低温环境下聚磷微生物的富集驯化研究

针对低温环境下生物强化除磷工艺的启动与运行,研究了厌氧/好氧和厌氧/缺氧两种模式富集驯化好氧聚磷菌和反硝化聚磷菌的效果.研究表明,以城市污水处理厂活性污泥为接种污泥,在8~11℃的低温环境下能有效完成好氧和反硝化聚磷菌的富集驯化,厌氧/好氧和厌氧/缺氧反应器分别在第40d和第80d达到稳定状态.厌氧/好氧反应器内污泥释磷和吸磷能力强于厌氧/缺氧反应器内污泥,分别为27.7 mg P/g MLVSS,35.2mg P/g MLVSS,17.4mg P/g MLVSS,23.1mg P/g MLVSS.反硝化聚磷菌可以在好氧条件下以氧为电子受体快速吸收磷,而好氧聚磷菌在缺氧环境中以硝酸盐为电子受体立即吸收磷的能力较弱,仅为6.9mgP/gMLVSS,占好氧吸磷的19.6%.厌氧/好氧和厌氧/缺氧两个反应器富集前后聚磷菌(Accumulibacter)的丰度分别由9.3%(接种污泥)增加到79.3%(好氧聚磷菌)和61.6%(反硝化聚磷菌),同样表明了在该低温环境下两个生物强化除磷工艺均实现了Accumulibacter的有效富集.     

EBPR的快速启动及其与同步硝化反硝化耦合实现污水的脱氮除磷

为了解处理生活污水的强化生物除磷(EBPR)系统的除磷和脱氮特性,采用SBR接种普通活性污泥,通过逐步提高进水COD浓度的方式,结合短污泥龄控制,实现了EBPR系统的快速启动,并对启动后系统的脱氮除磷特性进行了研究.试验结果表明:当进水COD浓度由200 mg/L左右逐步提高至500 mg/L左右时,29 d可实现EBPR系统的启动,此后30 d内出水磷浓度稳定维持在0.5 mg/L以下,磷去除率平均达99.4%.该系统还可长期高效稳定地用于高磷污水(含磷40mg/L)的处理.成功启动后的EBPR系统内聚磷菌(PAOs)为优势菌,占全菌总数的34%±3%,但也存在硝化反硝化菌和聚糖菌.在EBPR系统稳定运行时的好氧段,PAOs吸磷的同时伴随着脱氮菌群的同步硝化反硝化(SND)作用,使得平均总无机氮(TIN)损失达7.6 mg/L,系统总氮(TN)去除率在70%左右.EBPR系统内除磷耦合同步硝化反硝化,可实现污水的脱氮除磷.     

缺/好氧条件下亚硝酸盐的存在对污泥沉降性能的影响

在3个配备自控系统的序批式反应器(SBR)中,以乙酸钠为碳源,分别在缺氧和好氧阶段向SBR-1和SBR-2投加亚硝酸盐,以SBR-3作对照,研究缺氧及好氧条件下亚硝酸盐的存在对污泥沉降性能的影响。研究结果表明:在缺氧及好氧条件下,亚硝酸盐的存在均能引发丝状菌污泥膨胀,其中在在缺氧条件下存在亚硝酸盐时易发生更严重的污泥膨胀;亚硝酸盐能刺激菌胶团菌所分泌的胞外聚合物中多糖比例增加,引起菌胶团菌贮存能力降低,使丝状菌在底物竞争中占优势,且使系统除磷效果严重恶化,导致污泥沉降性能变差;SBR-1和SBR-2发生污泥膨胀时,优势丝状菌均为Thiotrix nivea。     

不同运行模式序批式膜生物反应器中污泥特性研究

比较了不同运行模式(AO、AOA及A 2O)对序批式膜生物反应器(SBMBR)污泥特性的影响.结果表明:运行模式对污泥粒径存在明显的影响,曝气时间较长的AO MBR及厌氧末引入缺氧段的A 2O MBR,有助于形成紧密而细小的颗粒.而粒径大且结构松散的污泥耗氧速率较高;充分的好氧时间则有利于耗氧速率的提高.好氧吸磷速率受运行方式影响,且与耗氧速率呈正相关性.适宜的厌氧阶段时长有助于提高污泥厌氧释磷能力;缺氧段及其位置的设置对反硝化除磷菌的选择与富集影响较大.本试验中A 2O MBR中反硝化聚磷菌(DPAOs)比例为40.6%,分别比AO及AOA MBR中提高了0.57和0.34倍.膜反应器中膜污染主要由膜表面滤饼层导致.曝气时间只是控制膜污染的因素之一,膜污染随污泥平均粒径的减小而加重,运行方式对膜污染也起着不可忽视的作用.     

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.     

城市污水部分亚硝化的实现与稳定运行

在常温(16.4～25.5℃)限氧(溶解氧DO质量浓度为0～0.60 mg/L)条件下,以A/O除磷工艺二级出水为原水,采用中试规模(容积1.14m3)的推流式反应器进行部分亚硝化试验研究.试验结果表明:较低的DO质量浓度(＜0.60mg/L)、沿程交替好氧缺氧的运行模式及较恒定的氨氮污泥去除负荷是实现部分亚硝化的关键因素;通过调整反应器4个格室的曝气量分别为4～8,3～4,0和3～5 L/min,沿程形成好氧、好氧、缺氧、好氧的环境,DO质量浓度分别为0.40～0.60,0.25～0.45,0.05～0.10和0.40～0.60 mg/L,水力停留时间(HRT)为7～9h,污泥回流比为40％～60％,氨氧化率控制在55％左右,出水m(NO2-N)/m(NH4+-N)平均为1.11,部分亚硝化效果稳定,亚硝化率超过95％,达到后续厌氧氨氧化(ANAMMOX)生物滤池进水要求;整个运行阶段污泥沉降性能良好,污泥容积指数(SVI)为60～100 mL/g,未出现污泥膨胀现象.     

反硝化聚磷菌的SBR反应器中微生物种群与浓度变化

依据DPB原理,以SBR反应器富集反硝化聚磷菌,进行各阶段的泥水混合液中微生物浓度与种群变化的研究.研究结果表明:聚磷菌＼反硝化聚磷菌的浓度分别增加为原来的94和75倍.第2段运行后,常规聚磷菌和部分放线菌被淘汰,污泥沉降比(SV)的变化为反应器细菌变化提供了指示作用.好氧段中硝化菌、亚硝化菌浓度明显比厌氧段的高.好氧段中亚硝化菌下降为原来的0.63倍,但硝化菌的浓度增加为最初的19.3倍.反硝化菌、聚磷菌的浓度比反硝化聚磷菌多.反硝化菌的浓度先上升后下降,第2段淘汰了常规的反硝化菌.反应器中有一定量的发酵菌和产乙酸菌,但无产甲烷菌.富集后聚磷菌的种类减少且集中,反硝化聚磷菌以假单胞菌属、棒状杆菌属为主,肠杆菌科和葡萄球菌属次之.     

连续流双污泥系统反硝化除磷脱氮特性

以生活污水为处理对象 ,对基于缺氧吸磷理论开发出的连续流厌氧 /缺氧 -硝化 (A2 N)双污泥新工艺反硝化除磷脱氮的性能进行了考察 .试验结果表明 :A2 N双泥系统能使硝化菌和反硝化聚磷菌分别在各自最佳的环境中生长 ,利于系统脱氮除磷的稳定和高效 ,可控制性也得到了提高 .研究发现 ,当进水 ρ(C) / ρ(N)为 3.97时 ,ρ(总氧 ,TN) / ρ(总磷 ,TP)和化学耗氧量 (COD)去除率分别为 80 .99% ,92 .87%和 91% ;而当提高进水 ρ(C) / ρ(N)至 6 .4 9时 ,可进一步提高脱氮除磷效果 ,ρ(TN) ,ρ(TP)和COD去除率分别达到 92 .7% ,97.95 %和 95 % .可见 ,该工艺较适合进水COD/ ρ(TN) 偏低的城市污水脱氮除磷处理 .     

低碳源下序列间歇式活性污泥法中反硝化除磷菌培养及驯化研究

采集某城市污水处理厂的A/O工艺回流活性污泥作为污泥样品,利用SBR反应器,以硝酸盐为电子受体,在低碳源下,培养和驯化反硝化除磷菌。第一阶段采用厌氧/好氧/沉淀/排水的运行方式10周期,第二阶段采用厌氧/好氧/缺氧/好氧/沉淀/排水运行方式40周期。反硝化脱氮除磷性能的测试结果表明,经培养驯化得到的反硝化除磷菌处理低碳源废水,PO43--P的去除率达96%,出水浓度稳定在0.4 mg/L以下;NH4+-N去除率达78%,出水浓度稳定在3 mg/L以下;COD的去除率达86%,出水浓度稳定在20 mg/L以下;表明采用SBR反应器进行反硝化菌的培养驯化是可行的。     

DNPAOs的富集及其同步除磷脱氮的实验研究

采用强化除磷反应器,通过厌氧/好氧和厌氧/缺氧过程,分两阶段对硝化菌和反硝化聚磷菌(DNPAOS)进行选择和富集,形成了以二者为优势菌群的同步强化生物除磷脱氮体系。实验结果表明,体系同时存在硝化和反硝化吸磷过程,达到在废水处理过程中同时脱氮除磷的效果,经过58周期的厌氧/缺氧驯化富集,污水氨氮和总磷的去除率分别达到了93%和97%,DNPAOS占总PAOS的48%。     

A~2O-BAF与A~2O工艺处理较高C/N比生活污水时的污泥沉降性对比分析

考察2种工艺处理较高ρ(COD)/ρ(TN)(简写为C/N)生活污水时的污泥沉降性,系统在污水C/N比为7.1左右的情况下,稳定运行30d。实验结果表明:A2O-BAF工艺的沉降性远远好于普通A2O工艺,前者无污泥膨胀之虞,而后者比较严重,主要原因为:A2O-BAF工艺缺氧段长,好氧段短,能有效抑制丝状菌性膨胀;A2O-BAF工艺污泥含磷量是普通A2O工艺的2倍多,前者为6%左右,而后者为3%左右,前者污泥密度高;A2O-BAF工艺面临的污泥上浮问题远不如普通A2O工艺严重,絮体更实,凝聚性更强。     

活性污泥丝状膨胀的防止和克服方法

活性污泥丝状膨胀是采用活性污泥法的污水处理厂运行中经常出现的严重问题．通过大量的试验和调查证实,导致活性污泥丝状膨胀的主要因素是进入曝气池的污水水质（如含大量溶解性易降解合联有机物及硫化物等）促使丝状细菌过度生长所致,而污泥负荷率、曝气池的运行方式、溶解氧浓度和污水的碳氮比等是提供丝状菌生长的环境条件,防止和克服污泥丝状膨胀的有效方法是改变进入曝气池的污水水质．通过调整工艺采用简单、有效的方法改变水质,如：①取消初沉淀池或采用短停留时间的初沉池;②采用两级活性污泥法（例如A－B法等）;③在曝气池的前端设置部分填料,将曝气池的一部分改为生物接触氧化池;④采用序批式间歇活性污泥（SBR）法,以上措施可防止和克服活性污泥丝状膨胀．     

不同活性污泥中污泥质量浓度对沉降性的影响

为了考察污泥质量浓度对活性污泥沉降性的影响,采用100 mL量筒进行批沉降试验,分别研究了不膨胀污泥、丝状菌膨胀污泥和非丝状菌膨胀污泥在不同质量浓度下的沉降性能.结果表明,当质量浓度过低时,所有污泥都具有沉速快,泥水分界面模糊,沉后上清液浑浊的特性.当质量浓度升高时,沉速都会减慢,且泥水分界面分别因拥挤沉淀(不膨胀污泥)和交联分离(膨胀污泥)作用而变得清晰.当用污泥沉降比(SV)来表征沉降性时,不膨胀污泥对质量浓度变化敏感,而膨胀污泥则一直保持在90%以上.当用污泥容积指数(SVI)来表征沉降性时,对不膨胀污泥取沉降60 min的SVI可消除质量浓度的影响.对膨胀污泥需要设定一个特定质量浓度下的标准值,其他质量浓度下的SVI按照反比例关系换算到该质量浓度下再进行比较.     

一体化An／O工艺处理市政污水的中试研究

以污水厂初沉池出水作为研究对象,考察了常温(8~20℃)条件下,处理规模为5 m3/h的一体化厌氧/好氧生物反应器同步脱氮除磷的效果.试验中,系统脱氮始终存在同步硝化反硝化现象.通过低氧条件下亚硝酸盐的富集,系统进入稳定脱氮期.在稳定脱氮期,反应器出水亚硝酸盐平均累积率达82.52%,系统脱氮以亚硝酸盐型同步硝化反硝化的方式为主,实现了短程同步脱氮及磷和有机物的协同去除.TN,TP和COD平均去除率分别为77.4%,87.7%和90.4%.在该研究条件下,DO质量浓度的最佳控制范围是(0.25±0.10)mg/L.     

胞内聚合物在絮凝体与丝状菌污泥中的形成

研究了两种反应器 (间歇式反应器和连续流反应器 )在使用两种有机基质 (葡萄糖和乙酸钠 )的条件下 ,污泥膨胀发生及与胞内聚合物形成的关系 .得到结论 :丝状菌降解化学需氧量COD的速率和形成胞内有机聚合物的速率较慢 ,且整个过程几乎速率不变 ;胞内有机聚合物形成量比絮凝体污泥少 ;而絮凝体污泥有极为明显的初期COD快速降解与胞内有机聚合物快速形成阶段     

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%～...     

低负荷氧化沟工艺丝状菌膨胀的成因与控制

氧化沟处理城市污水或生活污水工艺运行中存在丝状菌膨胀问题。通过分析活性污泥中菌胶团细菌和丝状细菌的生理特性及动力学特征,探讨了导致低负荷氧化沟工艺中丝状菌膨胀的主要限制因子。提出低负荷氧化沟控制丝状菌过度生长的改进工艺,介绍了氯氧化剂抑活丝状菌的方法     

包埋活性污泥和反硝化污泥短程硝化反硝化脱氮

以模拟废水为对象,在传统的流化床反应器内,将活性污泥和经驯化的反硝化污泥按适当比例混合后,用聚乙烯醇(PVA)加适当添加剂将其包埋,并对短程硝化反硝化脱氮进行了研究.结果表明,在进水NH4+-N平均为53.60mg/L,COD为281.19mg/L,HRT12h,调控温度、溶解氧、pH等,出水亚硝化率和TN去除率分别可达95%和85%以上,短程硝化反硝化脱氮较理想.当进水COD含量从150mg/L增加到750mg/L,TN去除率从73.66%提高到96.79%.适合包埋颗粒短程硝化反硝化脱氮的最佳溶解氧浓度约为4.0mg/L.当pH一直维持在8.0左右,温度从30℃降到25℃过程中,短程硝化反硝化并未遭破坏.当温度维持在25℃,pH从8.0降到7.5,连续运行约5个周期后,短程硝化反硝转变为全程的硝化反硝化.     

膨胀污泥和泡沫中的丝状菌及其控制

本文对活性污泥废水处理中的丝状微生物的形态进行了观察。结果表明,在城市废水处理厂的活性污泥中,引起污泥膨胀的丝状菌主要有Microthrix Parvicella,Nostocoida Limicola,0041,Thiothrix I,0092和Nocardia SP等;泡沫中的丝状菌为M.Parvicella和NocardiaSP.进一步分析了引起污泥膨胀的丝状菌繁殖条件及控制方法。     

低温城市污水处理污泥特性试验研究

低温条件下（15～3℃）,在活性污泥法处理城市污水实验室研究过程中,对污泥浓度、污泥沉降性能、粒度、胞外聚合物（EPS）、脱氢酶活性、摄氧速率、污泥膨胀进行了研究。研究结果表明：随着温度降低,污泥沉降性能变差,引起沉降性能变差的原因是污泥浓度与胞外聚合物共同作用的结果;温度降低过程中,胞外聚合物分泌量呈增大趋势;微生物活性降低,并在15～13℃间降低变化明显;产生污泥膨胀现象的原因可能是丝状菌黏性物质分泌过多造成的。