好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器性能和膜污染研究

实验研究了好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器AGMBR的处理性能,并将其与活性污泥膜生物反应器ASMBR进行对比,考察了颗粒污泥在减缓膜污染中所起的作用.好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器AGMBR连续稳定运行102 d,系统具有良好的去除有机物和同时硝化反硝化能力,在进水COD和NH+4-N浓度分别为500和200 mg/L时,COD、NH+4-N和TN的去除率分别稳定在86%、94%和45%以上.颗粒污泥有效减缓了膜污染,延长了膜清洗的周期,AGMBR中的膜污染以膜孔堵塞为主,占总阻力的64.81%;滤饼层的阻力为2.1×1012m-1,远小于ASMBR中的16.07×10"m-1;膜清洗周期是相同条件下ASMBR的2.43倍以上;而且AGMBR内不断有新颗粒生成,维持了AGMBR系统性能和运行的稳定.     

好氧颗粒污泥对膜生物反应器污泥性能的影响

采用膜生物反应器进行含酚废水的处理,探讨投加好氧颗粒污泥对反应器中污泥性能的影响。结果表明,在膜生物反应器中投加好氧颗粒污泥能有效改善污泥性能,提高处理效果。从采用絮状污泥到逐渐增加好氧颗粒污泥投加量为100%的过程中,反应器中污泥浓度明显提高,MLSS由5 582 mg/L增加到8 168 mg/L;沉降性能得到改善,SVI由135.85 mL/g下降到29.36 mL/g;疏水性增强,Zeta电位由-20.302 mV升高到-4.325 mV;对含酚废水中COD、NH3-N的降解能力明显提高,COD、NH3-N、NO3-N去除率分别由87.3%、83.2%、55.3%增加到99.2%、94.9%、66.3%。改善了膜污染现象,膜通量衰减率由63.3%降低到42.8%。用二元多项式三维回归分析,得到污染物去除率关于好氧颗粒污泥投加量和反应器运行时间的二元方程,对指导好氧颗粒污泥膜生物反应器的连续运行具有重要意义。     

好氧颗粒污泥用于膜污染的控制

膜生物反应器在运行过程中容易引起严重的膜污染,从而限制了膜生物反应器在实际废水处理工程中的应用.从污泥特性角度分析了好氧颗粒污泥的特点和减缓膜污染的原因,并且与活性污泥比较,提出好氧颗粒污泥减缓膜污染的优势,为膜污染的控制提出了新的思路和方法.     

好氧颗粒污泥自生动态膜生物反应器处理碱减量印染废水

自生动态膜生物反应器(SFDMBR)接种颗粒污泥启动,研究溶解氧浓度和水力停留时间对该反应器处理碱减量印染废水的影响。自生动态膜生物反应器形成稳定的动态膜后,出水浊度小于10 NTU,系统对浊度的去除率在90%以上,溶解氧和水力停留时间对反应器出水浊度基本无影响。系统对废水色度的去除率随着溶解氧浓度的提高和水力停留时间的延长而增加,但是系统对色度的去除效率一般不超过40%。溶解氧浓度由0.3 mg/L逐渐增大至2.4 mg/L,COD的去除率由40%提升至80%,而当溶解氧浓度大于1.0 mg/L后,UV254的去除率达到95%。水力停留时间在8~48 h时,COD去除效率由65%逐渐上升至85%左右;水力停留时间在8~32 h,UV254去除效率为68%~93%,超过32 h后水力停留时间对UV254去除效率的影响已不明显。     

好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能

为考察不同接种污泥培养好氧硝化颗粒污泥的可行性,分别采用絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在气升内循环序批式反应器(SBAR)中进行好氧硝化颗粒污泥的培养,探讨不同性质的种泥对好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能影响。结果表明,以絮状活性污泥、厌氧颗粒污泥为接种污泥均可培养出好氧硝化颗粒污泥,其颗粒成熟时间分别为62和80 d,SVI为25.52和27.68 mL/g,氨氮去除率为93.15%和75.43%,COD去除率在90%以上, SOUR、Zeta和EPS显著提高,微生物活性及疏水性能增强,以絮状活性污泥培养的好氧硝化颗粒污泥性能更优。     

2种好氧颗粒污泥反应器工艺处理城市污水

以低浓度城市污水作为原水,絮状污泥作为接种污泥,分别采用序批式生物反应器(SBR)与气升式间歇反应器(SBAR)培养好氧颗粒污泥.分别考察2种工艺中好氧污泥颗粒化过程中的污泥特性以及对污染物的去除效果,结果表明2种工艺均成功培养出稳定的好氧颗粒污泥.SBR工艺中好氧颗粒污泥的污泥容积指数(SVI)、挥发性组分所占比例(...     

好氧颗粒污泥降解苯酚

以人工配水启动SBR,逐步提高进水苯酚浓度,探究好氧颗粒污泥对苯酚的降解能力,同时分析苯酚对好氧颗粒污泥特性的影响。经过55 d的运行,进水苯酚浓度逐渐增到3 000 mg/L,苯酚、COD及NH+4-N去除率分别达到了98.33%、97.27%和57.58%,好氧颗粒污泥表现出对苯酚的良好的去除能力。扫描电镜照片显示投加苯酚后的颗粒污泥表面更加光滑,结构更为紧凑。胞外聚合物红外光谱分析表明投加苯酚前后好氧颗粒污泥EPS的主要组分没有明显改变。苯酚毒性刺激了颗粒污泥分泌更多胞外聚合物,胞外聚合物中多糖含量由初始的12.70 mg/g VSS增加到35.17 mg/g VSS,蛋白含量由4.93 mg/g VSS增加到8.01 mg/g VSS。投加苯酚后的污泥粒径明显增大,主要污泥粒径由0.5~2.0 mm增大到2.0 mm以上。     

混凝好氧颗粒污泥的絮凝剂选择

为选择出适应于混凝好氧颗粒污泥培养的絮凝剂,通过絮凝剂添加量、污泥浓度、搅拌速度、搅拌时间等因子进行L9(3)4正交实验,以COD、浊度去除效果及絮凝颗粒结构为考察因子,研究聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)及壳聚糖的絮凝效果。结果表明,在不同絮凝剂的最佳混凝条件下,PAM的效果最好,壳聚糖次之,PAC最差,但壳聚糖COD随其添加浓度的增加而增加;絮凝颗粒结构中,以PAM的絮凝颗粒效果最好,其结构紧溱而颗粒中间的空隙相对较大,有利于吸附污染物和微生物的生长,适宜作为颗粒污泥培养的絮凝剂。     

连续流反应器中培养好氧颗粒污泥的运行效能研究

在连续流完全混合反应器(CSTR)中,采用不同进水方式,以乙酸钠作为碳源配制的人工配水作为原水,对好氧颗粒污泥的运行效能进行了试验研究。研究表明,采用不同进水方式运行的2个反应器在颗粒污泥出现后,运行效能差别不大;好氧颗粒污泥反应器运行高效稳定,在水力停留时间为1.5h、COD容积负荷为1.0kg/(m3·d)的条件下,对COD、TP、NH4+-N和TN的去除率分别为90%、85%、95%和60%,并具有明显的脱氮除磷效果;反应器中存在同步硝化反硝化现象。     

负荷及盐度对好氧颗粒污泥EPS的影响

研究了序批式反应器(SBR)内好氧颗粒污泥在不同有机负荷(1.6 kg COD/（m³·d）和8 kg COD/（m³·d)）和不同含盐(2.5%和5.0%)条件下胞外聚合物(EPS)的变化情况,并对EPS、比耗氧速率(SOUR)和孔隙率之间的关系作了进一步探讨。结果表明：在SBR反应器中,负荷较含盐量对好氧颗粒污泥EPS变化的影响要显著,且EPS糖成分和SOUR之间、EPS蛋白成分和孔隙率之间均呈负相关。另外,高负荷条件下的系统稳定性要优于低负荷。     

SNAD-MBR工艺启动过程中颗粒污泥特性变化及其对膜污染的影响

采用升流式微氧污泥床膜生物反应器启动同步亚硝化、厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SNAD)工艺,考察了颗粒污泥性质与膜污染行为的动态变化,并通过统计学手段评估了启动中颗粒污泥特性与膜污染速率之间的相关性。结果表明：由厌氧氨氧化工艺(Anammox)历经全程自养脱氮工艺(CANON)启动SNAD工艺过程中,颗粒污泥浓度(MLSS)、胞外聚合物(EPS)、溶解性微生物产物(SMP)及EPS_p/EPS_c比值呈现增加趋势,而SMP_p/SMP_c比和污泥容积指数(SVI)逐渐降低;傅里叶变换红外(FT-IR)和三维荧光谱(3D-EEM)分析结果表明,颗粒污泥蛋白质疏水性逐渐增强,且色氨酸类物质在污泥颗粒化过程中起到重要作用;此外,膜污染速率由1.21 L·(m²·h²·Pa)⁻¹下降至1.08 L·(m²·h²·Pa)⁻¹,这主要是由于EPS_p/EPS_c比增加,促使颗粒污泥粒径增加,从而减缓膜污染所致;统计学结果进一步表明,相比其他颗粒污泥参数(MLSS、SVI、EPS及SMP),SMP_p/SMP_c比与膜污染速率之间呈现较强的显著正相关,SMP_p/SMP_c比可作为膜污染速率预测参数,预测模型为F_r=1.638SMP_p/SMP_c−1.398。     

常温下好氧颗粒污泥的形成过程及除污性能

接种产絮脱氮菌剂TN-14强化普通活性污泥在常温下实现快速颗粒化。研究了污泥颗粒化过程中污泥形态、浓度(MLSS)、体积指数(SVI)、粒径分布、胞外多糖(PS)和蛋白(PN)的变化规律,以及除污性能。结果表明,反应器污泥在45 d内完全实现颗粒化,成熟颗粒污泥粒径多在0.6~1.0 mm之间;颗粒化期间,系统内污泥浓度略有增加,而污泥体积指数SVI值呈下降趋势。污泥PS和PN含量均明显增加,成熟稳定期污泥PS和PN含量分别维持在84.22~90.46 mg/g MLVSS以及294.22~345.26 mg/g MLVSS。污泥颗粒化后对污水除污能力都有一定的提高,颗粒污泥稳定运行阶段出水COD、氨氮、TN和TP值都能满足一级A类排放标准(GB18918-2002)。     

浸没式膜-生物反应器污泥组分对膜污染的影响

研究基于中试规模的浸没式膜生物反应器长期运行的基础上,通过改变操作条件和工艺参数系统考察污泥组分对膜污染的影响。试验结果表明,泥龄10 d时,混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为24.1%、36.1%和39.8%;泥龄20 d时, 混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为43.9%、32%和24.1%;泥龄40 d时, 混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为50.6%、27.3%和22.1%。随着泥龄的增加,胶体物质和溶解性物质所形成的阻力之和在总阻力中所占的比例逐渐下降,但仍为膜污染的重要因素。     

一体式膜-生物反应器中膜污染过程的动态分析

膜污染过程的动态研究对于有效地控制膜污染意义重大。结合膜过滤压差的上升和污染膜表面微观形态的变化 ,对不同污泥浓度和膜通量条件下 ,一体式膜 生物反应器中膜污染过程进行了动态分析。结果表明 ,膜污染初期主要是水中溶解性物质在膜表面附着 ,随后污泥在膜表面沉积。溶解性有机物在膜面的附着 ,对膜过滤压差即膜过滤阻力的变化影响不大 ,而活性污泥在膜表面的大量沉积将导致膜过滤压差迅速上升。污泥浓度愈高 ,膜通量愈大时 ,活性污泥颗粒愈易在膜面沉积。通过停止进出水维持空曝气、降低反应器内污泥浓度或延长膜的停抽时间可以使沉积在膜表面的悬浮污泥脱离膜表面 ,从而使膜过滤能力得到很好的恢复。采用经典的膜污染模型对各运行阶段膜污染模式进行了分析 ,模型拟合结果与电镜观察结果基本吻合。     

好氧颗粒污泥的特点及其研究进展

综述了好氧颗粒污泥的基本特征和微生物相、好氧颗粒污泥形成的主要影响因素及其颗粒化反应器等。好氧颗粒污泥是近几年发现的在好氧条件下自发形成的细胞自身固定化过程 ,是生物膜特殊的生长形式。颗粒污泥具有良好的沉降性能、较高的生物量和在高容积负荷条件下降解高浓度有机废水的良好生物活性。污泥颗粒化过程是一个多阶段的过程 ,取决于废水组成及其操作条件的选择。在气提式内循环间歇反应器 (internalcirculatesequencingbatchairliftreac tor ,ICSBAR )中易于培养出性能良好的好氧颗粒污泥。     

好氧MBR处理垃圾渗滤液中膜面优势污染物及污染阻力

将好氧MBR处理垃圾渗滤液装置中的污泥混合液进行合理分离,通过死端过滤实验和膜污染阻力测定实验,以确定MBR中造成膜污染的优势污染物和优势污染阻力。实验结果表明,上清液中的胶体物质和大分子粘性有机物是造成膜污染的优势污染物;膜污染阻力主要由凝胶极化阻力和外部污染阻力构成,二者之和占总污染阻力的95%以上。     

混凝强化形成好氧颗粒污泥

为了缩短好氧颗粒污泥形成的时间,通过在颗粒污泥形成初期投加混凝剂的方式,研究强化造粒条件下颗粒污泥的形成过程及其特性。结果发现,投加混凝剂后,反应器在第8天出现了颗粒污泥,并在第25天时实现完全颗粒化,比未加混凝剂反应器颗粒形成的时间缩短了2 d,完全颗粒化时间缩短了10 d。强化造粒条件下形成的颗粒污泥,颗粒强度、比重分别为99.03%和1.1892,分别比对照高出3.28%和0.1539。可以看出,在混凝强化造粒条件下培养出的颗粒污泥,与常规方法相比具有颗粒化进程快,颗粒强度大,比重大等优点。