硝化微颗粒污泥的快速培养及其对硫化物的响应特性

在连续流气提内循环反应器中接种城市污水厂脱水污泥,考察硝化颗粒污泥快速培养及其对硫化物的响应特性.结果表明,在高接种污泥浓度(19.3g/L)条件下,通过逐步缩短HRT(7h降至2h)和提升进水氨氮负荷(0.5kg/(m^(3)·d)升至3.1kg/(m^(3)·d)),30d内基本实现污泥颗粒化,SVI3=SVI30为(16.8±0.3)mL/g,颗粒污泥平均粒径266μm;高浓度硝化颗粒污泥[(11.9±0.2)g/L]保证了系统的高负荷运行(氨氮去除负荷(2.4±0.3)kg/(m^(3)·d)).硫化物对颗粒污泥中氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)均有明显抑制,但AOB活性恢复明显快于NOB,硝化微颗粒污泥实现亚硝化功能,当硫化物浓度升至10mg/L时,亚硝化率达80%左右;然而,进一步提高硫化物浓度至20mg/L,亚硝化率无显著提升;第82d时的批次实验表明,AOB活性随初始硫化物浓度的升高而降低,NOB活性却呈上升趋势,推测与颗粒污泥中AOB(外层)和NOB(内层)的分层分布密切相关.此外,硫化物对小粒径(<0.3mm)硝化颗粒污泥的影响更为显著.

长期饥饿后SPNA微颗粒污泥系统性能恢复

为了确定长期饥饿后连续流一段式部分亚硝化-厌氧氨氧化(SPNA)工艺的性能恢复情况,采用连续流反应器,考察了在室温下(11~23℃)经历161d饥饿期的SPNA系统性能恢复策略的可行性及脱氮性能和菌群结构变化.通过控制DO浓度及进水氨氮负荷,逐渐实现亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制和淘汰、氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(An AOB)的活性恢复和富集.在68d内系统总氮去除率恢复至72.13%,氨氮去除率恢复至94.75%.微颗粒污泥(≥200μm)的占比从42.04%升至60.98%.微生物群落结构分析发现,停止运行161d后系统Candidatus Kuenenia的相对丰度升至25.53%,表现出较强的抵抗饥饿条件的能力,系统恢复后其相对丰度逐渐降低,接近反应器饥饿前水平.AOB的高底物利用能力是系统恢复的前提,An AOB活性的提高是系统恢复的关键.系统性能的成功恢复表明室温下161d饥饿期对系统造成的影响是可逆的,长期室温下储存SPNA污泥是可行的.

微氧同步产甲烷反硝化系统颗粒污泥形成特性

采用微氧改良膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器处理高浓度有机含氮废水(COD 4000 mg/L,NO3--N质量浓度300 mg/L),通过预曝气和逐步缩短水力停留时间(HRT)的方式,经过89 d运行成功培养出具有同步产甲烷反硝化(SMD)功能的颗粒污泥。当HRT为12 h时,甲烷产量可达(9054.9±1261.2)mL/d,同时COD去除率为92.4%±1.5%,TN去除率为88.1%±3.3%,SMD处理效能最佳。污泥由最初的絮状污泥转变为圆润紧实的大粒径颗粒污泥。污泥胞外聚合物(EPS)分析显示,蛋白质和多糖含量显著增加。三维荧光光谱表征发现,成熟微氧颗粒污泥具有旺盛的EPS分泌和代谢能力。高通量测序证实,成熟颗粒污泥中产甲烷菌和反硝化菌均得到了快速增殖。

微氧颗粒污泥的快速培养及其同步脱氮效能

采用颗粒污泥膨胀床反应器接种剩余污泥,以生活污水为基质,在1个月内快速培养成功微氧颗粒污泥。污泥平均粒径达0.73 mm,沉降迅速,具有较好的COD去除和同步脱氮能力。在HRT=6 h,回流比为8.0,充氧速率为0.25 g/(L.d)时,反应器COD去除率可达90%左右,出水COD<50 mg/L;氨氮和总氮去除率分别为72%～89%和76%～87%,出水质量浓度分别为3～12、5～14 mg/L。回流稀释和充氧速率对微氧体系同步脱氮产生重要影响。

ORP对微氧颗粒污泥降解五氯酚的影响

微氧颗粒污泥工艺能够同时进行好氧氧化和厌氧还原过程,是处理五氯酚(PCP)的理想方法。本研究对微氧颗粒污泥降解PCP限制性生态因子ORP(oxidation-reduction potential)的作用规律进行了研究。实验结果表明,PCP去除率随ORP的升高而降低,出水PCP、TeCP(四氯酚)和TCP(三氯酚)浓度随ORP的降低而降低,DCP(二氯酚)浓度却呈现升高的趋势。低ORP值下引起Cl-生成量降低,造成DCP的积累。随ORP的变化,CODCr去除率和产气量变化幅度很小。

不同溶解氧浓度下微氧颗粒污泥降解五氯酚的特性

微氧颗粒污泥工艺能够同时进行好氧氧化和厌氧还原过程,是处理五氯酚(PCP)的理想方法。本文对微氧颗粒污泥降解PCP限制性生态因子溶解氧浓度(DO)的作用规律进行了研究,为加速工业应用提供工艺参数。实验结果表明,在微氧范围内(DO浓度小于1.0mg/L),CODCr有较高的去除率,产气量较高;适当增加DO浓度,有利于PCP达到彻底脱氯;而DO浓度较高时,不仅不利于CODCr的去除以及PCP的脱氯,而且吹脱作用会导致周围空气的污染。

pH值对微氧颗粒污泥降解五氯酚的影响

微氧颗粒污泥工艺能够同时进行好氧氧化和厌氧还原过程,是处理五氯酚（pentachloro-phenol,PCP）的理想方法。对微氧颗粒污泥降解PCP限制性生态因子pH的作用规律进行了研究。实验结果表明,在pH值在6.7-7.5范围,PCP和CODCr有较高的去除率,产气量较高,出水氯酚浓度达到较低的水平。而pH值低于6.7或高于7.5,PCP和CODCr去除率降低,且产生低氯代酚的积累。

pH冲击对降解五氯酚的微氧颗粒污泥理化特性的影响

在pH=6.0和9.0的冲击下,对降解PCP微氧颗粒污泥理化特性的影响进行了研究。pH=6.0或pH=9.0冲击8d,污泥中胞外多糖(PS)和蛋白质(PN)含量减少,PN/PS减少更为明显。与正常条件下相比,pH冲击后,污泥的SVI值上升,沉降速率降低,污泥平均粒径减小。与pH=6.0相比,pH=9.0冲击下,污泥理化特性恶化更为明显。

微氧颗粒污泥+硅藻土去除氨氮的研究

向两级EGSB反应器中投加硅藻土,考察焦化废水中氨氮的去除效果及影响因素。结果表明,当硅藻土投加量为0.5 g/L或5 g/L,两级反应器进水量均为1 L/h,上升流速分别为3.2 m/h、2.9 m/h的条件时,水力停留时间为12 h,可使出水中氨氮浓度达到排放标准。

降解五氯酚的微氧颗粒污泥理化特性的研究

对实验室培养的微氧颗粒污泥的理化特性进行考察。结果表明微氧颗粒污泥粒径分布为:下层>中层>上层。各层污泥中Fe含量最大;K、Na、Ca、Mg、Ni、Co、Mn、Cu和Zn等元素在各层污泥中均能检测到。微氧颗粒污泥的比重、SVI值、含水率和沉降速率均优于普通活性污泥。

EGSB反应器微氧颗粒污泥的快速培养及其除污效能研究

常温条件下以生活污水为基质,采用EGSB反应器培养微氧颗粒污泥,考察了颗粒污泥的特性及其除污效能。结果表明,厌氧颗粒污泥经过逐步加氧驯化能培养出性能稳定的高活性微氧颗粒污泥,其结构密实,粒径集中在0.63～2mm,沉速为14～85m/h,同时具备产甲烷和脱氮能力;反应器出水COD低于50mg/L,去除率可稳定在90%以上;脱氮效果受溶氧条件和回流稀释的影响;水力停留时间为10h,反应器出水DO为0.2～0.3mg/L,回流比为10时,TN和NH4+-N平均去除率分别达到81%和85%,平均出水浓度低至13.2mg/L和7.7mg/L。

同步脱氮微氧颗粒污泥的快速培养及供氧条件的影响

为了快速培养出能同时去除生活污水中化学需氧量（COD）和氮的微氧颗粒污泥,采用膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器接种污水处理厂剩余污泥,研究了微氧颗粒污泥的培养过程以及稳定运行条件下供氧量对处理效果和污泥性能的影响。结果表明,水力停留时间（HRT）为6 h,微氧颗粒污泥的成功培养仅需1个月；供氧速率在2.8~3.2 gO2/d,COD,NH3-N 和总氮（TN）的去除率最高分别可达91%,85%和81%,脱氮速率达1.7 gN/d,出水水质最佳；成熟的微氧颗粒污泥粒径集中在0.45~2 mm,当供氧速率低于2.3 gO2/d 时,颗粒污泥结构致密,供氧速率在2.3~3.2 gO2/d时,污泥性能稳定,供氧速率增加到3.2 gO2/d时,污泥沉降性能下降,并出现颗粒解体和丝状菌生长优势。

颗粒污泥+好氧污泥处理焦化废水中氨氮的研究

采用好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术对焦化废水中的氨氮进行处理,研究了其去除效果及影响因素,结果表明,微氧颗粒污泥+好氧污泥工艺对焦化废水中的氨氮有很好的去除效果,去除率可达80%以上;好氧阶段曝气时间和pH值对氨氮去除效果的影响较大,而整个系统运行稳定后停止运行1个月,对氨氮的去除效果无明显影响。

微氧EGSBBR产甲烷系统快速启动与微生物群落特性

为实现高有机废水产甲烷快速启动,本文采用微氧膨胀颗粒污泥床生物膜反应器(EGSBBR)处理2000mg/L化学需氧量(COD)有机废水,通过逐步缩短水力停留时间和增大反应区上升流速的方式,经过34天运行系统产甲烷成功启动,COD去除率从67.5%升高至94.2%,有机负荷达1.0kgCOD/(m^3·d),此时系统最大甲烷产量为582mL/d。产气量与出水pH和出水VFA浓度变化具有相关性,且污泥胞外聚合物(EPS)中的多糖、蛋白质浓度显著增加。高通量测序结果证实Methanothrix为系统产甲烷主要优势菌属,表明微氧条件甲烷产生主要通过乙酸脱羧途径形成。该研究为高浓度有机废水处理实现快速产甲烷提供了一种可借鉴的新工艺。

降解五氯酚(PCP)的微氧颗粒污泥的形成机理

在微氧条件及剧毒性的五氯酚存在下,研究了活性污泥的颗粒化机理.在污泥培养过程中对污泥性质、外观进行观察,并利用扫描电镜对微生物相进行分析.结果表明,在颗粒化初始阶段诱导核的存在对絮体起着凝集作用,该阶段的微生物以丝状菌为主;在形成阶段,二价金属阳离子含量以及ECPs中PN/PS比值增加,丝状菌形成三维框架结构;而在颗粒污泥形成后的增长阶段,SVI值下降至较低的水平,形成表面光滑的完整颗粒,颗粒内杆菌、球菌占优势,含水率的明显下降表明质子跨膜迁移引起的细胞脱水作用变得显著.

pH冲击对降解五氯酚(PCP)微氧颗粒污泥产气及代谢能力的影响

分别在pH为6.0和9.0的冲击条件下,对降解五氯酚(PCP)微氧颗粒污泥系统的产气及代谢能力进行了研究.结果发现,在pH=6.0的条件下冲击8d,污泥系统的产气量降至400mL·d-1以下,甲烷含量为0.而后将pH调至7.0并经过6d的恢复实验,产气情况基本恢复正常.而在pH=9.0的冲击下,污泥系统的产气量及甲烷含量急剧下降至0,经过6d的恢复过程仍然没有达到正常水平.在不同pH冲击的第8d,对PCP和COD去除率及脱氯中间产物进行了研究,结果表明,PCP及COD降解率均在较低的水平,且发生了PCP及其脱氯中间产物的严重积累.与pH=9.0相比,pH=6.0的冲击对系统代谢的影响要小得多.

微膨胀对好氧颗粒污泥脱氮过程中N_2O产生量的研究

采用控制低溶解氧(DO)在SBR反应器内,研究了好氧颗粒污泥微膨胀的实现;考察了微膨胀颗粒污泥对COD和氨氮去除效能以及温室气体N2O产生量.结果表明,在低DO条件下可以获得微膨胀颗粒污泥,污泥容积指数(SVI)大都在150～250 mL.g-1之间.微膨胀颗粒污泥对COD和氨氮去除量影响不大,COD去除率从89.45%上升到90.99%;氨氮去除率从77.29%降至68.29%;硝化速率从38.95×10-3 mg.(g.min)-1降至33.46×10-3 mg.(g.min)-1.微膨胀颗粒污泥对N2O产生量影响很大,微膨胀颗粒污泥N2O产生量为2.42 mg.m-3是没有发生微膨胀颗粒污泥N2O产生量的1.26倍.微膨胀颗粒污泥N2O释放速率由3.63×10-3mg.(L.min)-1上升到4.72×10-3mg.(L.min)-1.

微氧颗粒污泥强化剩余污泥与餐厨垃圾协同消化

为确定剩余污泥高效消化的有效方式,采用不接种颗粒污泥(NOGS)和接种颗粒污泥(GS)的EGSB反应器处理含固率为10%的剩余污泥。在27 ~33覽的中温条件下,当回流量为10L/h、液体上升流速为1.5 m/h、消化时间为21d时,对比NOGS-EGSB厌氧消化剩余污泥、GSEGSB厌氧消化剩余污泥、GS-EGSB厌氧消化热水解(90 °C ,45 min)的剩余污泥(+后期微氧)和GS-EGSB微氧消化剩余污泥(+后期餐厨垃圾协同消化)的运行效果。结果表明,EGSB反应器中回流形成的适度搅拌能强化对剩余污泥的处理。高活性颗粒污泥内丰富的微生物菌群的集群协同作用保证了对剩余污泥的高效处理效果。热水解能够强化剩余污泥中微生物的溶胞效果,提高微生物细胞中有机物的溶出率,但微氧曝气对溶出后有机物的降解更有效。微氧EGSB反应器能够高效处理剩余污泥,少量餐厨垃圾的加入能够促进剩余污泥的消化。高活性颗粒污泥、微氧曝气、餐厨垃圾协同消化是EGSB反应器高效处理剩余污泥的关键因子。