EGSB反应器中颗粒污泥形态及微生物相解析

采用葡萄糖自配水研究了厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器运行过程中颗粒污泥的形态,微生物相及优势菌群的分布状况.结果表明,随着运行时间和有机负荷的提高,反应器中颗粒污泥的粒径逐渐增大,污泥床底部颗粒污泥的粒径大干上部的污泥粒径,呈明显的分层现象.在扫描电镜下观察颗粒污泥的微生物相,运行初期甲烷丝菌属为优势菌群;随着有机负荷的提高,甲烷丝菌逐渐减少,甲烷杆菌占优势;待反应器稳定运行后,菌群类型更加丰富多样,在甲烷杆菌和甲烷丝菌上附着有部分球菌,反刍产甲烷球菌等多种产甲烷菌混栖.不同高度颗粒污泥的形态和微生物相分布也表现出特有的规律性.     

EGSB反应器快速培养微氧颗粒污泥

以生活污水为介质,在EGSB反应器中接入污泥可以快速培养出颗粒污泥,其有较大的粒径,大多数＞0.45 mm,沉降性好.当维持微氧反应器内的HRT为6h,回流比R为9时,对于进水COD和氨氮去除率分别为80％～90％、80％～90％.运行稳定后出水COD维持在50 mg/L以下,氨氮维持在10 mg/L以下.     

常温生活污水EGSB反应器颗粒污泥的特性

为研究生活污水EGSB反应器内的颗粒污泥特性,考察了运行条件的影响.结果表明,15℃以上时缩短水利停留时间(HRT)可提高COD去除率.HRT从1.6 h缩短至0.6 h,平均COD去除率从77%增加至82%.水力和基质的过负荷都会加速颗粒污泥解体.上升流速为2.8～3.1 m/h、容积负荷率(VLR)低于(12.9±7.6)kg/(m3·d)时,污泥粒径分布相对稳定;上升流速为3.8 m/h、冲击负荷为38 kg/(m3·d)时,则造成明显的污泥解体.高负荷运行有利于增加颗粒内部生物密度,但过度剪切造成的污泥破碎和粒径过小也会加剧洗出,尤其在低温条件下.缩短HRT可提高颗粒污泥活性.20℃以上,HRT从1.6 h缩短至0.75 h后,污泥比产甲烷活性(SMA)由0.85 g/(g·d)(VSS)增加至1.11g/(g·d)(VSS).长期低温驯化后,甲烷菌得以富集,10℃、HRT为2 h时,SMA增加至1.21 g/(g·d)(VSS).扫描电镜观察发现,颗粒污泥不同部位呈现明显的菌群分区现象.     

常温下EGSB反应器的启动运行

系统考察接种市政污泥EGSB反应器的初次启动,以确定EGSB在常温低浓度情况下接种市政污泥时快速形成高活性、稳定颗粒污泥的可行性。接种市政污泥的EGSB反应器在常温条件下能够在42d内快速启动,所产生的颗粒污泥沉淀性良好、产甲烷活性高且菌群丰富,出水COD稳定在60mg／L以下,其他指标均达到相应国家标准。在常温下启动EGSB宜采用低进水浓度、较高的有机负荷、较大的上流速度的方式。     

EGSB反应器中特殊功能颗粒污泥单组分甲烷化动力学的研究

对从已经完成厌氧甲烷化反硝化与厌氧氨氧化耦合的EGSB反应器中取出的功能颗粒污泥进行厌氧甲烷化动力学试验研究,建立厌氧甲烷化反应动力学方程。试验结果表明:甲烷化比基质降解速率基质浓度的关系遵从Monod方程。对甲烷化进行动力学分析,求出其动力学参数:最大比基质降解速率Vmax=0.158h-1,半饱和常数Ks=464.27mg/L,甲烷的产率系数y=0.254ml/mg。     

国内厌氧反应器颗粒污泥研究进展

根据我国目前厌氧反应器处理污水研究情况,论述了近几年来我国厌氧反应器颗粒污泥研究发展的现状和厌氧颗粒污泥研究进展。     

好氧颗粒污泥的快速培养与污泥特性分析

为研究不同沉淀时间对污泥颗粒化过程的影响,采用序批式反应器,通过逐步缩短沉淀时间快速培养出好氧颗粒污泥.研究结果表明:在此过程中,污泥浓度逐渐降低,沉降性逐渐改善,污泥中无机质含量逐渐增加;不同沉淀时间所培养的污泥粒径不同,且污泥平均粒径与沉淀时间具有很好的负相关性;只有沉淀时间小于5min,才能形成颗粒污泥.污泥胞外聚合物(EPS)含量分析结果表明多糖在污泥颗粒化过程中起主要作用;在沉淀时间从7 min缩短至5 min的污泥颗粒化过程中,胞外聚合物中多糖的含量(以VSS计)由(140.98±19.54) mg/g增加到(310.79±50.86) mg/g;缩短沉淀时间是序批式反应器中快速培养好氧颗粒污泥的有效策略,且污泥快速好氧颗粒化要求的沉淀时间不能长于5 min.     

好氧颗粒污泥中胞外聚合物作用机理的探讨

结合国内外对胞外聚合物和好氧颗粒污泥技术的最新研究进展,探讨胞外聚合物主要成分蛋白质和多糖对好氧颗粒污泥形成、结构及稳定性的作用机理。蛋白质能增加污泥表面相对疏水性和降低污泥表面电负性,而多糖则起到架桥作用,EPS主要成分变化所引起的疏水反应、离子反应、正负电荷中和反应、架桥作用以及静电反应共同作用于好氧颗粒污泥中。同时分析了剪切力、有机负荷、接种污泥、基质类型、好氧饥饿期等培养条件对胞外聚合物的影响。     

膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在玉米淀粉废水处理中的应用

玉米淀粉废水具有污染物浓度高、处理难度大等特点,采用膨胀颗粒污泥床( EGSB)处理玉米淀粉废水具有效率高、成本低的优点.介绍了采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)+活性污泥法处理玉米淀粉废水工艺,并探讨了沼气利用对工艺运行成本的影响.EGSB+活性污泥工艺对废水中的COD、SS和氨氮取得了良好的处理效果,外排废水可以满足《污水综合排放标准》( GB8978 - 1996)中二级标准的要求,是玉米淀粉废水处理的适宜工艺.     

EGSB反应器污泥床工作特性及污泥性质的研究

研究了膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在处理高浓度肠衣废水过程中,液体表面上升流速对污泥床工作状态的影响。在COD的质量浓度为5 135.4~5 630.0 mg/L,适宜的上升流速为1.60~2.62 m/h。在此条件下,反应器内的污泥床呈膨胀状态,无不良工作状况,容积负荷在221.60~310.24 kgCOD/(m3.d)之间,COD去除率最高达82.6%,处理效果良好。反应器内的厌氧污泥性质发生了较大变化。颗粒污泥表面和内部的细菌种类和数量越来越丰富;污泥粒径也明显变大,粒径分布主要集中在0.9~2.0 mm范围内;胞外聚合物的量有所增加。     

高温厌氧颗粒污泥膨胀床中颗粒污泥的性质分析

考察了高温(55℃)条件下厌氧颗粒污泥膨胀床处理木薯酒精废水的运行特性和颗粒污泥的性质.结果表明,当进水有机负荷(OLR)在15.0 kg.m-3.d-1时,化学需氧量(COD)平均去除率为86.7%,平均产气量为15.1L.d-1.OLR最高可达24.0kg.m-3.d-1,COD平均去除率为88.5%,平均产气量为39.9L.d-1.颗粒污泥的颗粒化率随着运行时间的延长逐渐增加,运行至260d,直径大于2.00mm的颗粒污泥约占32%.颗粒污泥的有机组分主要是碳、氢和氮,无机组分主要是硅、磷、钙和铁.颗粒污泥表面的微生物以丝状菌为主,污泥内核组成可能主要为磷酸钙或碳酸钙等无机质.     

颗粒活性炭对SBR反应器中好氧颗粒污泥培养的影响研究

好氧颗粒污泥培养耗时长已经成为限制其广泛应用的重要因素之一,依据"晶核假说"原理,在反应器中投加惰性核可以加快污泥好氧颗粒化进程.为了研究颗粒活性炭对于污泥好氧颗粒化进程的影响,在SBR反应器启动初期投加颗粒活性炭(SBR有效体积的1%,平均粒径为0.1—0.3mm)作为诱导核,采用扫描电镜和细菌凋亡荧光染色来表征好氧颗粒污泥.结果表明,颗粒活性炭有利于好氧颗粒污泥的形成,运行20d即获得了成熟的好氧颗粒污泥.扫描电镜结果显示,成熟的好氧颗粒污泥结构密实,微生物种类较为丰富.好氧颗粒污泥细菌凋亡荧光染色结果表明死细菌分布较为均匀,但活细菌多位于外层;胞外多聚物多重荧光染色表明蛋白质和多糖(α-吡喃葡萄糖、α-甘露糖和β-D-吡喃葡萄糖)等物质在好氧颗粒污泥内部分布较为均匀,虽然含量接近,但β-D-吡喃葡萄糖含量最多.本研究表明,在反应器中投加颗粒活性炭可以促进好氧颗粒污泥的形成.     

铝离子对低温好氧颗粒污泥颗粒化的强化作用

研究了低温条件下Al 3+对好氧颗粒污泥颗粒化的强化作用.在Al 3+质量浓度为30.0mg.L-1条件下,经强化颗粒化作用的好氧颗粒污泥仅需40d即可以培养成熟,其表面光滑,结构紧密,具有较好的沉淀性能和较高的生物量.培养成熟的低温好氧颗粒污泥对污水具有较高的处理效能,COD,NH4+-N和PO34--P去除率分别达到85.6%,88.8%和91.9%,较好地实现了碳氮磷的低温高效同步去除.低温好氧颗粒污泥形成过程中,胞外聚合物中蛋白质类的质量分数明显升高,达到9.25mg.g-1,蛋白质类与多糖类的质量比(PN/PS)为1.10,说明较高含量的蛋白质类是好氧颗粒污泥形成的重要因素.同时,加入30mg.L-1 Al 3+后,污泥zeta电位从-18.40mV逐渐升高到-6.51mV,表明污泥之间静电斥力减小有利于污泥聚集,形成颗粒.     

硝酸铈对污泥胞外多聚物及污泥颗粒化的影响

研究发现不同质量浓度硝酸铈对活性污泥的比耗氧速率、增长速度、脱氢酶活性及微生物相产生不同程度的影响,质量浓度为50mg／L时对改善污泥性能有较为明显的作用。以普通活性污泥为接种污泥,葡萄糖和乙酸钠为碳源,在两个SBR反应器内对比污泥颗粒化过程。通过监测EPS组分、污泥疏水性、MLSS、SVI、COD、TN和TP,发现硝酸铈可以促进污泥颗粒化过程。稳定后的含铈颗粒污泥同时具有脱氮除磷作用,COD、TN、TP去除率分别达到95％、80％和85％。     

常温下膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器处理城市污水

研究了用膨胀颗粒化污泥床(EGSB)反应器处理常温条件的城市污水.实验结果表明:在回流比为1∶1,水力停留时间(HRT)为2~24 h范围内,城市污水经EGSB处理后,其出水平均ρCOD为78 mg.L-1,ρSS为18mg.L-1,色度16,浊度12,pH 7.5~pH8.3,满足城镇污水处理厂二级排放标准.出水ρCOD中,硫化物占约50%的比例,脱除出水中的硫化物是进一步降低ρCOD浓度的关键.在一定的范围内(1∶1~14∶1),回流比对出水ρCOD影响较少,但当回流比为18∶1,上升流速为3.8 m.h-1时,污泥流失严重,出水恶化.     

不同储存方法对好氧颗粒污泥恢复的影响

为考察不同温度、不同冷冻保护剂对好氧颗粒污泥(aerobic granularsludge,AGS)储存的影响,试验采用SBR反应器培养AGS,在AGS成熟阶段将其利用不同方法储存:R1(室温,蒸馏水)、R2(4℃,蒸馏水)、R3(4℃,10%(V/V)海藻糖溶液)、R4(-20℃,10%(V/V)海藻糖溶液)、R5(4℃,10%(V/V)蔗糖溶液)、R6(-20℃,10%(V/V)蔗糖溶液).储存5周后,利用方法R1、R2、R3、R5保存的AGS由浅黄色变为褐色,并维持原有形态;按照方法R4、R6保存的AGS出现了少量破碎,颜色保持淡黄色.将这6种方法保存的AGS进行活性恢复,13个周期后用各种方法储存的AGS对COD去除率均达到85%以上;SOUR在AGS恢复过程中均呈上升趋势,各种方法储存的AGS的EPS在储存后都有所增加;AGS恢复后,EPS又基本恢复到储存前的水平.本试验表明:AGS具有较强的应对外界不良条件的能力,并且能在恢复后维持颗粒形态和活性,其中用4℃、蒸馏水储存AGS的效果最好;冷冻保护剂对AGS的储存没有起到明显的作用,这是由于AGS的结构和传质特点所致.     

Microbiological Characteristics of Anaerobic Granular Sludge in Hybrid Anaerobic Baffled Reactor

Anaerobic granular sludge is of key importance for highly effective operation of hybrid anaerobic baffled reactor (HABR).An observation and analysis on the composition of anaerobic granular sludge in each separation compartment of HABR was conducted by using scanning electron microscope (SEM)and molecular biotechnology,and specific methanogenic activity(SMA) and coenzyme F420 content were determined. It was indicated that the disparity of microbial composition was significant among these separation compartments of HABR,and the HABR encouraged phase separation.The results show the understanding of microbiological characteristics of anaerobic granular sludge in HABR is helpful for cultivating granular sludge, which ensures the effective operation of the reactor.     

厌氧膨胀颗粒污泥床反应器应用进展

在介绍厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)的特点的基础上,分析EGSB反应器的应用进展.EGSB采用出水回流技术,反应器内的液体具有较高的上升流速,且出水回流可稀释硫酸盐及其它有毒有害物质的浓度,污水与微生物之间可充分接触,能承受较大的有机负荷,有效避免反应器内死角和短流的产生.应用EGSB反应器处理低温低浓度污水和高浓度或有毒、难降解工业废水,COD去除率较高,具有其它厌氧反应器不可比拟的优势,可广泛应用于多种污水处理工程.