生物膜细菌藻酸盐对Cu2+的吸附动力学研究

以生物膜中提取的细菌藻酸盐为原料制备藻酸钙为吸附剂,对水溶液中的Cu2+进行了吸附动力学研究.试验结果表明,吸附时间、溶液初始pH和吸附剂投加量对藻酸钙吸附Cu2+影响显著.当溶液初始pH为4.0、Cu2+初始质量浓度为100 mg/L、吸附剂投加量为0.7 g/L时,藻酸钙对Cu2+的平衡吸附量为56.15 mg/g.水溶液中Cu2+在藻酸钙上的吸附动力学过程可用准二级动力学方程来模拟.吸附等温线研究表明,藻酸钙吸附Cu2+的过程可用Langmuir和Freundlich模型来描述.100 mmol/L 乙二胺四乙酸(EDTA)可有效解吸95.6%的Cu2+,实现Cu2+的回收与吸附剂的重复利用.     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg^2＋的研究

在实验室条件下,以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg^2＋的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响,并通过红外光谱和能谱对比手段,初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg^2＋的机理。结果表明,厌氧颗粒污泥对Hg^2＋的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好（R^2=0．9933）;pH是影响吸附的重要因素,在pH值为3～8的范围内,吸附量较大,最大为64．64mg／g,当pH值大于8或小于3时,吸附量逐渐下降;温度对吸附也有一定的影响,但影响程度不明显。红外光谱和能谱分析表明,厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg^2＋的络合作用是吸附的主要机理,这些基团包括-CH、-CH2、-CH3、P—H、C=0、C-N、P=0、S=0及=C—H,同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附。     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg~(2+)的研究

在实验室条件下,以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg2+的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响,并通过红外光谱和能谱对比手段,初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg2+的机理.结果表明,厌氧颗粒污泥对Hg2+的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好(R2=0.9933);pH是影响吸附的重要因素,在pH值为3～8的范围内,吸附量较大,最大为64.64 mg/g,当pH值大于8或小于3时,吸附量逐渐下降;温度对吸附也有一定的影响,但影响程度不明显.红外光谱和能谱分析表明,厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg2+的络合作用是吸附的主要机理,这些基团包括-CH、-CH2、-cH,、P-H、C=O、C-N、P=O、S=O及=C-H,同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附.     

五氯苯酚在厌氧颗粒污泥中的吸附研究

在血清瓶中进行的分批实验中,研究了UASB和EGSB反应器厌氧颗粒污泥对五氯苯酚(PCP)的吸附、解吸规律.结果表明,吸附和解吸在接触PCP 2.5 h内达到平衡,吸附和解吸过程都符合Freundich等温方程,PCP的吸附机制为恒定的分配吸附.来自UASB反应器中活的颗粒污泥吸附能力大于灭活的颗粒污泥,Freundich等温方程吸附常数K值分别为0.557 0和0.037 9.UASB反应器颗粒污泥对PCP的吸附能力大于EGSB反应器颗粒污泥,Freundich等温方程吸附常数K值分别为0.557和0.263.     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg2+的研究

在实验室条件下,以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg²⁺的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响,并通过红外光谱和能谱对比手段,初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg²⁺的机理。结果表明,厌氧颗粒污泥对Hg²⁺的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好(R²=0.9933);pH是影响吸附的重要因素,在pH值为3～8的范围内,吸附量较大,最大为64.64 mg/g,当pH值大于8或小于3时,吸附量逐渐下降;温度对吸附也有一定的影响,但影响程度不明显。红外光谱和能谱分析表明,厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg²⁺的络合作用是吸附的主要机理,这些基团包括—CH、—CH₂ 、—CH₃、P—H、CO、C—N、PO、SO及C—H,同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附。     

污泥颗粒吸附染料的研究

研究了污泥颗粒在不同SS时对染料吸附的影响。结果显示，在SS小于1g/L时，吸附密度随着SS的增加而降低，但在SS大于1g／L时，单层吸附密度则相对变化不大。应用多层吸附模型可计算吸附常数、吸附吉布斯自由能和单层吸附密度，进而可以求算不同污泥颗粒的比表面积。     

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.     

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.     

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。     

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.     

厌氧颗粒污泥启动复合式厌氧折流板反应器的研究

研究以厌氧颗粒污泥接种的复合式厌氧折流板反应器(HABR)启动：在HABR中直接接种厌氧颗粒污泥,以退浆废水为试验进水,在系统水力停留时间为168 h,中温(32±1) ℃,进水pH值6.5～8,碱度适当偏高条件下,进入反应器废水COD浓度由1 800 mg/L逐渐提高到13 520 mg/L,运行60 d后系统COD去除率最低为45%,并且保持稳定,出水pH值和碱度相对比较稳定,污泥明显呈颗粒状,反应器启动完成。反应器可以在短时间内重新启动,污泥活性很快得到恢复。     

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。     

温度对城市生活垃圾和厌氧颗粒污泥联合厌氧发酵的影响

针对无锡市垃圾填埋场堆体厌氧发酵所存在的产气率低、氨氮浓度高的问题,以无锡市生活垃圾为原料,在添加厌氧颗粒污泥的情况下,探讨了不同发酵温度下（25、35和45 ℃）对城市生活垃圾厌氧发酵过程中渗滤液的化学需氧量（COD）、氨氮、挥发性脂肪酸（VFA）、渗滤液产量和产甲烷量的影响。结果表明,25、35和45 ℃条件下氨氮的最终浓度分别为2 450、2 650和3 000 mg·L-1,COD的去除率分别为60.9%、85.2%和80.1%,最大产甲烷速率分别为67、552和397 mL·d-1,沼气中甲烷的平均体积分数分别为39.4%、66.9%和53.2%,累积产甲烷量分别为2 906、19 004和14 286 mL。以上结果表明35 ℃条件在能够缩短发酵周期,提高甲烷产量的同时,还能在一定程度减小渗滤液氨氮浓度,有助于减轻后续渗滤液处理的压力。     

垃圾渗滤液厌氧处理过程颗粒污泥生长特性

以上流式厌氧反应器为例,研究了渗滤液厌氧处理过程中颗粒污泥的生长特性。结果表明,反应器运行阶段,颗粒污泥粒径由0.96 mm增长至1.06 mm,MLVSS/MLSS大于0.76,污泥能够保持较高的活性。高污泥负荷有利于0.90 mm颗粒污泥生长,0.60~0.90 mm污泥颗粒生长过程中结构不稳定,易发生解体。厌氧颗粒污泥生长过程中,粒径较大的颗粒污泥的孔隙结构较为疏松,它对污泥的活性产生影响。随着孔隙率增大,污泥沉降速度由0.88 cm/s升至0.97cm/s。颗粒污泥表层与内部微生物分布不同,表层微生物以球菌为主,各微生物种群间紧密联系,颗粒污泥内部以短杆菌为主。     

海藻酸钠凝胶储存好氧颗粒污泥及其活性恢复

采用质量分数11.5%的海藻酸钠凝胶为载体,在4 ℃下避光储存好氧颗粒污泥(AGS) 7个月,并将储存后的AGS进行活性恢复。分析了储存前后AGS理化特性变化以及储存后AGS恢复情况,以期为AGS储存和储存后AGS快速恢复方法的选择提供有价值的参考。结果表明：部分AGS在储存过程中发生解体,颗粒粒径变小,沉降速度、MLVSS/MLSS和脱氢酶活性(DHA)分别下降了43.93%、22.22%和43.34%,说明在4 ℃下使用海藻酸钠凝胶储存AGS具有可行性,该储存方法在一定程度上可维持AGS 的结构完整性和微生物活性。经过9 d的再培养,AGS完全恢复到储存前水平。恢复后的AGS为黄褐色,表面光滑,整体呈球状或椭球状,颗粒粒径主要分布在1.3~2.5 mm,SVI₃₀为31.9 mL·g⁻¹,沉降速度为92.71 m·h⁻¹,胞外聚合物(EPS)质量分数为75.05 mg·g⁻¹,DHA为86.21 μg·(g·h)⁻¹,表明恢复后的AGS沉降性能较好,微生物活性较高。恢复后的AGS对COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除率分别为96.5%、97.8%、82.7%、73.5%,具有良好的除污效果。     

生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响研究

通过厌氧毒性实验、恢复实验和特征毒性模拟实验,研究了生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥微生物产甲烷活性的影响。结果表明,1 000 mg/L氨氮浓度下产甲烷活性均大于85%,说明相应氨氮浓度范围,垃圾渗滤液基质对厌氧颗粒污泥的微生物没有明显抑制作用。恢复实验后活性得到完全恢复,属代谢毒性。模拟废水氨氮浓度大于1 000 mg/L浓度时,开始出现抑制;氨氮浓度大于3 000 mg/L时,有明显抑制,产甲烷活性下降32.1%;相同氨氮浓度下,渗滤液最大活性区间滞后于模拟废水,产甲烷活性也小于模拟废水,存在除氨氮以外的毒性物质的影响。     

垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥稳定性的影响

在升流式厌氧反应器中,分别以模拟废水和最优进水浓度渗滤液持续进水,探讨COD、NH4+-N和SO42-浓度对反应器内颗粒污泥的稳定性的影响。结果表明,按照优化浓度进水,可以在一定程度上提高了厌氧生物处理效率,COD、NH4+-N和SO42-去除率分别约为60%、11%和42%。渗滤液中微量元素（如Fe、Co和Ni等）有利于提高污泥浓度,增大反应器内生物量。改变垃圾渗滤液进水的COD、NH4+-N和SO42-浓度,使得颗粒污泥多处于0.9~1.6 mm之间,具有高传质效率和不易破碎的特性。污泥颗粒的沉降速度保持在28.52~67.87 m·h-1之间,属于沉降性能良好的污泥。以最优进水浓度渗滤液为进水条件的反应器内的颗粒污泥浓度、粒径和沉降速度都要比模拟废水组更好,说明渗滤液中的微量元素存在,有利于颗粒污泥的稳定。