低溶解氧丝状菌污泥微膨胀在A/O中的启动与维持

采用实际生活污水,研究了低溶解氧丝状菌污泥微膨胀在A/O系统中的启动、维持及其调控,并考察了微膨胀过程中系统对污染物的去除效果.试验结果表明:较低的有机负荷条件(F/M为0.14 kg/(kgMLSS.d))下,大幅度降低溶解氧并不一定会诱发污泥膨胀,而在正常有机负荷(F/M为0.24 kg/(kgMLSS.d))下,维持溶解氧质量浓度在0.3～0.4 mg/L时,系统的污泥容积指数(SVI)能稳定在150～300 mL/g,发生丝状菌微膨胀;丝状菌污泥微膨胀状态可长期稳定维持,并具有高度的可控性;与高溶解氧条件相比,在低溶解氧污泥微膨胀期间,COD和TN的平均去除率有所升高,分别为85%和69%,氨氮基本能完全硝化;同时,由于丝状菌的网捕作用,出水水质中的悬浮物(SS)明显减少,且随着SVI的升高而降低;A/O系统实现并维持低溶解氧丝状菌微膨胀期间,节约曝气量约42%,有效地节约了能耗.     

低氧丝状菌污泥微膨胀节能方法

为了节省活性污泥法污水处理的运行费用,降低供氧能耗,通过小试试验研究低溶解氧丝状菌污泥微膨胀节能方法.采用缺氧/好氧(A/O)工艺处理实际生活污水,溶解氧ρDO维持在0.5~0.7 mg.L-1时,丝状菌污泥微膨胀状态可维持长期稳定,污泥容积指数在130~180 mL.g-1之间.低溶解氧丝状菌污泥微膨胀期间,沉淀池没有发生污泥流失,系统处理效果稳定.与ρDO=2.5 mg.L-1,污泥沉降性能良好时相比,出水变得更清澈,出水悬浮物ρSS低于5 mg.L-1;化学需氧量和总氮的去除率不受影响;在现有试验设备条件下,曝气量平均从0.75m3.h-1下降到0.28 m3.h-1,曝气量节约了60%.     

污泥微膨胀的特性及N_s和DO对其影响

为了解决污水厂频繁发生的污泥膨胀问题,提出一种能在低氧条件下利用丝状菌的形态和生理特性进行污水处理的节能高效的"低氧丝状菌微膨胀"新方法.采用SBR反应器,通过好氧-缺氧的运行方式,研究了在微膨胀状态下,DO含量和有机负荷率对污泥沉降性的影响及氮、磷和COD的去除特性.试验结果表明:有机负荷率和DO含量各自在特定的范围内影响污泥沉降性,当有机负荷率大于0.25d-1时,单靠降低DO含量已经不能维持污泥微膨胀状态.低氧微膨胀不会恶化系统的硝化效果,由氮的物料平衡发现,每周期通过同步硝化反硝化可以去除掉20%的氮.低氧曝气前期能够出现释磷现象,系统内可以富集聚磷菌.     

低溶解氧污泥微膨胀前后污泥硝化活性的对比研究

为了研究低溶解氧微膨胀前后污泥硝化活性的变化,采用SBR反应器,平均DO浓度为0．6mg／L-0．9mg／L,测定污泥微膨胀前后污泥氧消耗速率曲线。结果表明：发生污泥微膨胀后,活性污泥对COD的去除能力有较大的提高,而对氨氮去除能力却有一定的下降。污泥微膨胀前后的氧消耗速率曲线显示,微膨胀前活性污泥总活性为67．72mgO2／gVSS·h,其中硝化活性为43．12mgO2／gVSS·h,占其总活性的63．67％;而微膨胀后活性污泥总活性为90．49mgO2／gVSS·h,其中硝化活性为23．98mgO2／gVSS·h,占其总活性的26．51％。低DO成为微生物生长的限制性基质,污泥微膨胀的状态下,活性污泥中丝状菌成为优势菌种,而硝化细菌成为非优势菌种,污泥的总硝化活性降低。     

利用高通量测序技术分析不同溶解氧条件下硝化 活性污泥的菌群结构特性

为了精确并深入了解溶解氧对活性污泥中硝化微生物菌群结构的影响,以在不同溶解氧条件下富集的硝化活性污泥为研究对象,利用高通量测序分析方法考察不同溶解氧富集硝化活性污泥微生物菌群结构的特性及差异.研究结果表明:对于包含氨氧化菌和亚硝酸氧化菌的硝化活性污泥,低溶解氧可以引起较高的生物多样性,而高溶解氧则更利于硝化功能菌(Proteobacteria菌门的Nitrosomonas菌属、Nitrospirae菌门的Nitrospira菌属)的富集;对于仅包含亚硝酸氧化菌的硝化活性污泥,溶解氧对活性污泥生物多样性影响不大,其中Nitrospirae菌门的Nitrospira菌属更适合低溶解氧条件.另外,不同溶解氧条件同样引起了硝化活性污泥中非硝化功能微生物(Bacteriodetes菌门、Chloroflexi菌门、Acidobacteria菌门、Anerolineaceae菌属、Dokdonella菌属、Ferruinibacter菌属等)的菌群结构差异.     

MUCT工艺亚硝酸型SND途径对污染物的去除

采用MUCT工艺处理低ρ(C)/ρ(N)比实际城市生活污水,研究在短程硝化稳定运行的基础上实现亚硝酸型同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND).反应器在(28±2)℃下运行177 d,试验结果表明:通过控制溶解氧(DO)质量浓度为0.3～0.6 mg/L、水力停留时间(HRT)为6 h实现了短程硝化,亚硝酸盐积累率(nitrite accumulation rate,NAR)达到90%以上,短程硝化反硝化稳定运行118 d.在短程硝化的基础上,好氧区低氧运行实现了亚硝酸型SND,通过亚硝酸型SND途径的总氮去除率平均33%,最高达到56%.亚硝酸型SND途径下氨氮、总氮、磷的去除率明显提高,无外加碳源时分别达到99%、83%和96%.因此,MUCT工艺实现亚硝酸型SND是低碳源污水处理的一种有效的运行方式,能充分利用原水中的有机碳源,总氮去除率的提高和碳源的节省保证了磷的去除效果.     

A/O生物除磷工艺丝状菌膨胀的控制

为了有效控制A/O生物除磷工艺处理化粪池污水时产生的丝状菌膨胀,先后采取改变系统的COD污泥负荷(NCOD)、溶解氧(DO)的质量浓度和降低S2-的质量浓度等措施,最终使A/O除磷工艺丝状菌膨胀得到了控制,污泥沉降性能得到了有效恢复.研究结果表明:A/O除磷工艺在高NCOD条件下运行时,容易发生严重的丝状菌膨胀现象,原因是COD在厌氧区降解后仍有较高的剩余量进入好氧区,导致聚磷菌在和丝状菌的竞争中优势变弱;在低NCOD条件下运行时,由于原水中硫化物含量过高导致丝状硫细菌增殖,因此仍然存在轻度的丝状菌膨胀现象.     

芽孢杆菌活性污泥的好氧反硝化特性

为验证芽孢杆菌在活性污泥混合菌体系中的好氧反硝化效果,以添加芽孢杆菌纯菌的活性污泥(以下称芽孢杆菌活性污泥)为研究主体,经过培养驯化,发现在好氧条件下有较高的脱氮率.研究该污泥在不同氮源(硝酸钠和亚硝酸钠)、溶解氧质量浓度在0.6~2.5 mg/L条件下的好氧反硝化特性,并进行反应动力学分析.实验表明,芽孢杆菌活性污泥具有好氧反硝化特性,在好氧条件下只能还原亚硝态氮而不能还原硝态氮,好氧反硝化效果随着溶解氧质量浓度的升高而降低.在缺氧段芽孢杆菌活性污泥反硝化速率为12.45 mg/(g·h)(以亚硝态计),在好氧段最大好氧反硝化速率可达缺氧段的50%,并且随着溶解氧质量浓度的升高而降低.     

限氧曝气实现亚硝酸型同步硝化反硝化的研究

在(19±1)℃条件下,采用SBR工艺处理低碳氮比实际生活污水,没有外加有机碳源,通过限氧曝气实现了亚硝酸型同步硝化反硝化生物脱氮(simultaneous nitrification denitrification via nitrite,亚硝酸型SND).试验结果表明,较长污泥龄下(50～66 d),通过控制曝气量使系统溶解氧处于较低水平,好氧末端ρDO2.0 mg/L,平均ρDO≈0.65 mg/L,不仅可在常温条件下实现短程硝化,ρ(NO2--N)/ρ(NOx--N)稳定在95%以上,而且可同时在该好氧硝化系统中获得高效的反硝化效果,稳定运行后,经亚硝酸型SND途径的总氮去除率(ESND)平均为52%,最高可以达到63.1%.试验分析表明,低ρDO水平是实现亚硝酸型SND的关键因素,通过低ρDO影响硝化菌群的构成、反硝化菌的缺氧微环境以及有机物和ρ(NH4+-N)的降解特性,促进了亚硝酸型SND的形成.     

DO对SBR短程硝化系统的短期和长期影响

采用实际的生活污水,在SBR反应器内分别考察了溶解氧(DO)对短程硝化效果及污泥种群结构的短期和长期影响.结果表明,通过采用实时控制曝气时间,高ρDO(ρ(DO)=(3±0.5)mg/L)与低ρDO(ρ(DO)=(0.5±0.1)mg/L)条件下SBR系统的亚硝酸盐积累率均能达到90%以上,而低ρDO相对于高ρDO更利于提高系统的同步硝化反硝化(SND)效果,两者的平均同步硝化反硝化率(SND率)分别为45.5%和9.5%,低ρDO下最高SND率达86%.FISH的检测结果表明,实时控制模式下反应器内亚硝酸氧化菌(NOB)逐渐被淘洗,而氨氧化细菌(AOB)变为优势硝化菌群.在高ρDO运行末期,稳定的短程污泥中AOB和NOB的相对数量分别为8%～10%和不足0.5%;在低ρDO运行末期,AOB数量出现了微弱上升,增至10%～12%,而NOB进一步被淘汰,基本检测不出.可见,采用好氧曝气时间实时控制,能对短程硝化系统内污泥种群起到优化作用,且在高、低ρDO下均能实现稳定的短程硝化效果,而低ρDO更有利于系统内亚硝酸氧化菌(NOB)的淘洗、短程硝化率的提高以及系统SND效果的加强.     

低有机负荷对污泥膨胀及造纸废水处理效果的影响

研究了低有机负荷废水引发的活性污泥丝状菌的膨胀,以及其对废水处理效果的影响,并通过调节废水有机负荷和运行方式来对污泥膨胀进行控制.实验结果表明,当混合液有机负荷为0.03kgCOD·(kgMLSS·d)-1,易引发丝状菌污泥膨胀.当有机负荷为0.18kgCOD·(kgMLSS·d)-1时,运行到第7天,SVI从325mL·g-1降至109mL·g-1,CODCr去除率从42.67%上升至90.03%,丝状菌污泥膨胀得到基本控制;在调节有机负荷的同时,改变运行方式,当运行至第6天时,SVI从325mL·g-1降至99mL·g-1,CODCr去除率从42.67%上升至91.56%,丝状菌污泥膨胀亦得到基本控制.     

Characteristic of COD removal and sludge settleability in biological treatment of hypersaline wastewater

Some cities in China such as Dalian,Qingdao andHong Kong,which are in close vicinity of sea,are a-bundant in seawater resource,and are puzzled aboutthe crisis of fresh water as well.Flushing toilets withseawater actively would be an effective way to developwater resources in coastal cities.Therefore,biologicaltreatment of hypersaline wastewater is crucial.Introdu-cing seawater into municipal wastewater treatment sys-tem introduces some other influences,especially on thebiological nitrogen re…     

低温条件下MUCT工艺污泥膨胀的产生与控制

为进一步探讨丝状菌污泥膨胀的影响因素和建立控制策略,以MUCT工艺为研究对象,考察低温对活性污泥沉降性能的影响及相应的污泥膨胀的控制措施.结果表明:当系统的反应温度低于15℃时,Microthrixparvicella大量生长繁殖,改变了活性污泥的结构,发生污泥膨胀,SVI值最高达到381 mL/g;通过采取控制系统的反应温度为25±1℃、污泥龄减少至6 d、硝化液回流比α减小为2.5以及混合液回流比γ增大为1等措施可有效抑制Microthrixparvicella的生长繁殖,提高污泥的沉降性能,经过36 d的运行,使SVI值降至127 mL/g;膨胀期与恢复期系统对COD、TP的去除效果较好,而且膨胀期对TN的去除效果也较好,但在恢复期则因污泥龄的降低而明显下降.     

丝状菌污泥膨胀机理与控制方法

分析总结了近10年来国内外关于丝状菌污泥膨胀的最新研究成果，着重介绍了引起膨胀的丝状菌种类、污泥膨胀的影响因素、污泥膨胀的机理及控制方法，并展望了该课题今后的研究方向。     

寒冷地区城市污水处理厂污泥膨胀及其控制方法

分析了活性泥污系统发生污泥膨胀的主要原因及其中的丝状菌属,结合大庆乘风庄污水厂运行五年来两次膨胀的实际运行控制,提出了在寒冷地区活性污泥系统中,降低氧,低负荷外低温也是造成的原因之一,对此采用减小曝气池污染浓度或单池连续运动以提高负荷和供风机进风口空气加热提高曝气池水温的方法,可使膨胀得到有效控制。     

丝状膨胀好氧颗粒污泥细菌组成及丝状膨胀的控制

采用构建16S rDNA克隆文库方法对发生丝状膨胀的好氧颗粒污泥的细菌种群进行研究.结果表明,丝状膨胀的好氧颗粒污泥共包含六大类群,分别是β-proteobacteria(36.23%)、Sphingobacteria(20.29%)、δ-Pro-teobacteria(13.04%)、Flavobacteria(10.14%)、γ-Proteobacteria(1.45%)和Actinobacteria(1.45%),通过序列比对可知好氧颗粒污泥中存在Sphaerotilus natans等丝状菌,但根据所占比例确定其不是导致好氧颗粒污泥丝状膨胀的细菌.对膨胀颗粒污泥外边缘的丝状微生物进一步鉴定,发现它属于丝状真菌.试验验证了进水pH随运行时间降低是导致葡萄糖配水培养好氧颗粒污泥发生丝状膨胀的主要原因.采用缩短运行周期、运行过程中投加NaHCO3和减少曝气量的方法均可预防好氧颗粒污泥的丝状膨胀,但投加碱度是最直接有效的方法,且在发生丝状膨胀初期还可通过该方法控制膨胀.