实时控制实现短程硝化过程中种群结构的演变

为了考察实时控制下实现短程硝化过程中硝化污泥种群结构的演变,采用荧光原位杂交技术(FISH)和扫描电镜(SEM)对处理生活污水的序批式反应器内污泥进行了跟踪观测.结果表明:通过检测pH曲线上的"氨谷"特征点快速启动了短程硝化,短程硝化维持期间亚硝化积累率平均在93%左右.接种污泥形态多样,含长杆、短杆及球状菌,而随着运行的延续,污泥形态呈现了向短杆状、球状转变的态势.实时控制下反应器内亚硝酸氧化菌(NOB)逐渐被淘洗,而氨氧化菌(AOB)得到了富集.从短程硝化启动初期到短程硝化稳定运行102d,AOB的相对数量从3.5%逐渐上升到8.5%,而对应的NOB相对数量从3.1%下降至0.5%以下.利用好氧曝气时间实时控制实现短程硝化是一种面向种群优化的控制方法,有利于短程硝化系统长期稳定的运行.

低溶解氧下微膨胀污泥对污染物的去除性能

维持SBR反应器好氧段的平均DO为0.30 mg/L,采用好氧/缺氧的运行方式研究了微膨胀污泥在低溶解氧状态下去除污染物的效果。结果表明:在丝状菌污泥微膨胀状态下反应器的除污效果仍较好,出水SS含量很低,对COD、氨氮的去除率分别可达80%、90%以上,同时可以节省曝气量约25%。可见,在低溶解氧状态下采用微膨胀活性污泥处理生活污水是可行的。

低溶解氧污泥微膨胀污染物去除性能的研究

为了研究低溶解氧微膨胀状态下污染物的去除效果，采用SBR反应器，平均DO浓度为0．5—0．9mg／L，通过好氧／缺氧（O／A）的运行方式，对污染物处理效果进行研究。结果表明：低溶解氧丝状菌污泥微膨胀状态下，SVI可稳定控制在200mL／g左右，出水SS含量很低，COD去除率在80％以上，氨氮去除率90％以上，除磷效率在90％之上，出水水质良好，同时可以节约曝气量约46．7％。低溶解氧微膨胀状态下，可保证出水处理效果，污泥沉降性能影响小，同时可以节约动力费用。

低溶解氧污泥微膨胀前后污泥硝化活性的对比研究

为了研究低溶解氧微膨胀前后污泥硝化活性的变化,采用SBR反应器,平均DO浓度为0.6 mg/L^0.9 mg/L,测定污泥微膨胀前后污泥氧消耗速率曲线。结果表明:发生污泥微膨胀后,活性污泥对COD的去除能力有较大的提高,而对氨氮去除能力却有一定的下降。污泥微膨胀前后的氧消耗速率曲线显示,微膨胀前活性污泥总活性为67.72 mgO2/gVSS.h,其中硝化活性为43.12mgO2/g VSS.h,占其总活性的63.67%;而微膨胀后活性污泥总活性为90.49 mgO2/gVSS.h,其中硝化活性为23.98 mgO2/gVSS.h,占其总活性的26.51%。低DO成为微生物生长的限制性基质,污泥微膨胀的状态下,活性污泥中丝状菌成为优势菌种,而硝化细菌成为非优势菌种,污泥的总硝化活性降低。

丝状菌污泥膨胀的工艺控制策略

针对药剂法抑制丝状菌污泥膨胀成本高且停止投加后容易复发,通过调节工艺参数,考察了工艺法抑制丝状菌污泥膨胀的可行性.试验采用SBR反应器,系统地研究了有机负荷、溶解氧和进水方式等常见运行参数对丝状菌污泥膨胀的抑制效果.结果表明,增加有机负荷(>0.40 kgCOD/(kgMLSS.d))难以抑制丝状菌污泥膨胀,且好氧时间和曝气量设置不当还容易引发黏性膨胀;单独提高ρDO(4～6 mg/L)对抑制丝状菌膨胀效果并不明显,并且过度曝气还会对除磷产生负面影响;脉冲进水方式虽然可以强化贮存选择作用,但是对丝状菌膨胀抑制并无明显效果;增设前置缺(厌)氧段是抑制丝状菌污泥膨胀的有效手段.

黏性膨胀下活性污泥的脱氮除磷特点研究

为了深入研究黏性膨胀与丝状菌膨胀的异同,采用SBR反应器,系统地考察了黏性丝状菌膨胀和丝状菌膨胀状态下污泥的脱氮除磷特点。试验结果表明,在pH7.2～8.0,温度22～24℃的条件下,提高好氧阶段的溶解氧(DO)可以保证氨氮硝化过程不受黏性膨胀的影响。对于黏性膨胀来说,黏附在污泥表面的胞外聚合物(EPS)会使絮体内部形成缺氧微环境,有助于同步硝化反硝化(SND)的发生。其好氧阶段的SND率要比丝状菌膨胀高出47.80%,导致黏性膨胀污泥的硝化过程易出现亚硝酸盐的积累。黏性丝状菌膨胀比丝状菌膨胀会更加恶化污泥的沉降性能,且污泥的除磷性能也有退化趋势,其比释磷速率和比吸磷速率较丝状菌膨胀污泥分别降低了17.65%和25.00%。

A^2／O工艺的污泥膨胀及污泥特性研究

丝状菌污泥膨胀是制约活性污泥工艺发展的重大难题之一,在同步脱氮除磷系统中更容易发生。以城市污水厂中最常采用的A2/O同步脱氮除磷工艺为研究对象,系统探讨了该工艺中可能出现的丝状菌污泥膨胀及其诱因,并研究了膨胀污泥的特性。结果表明,若运行不当,A2/O工艺也可能发生丝状菌污泥膨胀;单纯提高好氧区的DO浓度可在一定程度上改善污泥的沉淀特性,而增大好氧区的有机负荷对控制污泥膨胀更为重要。沉淀性能良好的污泥粒径分布范围较广,在15μm和50μm附近也有部分分布,且大多为球菌;膨胀污泥的粒径大多在10μm以下,绝大多数为丝状菌,只有少量球菌被包埋在丝状菌内部。

交替缺氧/好氧CAST处理低ρ_(COD)/ρ_(TN)生活污水的脱氮研究

以低ρCOD/ρTN生活污水为处理对象,在连续和分段2种进水方式下分析了交替缺氧/好氧循环式活性污泥法工艺的脱氮性能及曝气需求量,并研究了分段进水方式下pH、ρDO和氧化还原电位(oxidation reduction potential,ORP)的变化规律.结果表明,连续进水方式下,系统TN平均去除率75.1%,系统因长期低负荷运行而发生污泥膨胀,污泥容积指数(sludge volume index,SVI)平均值为229 mL/g,同时,曝气量升至0.56 m3/h时,才能使NH4+-N去除率大于99%;采用分段进水方式时,系统TN平均去除率可提高至81.5%,污泥沉降性能良好,并且曝气量降至0.24 m3/h时,系统NH 4+-N去除率仍大于99%,节省了运行费用.此外,当采用分段进水时,反应区内的pH值、ρDO和ORP值曲线有较明显的变化规律,并与反应区内污染物浓度的变化有着较好的相关性.

耐盐污泥丝状菌污泥膨胀的发生、控制与利用

为研究耐盐污泥膨胀发生的原因、过程以及控制方法,利用革新MUCT工艺重点考察了10 mg.L^-1盐度长期驯化的耐盐污泥在低溶解氧条件下发生污泥膨胀的过程。通过不同方式进行控制,同时比较膨胀前后系统对有机物和氮磷的去除能力,结合污泥微膨胀节能理论提出利用污泥微膨胀提高含盐污水生物处理效率的方法。结果表明：耐盐污泥在长期低溶解氧条件下会发生膨胀;盐度降低导致污泥膨胀加剧;提高盐度可有效抑制其膨胀;当好氧2段溶解氧（DO2）维持在1.0 mg.L^-1,好氧1段溶解氧（DO1）维持在2.0 mg.L^-1时,污泥容积指数（SVI）维持在190-210 ml.g^-1之间,稳定处于微膨胀状态。微膨胀状态下系统出水浊度大大降低,可以利用低氧微膨胀状态提高含盐污水处理效率。

污泥微膨胀状态下短程硝化的实现

为了实现“低氧丝状菌活性污泥微膨胀”和短程硝化的结合,本试验采用SBR反应器,研究了在微膨胀状态下,短程硝化的启动方法和短程硝化启动过程中污泥沉降性的维持策略.分析了水质、pH、DO和温度等环境因素以及混合液流态、曝气方法和进水方式等运行条件对污泥沉降性的影响.结果表明,在pH处于7.2-8.0,温度处于20-25℃时,通过维持低溶解氧和准确控制曝气时间可以逐步在污泥微膨胀状态下实现短程硝化.系统运行160个周期后,亚硝酸盐积累率可从28%逐步上升到80%.通过改变进水体积交换率和辅助调节曝气量的方法可以有效维持活性污泥的沉降性.在污泥微膨胀状态下,VER在0.25-0.33适时调节,可控制污泥容积指数在150 mL/g附近小幅波动.在好氧阶段后期,会出现溶解态总氮浓度的小幅上升.