活性污泥对聚-β-羟基丁酸酯(PHB)积累能力的影响

为了实现活性污泥资源化,用序批式反应器,分析了典型周期内,聚-β-羟基丁酸酯(PHB)含量与化学需氧量(COD)和总磷(TP)浓度的相关性。用聚合酶链式反应与变性梯度凝胶电泳方法对系统中的活性污泥种群结构进行鉴定,并在好氧曝气条件下,通过投加高浓度碳源,比较了不同PHB含量的活性污泥再次积累PHB的能力。结果表明:COD去除、PHB积累、TP浓度变化符合序批式反应器系统积累PHB的典型模型;转化为PHB的COD量比降解的COD量多出含碳量1.32mmol/L,存在固定CO2的现象;光合细菌红杆菌属是该系统中的优势种群;PHB含量较低、较高的微生物将COD转化为PHB的效率分别为46.54%、29.04%。     

缺氧条件下活性污泥中PHB的生物合成

在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中驯化活性污泥,富集聚β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)积累菌,并研究驯化后活性污泥的PHB合成能力.污泥驯化采用好氧动态供料法,为期3个月.PHB合成实验在缺氧条件下进行(通气量为80.L/h,溶解氧为0.mg/L),温度为20.℃,活性污泥初始质量浓度为1.200.mg/L,乙酸钠质量浓度为931.5.mg/L(以C计).结果表明,驯化后活性污泥中PHB积累菌占优势,具有PHB合成的能力.投加乙酸钠931.5.mg/L(C),在缺氧条件下,活性污泥中PHB含量于feast(底物丰富)阶段末达最高值45.4%.feast阶段内乙酸钠消耗94%,其中53.4%的乙酸钠被转化为PHB,2.7%乙酸钠用于合成污泥活性生物量,供污泥生长.因此,好氧动态供料法驯化后的活性污泥具有较强的PHB合成能力,生长缓慢.     

溶解氧对短程同步硝化/反硝化耦合除磷工艺的影响

采用人工模拟的高氨氮城市污水,对厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)序批式活性污泥法反应器内短程同步硝化/反硝化耦合除磷过程的实现及稳定性进行研究.对一个典型周期内水质变化情况进行测定和分析,系统对化学需氧量(COD)、氨氮(NH⁺₄-N)、总氮(TN)、总磷(TP)去除率分别为94.8%,97.6%,89.4%,93.1%.调节曝气量以改变溶解氧质量浓度,结果表明:随着溶解氧质量浓度升高,亚硝化率由97%下降至20%;溶解氧质量浓度过低,会抑制好氧阶段的吸磷过程;溶解氧质量浓度过高,会影响好氧、缺氧阶段磷的有效吸收.     

序批式移动床生物膜反应器脱氮除磷特性及机理

为研究生物膜系统脱氮除磷的相关特性及机理,采用序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)处理模拟生活污水。分析代表性周期内各种形态氮、磷等营养元素的变化特点,并与对照组序批式活性污泥反应器(SBR)进行比较。利用显微技术及分子生物学技术对相关特性进行分析。结果表明:SBMBBR在单位质量污泥的化学需用量(COD)负荷为0.8g/(g.d)的条件下对总氮(TN)、总磷(TP)的去除效率分别为91.4%、90.0%,均高于同等条件下的SBR系统。在好氧阶段,生物膜系统内有76.0%的TN损失,表明发生了明显的好氧反硝化过程。利用荧光原位杂交技术(FISH)以及对生物膜微观结构电镜观察的结果表明:微生物的群落结构是SBMBBR脱氮除磷的重要生物学条件,而生物膜内部非均质结构提供了不同氧浓度环境,既为不同习性功能菌的富集提供了良好条件又成为好氧条件下的反硝化过程的关键因素。     

水力停留对复合生物膜-活性污泥工艺的影响

研究了水力停留时间(HRT)对复合式生物膜-活性污泥工艺处理城市污水效能和反应器中微生物性质的影响.研究结果表明,HRT对系统COD的去除效果影响不大,对氮源污染的影响较大.随着HRT的减少,系统中的污泥质量浓度呈现不断增加的趋势,系统的COD容积去除负荷显著增强.对微生物呼吸速率(OUR)的分析表明,维持较长的HRT能够使反应器内微生物具有更强的活性.因此,建议复合式生物膜-活性污泥工艺合理的HRT的范围为6~8 h.     

序批式膜生物反应器脱氮除磷性能研究

采用平行试验的方式对比序批式膜生物反应器与传统膜生物反应器在不同进水碳氮比条件下对污染物质的去除效果.试验结果表明,序批式膜生物反应器强化了传统膜生物反应器的脱氮除磷性能.进水碳氮比在(7.8～32.2)∶1范围内,序批式膜生物反应器TP平均去除率为93.9%,TN平均去除率由传统膜生物反应器的31.8%提高至87.4%,且保持稳定,无需外加碳源.序批式膜生物反应器混合液EPS含量高于传统膜生物反应器.     

SBR反应器中好氧颗粒污泥形成过程中对氮磷的降解特性

以葡萄糖为主要碳源,采用城市污水处理厂曝气池絮状活性污泥为接种污泥,在自制的序批式反应器(sequence batch reactor,SBR)中持续培养45 d,通过提高SBR反应器中水力剪切力、增加污泥沉降速度和提高活性污泥的有机负荷等手段不断改变SBR反应器的运行条件,发现当化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)负荷为3.97 kg/(m3·d),SBR反应器中表面上升气体流速为0.021 8 m/s时,培养出的好氧颗粒污泥直径可达2～5 mm,污泥浓度值和污泥容积指数(sludge volume index,SVI)分别为4 200 mg/L和50 mL/g,SBR反应器中培养出的好氧颗粒污泥对COD,总氮(total nitrogen,TN),总磷(total phosphorus,TP)的去除率分别可达到93％,82％和82％.本实验通过对污泥颗粒化转化过程的研究表明:从絮状活性污泥向颗粒污泥转化是一种逐步形成的过程,整个45 d的培养过程可划分为4个不同阶段,即接种活性污泥微生物相互黏附阶段、细菌聚集体的稳定阶段、细菌集合体的成熟阶段和好氧颗粒污泥最终形成4个阶段.     

温度和溶解氧对短程同步硝化反硝化脱氮效果的影响

利用序批式活性污泥反应器(SBR)研究了不同温度、溶解氧(DO)条件下的短程同步硝化反硝化(SND)过程特征及处理效果.本试验最佳温度控制范围在15～25℃,当DO在0.5～1.0 mg·L-1时,氨氮(NH4+-N)去除率均在95%～98%,总氮(TN)去除率为85%～87%,化学需氧量(COD)的去除率达到90%～...     

序批式颗粒污泥系统同步脱氮除磷影响因素分析

采用批式实验,以人工配水培养的好氧颗粒污泥为接种污泥,考察了DO浓度、碳氮比、污泥龄对序批式颗粒污泥系统同步脱氮除磷效果的影响。结果表明,DO通过渗透作用造成颗粒内部缺氧区大小变化进而从整体上表现出对系统同步脱氮除磷性能的影响,较低的DO浓度更有利于系统的稳定运行,当DO浓度控制在1mg/L左右时,颗粒污泥系统对COD、氨氮、总氮及磷酸盐的去除率均在90%以上;进水碳氮比减小,导致厌氧段胞内储存物质(PHB)的合成不足,造成好氧聚磷和反硝化聚磷对PHB的竞争,系统同步脱氮除磷性能下降;而序批式颗粒污泥系统泥龄的控制应从平衡排泥除磷以及保持足够颗粒污泥数量维持系统正常运行综合考虑进行操作。     

常温下厌氧氨氧化组合工艺处理低C与N质量浓度比的城市污水的脱氮除磷性能

在常温条件下,利用序批式反应器和序批式生物膜反应器的组合工艺(SBR+SBBR)处理低C与N质量浓度比(ρ(C)/ρ(N))城市污水。原水先进入SBR反应器,通过厌氧-好氧交替运行实现高效除磷,其出水进入SBBR反应器进行强化脱氮处理。SBBR反应器通过接种短程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜,控制适宜溶解氧(DO)质量浓度,实现全程自养脱氮。系统稳定运行期间,原水COD质量浓度为206 mg/L,总氮质量浓度为51.52 mg/L,磷酸盐质量浓度为4.09 mg/L,出水的总氮和磷酸盐质量浓度分别为10.7 mg/L和0.17 mg/L。研究结果表明:利用该组合工艺处理低碳氮比(ρ(C)/ρ(N)=4)城市污水,不外加碳源条件下,出水氮磷均可到达一级A标准。系统稳定运行的关键在于维持SBBR反应器合理的DO质量浓度(0.2~0.5 mg/L),持续抑制亚硝酸盐氧化细菌的增殖,避免硝酸盐的积累。     

SBR法处理模拟淀粉废水的工艺研究

采用序批式活性污泥法(SBR)处理模拟淀粉废水,研究曝气时间、进水COD质量浓度对处理效果的影响.实验结果表明,进水COD为1 500～2 200 mg/L,温度为25℃,连续曝气时间为2.5 h,污泥质量浓度为2 000～3 500 mg/L,对模拟淀粉废水中的COD、NH4+-N有较好的降解能力,去除率均达85%以...     

SBR的新进展

主要介绍了序批式活性污泥法(SBR)的几种较为成熟的衍生工艺,如间歇式循环延时曝气活性污泥法ICEAS、DAT-IAT工艺、连续进水周期循环曝气活性污泥法(CASS)、间歇进水周期循环式活性污泥法(CAST)、改良型序批反应器(MSBR)、交替生物池(UNITANK)等。     

序批式活性污泥法系统反硝化过程中COD与TN关系

序批式活性污泥法(SBR)系统行运行模式不同,脱氮除磷效果会发生变化。SBR系统氨氮硝化过程在好氧阶段进行,脱氮过程主要在缺氧阶段进行。除少数细菌能进行自养反硝化,大部分反硝化细菌进行反硝化都是进行异养反硝化。经研究发现SBR运行过程中TN浓度和COD浓度具有相关性,COD和TN浓度之间存在三阶函数关系Y_(NO3-N)=-3.13×10~(-8)X~3_(COD)+3.767×10~(-5)X2_(COD)-0.027 X_(COD)+21.828,实验反硝化速率为1.2 mg/L。     

NO2-N途径的短程硝化反硝化除磷试验研究

在序批式活性污泥反应器(SBR)中,以模拟城市污水为处理对象,研究了短程硝化和以NO2--N为电子受体的反硝化除磷过程特征及处理效果.试验表明,在SBR反应器中以NO2--N作为电子受体进行反硝化除磷是完全可行的.在温度为20～25℃,曝气量为30～40 L.h-1,pH值为7.0～7.5,MLSS为3 000 mg.L-1左右的条件下,COD、NH4+-N、TN及TP的平均去除率分别达到92%、96%、89%和90%.     

基于Elman神经网络的城市污水处理水质参数软测量

在介绍序批式活性污泥法(SBR)的城市生活污水处理工艺的基础上,针对反应过程所具有的多变量、非线性和动态复杂反应的特点,利用水质参数与多个过程可测参数间的关联关系,提出了基于Elman递归人工神经网络的水质参数软测量模型.以ORP,DO浓度和pH值作为输入参数,可实现对COD,NH3,TP水质参数的软测量.基于污水处理实验数据建立软测量模型,结果表明,上述软测量模型对污水处理水质指标COD,NH3,TP具有理想的预测效果.     

高产聚-3-羟基丁酸重组大肠杆菌的筛选

将能以葡萄糖为唯一碳源积累P(3HB)的工程菌进行优化筛选,获得6个较高产的菌株,PHB含量最高为69.1%.经丙酸驯化,虽然没有PHBV的积累,但PHB的量均有增加,最高可达71.13%.另外,抗生素对菌体生长及PHB积累有重要影响.     

皂脚酸化废水的批式厌氧消化处理效果及最佳进料负荷研究

通过批式实验对皂脚酸化废水的厌氧消化处理效果和最佳进料负荷进行了研究。结果表明:皂脚酸化废水的厌氧产甲烷潜力为457 m L/g;当反应周期为20 d时,进料负荷(OLR)分别为5、7.5、10、12.5 g/L(以COD计)的4组皂脚酸化废水批式厌氧消化产气系统,其单位COD累积甲烷产量分别为457、423、433、333 m L/g,产气中的甲烷含量最高分别为74%、72%、73%、72%,化学需氧量(COD)的去除率分别为73.1%、72.2%、71.8%、67.4%,总磷(TP)的去除率分别为76%、65%、59%和56%。通过本研究得出:厌氧消化对皂脚酸化废水中的COD、TP等污染指标有较好的去除作用,且可以实现生物能源的回收利用;在高负荷12.5 g/L下厌氧消化效果出现减退,故建议放大化进料负荷r≤10 g/L。     

氮缺乏对活性污泥系统的影响

为了考察氮缺乏对活性污泥系统的影响,采用5个序批式间歇反应器(SBR),按照缺氧/好氧的方式平行运行,通过调节不同的进水COD∶N比,考察了氮缺乏状态下活性污泥污泥系统的污泥沉降性,脱氮除磷性能,以及出水水质等方面的表现.结果表明在氮缺乏时,活性污泥仍具有较好的沉降性能,并且没有发生污泥膨胀现象.当进水COD∶N比为100∶2时,活性污泥系统仍具有一定的脱氮除磷能力,比释磷量约为14 mg-PO43-—P/g-MLSS,硝化速率约为1.26 mg-O2/g-VSS h-1.当进水COD∶N比高于100/0.75时,活性污泥系统的脱氮除磷性能严重恶化,活性污泥质量浓度在逐渐的下降,MLSS由约2 200 mg/L下降至1 800 mg/L以下,微生物通过自食的方式缓解氮元素的缺乏.     

SBR法间歇式活性污泥系统处理有机废水的实验研究

采用实验室规模的序批式活性污泥曝气反应器(SBR)工艺处理有机废水.通过实验分析了不同曝气量、曝气时间、进水浓度、沉淀时间、闲置时间与SBR法处理效果之间的关系,确定了SBR法处理中低浓度的有机废水的最佳运行参数.实验结果表明,在SBR的曝气时间为4h、沉淀时间为1h、闲置1h的条件下,该工艺对COD、NH3 -N等均有很好的去除效果,经处理的有机废水COD、氨氮最高去除率分为89.74％、82.13％.     

微电解-SBR处理皮革废水及其生物降解动力学

采用微电解与序批式活性污泥法(SBR)结合的工艺,处理皮革废水,考察连续运行的处理效果,并研究其生物降解动力学.结果表明,皮革废水经微电解预处理后,化学需氧量(COD)降低40%~60%;而经SBR处理后,最终出水的主要水质参数均达到污水排放二级标准.对SBR池中生物降解动力学分析表明,曝气阶段基质降解服从一级反应动力学.高COD质量浓度进水的一级反应动力学常数为0.28 h-1,可降解COD的质量浓度为1.218 g.L-1,COD可生化率为86.6%;而低COD质量浓度进水的一级反应动力学常数为0.32 h-1,可降解COD的质量浓度为0.493 g.L-1,COD可生化率为82.0%.