污泥负荷对上流式厌氧污泥床中颗粒污泥快速形成的影响

运行两个相同的升流式厌氧污泥床(UASB)反应器R1和R2,设定两个反应器的初始污泥负荷(MCOD/(MVSS·d))分别为0.12、0.17 kg /(kg·d),并根据COD去除情况逐步地提高污泥负荷水平,在运行过程中控制R2的污泥负荷始终高于R1 37%～40%,以此来研究污泥负荷对颗粒污泥快速形成的影响.实验结果表明,R2内颗粒污泥的形成速率高于R1,其污泥负荷在达到0.29～0.51 kg /(kg·d)时,开始形成大量的厌氧颗粒污泥.最终R2内形成的颗粒污泥粒径为1.00～4.00 mm的占36.1%,并有6.3%的颗粒污泥粒径在4.00 mm以上;而R1中这两个粒径范围的颗粒污泥仅为11.8%和1.2%.同时R2内较大的污泥负荷也使其产生的颗粒污泥具有相对较高的VSS/TSS.最终得出结论,0.29～0.51 kg /(kg·d)的污泥负荷能加速厌氧颗粒污泥的形成过程,而低于这个污泥负荷则不利于颗粒污泥的形成.     

常温下IC反应器启动过程中的颗粒污泥性能研究

在常温下用自配葡萄糖废水启动IC反应器,研究了厌氧颗粒污泥的形成过程和特性。IC反应器进水浓度为3 000 mg COD/L,水温为14.5～26℃,25 d内形成了颗粒污泥。结果表明,随着运行时间和容积负荷的增加,颗粒污泥粒径逐渐增大。反应器启动完成后,反应器中2 mm的颗粒污泥增加到6.6%,0.3 mm的颗粒从57.7%减少到39.4%;VSS浓度从24.7 g/L上升到48.2 g/L;VSS/SS从34.4%增加到72.8%。颗粒污泥的沉降速度与颗粒粒径成正比,0.3～3 mm的颗粒污泥的沉降速度介于34.05～109.75 m/h之间,具有良好的沉降性能。初始接种污泥几乎没有产甲烷活性,与第30 d的初期颗粒污泥相比,成熟的颗粒污泥的产甲烷活性提高了46.7%。     

不同粒径垃圾焚烧底渣对固化市政污泥工程特性的影响

在有膜标准养护和自然养护7 d和28 d的情况下,测定了固化体的含水率、有机质含量、抗剪强度、无侧限抗压强度及增容比等工程指标。研究结果表明,固化体含水率随垃圾焚烧底渣颗粒增大而增大;有机质含量则与颗粒大小没有明显相关性;粘聚力随垃圾焚烧底渣颗粒粒径增大而减小;内摩擦角随垃圾焚烧底渣颗粒粒径增大而增大;无侧限抗压强度随垃圾焚烧底渣粒径增大而增大;实验配比为100:20:20情况下的增容比均小于1.08。底渣中2 mm以上大颗粒对固化起到了更加积极的作用。垃圾焚烧底渣作为骨料,增强工程特性、减小固化剂用量、降低成本。研究成果拓展了污泥处理处置途径。     

Fenton氧化破解剩余污泥的实验研究

研究了利用Fenton氧化破解污泥,并以SCOD、TOC、TSS和VSS的变化来表征剩余污泥破解程度.结果表明:pH 2.0,H2O2和Fe2+投加量分别为9.0 g/L和0.8 g/L,反应时间1.5 h,反应温度60℃为Fenton氧化破解污泥的最佳反应条件.该条件下,TSS由8.14 g/L减少到5 g/L,TS...     

厌氧颗粒污泥胞外聚合物的影响因素研究

为明确厌氧颗粒污泥胞外聚合物产生的影响机制,通过改变pH、污泥负荷（Ns)和C/N比,研究厌氧颗粒污泥及其上清液的EPS（胞外聚合物）产生量及组分多糖、蛋白质的变化情况,采用红外光谱对比分析了pH、Ns、C/N比对EPS分子结构的影响;结果表明,过酸、过碱和不适当的C/N比不利于厌氧颗粒污泥形态保持和微生物生长,但Ns对厌氧颗粒污泥形态的影响不大。红外光谱分析表明,蛋白质肽键在强酸、强碱条件下均发生了变化,羧基、醇和酚则在强酸条件下(pH 3)消失,C/N比和污泥负荷对EPS的分子结构影响不大。     

筛分法和显微镜法对矿化垃圾粒径分布的比较

为寻求合理有效的矿化垃圾粒径分布分析方法,分别采用筛分法和显微镜法两种测量手段对其进行比较研究。结果发现,两种方法所得的粒径分布结果差异较大,筛分法可能由于颗粒间静电吸附、聚合成团等因素影响而对小粒径颗粒区分能力较差,主要适用于大粒径颗粒的粒径分布测量(dp>100μm);显微镜法能够直观地观察到颗粒的显微图像,但测量时只是随机选择区域进行局部颗粒的测量,不宜分析粒度范围宽的样品,更适用于测量粒径较小的颗粒(dp<20μm)。     

厌氧颗粒污泥的性能研究

对接种市政消化污泥EGSB反应器内所形成的颗粒污泥在低浓度(100～500 mg/L)、低温(8～15℃)、微氧(氧化还原电位为380～400 mV)等条件下的沉速、粒径、活性、形态等性能进行研究.结果表明:厌氧中温(35℃左右)稳定运行时,颗粒污泥的沉速较大,在低温或微氧时,颗粒污泥的沉速相对较低,但都能维持在15 m/h以上,不会被冲出反应器而造成污泥的流失.低温时大颗粒污泥所占重量百分比在逐渐增加,微氧使得颗粒污泥粒径分配更加均匀.低温时,颗粒污泥的产甲烷活性明显降低,降幅为55.5%;但微量氧的加入并没有使EGSB反应器内颗粒污泥的产甲烷活性降低,反而提高了10%.中温稳定运行时,颗粒污泥规则、密实,微生物菌群中甲烷八叠球菌明显增多.低温时,颗粒污泥的表面和内部微生物排列都比较松散,而且出现大量微生物胞外分泌物;低温中高浓度时,甲烷八叠球菌没有出现,鬃毛甲烷菌属占优势.微氧时颗粒污泥同样是规则、密实的,菌种更加丰富,颗粒表面和内部的优势菌群不同,但在中高浓度时没有出现甲烷八叠球菌的明显优势.     

生产性IC反应器厌氧颗粒污泥的生物学特征

IC反应器以絮状污泥接种用于处理酒糟废水,运行至第180d时分别测定反应器第1、第2反应室颗粒污泥的VSS、产甲烷活性、胞外多聚物和辅酶F420等各项生物学指标。结果表明反应器内颗粒污泥具有较强活性,反应器COD去除率基本稳定在95%以上,出水COD不超过1000mg/L。     

上流式多级厌氧反应器中厌氧颗粒污泥特性研究

高品质厌氧颗粒污泥是厌氧反应器实现高效、稳定运行的关键和基础.在实现上流式多级厌氧反应器(UMAR)处理木薯变性淀粉废水高效运行的基础上,对厌氧颗粒污泥的浓度分布、粒径分布、沉降速度、产甲垸活性,辅酶F420和生物相等作进一步的研究.根据在实验工艺条件下培养得到的厌氧颗粒污泥的性能,探讨厌氧颗粒污泥的可能形成机制.     

不同粒径曲霉-好氧颗粒污泥的微环境对脱氮除磷能力影响

针对目前实验室好氧颗粒污泥颗粒化慢,稳定性差等问题。以自发成球的曲霉为核心,开发了絮状污泥的快速颗粒化技术,提高体系运行稳定性。对形成的大 (3.0 mm<d≤5.0 mm) 、中 (1.5 mm<d≤3.0 mm) 、小 (d≤1.5 mm) 3种尺寸的曲霉-好氧颗粒污泥 (Aspergillus-AGS) 进行了性能对比,然后结合脱氮除磷性能实验监测数据,对曲霉投加后菌群结构的演变进行分析。大尺寸的Aspergillus-AGS是最优选,能促进胞外多聚物的分泌,从而有利于颗粒化性能提高,维持颗粒稳定结构,并且提高了污染物去除效率。在投加不同粒径的反应器中,通过菌群分析,曲霉Aspergillus作为优势载体菌种在对照组絮状污泥、大、中和小尺寸反应器中占比分别是4.17%、85.67%、47.20%和58.00%。此外,大尺寸颗粒反应器中,细菌种类NOB、PAO占比相比其他反应器明显更高,其中反硝化菌Ferruginibacter、Castellaniella等丰度较高,脱氮除磷有明显优势,L-AGS体系6 h内氨氮的去除率为77.2%,总氮去除率为52.8%,总磷的去除率为49.2%,硝酸盐的去除率为93.9%。     

基于厌氧污泥接种的预处理工艺对分户厕所废水亚硝化反应启动的影响

采用分户处理的方式对厕所废水进行单独处理是迅速改善乡村地区生活卫生条件的捷径。部分亚硝化-厌氧氨氧化方法的出现为分户厕所废水的处理提供了更为可持续的工艺选项。亚硝化反应是厌氧氨氧化反应的先决性步骤。以分户厕所废水为处理对象,在不接种亚硝化污泥的前提下,考察了在厕所废水预处理单元接种厌氧污泥对亚硝化反应启动的影响。结果表明,厌氧污泥的接种可将亚硝化反应的启动周期缩短至正常周期的50%,其作用机理位削弱了异养细菌对氨氧化细菌的竞争性抑制。以上研究结果可为分户厕所废水部分亚硝化反应的快速启动提供参考。     

污水处理厂污泥干化焚烧处理可行性分析

以绍兴污水处理厂脱水污泥为研究对象,通过实验分析了污泥进行干化焚烧处理的可行性。对污泥泥质进行分析,采用桨叶式污泥干化机对污泥的热干化特性、干化过程污染排放特性进行研究,使用流化床污泥焚烧试验装置对污泥焚烧工况及焚烧过程中污染物的排放特征进行研究,结果表明,绍兴污水处理厂脱水污泥的泥质特征与大多数污水污泥类似,灰分较高、发热量较低,需干化后才可实现稳定燃烧;污泥在小型桨叶式污泥干化机内的干化速率最高达到0.6kg/(m2·min),并随污泥干化的进行而逐渐降低;干化过程产生的常规污染气体中氨气浓度最高,可达170 mg/Nm3;污泥干化冷凝水的COD高达820 mg/L,氨氮等指标也很高。污泥干化系统的设计需充分考虑污泥热干化过程中气体和液体污染物的排放,设置相应的处理设施。污泥干化至含水率30%时,可在不投加辅助燃料的情况下实现流化床焚烧炉内的焚烧处理,干化污泥焚烧时需关注烟气中常规污染气体和重金属的控制,焚烧灰渣浸出毒性未超过国标限值。     

利用给水厂污泥预处理畜禽养殖废水

实验考察了直接回用未脱水的给水厂污泥(undewatered water treatment sludge,UWTS)做絮凝剂进行畜禽养殖废水预处理的可行性.单因素实验结果表明,随着投加量和pH的增加,出水悬浮物浓度(suspended solid,SS)、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和总磷(total phosphorus,TP)的去除率不断增加;随着快速搅拌速度的提高,UWTS的絮凝效果呈现先增强后减弱的趋势;随着沉淀时间的延长,出水中SS、COD和TP的去除率起初逐渐增大,但15 min后去除率变化不明显.进一步的正交实验分析结果表明,UWTS回用做絮凝剂的最佳反应条件为投加量2 800 mg/L,快速搅拌速度300 r/min,沉淀时间15 min,此时对应的SS、COD和TP的去除率分别为74.8％、54.6％和60.5％.最佳反应条件下的粒径分析结果表明,UWTS的投加使得粒径范围在40 ～ 180 μm的颗粒物得到了去除.尽管与商品化絮凝剂相比,UWTS的絮凝效果略差,但是,利用其预处理畜禽养殖废水具有成本优势,因而具有应用潜力.     

细微泥沙粒径对活性污泥产率的影响及其计算公式

针对我国城镇污水处理厂进水SS/BOD5值普遍偏高,在取消初沉池后出现泥沙淤积、污泥浓度提高和污泥MLVSS/MLSS(f)值下降等问题,利用实验室SBR研究了不同粒径的细微泥沙对活性污泥产率的影响,并在对国内外现有污泥产率公式进行具体分析的基础上,提出了对于污泥产率公式的优化方法,并借此推导出f值的预测表达式。结果表明:当在进水中分别掺入体积平均粒径为19.8、72和118.6 μm的细微泥沙300 mg/L时,在系统运行36 d后,污泥浓度从启动初期的3 450分别提高至7 898、5 389和3 742 mg/L,MLVSS/MLSS则从0.67分别下降为0.33、0.48和0.59;活性污泥产率由0.498分别提升至1.257、0.813和0.575 kg MLSS/kg BOD5,利用悬浮系数ω对ATV污泥产率公式进行优化修正,计算值与实测值的相对误差分别由修正前的46.1%、125.8%和219.3%降至修正后的8.4%、8.9%和3.5%,所得的产率更贴近实际;通过修正后的ATV产率公式建立f值的预测表达式,计算值与实测值的相对误差分别为18.3%、12.6%和4.4%。     

城市污水厂污泥化学调理深度脱水机理

城市污水厂剩余污泥脱水是当前实际生产中亟待解决的问题。考察了厦门市集美污水厂剩余污泥经FeCl3和CaO,投加量分别为污泥质量分数的0.5%～0.7%和1.0%～1.5%化学调理前后污泥粒度、形态及胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)的变化。结果表明,调理后污泥比阻降低86%,污泥颗粒之间细碎紧密,细菌表面变得粗糙,经板框压滤后含水率低于60%。由三维荧光光谱(three-dimensional emission and excitation matrixs,EEM)光谱分析可知,LB-EPS(loosely bound-EPS)同TB-EPS(Tightly bound-EPS)的荧光峰整体发生红移,出现位于IV区域的色氨酸类蛋白质荧光峰Ex/Em=313/380 nm。FeCl3和CaO的加入一方面破坏了污泥颗粒的细胞结构,使EPS大量溶出,细胞结合水变成表面吸附水;另一方面Fe3+和CaO水解,中和污泥负电荷,通过压缩双电层作用破坏污泥胶体颗粒的稳定,去除表面吸附水,大幅提高了污泥的脱水性能,利于进一步板框压滤脱水。     

餐厨废水发酵液协同焦化废水EGSB启动的特性

在中温条件下,采用餐厨废水发酵液协同焦化废水的方法快速启动膨胀式颗粒污泥膨胀床（EGSB）,通过分析化学需氧量、挥发性脂肪酸（VFA）、颗粒污泥浓度、颗粒污泥粒径分布（PSD）、胞外聚合物（ECP）、颗粒污泥表面形态及其内部结构等指标,探讨了反应器在不同驯化阶段的污泥特性和运行特性的变化。结果表明：通过逐步增加有机负荷和降低餐厨废水发酵液浓度份额,经69 d实现了反应器的快速启动,COD平均去除率达34%。颗粒污泥在依次完成解体、流失和修复的整个驯化过程中,其特性发生了显著变化,SS由接种时（36.66±0.63）g·L-1降至（29.76±0.65）g·L-1,mVSS/mSS平均值由0.69±0.01降到0.66±0.02;成熟的颗粒污泥以0.43~1.70 mm范围的小粒径颗粒污泥为主,污泥颗粒化程度（SGR）为86.63%。胞外多聚物（ECP）也显著降低,其平均值仅为（34.43±1.40）mg·g-1。扫描电镜显示,驯化成功的颗粒污泥表面和剖面的微生物种类和数量更加丰富,其组成元素也发生较大变化。     

Stoichiometric and molecular evidence for the enrichment of anaerobic ammonium oxidizing bacteria from wastewater treatment plant sludge samples

Anammox enrichments were readily developed from seven municipal wastewater treatment plants (WWTPs) sludge, but not with methanogenic granular sludge from two agro-industrial WWTPs. Only 50 d was required for the first evidence of anammox activity from a return activated sludge obtained from a WWTP operated for nutrient removal. The molar ratios of nitrite and ammonium consumption of approximately 1.32 as well as nitrate and dinitrogen gas product ratios of approximately 0.095 provided evidence of the anammox reaction. The presence of anammox was confirmed by polymerase chain reaction (PCR) using primer sets (PLA46F and AMX820R) specific for anammox bacteria. The 16S rRNA gene fragment of anammox bacteria was detected in seven enrichment cultures (ECs) with demonstrated anammox activity but not in the original inocula from which the ECs were derived and also not in the two methanogenic sludge samples, which indicates the PCR predicted the anammox activity. Two genera, Brocadia and Kuenenia, were successfully identified as the Planctomycetes occurring in the clone libraries of successful anammox enrichments. Brocadia dominated in cultures that were respiked extensively; whereas Kuenenia predominated in cultures that were less aggressively respiked. These findings indicate that respiking management may play an important role on selecting the genus of anammox bacteria. The batch enrichment results clearly illustrate that anammox can be readily enriched from municipal sludge from a wide variety of process operations at WWTPs.     

降雨过程对污水处理厂无机颗粒物特性及活性污泥的影响

取消初沉池的污水处理厂,粒径小于200 μm细微无机颗粒物将直接进入生化池,或悬浮或沉积,进而影响生化池的运行。以山地城市某污水处理厂为例,跟踪监测了夏季2个月的6次降雨过程中旋流沉砂池进出水无机颗粒物的粒径和浓度,并同期测定了生化池活性污泥浓度以及污泥MLVSS/MLSS比值。研究发现：旱季旋流沉砂池进出、水中的无机颗粒物平均粒径分别为65.25 μm及54.14 μm,浓度均值分别为146 mg·L-1及128 mg·L-1,无机颗粒去除率12.33%;降雨旋流沉砂池进出、水中的无机颗粒物峰值平均粒径分别为140.48 μm及94.54 μm,峰值平均浓度分别为2 167 mg·L-1及1 591 mg·L-1,无机颗粒去除率26.58%;旋流沉砂池对粒径≥200 μm颗粒的去除较稳定,对细微无机颗粒物的去除效率约10%。研究进一步发现,降雨中颗粒物浓度分别与雨前晴天数及平均雨强呈线性正相关关系。通过核算生化池无机颗粒物的物料平衡关系,得知研究期间生化池累积无机颗粒物总量410.25 t,其中399.45 t沉积在底部,其余悬浮于活性污泥混合液中。活性污泥MLVSS/MLSS由0.52降至0.40,MLVSS由1 410 mg·L-1降至930 mg·L-1,污泥活性下降,系统运行效能受到影响。     

Co-conditioning of the anaerobic digested sludge of a municipal wastewater treatment plant with alum sludge: benefit of phosphorus reduction in reject water.

In this study, alum sludge was introduced to co-conditioning and dewatering with an anaerobic digested sludge from a municipal wastewater treatment plant, to examine the role of the alum sludge in improving the dewaterbility of the mixed sludge and also in immobilizing phosphorus in the reject water. Experiments have demonstrated that the optimal mix ratio for the two sludges is 2:1 (anaerobic digested sludge:alum sludge: volume basis), and this can bring approximately 99% phosphorus reduction in the reject water through the adsorption of phosphorus by alum in the sludge. The phosphorus loading in wastewater treatment plants is itself derived from the recycling of reject water during the wastewater treatment process. Consequently, this co-conditioning and dewatering strategy can achieve a significant reduction in phosphorus loading in wastewater treatment plants. In addition, the use of the alum sludge has been shown to beneficially enhance the dewaterability of the resultant mixed sludge, by decreasing both the specific resistance to filtration and the capillary suction time. This is attributed to the alum sludge acting in charge neutralization and/or as adsorbent for phosphate in the aqueous phase of the sludge. Experiments have also demonstrated that the optimal polymer (Superfloc C2260, Cytec, Botlek, Netherlands) dose for the anaerobic digested sludge was 120 mg/L, while the optimal dose for the mixed sludge (mix ratio 2:1) was 15 mg/L, highlighting a huge savings in polymer addition. Therefore, from the technical perspective, the co-conditioning and dewatering strategy can be viewed as a "win-win" situation. However, for its full-scale application, integrated cost-effective analysis of process capabilities, sludge transport, increased cake disposal, additional administration, polymer saving, and so on, should be factored in.