不同曝气强度下活性污泥中松散束缚型胞外聚合物组分含量及其对污泥沉降性能的影响

为了探求曝气强度对活性污泥沉降性能的影响规律和机制,在实验室条件下利用序批式活性污泥法(SBR)装置研究了活性污泥好氧阶段曝气强度对活性污泥沉降性能、松散束缚型胞外聚合物(LB-EPS)含量及其组分的影响。结果表明:(1)随着曝气强度增加,活性污泥中LB-EPS含量逐渐升高。(2)活性污泥LB-EPS中,蛋白质为其最主要成分,其次为多糖,腐殖酸所占比例最小,多糖含量及比例均随曝气强度的上升而增大,蛋白质和腐殖酸含量受曝气强度影响不大。(3)曝气强度为40、80、120L/h,污泥体积指数(SVI)分别为(65.00±0.98)、(83.00±1.45)、(103.00±2.00)mL/g。曝气强度增加引起活性污泥沉降性能的恶化的原因主要在于曝气强度的增加会使LB-EPS中的多糖含量上升。

活性污泥胞外聚合物的分层组分及溶解性微生物代谢产物的特性

提取了活性污泥胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物代谢产物(SMP),并按EPS的紧密程度对松散EPS、紧密EPS的分层组分以及SMP属性进行了分析鉴定.结果表明,以葡萄糖为基质时,松散EPS的主要组成是多糖,紧密EPS的主要组成是蛋白质,而SMP主要由腐殖质类物质构成.SMP、松散EPS、紧密EPS和总样EPS的三维荧光图谱显示其只有类色氨酸峰和类腐殖酸峰,其类腐殖酸峰主要是由生物代谢产生的腐殖质组成.大分子量腐殖质类物质在几种组分中均出现,但是具有腐殖质特性的分子量为8500 Da的组分会在SMP中大量生成,而具有腐殖质特性的分子量为400 Da的组分只存在于EPS的紧密层中,这与微生物对这3种物质的生物可利用性有关.

生物促生剂对废纸造纸活性污泥胞外聚合物的影响

在造纸废水处理过程中加入生物促生剂是为了促进污染物降解,最终达到去除废水中污染物的目的。本研究通过对废纸造纸废水活性污泥胞外聚合物(EPS)、松散结合的胞外聚合物(LBEPS)、紧密结合的胞外聚合物(TB-EPS)的研究,来证明其中某种成分可以作为指示生物促生剂用量的指示剂,以及与污泥沉降性能的相关性。实验采用3种不同COD_(Cr)值的造纸废水,并取3组不同用量的生物促生剂分别进行实验。通过采用硫酸法、离心和声波降解法分别提取污泥中EPS、LBEPS、TB-EPS,用分光光度法测定其中蛋白质、多糖、腐殖质的量,以此确定生物促生剂最佳用量;并采用生物促生剂处理废水的正交实验进行验证。结果表明,不同COD_(Cr)的废水,存在不同的最佳生物促生剂用量;真正影响生物促生剂用量和污泥沉降性能控制参数的是TB-EPS中的蛋白质的量和LB-EPS中的蛋白质的量。

污泥龄对HMBR中LB-EPS及膜污染的影响

采用复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水进行中试,研究了污泥龄(SRT)对松散附着性胞外聚合物(LB-EPS)及膜污染的影响。结果表明,SRT对LB-EPS、ζ电位以及活性污泥的絮凝与沉淀性能均有重要影响。在4种SRT(10、20、30、60 d)中,当SRT为20 d时的LB-EPS含量最低、ζ电位最高、活性污泥的絮凝与沉淀性能最好。滤饼层污泥主要来源于活性污泥,活性污泥性能的改善会提高滤饼层过滤性能,降低膜过滤阻力。当SRT为20 d时的滤饼层比阻最低,膜过滤总阻力最小。

好氧污泥颗粒化中胞外聚合物(EPS)的动态变化

在SBR中分别运行普通活性污泥和好氧颗粒污泥工艺,考察普通絮体污泥颗粒化过程中EPS的组分变化和分布情况.结果表明,通过减少沉淀时间可以获得质量高的颗粒污泥,污泥系统中的EPS可划分为紧密结合型、松散结合型和溶解性3种;普通污泥期、颗粒污泥初期和颗粒污泥稳定期的EPS含量均以紧密结合型EPS为主,颗粒污泥中总EPS和溶解性EPS含量均高于普通污泥,且颗粒形成初期溶解性EPS增长明显;颗粒污泥中紧密结合型EPS含量相对稳定,松散结合型EPS在不同污泥中含量很低,一个典型反应周期中蛋白质和多糖的变化趋势普遍是先降低后上升,普通污泥和颗粒污泥EPS中蛋白质含量均高于多糖,颗粒形成初期EPS中蛋白质含量有明显上升;普通絮体污泥中EPS和细菌分布均匀,颗粒污泥的表层聚集大量的细菌、内部主要成分是EPS.

复合式膜生物反应器去除城市污水中TN的研究

采用复合式膜生物反应器(HMBR)中试装置处理城市污水,考察了对TN的去除效果并探讨了脱氮机理。试验结果表明,HMBR能够显著提高脱氮效果,对TN的平均去除率为50.9%,比常规膜生物反应器(CMBR)提高了13.8%。由于生物膜对松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)的吸附作用,HMBR中的LB-EPS与CMBR的相比明显降低。LB-EPS的降低使HMBR中絮体的粒径增加了近1倍,絮体密度明显增大,提高了同步硝化反硝化的效果。另外,一定厚度的生物膜同样可以进行同步硝化反硝化。与CMBR相比,HMBR中的活性污泥絮体和生物膜在提高脱氮效果上分别贡献了8%、5.8%。

间歇梯度曝气下首段延时厌氧强化好氧颗粒污泥脱氮除磷

本研究采用SBR反应器,以实际低C/N比生活污水为进水基质,采用间歇梯度曝气(各曝气段溶解氧浓度递减)充分利用内碳源,探讨不同首段厌氧时间下好氧颗粒污泥脱氮除磷效果.结果表明,间歇梯度曝气的初始厌氧段从50 min增加至90min,使颗粒污泥内碳源的储量增加,这一延时厌氧的改进条件导致颗粒污泥脱氮除磷效果提升,当延时至70和90 min时,COD、TN和TP的去除效率分别可达84.74%、70.05%和89.7%以及86.65%、78.81%和85.5%.但随后首段厌氧时间增至110 min后,由于部分细胞解体,污泥流失较严重,使内碳源储量约降低13.6%,进而污染物去除效率下降.在首段厌氧时间从50 min延长至90 min的过程中,LB-EPS中PS含量变化较小,随后延时至110 min后PS含量增加至约7.18 mg·g^(-1),PN含量增加至约5.56 mg·g^(-1).TB-EPS中PN和PS含量均较稳定,进而表明内碳源储量对LB-EPS的影响较TB-EPS大,同时污泥沉降性能下降与LB-EPS中PS含量增加密切相关.颗粒污泥中DPAOs占比随首段厌氧时间的适当增加而升高,其中首段厌氧时间为70 min时DPAOs占比达到51.5%.