0 mg/L苯酚降低了AGS处理废水的运行效能,其在20.0 mg/L苯酚组别内,COD、NH_(4)^(+)-N和总氮(TN)去除率下降至81.6%~83.5%、81.6%~84.5%和50.8%~51.9%。此外,高浓度苯酚降低了比耗氧速率,降低了微生物代谢,进而导致营养盐去除受抑制。研究结果为AGS处理含苯酚的建筑涂料废水提供了一定的数据支撑。