低强度超声波强化污水生物处理机制

研究发现低强度的超声辐照可以有效促进微生物的活性,可将其用于强化污水的生物处理,通过增强反应器内微生物的活性来提高污水的处理效率.本文综述了超声波在生物工程和生物学上的国内外研究成果,对低强度超声波的生物效应以及在促进生物活性中的主要作用机制进行了探讨,并分析了其在强化污水生物处理中的应用前景.     

低强度超声波对低温下污水生物处理的强化效果及工艺设计

为了研究低温条件下超声波对污水生物处理的强化效果,采用强度0.3 W·cm-2的超声波对好氧活性污泥进行10 min的辐射处理,然后在4℃条件下进行模拟SBR(sequencing batch reactor)反应.以耗氧呼吸速率(oxygen uptake rate,OUR)、脱氢酶活性(dehydrogenase activity,DHA)和COD为指标,研究了低温条件下超声波对污泥生物活性以及有机物去除效果的改善.结果表明,低温条件下,经超声波处理后污泥活性可提高30%,COD的去除率也可保持常温水平.通过比较可以看出,低温条件下超声波的强化效果较常温条件下更为明显.本研究还以典型的城市二级处理污水处理厂和采用SBR工艺的污水处理厂为例,对低强度超声波在污水处理工艺中的设计和操作进行了说明.     

低强度超声波强化SBR处理生活污水

通过设置超声波(ultrasound,US)的SBR反应器(sequence batch reactor,SBR)与对照反应器的对比试验,研究了超声波对SBR处理生活污水的强化效果.结果表明,采用强度0.3 W·cm^-2的超声波,每隔8h取SBR反应器中10%的污泥进行10min辐射处理,对COD的总去除率提高3%～6%,其出水COD与对照反应器的出水相比降低了40%～53%,通过该辐射处理有效提高了SBR反应器对模拟生活污水的高负荷冲击和有毒物质冲击的耐受能力.对于实际生活污水,设置超声强化使污泥耗氧呼吸速率(oxygen uptake rate,OUR)增加14%左右,有效提高了微生物对难降解有机物质的分解能力.对污泥沉降性能的研究表明,超声波强化会引起污泥的SVI值升高,但升高的幅度仅为5%左右,不会对系统的沉降性能造成显著影响.根据电镜观测以及种群结构分析发现,超声波对细胞产生了损伤作用,其表面出现了明显的皱褶,但是活性污泥种群结构并未发生显著变化.通过对2个反应器中活性污泥的呼吸动力学分析表明,设置US反应器中活性污泥对底物具有更高的利用率.     

低强度超声强化SBR法处理焦化废水的研究

采用低强度超声波强化SBR法处理经超声空化预处理后的焦化废水,通过设置超声波强化的SBR反应器与对照反应器的对比试验,研究了超声波对SBR的强化效果,对超声波参数、作用时间等因素进行了系统优化。试验结果表明,采用适当参数的低强度超声辐照能显著增强污泥活性,提高处理效果。当超声波功率为8 W、频率为25 kHz、辐照时间为10 min、作用周期为12 h时,处理效果达到最佳,COD和氨氮的去除率比未经超声强化的对照组分别高出44.3%和39.8%。     

超声波处理含油污水的物性实验探究

利用超声波处理含工业废机油的污水,阐述了超声波对裂解含油污水中油分子的作用主要是超声波的空化作用。在空化作用产生空化泡后,在局部形成瞬间的高温高压并进而产生强烈冲击波使得泡体周围的油分子键断裂,形成自由基,而后随着超声波的机械效应在污水表面形成一层大分子薄油膜,达到裂解复杂油分子除油的作用。文章通过实验得到了超声波的作用时间、超声功率和频率(40 kHz和28 kHz)对污水作用后对污水粘度和裂解效果的影响。实验表明:在频率相同的情况下,随着功率的增加,污水的粘度下降不断加快,裂解效果先增加后降低,约在70 W左右出现最大值;而在相同功率时间下频率为40 kHz的超声波比28 kHz的超声波作用含油污水后对粘度和裂解效果的影响更大;随着超声时间的增加,污水的粘度和裂解效果将持续下降,但是存在临界值。     

低强度超声波强化SMBR处理中的超声波参数优化研究

研究了利用低强度超声波强化低温一体式膜生物反应器（SMBR）污水生物处理中最优超声波参数的选择。结果表明,功率密度为0.27 W/L、辐照时间为20 min时,超声波对低温SMBR中COD去除的强化效果最佳。SMBR对NH3-N去除效果达到最佳时,超声波功率密度和辐照时间分别为0.27 W/L和15 min。综合考虑,选择更有利于低温时NH3-N去除的超声波参数：功率密度0.27 W/L、辐照时间15 min。经此超声波处理后COD、NH3-N的强化效果在24 h均能保持,故可设置超声波处理的时间间隔为24 h。     

低强度超声波强化污水生物处理中超声辐照污泥比例的优化选择

通过超声波的SBR反应器与对照反应器处理人工配制生活污水的对比试验,研究了利用低强度超声波强化污水生物处理的另一个重要工艺参数———超声处理污泥比例(即超声处理污泥量占反应器内总污泥量的百分比).设置超声波反应器采用频率35kHz、声强0.3W/cm²超声波每隔8h取反应器中一定比例的活性污泥辐照10min后再返回反应器.结果表明,超声处理污泥比例为10%时,其COD和NH₃-N去除率可分别提高5%和0.5%左右,以好氧呼吸速率(Oxygen Uptake Rate,OUR)表示的污泥活性可提高12%以上.通过对污泥增长率的研究表明,当超声污泥比例为10%,超声波反应器内污泥的增长率比对照反应器降低了11%左右,减轻了后续污泥处理工序的负荷.随着超声处理污泥比例的增加,污泥体积指数SVI持续增大,但是超声污泥比例不超过10%对污泥沉降性能影响不大.因此,在超声强化污水生物处理工艺中,可采用强度0.3W/cm²超声波每隔8h取反应器中的10%的活性污泥辐照10min后再返回反应器,来提高反应器的生物处理效率.     

分子生物学技术在污水处理微生物检测中的应用

对现代分子生物学技术在污水生物处理系统微生物检测和群落分析中的应用进行了系统总结,重点对应用较多的PCR技术、FLSH技术进行了介绍并对其优缺点进行了探讨.通过对生物处理系统中微生物检测和生态学研究,可以分析确定系统中功能微生物的数量,群体结构和活性,从而实现构建人工强化生态系统,提高废水生物处理效率的目的.分析认为,以DNA序列和相关的结构基因为基础的分子生物学技术已经在污水生物处理系统的种群分析方面得到了广泛和成功的应用,而且必将会对深入认识和优化污水生物处理过程,加快新工艺的开发和应用以及强化处理工艺的过程控制方面起到更大的作用.     

低强度超声波辐射对污泥生物活性的影响机制

通过测定超声辐射前后污泥性质的变化,不同处理方式对污泥活性影响以及自由基清除剂NaHCO3加入对超声作用效果影响,初步探讨了低强度超声波辐射对污泥生物活性的影响机制.研究结果表明,低强度超声辐射的机械作用和空化作用,使污泥絮体破碎,强化了固-液对氧的传质,提高了酶活性以及增加了溶液中可利用基质,从而强化了污泥的生物活性;不过,超声辐射同时也产生大量自由基,会对污泥生物活性产生抑制或破坏.因此,低强度超声辐射对污泥活性影响是促进效应和抑制效应共同作用的综合表现.     

强化生物吸附法处理生活污水

通过对强化生物吸附反应器的生物培养与驯化、反应时间、强化微生物活性、污泥回流比等因素的研究 ,确立了强化生物吸附工艺的正常运行参数 ,为该工艺的设计提供了理论依据。采用强化生物吸附法处理生活污水 ,可以减少生活污水常规处理的构筑物 ,对COD ,BOD5,SS ,NH3 N均有较好的去除效果 ,适量投加混凝剂可以提高出水水质     

有机染料废水处理的新技术研究

综述了有机染料废水处理法中的的新技术,包括磁分离法、超声波辐射法、非平衡等离子体法、湿式空气氧化法、超临界水氧化法、焚烧技术、光催化氧化法、电化学法、生物法和膜分离法.     

炼油碱渣处理技术研究进展

概括介绍了国内外炼油碱渣废水的主要处理方法,如化学法、物化法和生物法等,总结了这些技术方法的优缺点,并指出生物法和超声波技术的组合工艺是处理炼油碱渣废水的主要发展方向之一。     

超声技术强化处理制革废水中的有机物

采用超声波强化混凝沉淀法处理制革废水,考察了超声波的作用时间和施加方式、混凝剂投加量等因素对降低废水中有机物的影响.实验结果表明:只用超声波作用废水60s,COD去除率为40.6%;混凝剂总浓度为100mg/L时COD去除率最高;先施加超声波60s,再投加混凝剂,COD去除率最高可达73.2%,比不用超声波时提高10%以上.因此,超声技术用于混凝沉淀法处理制革废水有明显的强化作用.     

我国餐饮废水处理技术研究进展

综合论述了我国餐饮废水的特点及处理现状,介绍了SBR法、生物接触氧化法、厌氧-好氧联合工艺法、膜生物反应器法、混凝法、电化学法处理餐饮废水的技术及适用条件.比较了各种处理技术的优势和不足,预测了我国餐饮废水处理的发展趋势.并认为,集除油、降解有机悬浮物于一体的餐饮废水一体化处理设备将会得到广泛应用,而针对餐饮废水特点培养出高效生物菌种的复合生物技术将是治理餐饮废水的最有效方法.     

我国餐饮废水处理技术研究进展

综合论述了我国餐饮废水的特点及处理现状。介绍了SBR法、生物接触氧化法、厌氧-好氧联合工艺法、膜生物反应器法、混凝法、电化学法处理餐饮废水的技术及适用条件。比较了各种处理技术的优势和不足，预测了我国餐饮废水处理的发展趋势。并认为，集除油、降解有机悬浮物于一体的餐饮废水一体化处理设备将会得到广泛应用，而针对餐饮废水特点培养出高效生物茵种的复合生物技术将是治理餐饮废水的最有效方法。     

硫酸根对有机废水厌氧生物处理的影响

利用连续流上流式厌氧污泥床在控制和不控制H_2S浓度两种情况下,考察SO_4~(2-)对有机物厌氧生物处理的影响。试验表明,硫酸根本身对厌氧处理没有毒害作用,它对厌氧处理过程的破坏主要是其还原产物H_2S造成的。在用Fe~(2+)控制H_2S的情况下,硫酸根的存在和浓度大小对出水TOC、TOC去除率、产气量、气化率无不利影响,但会使气体中甲烷含量及甲烷产率逐渐减小而二氧化碳含量及二氧化碳产率逐渐增大,     

微污染水源水处理中超声波强化生物降解有机污染物研究

通过设置超声波的膜生物反应器与对照反应器净化微污染水源水的对比试验,研究了超声波对水源水生物净化的强化作用.结果表明,通过一定强度的超声波处理,膜生物反应器的生物活性得到增强,反应器有机负荷增加,有机物净化效率提高.通过设置超声波的反应器及其对照的TTC脱氢酶生物活性、进出水的有机物分子量分布的对比试验进一步证明了超声波处理促进了生物活性.通过不同功率的超声波处理表明,功率为10W的超声波促进生物作用的效果最为明显.经超声波处理后效果能保持24h,可设置超声波处理的时间间隔为24h.本文还分析了超声波促进生物活性的机理.     

生物制药（品）废水的灭活与处理

介绍采用物理加热消毒灭菌及好氧接触氧化法在昆明某医学生物学研究所处理生物制药（疫苗）生产废水及生活污水应用情况。在生物制药（特别是减毒活疫苗）生产废水中通常含有病原性微生物,如细菌、病毒等,须经消毒灭菌处理后才能排入污水处理系统。首先,根据相关病毒的致死温度,采用加热法将减毒活疫苗生产废水中的病毒杀死;然后,灭活后的废水排入生物接触氧化处理系统与生活污水混合后进行处理;最后,氯消毒后达标排放或进行中水回用。本文为生物制药废水的处理提供了一定参考价值。     

硫化物废水的生物处理技术研究

生物脱硫工艺与传统工艺相比,具有明显的优越性。文章介绍了硫化物废水的各种处理技术、特点及原理,综述了国内外生物脱硫的研究现状,重点阐述了硫化物废水生物处理的几个重要的影响因素：溶解氧、pH值、硫化物负荷、反应器及填料的类型,指出利用基因工程技术构建的新型工程茵株将具有更好的脱硫效果。     

国内制革废水处理技术发展现状及展望

介绍了国内制革综合废水处理技术的发展现状,包括全物化技术和生物处理技术;对制革综合废水处理技术的发展趋势进行展望,氧化沟和SBR法是适合我国制革废水特点的处理工艺。