污泥转移SBR工艺中EPS对生物除磷的作用

采用新型强化生物除磷工艺——污泥转移SBR处理合成废水,探讨胞外聚合物(EPS)在工艺强化除磷过程中的作用。当污泥转移量为0、15%及30%时,污泥中的EPS含量分别为(108.14±9.68)mg·(g MLSS)?1、(128.17±1.45)mg·(g MLSS)?1和(123.35±22.98)mg·(g MLSS)?1;工艺的除磷率分别为82.14%±0.85%、96.35%±1.25%及98.99%±0.98%,反应末端EPS中TP含量占污泥中TP的比重分别为27.9%±2.55%、57.23%±2.33%和63.88%±2.87%。此外,污泥中EPS在该工艺的好氧吸磷过程中吸磷量分别为(2.04±0.32)mg·(g MLSS)?1、(5.90±0.38)mg·(g MLSS)?1和(6.00±0.52)mg·(g MLSS)?1,在污泥吸磷量中的贡献率均达到90%以上。研究结果表明:污泥转移SBR工艺中随着污泥转移量的增大有利于提高EPS中的磷含量,从而提升了工艺的除磷性能,EPS在该工艺的吸磷过程中起主要作用。但污泥转移对污泥中EPS含量影响不显著。

污泥转移SBR工艺污泥膨胀及恢复过程中EPS的动态变化

采用新型脱氮除磷工艺-污泥转移SBR处理生活污水,主反应器因长时间处于低污泥负荷0.09~0.15 kg·(kg·d)^(-1),引起了丝状菌污泥膨胀;通过采取提高进水负荷及静态进水等方式,提高主反应器内的污泥负荷0.21~0.39kg·(kg·d)^(-1)使其污泥膨胀得以控制及恢复。考察在此过程中,EPS的变化对活性污泥沉降性能的影响。结果表明在污泥膨胀及恢复过程中PS/PN与SVI值呈明显正相关性,R^2分别为0.886 7、0.867 3;在污泥膨胀时EPS总量与SVI值呈正相关性;在恢复过程中,EPS总量与SVI值之间线性相关性不强。影响活性污泥沉降性能的关键因素是EPS中多糖与蛋白质的相对含量。

COD浓度对污泥转移SBR工艺除污性能的影响

污泥转移SBR工艺采用污泥回流的方式,将间歇运行的SBR反应器内处于沉淀期的污泥回流至厌氧生物选择器中,使得SBR沉淀撇水界面降低,增加了系统的充水比和参与反应的活性污泥总量,进而提高了除污能力。以生活污水为原水,研究新工艺下COD浓度对除污性能的影响。结果表明:污泥回流比为30%,泥龄为10 d,C/P为74~124,C/N为6~20时,系统除污能力较强且稳定,出水P和TN浓度分别小于0.4,15 mg/L,达到一级A排放标准;结合碳源在系统中的合理分配可知,50%~70%、35.60%、18.86%的COD分别在厌氧区、缺氧区、好氧区被消耗,该新工艺实现了对碳源的优化利用,提高了系统的除污能力。

污泥转移SBR工艺吸磷影响因素分析

新型SBR工艺是由SBR反应器和生物选择器构成,显著特点是通过污泥转移实现除磷优势菌种的筛选,强化除磷效果。以生活污水为处理对象,研究了转移量、温度、pH以及DO对吸磷的影响。试验研究表明:比吸磷速率与污泥转移量关系为y=e(1.49+4.95x-7.3x2),中值误差为1.93%,系统在34%的转移量下其最大比吸磷速率可达10.27 mg/(g·h);进水温度分别为5~15℃、15~25℃、25~35℃工况培养的污泥在(24±2)℃时的比吸磷速率为11.86,10.39,9.35 mg/(g·h);pH=6.5、7、7.5、8条件下比吸磷速率分别为8.8、9.9、10.39、10.58 mg/(g·h);DO分别为1~2,2~3,3~4,4~5 mg/L时比吸磷速率分别为8.8,9.96,10.39,10.44 mg/(g·h)。确定该工艺的最佳吸磷条件为污泥转移量为34%,进水温度为5~15℃,pH=7.5~8,ρ(DO)为3~4 mg/L。

污泥转移对SBR工艺微生物群落结构及其除磷效能影响分析

采用污泥转移SBR工艺处理以生活污水为基础的合成废水。污泥转移能够强化厌氧生物选择器中聚磷菌的筛选,从而显著提升传统SBR工艺的除磷性能。对比传统SBR,应用荧光原位杂交(FISH)和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)考察了污泥转移SBR中微生物种群结构的变化及除磷特性。结果表明,污泥转移SBR中磷的去除率总体呈上升趋势,稳定在93%左右;而传统SBR中磷的平均去除率为50%。DGGE试验表明,污泥转移SBR首尾样品的相似性系数为36.8%,传统SBR的则为54.7%;污泥转移SBR的香农指数下降率为5.6%,而传统SBR的香农指数下降率为4%。微生物种群在驯化过程中发生了变化,即微生物种群的优势菌在反应器启动阶段被筛选和富集。对比传统SBR,污泥转移SBR中微生物种群的这一驯化现象表现得更为明显。FISH试验表明,污泥转移SBR的聚磷菌占全菌比例在反应器稳定后可达到46%,聚糖菌则稳定在22%;传统SBR稳定后的聚磷菌比例为35%,聚糖菌比例为30%。传统SBR和污泥转移SBR的聚磷菌比例都先沿程增加最后稳定,且聚磷菌是优势菌。污泥转移SBR的聚糖菌沿程减少,聚磷菌抑制了聚糖菌的生长。因此,污泥转移SBR工艺具有筛选大量聚磷菌且抑制聚糖菌的除磷优势。

基于污泥转移的SBR工艺污泥膨胀原因及控制

在基于污泥转移的SBR工艺中,主反应器在长期低有机负荷[0.1～0.2 kgCOD/(kgMLSS.d)]运行和长泥龄(20 d)的共同作用下产生了污泥膨胀,SVI值高达303 mL/g。通过提高主反应区污泥负荷至0.4～1.3 kgCOD/(kgMLSS.d),污泥膨胀未能得到控制,污泥沉降性能反而进一步恶化,SVI值增至330 mL/g,并且出现跑泥现象。改变进水模式为静态进水,主反应器可在短时间内产生相对较高的底物浓度梯度,污泥膨胀得以控制,污泥沉降性能逐渐恢复。