EPS颗粒整体集合的直剪试验研究

为研究聚苯乙烯泡沫颗粒整体集合的抗剪强度特性,通过直剪试验,针对粒径为1、3及5 mm的泡沫颗粒,测定了不同法向应力条件下剪应力与剪切位移之间的关系,分析了颗粒粒径及压缩性对抗剪强度的作用影响。结果表明:随着粒径的增加,EPS颗粒整体集合的抗剪强度逐渐降低;当EPS颗粒粒径由1 mm增加至5 mm时,其整体的内聚力由8.1 kPa减小至2.75 kPa,内摩擦角也随之减小,其原因在于EPS颗粒整体集合的压缩量随粒径的增加而增大。     

生物处理硫系恶臭气体的现状及展望

脱臭微生物是生物脱臭工艺的核心。根据营养类型,自然界中参与硫化物氧化的微生物主要分为自养型菌和异养型菌。自养菌主要是光合硫氧化菌、化能自养型菌,异养微生物则种类很多。目前主要应用一些自养型微生物对硫系恶臭气体进行生物处理。详细介绍了脱除硫系恶臭气体微生物的种类、特点及其在硫系恶臭气体生物处理中的应用现状与展望。     

剩余污泥自絮凝特性及关键影响因素作用分析

为解决污泥减量化处理过程中药耗或能耗过高、污泥量增加等问题,提出利用污泥自身胞外聚合物(EPS)产生的自絮凝调理来促进其脱水性能,通过正交实验和单因素实验考察污泥质量浓度、搅拌强度和搅拌时间对污泥自絮凝特性的影响,分析污泥毛细吸水时间(tCST)、污泥容积指数(SVI)、污泥粒径和Zeta电位的变化规律.结果表明,自絮凝可增大污泥粒径,提高污泥疏水性,减少絮体表面Zeta电位的影响,从而改善污泥脱水性能和沉降性能.在最佳参数(污泥质量浓度18 g·L-1、搅拌强度200 r/min、搅拌时间3.5 min)条件下,自絮凝后污泥体积平均粒径增加11.4%,Zeta电位升高19.0%,tCST降低17.1%,SVI降低8.1%,效果显著.所考察的因素对自絮凝作用的影响程度依次为:污泥质量浓度搅拌时间搅拌强度.较高的污泥质量浓度、搅拌强度和搅拌时间均有利于提高自絮凝效果,而当污泥质量浓度、搅拌强度或搅拌时间大于最佳参数时,自絮凝效果则逐渐减弱.研究成果提供了利用污泥自身特性进行调理的新思路,可为优化污泥调理方式、降低调理药耗和减少污泥产量提供技术支持.     

常温低基质启动AAOB颗粒污泥性能分析

为研究在常温低基质（NH+₄-N、NO-₂-N为（40±10）mg/L）启动AAOB颗粒污泥的过程,采用SBR反应器逐渐缩短实验周期来启动AAOB颗粒污泥,并且对系统中的氮去除率、氮负荷及各个阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.同时,对各个阶段的颗粒污泥形态、平均粒径、EPS含量以及EPS的三维荧光特性进行分析.结果表明,逐渐缩短实验周期（24 h→12 h→10 h→8 h）,氮负荷由0.074 g/(L·d)提高到0.204 g/(L·d).Grau second-orders模型较好地表征启动厌氧氨氧化(AAOB)颗粒污泥过程,基质去除速率常数k₂值由0.15上升为0.22,脱氮性能逐步提高.污泥的MLSS、MLVSS由初期2 989,2 348 mg/L最后稳定到2 0,1 776 mg/L,随着反应进行,厌氧氨氧化污泥充分利用基质,颗粒污泥逐渐稳定,最终污泥颗粒平均粒径达410 μm.PN质量分数以及PN与PS比呈现先上升后趋于稳定的趋势,且PN质量分数以及PN与PS比随着粒径增大而变大.利用PARAFAC法分析污泥EPS中三维荧光成分,其由辅酶NADH、核黄素和腐殖酸组成.     

脱除养殖臭气中H2S菌种的筛选及性能测定

恶臭气体作为畜禽养殖场的主要污染物,成分复杂且较难去除.生物法除臭效率高,而筛选出高效除臭的微生物又是生物法除臭的关键.从脱除硫化氢的生物反应器中取脱硫菌种,经分离纯化得到选择脱除硫化氢的6株异养氧化菌和1株自养氧化菌.根据其形态特征观察与生理生化反应结果,将其鉴定到属:菌B1、菌B5为微球菌属、菌B2为短杆菌属、菌B3为副球菌属、菌B4为微杆菌属、菌B6为埃希氏菌属、菌B7为硫杆菌属.在28℃,120r/min的条件下,依据菌体的生长情况对其进行生长繁殖期内硫化物降解能力的测定,实验结果表明:脱硫菌能利用培养液中的S2-使其主要氧化为SO42-,并且短时间异养菌的去除效果较自养菌好,去除率均在61.0%以上,自养菌的去除率最高时仅为49.7%.     

一种好氧颗粒污泥的内部构造分析

采用城市污水处理厂的活性污泥为接种污泥,以人工配制污水为原水,在序批式反应器(SBR)中培养出好氧颗粒污泥,对其冷冻切片后进行显微观测.同时,根据颗粒污泥内部基质(COD,N,DO)在各个阶段的变化,分析颗粒污泥内部构造的形成过程.研究发现,好氧颗粒污泥的内部构造可以描述为:第一层,即好氧颗粒污泥表面层,主要由异养型生物组成,厚度约为220～340 μm;中间层,主要由自养型生物组成,厚度约为380～550 μm;第三层位于颗粒污泥中心,微生物量较少,主要由无机成分组成,存在明显的空腔,其厚度由好氧颗粒污泥粒径决定.     

不同活性污泥胞外聚合物提取方法优化

活性污泥胞外聚合物( extracellular polymeric substances, EPS)是污水生物处理过程中污泥结构、脱水性能、絮凝性能以及沉降性能的重要决定因素,而提取方法不同EPS的剥离程度存在很大的差别.因此EPS提取方法的建立至关重要.采用6种方法提取不同污泥EPS,分析了不同污泥每g干污泥中分层EPS的质量及组成,并考察了污泥粒径及脱水性能与污泥EPS的关系.结果表明：不同工艺不同污泥每g干污泥中EPS质量不同;甲醛+NaOH法提取EPS效率高且对细胞破坏程度小,试验中不同污泥EPS提取量为15.88~39.30 mg;每g干污泥中黏液层EPS质量越高,蛋白质与多糖质量浓度之比越大,污泥脱水性能越差;污泥EPS的提取效率与污泥粒径存在一定的相关性,污泥粒径越大,提取效率越高.     

生物造粒流化床中颗粒污泥的物理性质及破碎与恢复特性研究

通过两套生物造粒流化床试验装置的并联和串联运行,运用摄影与图像分析、颗粒静沉和密度分析等方法,研究了流化床中颗粒污泥的物理性质及破碎与恢复特性.在作为一级柱(接受人工配置污水)运行的过程中,流化床主要经历了颗粒成长;在作为二级柱(接受一级柱出水)运行的过程中,流化床主要经历了颗粒破碎.试验结果表明,在多次轮回切换工作的过程中,流化床中的颗粒污泥具有动态稳定性,破碎的颗粒很容易得到恢复.颗粒污泥的有效密度随粒径而变化的趋势不明显,粒径-密度关系在双对数坐标图上始终处于同一领域,且远高于常规絮凝体的密度,表明流化床中形成的颗粒污泥具有密实的构造.     

利用异养菌脱除H2S恶臭的实验研究

目前国内生物脱臭研究通常直接采用活性污泥挂膜,并认为生物脱臭过程主要是自养硫杆菌的作用,但这种方式存在着一个主要问题就是挂膜后有一个相当长驯化期。本文介绍了利用异养细菌对H2S进行脱臭的试验研究。将黄单胞菌H10接种至填料塔中,试验结果显示:该菌具有较高的H2S去除能力。当控制出气中不能检测到H2S的存在时,H2S最大允许进气浓度达1170mg·m-3,H2S的最大容积负荷为2.897gH2S·L-1(填料)·d-1。同时对H2S的降解并没有表现出延迟期,这表明利用该菌挂膜进行H2S脱臭具有很好的应用前景。     

平均粒径对好氧颗粒污泥脱氨效果的影响

将R1和R2间歇序批式反应器(SBR)中平均粒径大小分别为1 300μm和900μm的脱碳好氧颗粒污泥接种硝化活性污泥,以提高系统氨氮脱除率。试验结果表明,R2中的小平均粒径好氧颗粒污泥,经2周后氨氮脱除率达到90%以上;而R1中的大平均粒径好氧颗粒污泥,经3周半后氨氮脱除率才达到相同水平。平均粒径小的好氧颗粒污泥比表面积大,接种活性污泥附着量大,渗透接种至颗粒污泥中快,因而系统氨氮脱除速率增加迅速。系统周期分析表明,虽然R1中大粒径好氧颗粒污泥0.033d-1的硝化速率小于R2中小颗粒污泥0.060d-1的硝化速率,其10g/l的污泥浓度大于小粒径颗粒污泥6g/l的污泥浓度,从而导致两个系统的氨氮脱除时间相同,即2.5h。由于R1中大粒径好氧颗粒污泥内部缺氧区相对小粒径好氧颗粒污泥大,其脱氮效率(64.7%)相对小颗粒污泥脱氮效率(57.3%)高一些。     

自养硝化污泥除磷能力研究

采用静态试验对自养硝化污泥的除磷特性进行研究.分别提供氨、无机碳源和氨、无机碳源三种营养条件,考察了厌氧-好氧交替环境下硝化细菌摄取磷酸盐的情况.结果表明:在与聚磷菌的运行模式相对应的条件下,硝化污泥无除磷效果;通过染色观察,硝化细菌体内几乎没有PHB颗粒及异染颗粒;按照传统聚磷菌除磷模式培养的硝化细菌未表现出明显的除磷特性.论文从能量利用、营养类型及培养条件等方面对该现象和产生的原因进行了分析.     

电流对三维电极生物膜耦合硫自养脱氮工艺的影响

针对污水处理厂尾水TN去除问题,研究了电流对三维电极生物膜耦合硫自养脱氮工艺(3DBER-S)脱氮性能及菌群结构的影响.运行结果表明:在进水pH为7.0~7.5,ρ(NO_3~--N)为35 mg/L,ρ(C)/ρ(N)为1,HRT为12h条件下,电流由60 mA增大到800 mA,NO_3~--N和TN去除率变化不明显,分别稳定在87%和76%左右;随电流增大,体系氢自养反硝化作用所占比例由22.8%逐渐上升到74.4%.基于nirS基因的克隆文库结果表明:3DBER-S中与异养、硫自养和氢自养反硝化功能菌属相似的细菌均占有一定比例;随电流增大,与氢自养反硝化功能菌属相似的细菌所占比例增大.该体系中存在异养、氢自养和硫自养反硝化协同去除硝酸盐氮的作用,维持了稳定高效的脱氮效果,且增大电流利于氢自养反硝化作用的增强.     

三维电极生物膜-硫自养耦合脱氮系统中反硝化细菌多样性研究

通过对比运行三维电极生物膜-硫自养耦合脱氮系统和常规三维电极生物膜工艺,并运用反硝化基因nir S克隆文库方法,研究了耦合脱氮系统脱氮性能和反硝化细菌的多样性,为揭示耦合脱氮系统反硝化机理和优化系统运行参数提供参考.研究结果表明:三维电极生物膜与硫自养耦合脱氮系统具有较高的脱氮效率和平衡系统酸碱度的能力.系统中反硝化菌群的Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为2.436和0.894;Beta proteobacteria在耦合脱氮系统中起主导作用;有35个克隆子(61.49%)与陶厄氏菌属(Thauera)有较高的同源性;脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrifican)的比例为3.5%;11个克隆子(19.29%)与食酸菌属(Acidovorax)有一定的同源性.说明当耦合系统碳源充足时,脱氮作用主要以异养反硝化过程为主,以单质硫和氢为电子供体的自养反硝化脱氮作用也占有一定比例.     

Weatherability studies on external insulation thermal system of expanded polystyrene board, polystyrene granule and polyurethane foam

Atmospheric exposure tests including two experimental stages of high temperature-spraying water cycle and heating-refrigeration cycle were carried out on three currently used ETIS of expanded polystyrene (EPS) board, polystyrene granule mortar and polyurethane foam in order to study the weatherablility of external thermal insulation system (ETIS). The change rules of adhesive strength were hereby studied at different time period of atmospheric exposure tests. The experimental results show that the adhesive strength of three kinds of ETIS changes a little during high temperature-spraying water cycle, but the adhesive strength of ETIS with EPS board decreases significantly after heating-refrigeration cycle. The lowering rate of adhesive strength with painting finishes is obviously faster than that of tile finishes for ETIS of EPS board during heating-refrigeration cycle. The weatherability of ETIS with EPS board is worse than the other two, and ETIS of polystyrene granule mortar and polyurethane foam are more suitable than ETIS of EPS board in cold area.     

ρ(C)/ρ(N)对3BER-S工艺特性及反硝化细菌群落特征的影响

为提高三维电极生物膜工艺脱氮效率,通过运行不同TOC与TN的质量浓度比(ρ(C)/ρ(N))条件下三维电极生物膜-硫自养耦合工艺(3BER-S),并建立基于反硝化特异性基因nirS克隆文库,研究了ρ(C)/ρ(N)对3BER-S运行特性及反硝化细菌群落的影响.结果表明:ρ(C)/ρ(N)对3BER-S工艺的脱氮效率影响较小,不同ρ(C)/ρ(N)条件下的TN去除效率基本稳定在80%以上.ρ(C)/ρ(N)对3BER-S体系内的反硝化细菌种群结构和营养类型均有一定影响.高ρ(C)/ρ(N)条件下,反硝化细菌种类较少,Thauera(陶厄氏菌属)是体系内的优势菌群,脱氮作用以异养反硝化过程为主;当ρ(C)/ρ(N)降低时,反硝化细菌种类增多,硫自养反硝化细菌所占比例升高.总之,由于硫磺单质的加入,弥补了3BER工艺低ρ(C)/ρ(N)时的反硝化作用电子供体不足,使得3BER-S耦合体系在不同ρ(C)/ρ(N)条件下均能保持高效且稳定的脱氮效果.     

Effects of extracellular polymer substances on aerobic granulation in sequencing batch reactors

The effects of extracellular polymeric substances (EPS) on aerobic granulation in sequencing batch reactors (SBR) were investigated by evaluating the EPS content, and the relationship between EPS composition and surface properties of glucose-fed aerobic granules. The results show that aerobic granular sludge contains more EPS than seed sludge, and it is about 47 mg/gMLSS. Corresponding to the changes of EPS, the surface charge of microorganisms in granules increases from -0.732 to -0.845 meq/gMLSS, whereas the hydrophobicty changes significantly from 48.46% to 73.16%. It is obviously that changes of EPS in sludge alter the negative surface charge and hydrophobicity of microorganisms in granules, enhance the polymeric interaction and promote the aerobic granulation. Moreover, EPS can serve as carbon and energy reserves in granulation, thus the growth between the interior and exterior bacteria is balanced, and the integrality of granules is maintained. SEM observation of the granules exhibits that EPS in granules are ropy; by mixing with bacteria, compact matrix structure can be formed. The distribution of EPS in granules profiles the importance of EPS storage. It can be concluded that EPS play a crucial role in aerobic granulation.     

短程硝化颗粒污泥的培养与特性分析

在SBR反应器中,接种普通活性污泥,以沉降时间为选择要素,逐渐提高氨氮负荷成功培养了以氨氧化细菌（AOB）为优势菌的好氧硝化颗粒污泥,其形态近似为球形或椭圆形,平均粒径1．1mm,平均沉降速率为1．9cm·S-1,SVI在18．2～31．4mL·g-1之间,对氨氮的去除率达95％,亚硝酸盐积累率维持在809／6～90％。颗粒污泥形成后,氨氧负荷达到了0．0455kgNH4＋-N（kgMLSS·d）-1,与启动期相比,提高了4．55倍。分子生物学FISH技术对颗粒污泥茵群结构的定量分析表明,AOB占全部茵群的14．9oA左右,NoB占0．89oA左右。反应初期高FA和反应后期高FNA的共同作用可能是该研究中实现和维持稳定短程硝化的关键。     

EPS颗粒级配对EPS混凝土力学性能的影响

聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)混凝土是一种质轻而具有良好力学性能的新型建材.EPS混凝土的力学性能与混凝土基质强度以及EPS颗粒粒径有关.通过试验比较不同EPS颗粒级配,不同EPS粒径大小的EPS混凝土的抗压、抗拉、抗折强度,提出了EPS混凝土抗压强度关系表达式,并用超声检测的方法测试了EPS混凝土的受压破坏过程.研究表明,EPS混凝土的力学性能与颗粒级配及颗粒含量有关,超声检测的方法能反映EPS混凝土的损伤破坏过程.