表面活性剂调理下污泥中胞外聚合物分布与束缚水含量的关系

通过考察污泥调理过程中滤饼含水率、束缚水含量变化、EPS各层组分分布、傅里叶红外光谱等指标,研究表面活性剂作用下,胞外聚合物分布与束缚水含量的变化关系。研究结果表明:十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致污泥中紧密结合的胞外聚合物(TB-EPS)含量降低,松散结合的胞外聚合物(LB-EPS)、黏液层胞外聚合物(S-EPS)含量升高,有效降低束缚水的含量,提高了污泥脱水效果。表面活性剂投加量为75 mg·g-1时,污泥中束缚水含量降至1.58 g·g-1,污泥滤饼含水率降至65.78%。在表面活性剂作用下,部分EPS水解生成小分子有机物,S-EPS中有机官能团的总量和种类都有明显增多。TB-EPS占污泥中EPS总量的大部分,其中,蛋白质、多糖与束缚水存在显著的正相关性,是影响污泥束缚水含量的主要因素。     

电解活化过一硫酸盐改善污泥过滤及破解效能

以铁棒(零价铁)为阴阳电极,通过电解活化过一硫酸盐(PMS)用于改善污泥的过滤及破解效能.结果表明:在电解活化PMS处理污泥过程中,当电流为0.2 A,1 g干污泥(DS)投加130 mg PMS时,显著降低污泥的毛细吸吮时间,降幅达到43.8%,同时破坏胞外聚合物质(EPS)和污泥细胞;污泥中的紧密束缚型胞外聚合物质(TB-EPS)转化为溶解型胞外聚合物质(S-EPS),导致TB-EPS中1 g挥发性悬浮固体产生的总有机碳从14.09 mg降到8.08 mg,S-EPS中1 g挥发性悬浮固体产生的总有机碳从1.74 mg升高到6.50 mg;S-EPS和TB-EPS中蛋白质和多糖含量变化趋势与总有机碳类似;三维荧光激发-发射矩阵光谱图显示TB-EPS中蛋白质类物质变化明显.     

电化学氧化改善剩余污泥脱水性能的研究

随着污水接管处理率的不断提高,污水处理厂中产生的剩余污泥量也持续增加.剩余污泥由于含水量高且脱水困难,其处理处置问题已成为目前污水处理中的一个重点和难点.近年来,电化学氧化预处理剩余污泥的方法由于具有反应条件简单、操作容易及反应高效低耗等特点受到关注.以RuO_2/Ti为阳极,通过单因素试验得到电化学氧化处理污泥的最佳条件:电流密度40 mA·cm~(-2),极板间距为2 cm,起始pH为3,电解处理40 min.从污泥胞外聚合物(extracellular polymer substance,EPS)的含量与分布特征、污泥表面电荷量以及粒径分布变化情况分析得出,污泥经阳极氧化作用后,紧密结合层(TB-EPS,tightly bound-layer-EPS)中有机物通过污泥破解被释放到溶液层(S-EPS,soluble-layer-EPS)和松散层(LB-EPS,loosely bound-layer-EPS)中.污泥中被EPS束缚的水分得到有效地释放,改善了污泥的脱水性能.     

Fe~(2+)激活过一硫酸盐调理剩余污泥的研究

以浓缩池污泥为研究对象,采用Fe~(2+)激活过一硫酸盐(HSO_5~-,PMS)氧化法调理剩余污泥。研究了Fe~(2+)与PMS的摩尔比,PMS投加量,初始pH值,Fe~(2+)的投加方式以及温度对污泥脱水性能的影响。研究结果表明:对污泥比阻(SRF)降低率影响顺序由大到小依次为:PMS投加量,pH值,n(Fe~(2+))/n(HSO_5~-)摩尔比;污泥脱水性能的最佳条件:温度25℃,Fe~(2+)与HSO_5~-的摩尔比为1∶1,PMS投加量为1.2mmol/g TS,pH不调节,Fe~(2+)一次投加,在此条件下污泥比阻降低率达到90.98%.对Fe~(2+)激活过一硫酸盐氧化法调理前后污泥的胞外聚合物(EPS)采用三维荧光光谱图进行分析,结果表明:污泥脱水性能的提高与LB-EPS(松散型)和TB-EPS(紧密型)相关,部分LB-EPS和TB-EPS被Fe~(2+)激活PMS氧化降解,释放出大量的结合水,从而提高了污泥的脱水性能。     

微波耦合Fe~0/H_2O_2对剩余污泥脱水性能的影响

以污泥比阻(SRF)、泥饼含水率和毛细吸水时间(CST)作为参考指标,系统探讨了微波耦合Fe~0/H_2O_2(MW-Fe~0/H_2O_2)类芬顿反应中初始pH值、微波功率、反应时间、H_2O_2投加量与Fe~0投加量等因素对剩余污泥脱水性能的影响,并通过类比实验阐述了MW-Fe~0/H_2O_2改善污泥脱水性能的作用机理。结果表明:当初始pH值为3、微波功率为400 W、反应时间为150 s、H_2O_2投加量为90 mg/g、Fe~0投加量为60 mg/g时,污泥的脱水性能达到最佳,此时,SRF、泥饼含水率和CST分别降低了90.5%,15.5%和63.3%。污泥胞外聚合物(EPS)组分分析结果表明,紧密型胞外聚合物(TB-EPS)中蛋白质和糖类的减少与污泥脱水性能提高正相关。三维荧光光谱(3D-EEM)显示,TB-EPS中溶解性微生物副产物和色氨酸类蛋白被氧化降解,有利于改善污泥的脱水性能。     

Fenton-絮凝联合调理对污泥脱水性能影响

为改善污泥脱水性能并比较不同调理方法的优劣,采用絮凝、Fenton氧化及Fenton-絮凝联合对城市污水处理厂剩余污泥进行调理。研究以滤饼含水率、污泥比阻(SRF)、上清液浊度、胞外聚合物(EPS)作为评价指标,综合考察试剂投加量、反应时间、污泥pH等因素对污泥脱水性能的影响及其最佳条件。结果表明:在H_2O_2、Fe~(2+)的投加量分别为4 g/L、30 mg/L,Fenton反应时间为60 min时,Fenton氧化对污泥絮体的破解效果最佳。该最佳Fenton反应条件下进行污泥絮凝调理,投加CPAM 60 mg/L、调节初始pH为5,污泥调理效果最佳,使得滤饼含水率、上清液浊度、SRF分别降低了24.56%、42.12%、66.67%。Fenton-絮凝联合调理对于污泥脱水性能的改善显然优于单独絮凝调理。Fenton试剂可通过强氧化作用有效破解污泥絮体的EPS,进而有效降低污泥含水率;CPAM的絮凝作用使污泥比阻大大降低,提高了污泥脱水性能。     

CPAM对污泥含水率和胞外聚合物的影响

聚丙酰胺在提高污泥脱水性能方面效果显著,且运用广泛。该文研究不同型号的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对污泥脱水性能的影响。通过测定不同CPAM调理后,观察滤饼含水率变化和胞外聚合物(EPS)含量变化,从而探究CPAM对污泥的脱水机理。研究发现,高分子量和高离子度的CPAM能降低滤饼含水率,同时,在CPAM吸附架桥和电性中和协同作用下能有效破坏EPS。     

氧化亚铁硫杆菌与硫酸改善城市污泥的脱水性能

研究生物酸化和化学酸化调理法对污泥脱水性能的影响,以污泥比阻作为污泥脱水性能的评价指标结果表明,生物酸化调理污泥的脱水效果和稳定性均优于化学酸化在接种氧化亚铁硫杆菌菌液为10%时,可使原泥脱水效率提高49.7%;而酸处理的最佳条件为初始pH 3.2,此时污泥脱水性能较原泥提高30.8%比较调理过程中污泥体系pH的变化发现,当接种量一定,生物调理法可较长时间维持利于脱水的酸性环境经电镜扫描可见,生物法调理的污泥含硫杆菌,其团形均匀、孔隙度大、泥质松软红外光谱分析表明,氧化亚铁硫杆菌通过酶作用把胞外聚合物中的蛋白质分解,从而改善污泥脱水性能     

氧化亚铁硫杆菌与硫酸改善城市污泥的脱水性能

研究生物酸化和化学酸化调理法对污泥脱水性能的影响,以污泥比阻作为污泥脱水性能的评价指标.结果表明,生物酸化调理污泥的脱水效果和稳定性均优于化学酸化.在接种氧化亚铁硫杆菌菌液为10%时,可使原泥脱水效率提高49.7%;而酸处理的最佳条件为初始pH 3.2,此时污泥脱水性能较原泥提高30.8%.比较调理过程中污泥体系pH的变化发现,当接种量一定,生物调理法可较长时间维持利于脱水的酸性环境.经电镜扫描可见,生物法调理的污泥含硫杆菌,其团形均匀、孔隙度大、泥质松软.红外光谱分析表明,氧化亚铁硫杆菌通过酶作用把胞外聚合物中的蛋白质分解,从而改善污泥脱水性能.     

氧化亚铁硫杆菌与硫酸改善城市污泥脱水性能的研究

研究生物酸化和化学酸化调理法对污泥脱水性能的影响.结果表明,生物酸化调理污泥的脱水效果和稳定性均优于化学酸化.在接种氧化亚铁硫杆菌菌液为10%时,可使原泥脱水效率提高49.7%;而酸处理的最佳条件为初始pH 3.2,此时污泥脱水性能较原泥提高30.8%.比较调理过程中污泥体系pH的变化发现,当接种量一定,生物调理法可较长时间维持利于脱水的酸性环境.经电镜扫描可见,生物法调理的污泥含硫杆菌,其团形均匀,孔隙度大,泥质松软.红外光谱分析表明,氧化亚铁硫杆菌通过酶作用把胞外聚合物中的蛋白质分解,从而改善污泥脱水性能.     

浓缩污泥中胞外聚合物组分与脱水性的关系

为研究浓缩污泥中胞外聚合物的组分(蛋白质和多糖) 对污泥脱水性的影响, 对添加和未添加腐殖土的浓缩污泥进行21天的高温(55℃) 厌氧消化试验。通过离心和热提取的方法分别提取浓缩污泥中的溶解态胞外聚合物(dissolve-EPS)及结合态胞外聚合物(bound-EPS),并对污泥的溶解态和结合态的胞外聚合物以及脱水性(毛细吸水时间表征) 进行跟踪监测。结果表明, 高温厌氧消化过程中, 污泥毛细吸水时间随时间的增加逐渐增大。统计分析结果表明, 污泥毛细吸水时间与溶解态蛋白质和多糖有显著地正相关(0.868, 0.959), 与结合态蛋白质和多糖有显著地负相关(-0.783, -0.831)。厌氧消化21天后, 添加腐殖土的污泥中溶解态多糖比未添加的低 7% 左右, 而溶解态蛋白质、结合态蛋白质和多糖没有明显变化。添加腐殖土的污泥毛细吸水时间比未添加的降低了25% , 这表明, 污泥中溶解态多糖对污泥的脱水性起主要作用。     

曝气强度对MBR活性污泥性质和膜污染的影响

本研究深入探讨了在浸没式生物膜反应器（MBR）中不同曝气强度下活性污泥性质的变化和膜污染问题。试验结果表明：MBR膜污染可分为2个阶段,运行前20dMBR-B（曝气量为0.6m3/h）的膜污染较MBR-A（曝气量为0.2m3/h）严重,而20d后MBR-A的膜污染速率高于MBR-B;曝气强度的差异导致了活性污泥粘度的不同,但污泥粘度与膜污染的相关性不显著;2个MBR污泥浓度差异很小,曝气强度对污泥浓度基本没有影响;曝气强度主要影响着结合态胞外聚合物（EPS）外层（LB-EPS）的变化,对结合态EPS内层（TB-EPS）的影响较小,LB-EPS和蛋白质类LB在整个运行期间与膜污染速率呈现显著正相关,蛋白质是膜污染的主要污染物。     

胞外聚合物的提取及其吸附性能

为了快速、高效地提取活性污泥的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS),采用4种方法提取紧密结合型EPS(tightly bound EPS,TB-EPS),对比不同提取方法的优缺点,考察TB-EPS对Mn²⁺吸附性能的影响,研究了TB-EPS的吸附机理.结果表明:加热法提取的TB-EPS效率高,方法简单,操作方便,不破坏细胞结构.加热法提取的TB-EPS用于吸附重金属Mn²⁺,其最大吸附率为53.8%,吸附过程符合二级反应动力学特征和Langmuir吸附等温方程,该吸附以化学吸附为主.在TB-EPS中色氨酸和酪氨酸的疏水作用是主要的吸附机理.     

脱硫灰--FeCl3联合作用改善污泥的脱水性能

以毛细吸水时间和滤饼含水率为评价指标,研究脱硫灰-FeCl3对污泥脱水性能的影响.通过污泥各层胞外聚合物含量的变化以及红外光谱分析,探讨脱硫灰-FeCl3调理污泥的作用机理.结果表明：脱硫灰和FeCl3对污泥进行联合调理的处理效果明显好于这两种调理剂单独投加的处理效果.在调理过程中,脱硫灰-FeCl3将大量紧密结合的胞外聚合物剥落,部分转化为结合度更低的上清液层胞外聚合物和松散结合的胞外聚合物,部分被Fe( OH)3吸附而除去,有效降低毛细吸水时间和滤饼含水率. Pearson相关性分析表明,紧密结合的胞外聚合物与毛细吸水时间和滤饼含水率均存在显著的正相关性,是影响污泥脱水性能的重要因素.污泥滤液红外光谱分析表明,脱硫灰-FeCl3使胞外聚合物剥落进入上清液的同时水解生成氨基酸、脂肪酸等小分子有机物.脱硫灰和FeCl3的最佳投加量分别为300 mg·g-1和60 mg·g-1,毛细吸水时间和滤饼含水率分别降至14.3 s和70.22%,相比于原泥分别降低98.48%和16.10%,脱水性能得到大幅改善.     

亚甲基兰的生物污泥吸附及胞外聚合物作用

对比研究了活性污泥和厌氧污泥对染料亚甲基兰的吸附性能,并考察了胞外聚合物(EPS)以及外层溶解性胞外聚合物(SEPS)和内层固着性胞外聚合物(BEPS)在此过程中所起的作用.结果表明,活性污泥中的EPS,SEPS,BEPS以及厌氧污泥中的EPS,BEPS对染料哑甲基兰的吸附更符合Langmuir等温式,厌氧污泥中的SEPS则更符合Freundlich 模型.活性污泥和厌氧污泥中SEPS绝对吸附量均大于BEPS的绝对吸附量,分别为14.1倍和5.8倍.但由于单位质量活性污泥和厌氧污泥中BEPS的质量均远大于SEPS,故活性污泥和厌氧污泥EPS对染料亚甲基兰的吸附主要是BEPS的吸附所贡献.     

亚甲基兰的生物污泥吸附及胞外聚合物作用

对比研究了活性污泥和厌氧污泥对染料亚甲基兰的吸附性能,并考察了胞外聚合物(EPS)以及外层溶解性胞外聚合物(SEPS)和内层固着性胞外聚合物(BEPS)在此过程中所起的作用.结果表明,活性污泥中的EPS,SEPS,BEPS以及厌氧污泥中的EPS,BEPS对染料哑甲基兰的吸附更符合Langmuir等温式,厌氧污泥中的SEPS则更符合Freundlich 模型.活性污泥和厌氧污泥中SEPS绝对吸附量均大于BEPS的绝对吸附量,分别为14.1倍和5.8倍.但由于单位质量活性污泥和厌氧污泥中BEPS的质量均远大于SEPS,故活性污泥和厌氧污泥EPS对染料亚甲基兰的吸附主要是BEPS的吸附所贡献.     

低温活性污泥 EPS 特性及其对污泥沉降性能影响试验研究

以长春市某污水处理厂初沉池出水为原水在实验室进行了低温污水处理模拟试验,研究了低温活性污泥 EPS 特性及其对污泥沉降性能的影响。试验温度控制在15℃、13℃、11℃、9℃、7℃、5℃、3℃,7个温度下,在处理效果稳定的条件下,检测分析了活性污泥中胞外聚合物（EPS）、沉淀性能,研究了其变化规律并探讨了相关性。研究表明活性污泥中 EPS 的含量随温度的降低而减少,而 EPS 中的多糖含量则随之升高,导致活性污泥的沉降性能也随温度降低而变差。     

活性污泥和生物膜的胞外聚合物提取方法比较

采用加热法、NaOH法、硫酸法、阳离子交换树脂（CER）法、甲醛-NaOH法对3个污水厂的5种生物膜和活性污泥的胞外聚合物（EPS）进行提取实验研究,并以常规高速离心作为对照组.结果表明,不同的提取方法对同一种污泥的EPS各组分构成影响较大.一般情况下,提取总量按从多到少排列如下：NaOH法〉加热法〉甲醛-NaOH法〉...     

膜生物反应器中的非丝状菌污泥膨胀

研究了膜生物反应器中非丝状菌膨胀的原因以及此类膨胀对污泥混合液过滤性能的影响和通过污泥黏度、胞外聚合物和污泥颗粒粒径三方面对膜生物反应器中的污泥混合液进行了分析；运用死端过滤实验方法，研究了非丝状菌膨胀时污泥混合液过滤性能的影响，实验结果表明，污泥沉降性能与污泥黏度有较好的相关性，活性污泥中的胞外聚合物是引起非丝状菌膨胀的关键因素；膜生物反应器中污泥非丝状菌膨胀主要因反应器中累积的高浓度胞外聚合物所致；非丝状菌污泥膨胀极大影响了污泥混合液的过滤性能，污泥膨胀后过滤阻力急剧增大．