厌氧反应器中颗粒污泥的培育及应用研究进展*

厌氧生物处理技术因其具有有机负荷高、污泥产量低、能耗低等优点被广泛应用于各种废水处理中。厌氧颗粒污泥具有沉降性能好、微生物浓度高、有机负荷高等优点,极大地提高了废水处理效率。尤其在处理含高氨氮废水中,厌氧颗粒污泥的形成对反应器的高效生物脱氮至关重要。但到目前为止,厌氧反应器中的颗粒污泥形成及废水处理效果还缺乏系统的认识。鉴于此,总结了厌氧反应器中颗粒污泥的形成机制,分析了影响厌氧反应器中颗粒污泥形成的因素,论述了厌氧反应器中厌氧颗粒污泥生长的模拟,最后介绍了厌氧颗粒污泥在国内外的主流应用。厌氧反应器中颗粒污泥的形成是综合因素影响的结果,对影响厌氧颗粒污泥形成的每个因素都需要认真对待,可为在厌氧反应器中颗粒污泥的培育和应用提供理论指导和技术支撑。     

UASB系统启动过程中颗粒污泥形成全过程的机理性分析

ＵＡＳＢ系统启动过程中颗粒污泥形成全过程的机理性分析谢汉方,苏希（辽宁省环境保护科学研究所,沈阳１１００３１）上流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）作为高负荷厌氧反应器已得到公认,该反应器中培育成的颗粒污泥对提高处理效能极为有效。因此,育成颗粒污泥便成为启动过...     

氯苯对EGSB反应器内颗粒污泥性质影响的研究

采用ECSB反应器处理含氯苯有机废水,主要研究了氮苯对颗粒污泥性质的影响。结果表明：氮苯对处理葡萄糖自配水的EGSB反应器内颗粒污泥中的细菌有较强毒害作用,连续投加低浓度氮苯72d后,扫描电镜观察可发现颗粒污泥表面和内部细菌均明显受到损害,停止投加氮苯恢复运行30d和50d后,仍可观察到颗粒污泥内部细菌受损害的现象,且部分颗粒污泥内部存在着明显的空洞;随着运行时间的延长,反应器内颗粒污泥的粒径有较大程度的增大;但长期接触氯苯导致部分颗粒污泥解体,使得小粒径污泥增多,而大粒径污泥相应减少;氮苯对颗粒污泥的损害还表现在使大粒径颗粒的沉速减小,甚至导致部分颗粒污泥内部形成空洞而上浮。     

UASB反庆器中影响污泥颗粒化的工程因素

研究了具有不同微生物群系的接种污泥,流动方式和流速对上流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）反应器中活性污泥粒化的影响,颗粒化过程包括：微生物絮凝体的形成,亚核的形成,亚核增长和颗粒成熟四个阶段,微絮凝体的形成取决于酸化菌伯作用,流体的动量传递和流体对悬浮物的剪切作用是影响亚核形成的关键性工程因素,为此提高最低流速概念,即形成污泥膨胀床的最低流速。合适的进料速率,污泥负荷,布水均匀性以及碱度控制是ＵＡＳＢ反应     

厌氧氨氧化膨胀床反应器的运行性能

试验研究了以竹炭为载体的厌氧氨氧化膨胀床反应器的运行性能.接种反硝化污泥,用模拟废水可成功启动该反应器:运行至144 d时,容积总氮去除率达到3.02 kg N/m3/d.这是国内文献报道的最高水平.动力学分析表明.这种反应器的最大容积总氮去除率可迭12.77 kg N/m3/d.具有很大的脱氮潜能.反应器的启动过程可分为菌体自溶、活性延滞和活性提高三个阶段.与此相应,污泥性状也从黄褐色絮状污泥变为棕灰色颗粒污泥和红色颗粒污泥.红色颗粒污泥以杆茵和球菌为主.厌氧氨氧化活性可达0.56mg TN/(mgprotein)/h,它们是反应器厌氧氨氧化功能的主要承载者.     

厌氧颗粒污泥微生物总DNA的提取

目的:为了从分子水平上了解厌氧颗粒污泥中微生物的种类和数量,研究一种高效提取环境微生物DNA的方法。方法:厌氧颗粒污泥样品经液氮速冻、沸水浴融化、溶菌酶处理和SDS裂解后,琼脂糖凝胶电泳检测所提取的DNA,以提取的总DNA为模板,进行细菌核糖体小亚基16S rDNA基因V8、V9区的PCR扩增。结果:经检测,其DNA片段约为20 kb,样品D260nm/D280nm值为1.88,扩增结果理想,与OMEGA公司提供的试剂盒提取效果基本一致。结论:为薯类酒糟厌氧发酵污泥中微生物群落的分子生态学研究提供了一种简便、可靠的DNA提取方法。     

厌氧颗粒污泥的超微结构分析

目的：通过透射电镜对厌氧污泥颗粒内部结构进行系统的分析,研究其中微生物的生态情况及分布特征。方法：对颗粒的表面、1／3、1／2等特征部位处进行超薄切片,在透射电镜下观察并分析。结果：厌氧颗粒污泥由多种微生物但主要是丝状菌、杆状菌和球状菌组成。这些菌群整体上以混栖分布的形式存在,菌体密度从外向内看由密变疏,呈递减式的梯度分布。结论：厌氧颗粒污泥是一个微生态系统,不同类型的细菌种群在系统中相互依存,形成互营共生体系,有利于细菌对有机物的降解。透射电镜下对于污泥颗粒内不同层面中的菌群生态及分布情况的观察非常直观,十分有利于了解各菌群之间的生态关系。因此,采用透射电镜技术是研究厌氧污泥颗粒一种好方法。     

厌氧颗粒污泥微生物群落结构与功能的研究进展

厌氧颗粒污泥(anaerobicgranularsludge,AnGS)是由多种功能微生物组成的自固定化聚集体,具有容积负荷高、工艺简单、剩余污泥产量低等优点,在废水处理领域中显示出巨大的技术和经济潜力,被认为是一种很有前景的低碳废水处理工艺。本文系统总结了近年来厌氧颗粒污泥微生物结构和功能的研究成果,从微生物学角度讨论了厌氧颗粒污泥形成及稳定的影响因素,并对今后厌氧颗粒污泥的研究进行了展望,以期为后续厌氧颗粒污泥技术的深入研究和实际工程应用提供参考。     

厌氧氨氧化颗粒污泥研究进展

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)工艺是一种新的生物脱氮技术。一经问世即得到人们青睐,现已成为废水脱氮的升级技术。厌氧氨氧化菌(Anaerobicammoniumoxidation bacteria,AnAOB)是Anammox工艺的功能之源。以颗粒污泥形态存在的AnAOB是Anammox颗粒污泥床脱氮系统的重要支柱。由于AnAOB生长缓慢且对环境条件变化敏感,Anammox脱氮系统不仅启动缓慢,而且运行极易失稳甚至崩溃。值得庆幸的是,AnAOB可自主选择、组合和固定功能菌群落而形成Anammox颗粒污泥,并通过其优良的重力沉降性能和高效的基质转化性能保障Anammox脱氮系统的持续工作。本文综述了AnAOB的种类和特性及Anammox颗粒污泥的组成、结构和功能,以期为Anammox工艺的优化和拓展提供参考。     

厌氧处理低浓度污水颗粒污泥的形成和生物特性研究

用UASB反应器在室温条件下处理模拟低浓度污水,研究了颗粒污泥的形成过程和特性。UASB反应器进水浓度为100～200mgCOD／L,水温为25℃～9℃,60天内形成了成熟的颗粒污泥。颗粒污泥中以丝状菌为主,存在少量球状菌。     

氯苯对EGSB反应器内颗粒污泥性质影响的研究*

采用EGSB反应器处理含氯苯有机废水 ,主要研究了氯苯对颗粒污泥性质的影响。结果表明 :氯苯对处理葡萄糖自配水的EGSB反应器内颗粒污泥中的细菌有较强毒害作用 ,连续投加低浓度氯苯 72d后 ,扫描电镜观察可发现颗粒污泥表面和内部细菌均明显受到损害 ,停止投加氯苯恢复运行 30d和 5 0d后 ,仍可观察到颗粒污泥内部细菌受损害的现象 ,且部分颗粒污泥内部存在着明显的空洞 ;随着运行时间的延长 ,反应器内颗粒污泥的粒径有较大程度的增大 ;但长期接触氯苯导致部分颗粒污泥解体 ,使得小粒径污泥增多 ,而大粒径     

保藏温度对厌氧氨氧化颗粒污泥特性的影响

为考察保藏温度对厌氧氨氧化污泥颗粒特性的影响,同时优化保藏厌氧氨氧化颗粒污泥温度参数,本试验首先通过HRT调控进水基质负荷培养厌氧氨氧化颗粒污泥,并采用KHCO3和Na HCO3交替提供无机碳源。然后分别在–40℃、4℃、(27±4)℃室温和35℃条件下避光保藏。结果表明,Na HCO3可代替KHCO3作为厌氧氨氧化菌生长的无机碳源。相比于其他保藏温度,4℃保藏能够较好地维持生物量和生物活性,同时能较好地维持颗粒污泥的沉降性能、颗粒污泥和细胞结构完整性。在保藏过程中,一阶衰减指数模型可拟合厌氧氨氧化颗粒污泥生物量及活性的衰减过程,衰减指数与胞溶程度正相关,而且生物量的衰减比活性的衰减更快。同时,颗粒污泥胞外聚合物中蛋白质与多糖的比值(PN/PS)和血红素不能有效指示保藏过程中颗粒污泥沉降性能和活性的变化,而生物活性与胞溶程度呈负相关。     

颗粒厌氧污泥中的产氢产乙酸细菌研究

本文报道颗粒厌氧污泥中产氢产乙酸细菌的含量及存在方式。在正常运行状态,随着颗粒污泥的培养和生长、产氢产乙酸细菌含量维持在10⁷-10⁸个/ml.一旦厌氧反应器“酸化”,颗粒污泥性能变差,产氢产乙酸细菌急剧下降,减小到约10⁵个/ml.比正常状态低2-3个数级,说明细菌生长受到了不可逆抑制。电镜观察表明,产氢产乙酸细菌的分布不是随机的,它们以微菌落方式存在并排列有序。除了与甲烷短杆菌互营共生外,还发现了一种和甲烷丝菌间的新型互营共生关系,分析     

高活性厌氧颗粒污泥微生物特性和形成机理的研究

选择了几种生产废水和人工配水形成的厌氧颗粒污泥,进行了其微生物形态,特性和组成研究.成熟的颗粒表面电镜扫描观察表明,产甲烷索氏丝状菌是形成颗粒的主要细菌,在生长的后期相互缠绕形成拟颗粒状的菌团;八叠球菌在颗粒形成的初期也起到了一定的作用.本研究对人工配水颗粒污泥形成五阶段的污泥微生物组成和运行特点,以及“241”网状中空载体核对细菌的粘附作用等进行了初步观察.讨论了厌氧颗粒污泥形成必要的条件.     

成熟厌氧颗粒污泥的结构及其特征*

厌氧序批式反应器〈AnaerobicSequencingBatchReactorASBR〉在处理啤酒废水过程中 ,能形成厌氧颗粒污泥。文中采用扫描电子显微镜和荧光显微镜技术对成熟厌氧颗粒污泥的结构及微生物群落等进行跟踪观察 ,结果显示 ,颗粒污泥结构复杂 ,细菌以微群落形式分布 ,其中产甲烷菌占一定比例。同时也探讨了厌氧颗粒污泥的形成机制。     

pH、温度和癸酸对厌氧颗粒污泥产甲烷毒性关系的研究

在间歇培养中研究了癸酸对UASB反应器厌氧颗粒污泥的产甲烷毒性,并考察了pH、温度和癸酸抑制的关系。结果表明,癸酸对厌氧颗粒污泥产甲烷活性有强烈的抑制,对厌氧颗粒污泥比产甲烷活性产生50％抑制的浓度为1．9mmol/L。pH影响癸酸在液相中的存在形式,pH越低,游离癸酸比例越大,对厌氧颗粒污泥的抑制越严重。高温条件下癸酸使厌氧颗粒污泥的结构变得松散,对厌氧颗粒污泥产甲烷毒性较中温和低温条件下严重。     

厌氧氨氧化颗粒污泥聚集机制研究进展

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)工艺被认为是当前污水生物脱氮领域最经济的处理工艺,有利于实现污水处理厂的能源自给。厌氧氨氧化菌是该工艺的核心功能微生物。以厌氧氨氧化菌为主导微生物形成的厌氧氨氧化颗粒污泥具有沉速大、污泥持留能力强及对不利环境抵抗能力强等突出优势,是实现厌氧氨氧化工艺最有前景的污泥形态。本论文围绕厌氧氨氧化颗粒,介绍了厌氧氨氧化菌的特性、种类及代谢途径,综述了厌氧氨氧化颗粒污泥的形成假说及与厌氧氨氧化颗粒污泥聚集密切相关的胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)和群体感应研究现状,并对今后厌氧氨氧化颗粒的研究进行了展望,以期为后续厌氧氨氧化颗粒的研究及厌氧氨氧化颗粒工艺的优化提供参考。     

内循环颗粒污泥床硝化反应器临界曝气强度的研究

内循环颗粒污泥床硝化反应器是一种新型高效硝化反应器 ,在反应器运行过程中 ,液体循环临界曝气强度和颗粒污泥流化临界曝气强度是两个重要操作参数。建立了升流区表观液速Ulr与曝气强度Ugr之间的关系 ,并测定了有关的模型参数 ,得到了具体的数学表达式 :U_lr=(2.613-0.024 )U^0.871_gr 0.276U^0.871_gr-0.28。根据该模型 ,计算得到的液体循环临界曝气强度为1.017cm/min ,颗粒污泥流化临界曝气强度为 2.662cm/min。实测结果证明 ,求得的两个临界曝气强度具有较高的准确性 ,能够用于指导内循环颗粒污泥床硝化反应器的操作优化.     

酸性条件下耐酸产甲烷颗粒污泥的培养及特性*

分别采用中性颗粒污泥和河底沉积物接种运行两个颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器,通过逐级降低pH的运行策略,驯化和培养了耐酸产甲烷颗粒污泥,两个EGSB反应器均能在pH5．8-6．2条件下稳定运行,容积负荷可达5．5-7．5kg COD,(m^3／d),COD去除率约90％;两种颗粒污泥在低pH值下均能保持较高的产甲烷活性,pH5．5时,仍能保持pH7．0时活性的51．8％和55．6％;还对耐酸颗粒污泥的粒径分布、沉降性能、金属元素含量、微观结构及细菌在颗粒表面和内部的分布等进行了研究。     

导电碳颗粒促进污泥厌氧消化及微生物种间电子传递的研究进展

添加导电碳颗粒能够促进厌氧消化过程稳定性、底物降解率以及产沼气品质的同步提高。本文总结了以活性炭和生物炭为代表的导电碳颗粒对城市污泥厌氧消化的影响,探讨了导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的机理,阐述了导电碳颗粒介导的微生物直接种间电子传递(Directinterspecies electrontransfer,DIET)在强化污泥厌氧消化中的作用机制,分析了复杂厌氧消化体系中微生物DIET互营关系的研究现状,同时对导电碳颗粒的物理化学特性及其对污泥厌氧消化产甲烷的影响进行了分析,最后对未来导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的研究进行了展望。