INT-ETS活性及AUR和SOUR表征污泥活性的比较

为探索快速评价重金属对污泥活性抑制情况的方法,通过投加不同体积的重金属溶液进行活性污泥培养试验,研究Cd^(2+)、Zn^(2+)和Cr6+对活性污泥降解NH4+-N和CODCr的影响,并分别采用INT-ETS(碘硝基四氮唑脱氢酶)活性、AUR(氨摄取速率)和SOUR(比耗氧速率)3个指标分析污泥活性受重金属抑制的情况.结果表明:重金属对活性污泥去除NH4+-N的抑制作用比去除有机物的抑制作用更加显著,说明硝化细菌比异养菌对重金属的毒害作用更为敏感,并且NH4+-N去除率比CODCr去除率更能反映出重金属对污泥活性的影响.通过NH4+-N去除率的抑制情况对比发现,AUR是最能有效地用于表征重金属对微生物活性毒害作用的指标.对于Cd^(2+),INT-ETS活性的EC50最小,为19.164 mg/L,灵敏度最高,是表征Cd^(2+)抑制污泥活性的最佳指标;对于Zn^(2+)和Cr6+,AUR的EC50最小,分别为40.691和27.117 mg/L,灵敏度最高,是表征Zn^(2+)和Cr^(6+)抑制污泥活性的最佳指标.由3种重金属的EC50可以判断其毒性大小为Cd^(2+)>Cr^(6+)>Zn^(6+).

磁BAF工艺深度处理养猪废水生化尾水

为实现养猪废水生化尾水资源化,取荆州市某养猪企业污水处理站A~2O工艺出水,将其混凝预处理后分别送入以磁性陶粒、普通陶粒为填料构建的曝气生物滤池,探究磁场作用下装置去除污染物的效果以及磁场对微生物比耗氧速率、硝化速率的影响。实验结果表明,在m(污泥):m(高岭土):m(磁粉)=3:1:4,预热温度为300℃,焙烧温度为1 000℃条件下制备所得的磁性陶粒的机械性能最好;在相同条件下,磁场通过提高微生物比耗氧速率、硝化速率使得曝气生物滤池启动挂膜时间更短,且稳定阶段对污染物去除效果较普通曝气生物滤池更优;当陶粒充磁为2.8 mT,HRT为8 h,DO为4~5 mg/L时,系统运行最佳,对COD、NH_(4)^(+)-N的去除率可分别达76.1%、93.8%,出水中溶解性微生物副产物与类富里酸物质几乎消失,仅存少量分子结构复杂、化学性质较稳定的腐殖酸类物质,满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中一级标准。

微塑料对序批式生物膜反应器除碳脱氮及N_(2)O释放特征的影响

微塑料是污水中常被检测到的新型污染物,然而微塑料对序批式生物膜反应器同步脱氮及N_(2)O释放特征的探究较少。本工作以实际市政废水为探究对象,建立中试规模的SBBR,考察了不同微塑料浓度(0、0.2、2.0和10.0mg/L)对SBBR长期运行除碳脱氮效率及N_(2)O释放规律的影响,并揭示了相关影响机制。结果表明,低浓度微塑料对SBBR除碳脱氮效率及N_(2)O释放规律影响不明显,但当进水微塑料浓度超过2.0 mg/L,碳脱氮效率呈现下降趋势,N_(2)O产率增加。当微塑料浓度为10.0 mg/L时,稳定时期出水COD维持在35.3~37.9 mg/L,COD和NH_(4)^(+)-N去除效率分别下降至82.4%~83.5%和80.2%~82.3%,低于工况I,此外,N_(2)O产率高达10.2%~10.8%。内聚物分析表明高浓度微塑料降低了PHA和糖原质的净合成,进而导致内碳源消耗脱氮动力不足。比耗氧速率(SOUR)分析表明高浓度微塑料降低了全部微生物代谢活性。

铀对好氧颗粒污泥处理核工业废水的影响及机制探究

为明确核工业废水内典型金属铀对好氧颗粒污泥(AGS)运行效能及微生物群落特征的影响,构建了实验室规模的AGS反应器,在中温条件下采用控制进水铀浓度的方法探究了铀含量对AGS处理核工业废水运行效能的影响。结果表明,铀对AGS的影响与其含量密切相关,低于0.05mg/L对AGS运行效能影响不明显,而超过0.1mg/L铀显著降低了AGS对污染物和营养盐的去除,并影响了微生物代谢活性及群落结构。当铀浓度为1.0mg/L时,COD升高至50.5~57.3mg/L,去除效率下降至77.6%~79.2%。此外,高浓度铀降低了AGS对营养盐的去除。超过0.1mg/L铀降低了AGS内污泥浓度,提高了胞外聚合物(EPS)含量。高含量铀降低了微生物的代谢活性,降低比耗氧速率(SOUR)和脱氢酶活性。微生物学分析揭示高含量铀降低了AGS内门水平上Proteobacteria、Bacteroidota,属水平上Nitrosomonas和unclassified_Comamonadaceae的相对丰度。本研究为AGS处理含铀核工业废水提供了一定的借鉴。

微污染原水生物预处理工艺中生物膜的形态和活性

研究发现微污染原水生物流化床预处理工艺中生物膜均匀覆盖于载体颗粒表面,厚度约为60～80μm,远小于污水生物处理工艺中的生物膜厚度;膜内微生物保持一定活性和对污染物的去除效率;以SOUR法测定的该条件下的生物膜活性远小于接种污泥的活性。

三段式硝化型生物接触氧化反应器的启动及特性

采用实际生活污水,研究了三段式串联的硝化型生物接触氧化反应器的挂膜启动及各段的硝化特性.试验结果表明:利用中间沉淀池出水作为生物接触氧化反应器的进水进行自然挂膜,在无需投加接种污泥的情况下,20d挂膜成熟,NH4+-N的去除率达到98%以上.反应器中随着沿程推流,三段的生物量和生物膜厚度逐渐降低,最大的生物量和生物膜厚度分别为1271.25mg/L和119.45μm.分析各段的硝化特性,发现三段在低温15℃条件下仍具有较高的比硝化速率,并且在同一温度下(15,23,32℃),第2、3段的比硝化速率均大于第1段.针对上述现象,根据比耗氧速率SOUR粗略估计了AOB和NOB在各段中的相对比例.3段AOB的百分比分别为(25.64+4.89)%,(34.59+5.02)%,(42.50+1.57)%,而NOB的百分比为(23.52+3.35)%,(39.65+4.26)%,(40.69+2.19)%.此外,系统运行125d的FISH结果表明,3段的微生物菌群分布确实存在差异.与第1段相比,后2段的AOB和NOB更容易成为优势菌.

好氧时间与缺氧时间变化对O/A-SBR处理海水养殖废水性能影响

考察了好氧时间与缺氧时间的变化对好氧/缺氧-序批式反应器(O/A-SBR)处理海水养殖废水性能的影响。结果表明,好氧时间/缺氧时间变化对COD去除效果影响不大,但对O/A-SBR的脱氮性能有着明显的影响。当好氧时间/缺氧时间从2h/8h逐渐地变为0.5h/9.5h时,污泥比好氧速率(SOUR)从36.49mg O2/(g MLSS·h)逐渐降低到31.93mg O2/(g MLSS·h),溶解氧的高低直接地影响着活性污泥SOUR的大小。活性污泥的比氨氧化速率(SAOR)和比硝酸盐氧化速率(SNOR)在好氧时间长的情况下相对较高,但好氧条件却抑制了活性污泥的反硝化速率(SNRR)。好氧时间与缺氧时间变化使O/A-SBR中微生物群落结构发生变化,一些微生物不能够适应环境变化的微生物可能减弱或被淘汰。

SBR工艺活性污泥比耗氧速率与控制参数的关系

活性污泥的比耗氧速率(SOUR)是表征污泥生物活性的重要参数之一,从微生物呼吸速率角度反映了活性污泥生理状态和基质代谢状况。通过监测SBR工艺活性污泥的SOUR,考察了SBR工艺中活性污泥SOUR的变化规律,研究了活性污泥的SOUR与各项控制参数之间的相关关系。试验结果表明,活性污泥的SOUR可以有效地表征SBR工艺的生化反应进程,并与DO、氧化还原电位(ORP)和pH之间存在良好的相关关系。

制药废水中磷霉素和α-苯乙胺的生物降解及相互作用

以比耗氧速率SOUR、呼吸抑制率和发光细菌光损失为衡量指标,研究了在磷霉素、α-苯乙胺及其混合物作用下,活性污泥和发光细菌的可生化性和急性毒性的变化.结果表明,α-苯乙胺的急性毒性和对活性污泥的呼吸抑制率均大于磷霉素.α-苯乙胺与磷霉素混合液的可生化性和急性毒性两者在混合物中的比例有关,当α-苯乙胺所占比例低于25%时,混合液的可生化性基本不受两者比例的影响;但当α-苯乙胺所占比例高于25%时,混合液的可生化性随着α-苯乙胺所占比例的增加而降低.当混合液中α-苯乙胺所占比例为25%时,其急性毒性最低.

活性污泥系统比耗氧速率在线检测与变化规律

为了研究活性污泥微生物代谢活性和基质降解效率,建立了一种在线测量SBR工艺比耗氧速率(SOUR)的方法,并考察了活性污泥系统SOUR在有机物降解与氨氧化过程中的变化规律。结果表明:无论在恒定DO还是在恒定曝气量条件下,SOUR曲线上均先后出现了溶解性COD降解、氨氮氧化和内源呼吸3个阶段。由于异养菌竞争溶解氧相对于硝化细菌占据优势,导致先去除COD后氨氧化。当恒定DO为1.0mg·mL-1时,异养菌降解COD的SOUR为0.36mgO2.(gMLSS)-1.h-1;氨氧化过程中,硝化细菌的SOUR为0.18mgO2.(gMLSS)-1.h-1,当氨氧化结束时,SOUR骤降,该现象表明氨氮到NO2-阶段的氧化结束,此时系统应停止曝气,防止NO2-进一步氧化为NO3-,因此通过SOUR的指示作用可以实现短程硝化启动与维持。

Fe_2(SO_4)_3对活性污泥微生物活性的影响

为了解Fe2(SO4)3作为絮凝剂对活性污泥中微生物活性的影响,向活性污泥系统中投加质量浓度为20、40、60、80,100 mg.L-1的Fe2(SO4)3,反应4 h后测定活性污泥的脱氢酶活性、比耗氧速率(RSOU)、胞外聚合物(EPS)及各组分含量,同时测定系统出水的COD等各项指标.结果表明:Fe2(SO4)3质量浓度在20～60 mg.L-1时对活性污泥的脱氢酶活性、RSOU、EPS及各组分含量影响均不大,此时污水中COD、TP、UV254等污染物随Fe2(SO4)3质量浓度增加而有较大幅度去除.Fe2(SO4)3质量浓度为80 mg.L-1时,污泥的脱氢酶活性、RSOU、总EPS含量均明显下降.当Fe2(SO4)3质量浓度增加到100 mg.L-1时,污泥的脱氢酶活性、RSOU进一步受到抑制,而总EPS含量则大幅度提升.此时污水中COD、TP、UV254等污染物去除率增加幅度变缓,SCOD及NH3-N去除作用有所下降.

好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水的研究

在不同接种源污泥颗粒化过程中污泥理化性状对比研究的基础上,采用成熟好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水,对其脱氮行为以及不同C/N条件下好氧颗粒污泥微生物的比耗氧速率、好氧颗粒污泥对氨氮的比降解速率随时间的变化等进行了研究。实验结果表明,在进水氨氮质量浓度较高(480mg/L)、温度30℃左右的条件下,稳定运行15d,氨氮的去除率维持在85%左右;进水氨氮的浓度越高,随着微生物对环境的逐渐适应,硝化菌的活性也逐步增加;随着进水氨氮浓度的提高,好氧颗粒污泥对氨氮的比降解速率也逐渐上升。

两段式曝气工艺的短程硝化反硝化特性

在常温（20～23℃）条件下,采用SBR反应器处理生活污水,通过两段式曝气的方法,控制氨氧化细菌（AOB）的比增长速率高于亚硝酸盐氧化细菌（NOB）,经过80个周期的运行实现了短程硝化的快速启动并稳定运行。当COD降解过程结束后,比耗氧速率（SOUR）可以直观反映AOB比增长速率的变化规律。短程硝化实现前后的扫描电镜（SEM）图片表明,在短程硝化实现过程中,污泥中的杆状菌逐渐减少,球状和椭球状细菌逐渐增加。对克隆文库的结果进行分析,发现污泥中的细菌分属8个不同的细菌类群,种类比较丰富,其中优势菌群为β-变形菌和拟杆菌门。

负荷及盐度对好氧颗粒污泥EPS的影响

研究了序批式反应器(SBR)内好氧颗粒污泥在不同有机负荷(1.6 kg COD/(m3.d)和8 kg COD/(m3.d))和不同含盐(2.5%和5.0%)条件下胞外聚合物(EPS)的变化情况,并对EPS、比耗氧速率(SOUR)和孔隙率之间的关系作了进一步探讨。结果表明:在SBR反应器中,负荷较含盐量对好氧颗粒污泥EPS变化的影响要显著,且EPS糖成分和SOUR之间、EPS蛋白成分和孔隙率之间均呈负相关。另外,高负荷条件下的系统稳定性要优于低负荷。

好氧硝化颗粒污泥搁置后活性恢复研究

利用气提式内循环间歇反应器（SBAR）考察好氧硝化颗粒污泥搁置2个月后重新投入运行,其物理性状和微生物活性的恢复情况.结果表明,搁置后颗粒由棕黄色转为灰黑色,粒径及沉降速率无明显变化.颗粒重新投入反应器,2周后颜色基本恢复;污泥浓度、颗粒粒径以及沉降速率迅速增加;颗粒中异养菌活性在1 d内即可恢复至原水平的86%,COD去除活性5 d后完全恢复,去除率稳定在80%以上.活性恢复阶段采用较高的曝气量和较长的循环时间有利于硝化菌的活性恢复,第41 d曝气量由0.05 m^3.h^-1提高到0.10 m^3.h^-1后,亚硝酸菌和硝酸菌活性分别由原水平的88%和82%提高到122%和92%,氨氮去除率由之前的80%-90%迅速提高到96%以上;第65 d循环时间由4 h延长至6 h使硝酸菌的活性得到了完全恢复.

游离氨抑制Nitrobacter活性动力学试验

为探究游离氨(FA)对亚硝酸盐氧化细菌中硝化杆菌属(Nitrobacter)活性抑制动力学影响,本试验采用序批式活性污泥(SBR)反应器,在通过改变系统进水FNA浓度达到富集Nitrobacter基础上,以富含Nitrobacter污泥为对象(宏基因组物种注释和丰度分析显示Nitrobacter占细菌总数40.3%),基于批次试验,考察不同FA浓度梯度下亚硝酸盐氧化过程Nitrobacter比耗氧速率(SOUR)变化规律,进而采用非基质抑制动力学模型对试验数据进行拟合。结果表明,当FA>7.3 mg·L^(-1)时,SOUR随着FA浓度的升高而降低。尤其当FA浓度高于22.2 mg·L^(-1)时,SOUR降为0gN·(g VSS·d)^(-1),最大比耗氧速率为0.62 g N·(g VSS·d)^(-1)。此外,基于Nitrobacter活性抑制程度判断,FA抑制Nitrobacter活性抑制类型符合非竞争性可逆抑制动力学。

好氧颗粒污泥处理啤酒废水的研究

以葡萄糖模拟废水培养出的好氧颗粒污泥为接种体,通过啤酒废水驯化,考察该污泥处理啤酒废水的可行性。实验结果表明,葡萄糖好氧颗粒污泥经驯化后能够迅速适应这种以糖类有机污染物为主的啤酒废水,驯化前后的污泥形态、生物活性差别不明显,相应的比耗氧速率分别为41.90和39.54g[O2]/(kg[MLSS].h)。驯化后的MLSS的质量浓度为8.23g/L左右,反应器的有机负荷稳定在4.3g[COD]/(L.d),而出水COD的质量浓度保持在45mg/L以下。因此,采用好氧颗粒污泥处理易生化的中低浓度工业废水有良好的应用前景。

好氧颗粒污泥处理含盐有机废水

针对普通生物处理法处理含盐有机废水效率低的现状,探索了好氧颗粒污泥法处理含盐有机废水的颗粒污泥形成特性。研究发现,高含盐量有助于提高颗粒的沉降性能和密实性,但含盐量越高,出水中NH3-N和SS也较高;通过驯化,好氧颗粒污泥中的微生物在含盐量为2.5%时仍能保持较高的生物活性,并维持较长时期的稳定性,但当含盐量增加到5%时开始有丝状菌出现并逐渐成为优势菌群。

投加气化渣对DMBR处理印染废水效果及污泥性能的影响

通过平行对比实验考察投加气化渣对DMBR(动态膜生物反应器)处理印染废水效果及污泥性能的影响。结果表明,投加气化渣后,污染物(COD、NH3-N、TN、TP、色度)的平均去除率分别增加了6.12%,9.21%,8.14%,2.89%,6.0%,且活性污泥比耗氧速率(SOUR)增大,提高了动态膜生物反应器的处理效能;投加气化渣可降低混合液中EPS含量,增大污泥粒径,减小污泥容积指数(SVI),有效地改善了污泥性能。

基于摄氧率的分批发酵过程阶段辨识

针对发酵阶段难以在线辨识的问题,提出了一种基于摄氧率的需氧型发酵过程阶段辨识方法.利用在线可测的摄氧率对处于特定发酵阶段的比生长率进行预估,再利用比生长率的预估值进行发酵阶段的在线辨识.由于摄氧率极易在线获得,所以这种辨识方法非常容易实现.针对诺西肽发酵过程,利用所提出的方法进行发酵阶段的在线辨识,阶段辨识结果与过程知识相一致.这不仅可以增进对当前生产状况的了解,而且可以指导适时地实施各种控制策略,从而提高产品的质量.