好氧颗粒污泥形成及稳定运行的研究进展_郭安
好氧颗粒污泥技术于二十世纪九十年代中期提
出，在污水生物处理领域受到越来越广泛的关注。好氧颗粒污泥是由微生物自凝聚形成的颗粒状聚集体，其中包括细菌、胞外聚合物、各类原生、后生动物和无机物。好氧颗粒污泥具有沉降性能好、生物量高且生物种类众多（包含好氧、兼氧和厌氧微生物）、抗冲击负荷能力强[1]以及不易发生污泥膨胀等优势。近年来，采用好氧颗粒污泥技术处理污水已经成为污水处理的一种新选择，同时关于好氧颗粒污泥的研究也逐渐成为热点。
1好氧颗粒污泥形成机制
好氧颗粒污泥由胞外多聚物粘合众多微生物，通过大量物理、化学以及生物反应所形成的混合聚集体[2]。由于其形成过程复杂，微生物的具体聚集形式很难被实时监测到，多数关于颗粒污泥形成的确定是系统中颗粒变得密实，外形变得规则，其形态与松散的絮体状污泥明显不同。Liu 等[3]认为当SVI 5与
SVI 30差异不超过10%，
并且能够明显观察到污泥的颗粒形状时说明污泥颗粒化完成。关于好氧颗粒污泥的形成过程国内外的学者还在进行深入的研究，以其能获取颗粒形成的原位信息。目前，根据微生物的聚集特性，Liu 等[4]认为颗粒的形成主要包括以下
几个阶段：
第一阶段：物理作用使得细菌相互碰撞接触，部分细菌相互粘附在一起。
第二阶段：相互吸引力来保持多细胞接触，进而形成聚集体。
第三阶段：在外界环境下细胞分泌胞外聚合物（例如多糖等），粘附更多的细菌及聚合体，污泥颗粒逐渐变大成熟。
第四阶段：在水力剪切力的作用下颗粒污泥形成稳定的立体结构。颗粒污泥的最终形态以及尺寸大小由选择压[5]、细菌种类、基质负荷[6]等因素确定。彭永臻等[7]总结整理了国内外好氧颗粒污泥形成的3种假说：1）“微生物自凝聚假说”，通过微生物内部和外部的相互作用，微生物相互聚集在一起，形成具有特定性质的微生物聚集体[8]；2）“选择压驱动假说”，一种纯粹的物理筛选过程，通过控制沉降时间，筛选出沉降性能较好的颗粒污泥；3）“胞外多聚物假说”，微生物产生大量胞外聚合物，促进微生物之间的吸附，使得微生物聚合体的形成成为可能[9]。目前，关于好氧颗粒污泥形成机制的研究较复杂，尽管国内外学者根据自己的研究都提出了自己的观点，但由于操作条件、反应器类型等的不同都很
好氧颗粒污泥形成及稳定运行的研究进展
郭
安1，王然登1，彭永臻1，
2
（1.哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，
黑龙江哈尔滨150090； 2.北京工业大学，北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室，北京市脱氮除磷处理与过程控制工程技术研究中心，北京100124）
摘要：近年来，好氧颗粒污泥技术凭借其优良的沉降性能以及较好的处理效果等优点，引起了人们越来越多的关
注。通过参考大量的文献资料，简要总结了国内外学者关于颗粒污泥形成机制的多种假说与形成步骤，并从沉淀时间、水中金属离子、不同有机底物及负荷、水力剪切力和饱食-饥饿期几个方面分别讨论了各自对好氧颗粒污泥形成及稳定运行的影响。最后列举了好氧颗粒污泥在实际工程中的应用，目前仍存在的问题以及未来发展的方向。
关键词：好氧颗粒污泥；形成机制；影响因素；工程应用中图分类号：X703
文献标识码：A
文章编号：1000-3770(2015)01-0015-005
收稿日期：2014-04-14
基金项目：国家高技术研究发展（863计划）资助项目（2012AA063406）作者简介：郭安（1990－），男，研究方向为好氧颗粒污泥；电子邮件：guoan_mail@https://www.wendangku.net/doc/325773256.html, 联系作者：彭永臻，教授，博士生导师；电子邮件：pyz@https://www.wendangku.net/doc/325773256.html,
第41卷第1期2015年1月水处理技术
TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT Vol.41No.1Jan.,2015
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难解释所有颗粒污泥的形成机制，因此，要想进一步了解好氧颗粒污泥的形成机制仍需做进一步深入的研究。
2影响好氧颗粒污泥形成与稳定的因素好氧颗粒污泥不仅仅是微生物之间简单的聚集，影响颗粒污泥的形成及稳定运行的因素很多[10-13]，如沉淀时间、金属离子、有机负荷、水流剪切力、饱食饥饿期等。
2.1沉淀时间对颗粒污泥的影响
在好氧颗粒污泥的研究当中，沉淀时间在很大程度上影响着颗粒污泥形成。好氧颗粒污泥培养过程中，短沉淀时间、高容积交换率和短排水时间是促进污泥颗粒化的重要参数。在较短的沉淀时间下，松散的絮状污泥被排除反应器，而密度较大的颗粒污泥留在反应器当中，这样絮状污泥就不会与颗粒污泥竞争营养物质，颗粒污泥的生长不受抑制，从而使得反应器当中形成以颗粒污泥为主的生物体系。另一方面，较短的沉淀时间会刺激细胞改变生理特性，使其分泌更多的EPS，并且增加细胞表面疏水性，从而促进颗粒污泥形成。Qin等[14]研究了沉淀时间对好氧颗粒污泥的影响，发现在其它条件均相同的情况下，沉淀时间为5min的反应器出现大量颗粒污泥并且占主导地位，而沉淀时间在10～20min的反应器内为颗粒污泥和絮状污泥的混合体；当混合污泥系统运行稳定后将沉淀时间逐步降到5min以下，运行两周后颗粒污泥逐步替代了悬浮污泥；并且发现，在较短的沉降时间下细胞的疏水性增加，这为颗粒污泥的形成提供了更加有利的条件。
2.2金属离子对颗粒污泥的影响
二价金属离子在好氧颗粒污泥形成及稳定运行中起着十分重要的作用[15-16]。金属离子可以中和细菌或者细胞表面EPS的负电性，降低微生物之间的静电斥力，有利于细胞之间的聚集；也可以与EPS中的带负电的官能团结合，形成“EPS-Ca2+-EPS”，起到EPS与EPS之间的架桥作用，同时金属离子也可能参与反应形成金属晶体，作为微生物附着的晶核等。Morgan等[17]认为Ca2+可以中和细菌表面的负电位，促进污泥颗粒化，Ca2+可以与EPS表面的阴离子团“捆绑”，然后再连接EPS，形成“EPS-Ca2+-EPS”交联结构[18]，颗粒中心形成CaCO3诱导核，促进微生物聚集，同时增加其物理强度[19]。而Mg2+可以影响酶的活性，促进与之相关的生物化学反应[20]。Ren等[21]通过扫描电镜-X射线能谱分析发现Ca2+主要分布在颗粒污泥的中心，且CaCO
3
是Ca2+的主要沉淀形式，通过荧光原位杂交法发现细菌群落主要分布在颗粒污泥外层；与没额外加Ca2+所形成的颗粒污泥相比，额外加Ca2+所形成的颗粒污泥结构更加紧凑，但其比耗氧速率有所减少，从而推测好氧颗粒污泥中Ca2+的累积会导致生物活性下降，Liu 等[10]认为原因可能是Ca2+投加条件下形成的好氧颗粒污泥的粒径较大，影响营养基质及氧气在颗粒结构的传递运输，从而在中心区域形成厌氧无机化的死菌带，进而影响生物多样性。
2.3不同有机底物和负荷对颗粒污泥的影响
不同的有机底物能筛选出不同的微生物优势种群，对颗粒污泥的物理化学以及生物性质都有较大影响。在有机负荷不同其他运行条件均相同的反应器中所形成颗粒污泥的特性也有明显的差别。张睿[22]通过研究发现进水C/N比5小时，颗粒污泥轮廓变模糊，丝状菌迅速生长，游离氨浓度升高，致使颗粒解体，出水SS变高，并造成污泥流失；但由于丝状菌同样对有机物有较好的降解能力，出水COD 并没有受到较大的影响，而丝状菌的大量生长造成颗粒污泥解体破坏了颗粒内部的厌氧环境，限制了聚磷菌厌氧释磷，致使低C/N下除磷效果降低；游离态氨对硝化菌有一定的抑制作用[23]，并且污泥流失造成微生物量减少，使得低C/N下氮的去除效果降低；当C/N为10的条件下，好氧颗粒污泥运行良好。随着碳氮比的增加微生物的浓度、EPS的含量增加，污泥的脱水性及沉降性变好，疏水性降低，表面电荷增加[24]。高景峰等[25]对成熟好氧颗粒污泥SEM 图像进行分形几何维数计算发现，以蛋白胨和实际生活污水为碳源所形成的好氧颗粒污泥最密实，而以葡萄糖为碳源所形成的好氧颗粒污泥较为松散。
Yet等[26]通过对低浓度有机废水培养的好氧颗粒污泥进行研究发现，在较低有机负荷条件下好氧颗粒污泥仍然可以形成并维持活性；污废水类型及有机负荷率对颗粒中的微生物形态及结构有较大影响：颗粒状的COD更容易促使丝状细菌以及原生动物生长；游离氨浓度对耗氧速率及污泥活性的影响不大，但亚硝酸盐的存在会对其产生抑制作用。Moy等[27]以葡萄糖为碳源培养好氧颗粒污泥，当进水COD负荷在6～15kg/(m3·d)间逐渐变大时，颗粒污泥的沉降性能、密实度等物理性质均有所提高。王芳等[28]通过对不同有机负荷下好氧颗粒污泥进行研
水处理技术第41卷第1期16
究也得出了同样的结论。在高有机负荷下随着颗粒污泥的密实度以及粒径不断增大，氧和营养物质传质效率受到限制，最终会导致颗粒污泥的解体[29]。Li 等[30]却发现COD负荷在1.5～4.5kg/(m3·d)之间变化时，较大负荷下能快速形成颗粒污泥并且颗粒较大，但结构疏松，微生物多样性较少；相反，较小的有机负荷下颗粒污泥形成较慢较小，但结构致密，微生物种类较多。两者在高有机负荷下颗粒污泥结构松散或致密得出的结论不同的原因可能是COD负荷范围不同或者采用不同的有机底物所造成的。
2.4水流剪切力对颗粒污泥的影响
在颗粒污泥系统中，颗粒污泥受到的剪切力主要有水力剪切力、气流剪切力以及颗粒之间的碰撞，而好氧颗粒污泥主要受曝气过程中气流剪切力作用，气流剪切力的大小主要通过曝气量来控制，以表观气速来表示。
许多研究表明，较高的剪切力能促进颗粒污泥形成[31]。Tay等[32]在有效容积为2.3L的反应器中分别以0.3、1.2、2.4和3.6cm/s的表观气速培养好氧颗粒污泥。研究发现剪切力需达到一定强度才能形成颗粒污泥，且会增加污泥的疏水性能，在较大的剪切力条件下，生物固体浓度较高，形成的颗粒污泥沉降性能较好，颗粒较密实，比重较大，且能刺激微生物产生更多的多糖以适应较高的剪切力；比耗氧速率随着剪切力的增大而增大，微生物的活性与比耗氧速率呈正相关，即在一定范围内微生物活性随剪切力增大而增大。
王超等[33]对不同剪切力条件下培养的好氧颗粒污泥研究发现，表观气速在0.5～1.5cm/s范围内，随着剪切力的增大颗粒污泥的粒径不断增大，但过高的剪切力反而会降低颗粒粒径。杆菌能承受较大的剪切力，在高剪切力下成为优势种群；同时高剪切力能增加微生物活性，促使微生物分泌更多的EPS反过来适应较大的剪切应力。但Di等[34]研究了水力剪切力对颗粒中微生物量的影响，发现微生物浓度随水力剪切力的增加基本呈线性增长，水力剪切力对EPS的含量以及组成、细胞疏水性和蛋白质含量并没有太大影响，这些性质反而跟饥饿时间相关。在较高的剪切力下，颗粒污泥具有更稳定的结构，能够持续稳定运行较长时间[35]。
好氧颗粒污泥反应器中一般以气流产生剪切力，较高的剪切力也意味着较大的溶解氧。DO的大小不但影响微生物的活性、基质的降解速率以及其繁殖能力，而且由于颗粒具有一定的厚度，存在一定的传质阻力，使得DO在厚度方向存在浓度梯度，微生物优势种群在颗粒内不同位置也不同。颗粒内部DO浓度梯度的存在为同时硝化反硝化提供了有利条件，但当DO浓度较小时，颗粒内部产生厌氧环境，丝状菌大量繁殖导致颗粒解体，从而容易发生污泥膨胀。
Liu等[36]通过研究发现好氧饥饿期曝气量的减少对颗粒污泥的性质并没有较大影响，颗粒污泥对污染物的去除效率以及沉降性并未变差，在实际工程运用当中曝气量的减少可大大降低能耗，这使得好氧颗粒污泥技术在污水处理领域更加具有竞争力。而在好氧饱食期曝气量的变化对颗粒污泥的性质有较大影响[37]。
2.5饱食-饥饿期对颗粒污泥的影响
在SBR反应器间歇运行周期内，基质浓度处于贫富交替状态。在进水初期基质浓度较高，微生物生长繁殖旺盛，即为“饱食期”；随着时间不断运行，营养物质被消耗，底物浓度逐渐降低，微生物处于贫营养状态，即转为“饥饿期”。好氧饱食-饥饿期对颗粒污泥的形成及稳定有较大影响。Liu等[38-39]发现短饥饿期能够加速污泥颗粒化，但短饥饿期运行方式所形成的颗粒污泥并不稳定，这种颗粒在运行4个月后发现比较蓬松、沉降性差，160d后反应器无法运行。刘琳[40]通过对不同饥饿时间下稳态好氧颗粒污泥系统的运行情况进行研究，发现缩短饥饿期时间并不会造成颗粒解体，反而较长的饥饿时间会致使丝状菌生长最终导致颗粒解体。但是较短的饥饿时间会增加剩余污泥，同时也不利于系统氮的去除。这说明为了维持颗粒污泥系统能长期稳定运行，一定的饥饿时间是必须的；并且为节约能源与提高系统运行效率，较长的饥饿时间既会增大污泥解体的风险也并不经济可取。
3结语与展望
好氧颗粒污泥系统是一种新的污废水生物处理技术，已引起了科研人员在水处理领域的广泛关注。随着人们对好样颗粒污泥的继续研究，好氧颗粒污泥技术已不再局限于生活污水，并且广泛应用于其他领域。比如吸附重金属，有毒有机废水处理，同步硝化反硝化脱氮等等。
工业废水中往往含有重金属，进入人体后会产生毒害作用，但传统去除金属离子的方法有运行费
郭安等，好氧颗粒污泥形成及稳定运行的研究进展17
用高、能耗大等缺陷，使得采用传统方法去除金属离子并不经济实惠。颗粒污泥比表面积大，具有一定的孔隙率，并且沉降性能良好，是一种理想的生物吸附剂。颗粒污泥EPS中含有多种官能团，可以吸附金属离子及有毒有害物质，目前研究人员已经证实EPS是影响水中重金属去除的重要原因[41-42]。Wang 等[43]研究了颗粒污泥对Cu2+的吸收，发现对Cu2+的吸收伴随着Ca2+的释放，且EPS对Cu2+的吸收是颗粒污泥的2.34倍，并认为颗粒污泥对重金属离子的吸收主要通过EPS官能团离子交换作用完成的。韩剑宏等[44]研究了颗粒污泥对含铅废水的处理能力，发现在常温下颗粒污泥对铅的去除能力达95%以上。Xu等[45]研究了好氧颗粒污泥对不同金属离子的生物吸附作用机理，发现其他离子的释放与对重金属离子的吸收的比值大约为0.71～0.82，这说明离子交换是重金属吸附的重要原因。江孟等[46]通过对好氧颗粒污泥吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+的研究发现pH 对吸附过程有较大影响。
好氧颗粒污泥技术可以用以处理有毒有机废水。苯酚类物质可以作为微生物的碳源，但是对微生物有较强的毒性，使得传统的处理方法对含苯酚类废水处理效果较差。颗粒污泥结构致密，增加了其内部细菌对外界有毒物质的抵抗能力，故颗粒污泥被用做有毒有机废水的处理。Tay等[47]发现颗粒污泥处理含苯酚废水，起初很难去除废水中苯酚，但是从第3天开始微生物迅速适应了苯酚环境，并且苯酚的浓度降到0.3mg/L。
好氧颗粒污泥技术可以实现同步硝化反硝化脱氮。所谓同步硝化反硝化是指，硝化和反硝化在同一个反应器同时发生，不需要单独设置厌氧时间和厌氧分区而能将氮去除的技术[48]。颗粒污泥具有一定的粒径，且结构致密，传质阻力使得溶解氧在粒径方向存在浓度梯度，在颗粒外层DO浓度较高，硝化细菌进行硝化反应，在颗粒内部产生厌氧环境，反硝化细菌进行反硝化反应。
国内外关于好氧颗粒污泥的研究有很多，但人们关于颗粒污泥的形成机制仍然存在不同意见，并且好氧颗粒污泥与厌氧颗粒污泥形成机制是否相同也尚不明确，了解颗粒污泥的形成机制可以帮助人们更加快捷地培养出颗粒污泥，节省投资成本，所以污泥的颗粒化机制及过程始终是颗粒污泥研究的重点和难点；另一方面，制约好氧颗粒污泥大规模应用到实际工程当中的主要原因是好氧颗粒污泥并不稳定，容易产生颗粒解体，导致出水水质变差。基于好氧颗粒污泥的众多优点以及工程应用中存在众多问题，好氧颗粒污泥技术在形成机理以及控制运行条件方面仍亟需进一步深入研究，为好氧颗粒污泥技术真正大规模运用到实际工程当中提供理论依据和技术支持。
工业废水中特定物质的含量会很高，如何利用基因工程培育出特定高效工程菌，为含特定污染物的废水处理提供理论依据是一个新的研究方向。
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（下转第28页）
郭安等，好氧颗粒污泥形成及稳定运行的研究进展19
ADVANCES IN THE FORMATION AND STEADY OPERATION OF AEROBIC GRANULAR SLUDGE
Guo An 1,Wang Randeng 1,Peng Yongzhen 1,2
（1.State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China;
2.Key Laboratory of Beijing for Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering,Engineering Research Center of Beijing,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China ）
Abstract:Nowadays the aerobic granular sludge technology has become more and more attractive to researchers for its excellent settling ability and treatment efficiency compared with traditional activated sludge.The formation mechanism and steps of aerobic granular sludge was summarized by referring to a mass of domestic and overseas document literature,and the factors influencing the granules formation and stabilization were discussed,such as settling time,divalent ions,organic substrates and loading rate,hydraulic shear force and feast-famine time.At last,the applications of aerobic granular sludge technology in practical engineering were illustrated,and problems existing in current research and directions for future research of aerobic granular sludge were proposed.
Keywords ：aerobic granular sludge;formation mechanism;influencing factor;engineering application
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STABILITY ANALYSIS OF INORGANIC COMPONENTS IN THE BLENDED MODIFIED MEMBRANE
Zhao Qing 1,Lv Hui 2,Yu Shuili 3
（1.Key Laboratory for Water Quality Security and Protection in Pearl River Delta,Ministry of Education and Guangdong Province,Guangzhou
University,Guangzhou 510006,China; 2.School of Environmental Science and Engineering,Sun Yat-Sen University,Guangzhou 510275,China;
3.State Key Laboratory of Control and Resource Reuse,Tongji University,Shanghai 200092,China ）
Abstract:The stability of inorganic components in the PVDF blended modified membrane was investigated by testing the changes of inorganic
component content under different test conditions.Transmission Electron Microscopy (TEM)was employed to observe the distribution of nanoparticles in the modified membrane,which could help explore the combining form of the inorganic components in the membrane.The results indicated that inorganic components were almost retained the stable content among the proper pH value.It was observed by TEM that the inorganic components in nano-size was evenly wrapped among the polymer.
Keywords ：PVDF blended membrane;stability of inorganic components;combining form
（上接第19页）
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水处理技术第41卷第1期
28
好氧颗粒污泥的优缺点
好氧颗粒污泥是通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥，与普通活性污泥相比，它具有不易发生污泥膨胀、抗冲击能力强、能承受高有机负荷，集不同性质的微生物（好氧、兼氧和厌氧微生物）于一体等特点，现用于处理高浓度有机废水、高含盐度废水及许多工业废水。 培养办法 1、配制人工合成模拟废水 以乙酸钠为碳源，KH4C1为氮源，KI2P04为磷源，并加入适当微里元素作为补充:初始COD、HM3-F浓度分别为213mg/1左右和12mg/1左右: 2、接种污泥 采用普通絮状污泥为接种污泥，MLSS为3.0g/L,比重为1. 005, SVI为78ml/g: 3、采用
进水<-曝气-沉淀排水<-闲置的运行方式，每天四个周期，每周期6h, 进水10min,曝气300min,沉淀25min;排水5min,闲置20min.运行一周后逐渐趋于稳定状态; 4、逐步提高进水负荷 COD、MI3-E农度分别提高至400mg/1左右和30mg/l左右: 5、采用 进水-曝气-静置+搅拌-=次曝气沉淀排水-闲置的运行方式，运行周期调整为每天三个，每周期8小时:进水5min,曝气150min,静置+搅拌120min, 二次曝气120min,沉淀10min, 排水5min, 其余时间闲置，部分污泥趋向于颗粒化状态，形成具有脱氮功能的颗粒化污泥的雏形，随后的培养中根据情况不断减少沉淀时间，造成选择压，排出沉降性能差的絮状污泥，最终沉淀时间降至5min:初始颗粒内的各种微生物在颗粒内寻找适合自身生长增殖的生态位，并通过竞争与次级增长而衍生出新的代谢互补关系，由此进一步充实了颗粒污泥，形成了结
构紧密、外形规则的成熟颗粒污泥。 以上就是有关好氧颗粒污泥培养办法以及优缺点的一些相关介绍，希望对大家进一步的了解有所帮助。
城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析
城市污泥不同处理处置方式的成本 和效益分析 城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析摘要：以北京市为例，估算不同电价及运输距离下填埋、焚烧及堆肥等方式的城市污泥处理处置成本，在此基础上讨论各种处理处置方案的前景，展望北京市污泥处理处置出路。污泥填埋在一定时期内还将是主要处理处置方式，但所占比例将逐渐下降；堆肥是经济上较为可行的处理处置方式，适合大力推广；随着经济实力与技术水平提高，焚烧法可以适用于个别特殊地点。同时，分析了政府补贴对污泥处理处置效益的影响。城市污泥是污水处理的副产物，以含水率97%计算，体积占处理污水的%~%[1]，深度处理产泥量还将增加50%~100%。目前我国每年排放的干污泥大约×106 t，并以大约10%的速率在增加。北京
市全区域规划污水排放量为330×104 m3/d，其中2003年市区污水排放量约为230×104 m3/d[2]。规划建设14座污水处理厂，2015年污水处理能力预计将超过320×104 m3/d，处理率将超过90%。到2008年，北京市将新增9座中水处理厂，深度处理能力将目前的1×104 m3/d提高到×104 m3/d，届时每年产生含水率80% 城市污泥超过80×104 m3。北京市最大的污水处理厂——高碑店污水处理厂污泥外运运输费用占到全厂运行费用的1/3[3]。城市污泥的大量产生，已引起日益严峻的二次污染，并成为城市污水处理行业瓶颈。污泥处理处置率低，其中非常重要的一个原因就是投资和运行成本方面的限制。但到目前为止，还未见关于不同污泥处理处置方案的经济分析，导致不同单位和设计人员在方案的选择上存在较大的盲目性。以北京为例，对几种典型的城市污泥处理处置方式进行经济分析，以便为城市污泥处理处置技术的选择提供参考依据。 1 城
好氧颗粒污泥技术进展及应用现状
好氧颗粒污泥技术进展 及应用现状 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
好氧颗粒污泥技术进展与应用现状 摘要：好氧颗粒污泥是一种具有良好沉降性能的颗粒状活性污泥。好氧颗粒污泥有较高的生物量，相较传统活性污泥有更高的有机负荷，并且运行成本也相对较低。因此，通过培养驯化好氧颗粒污泥并用于处理污水厂被广泛关注。本文简述了好氧颗粒污泥的概况及特性，介绍了相关的培养方法以及在实验室和工程方面的应用，并对好氧颗粒污泥的前景进行了展望。 关键词：好氧颗粒污泥；性质；驯化；应用 由于我国近些年水体富营养化和水污染严重，水污染控制技术的应用日益广泛。我国现有污水厂大多数采用活性污泥法处理污水。但是活性污泥法有污泥膨胀、沉降性能较差、剩余污泥量大等问题，严重限制了我国的污水处理。 好氧颗粒污泥是废水系统中微生物在好氧条件下，微生物自生自凝聚形成的一种颗粒状、结构紧密、沉降性能好、污染物处理效果明显的特殊的活性污泥，相较传统活性污泥，好氧颗粒污泥不会出现污泥膨胀、出水水质变差等问题。因此，好氧颗粒污泥应用与工业废水中难降解有机物的去除。另外，颗粒污泥具有高容积负荷下降解高浓度有机废水的良好生物活性，具有很高的经济价值。 通过对好氧颗粒污泥特性的描述，以及对其形成机理进行描述，可以定性的了解好痒颗粒污泥的性质及应用；通过总结好氧颗粒污泥的的驯化及培养方法以及当下对好氧颗粒污泥的应用，预测污水厂应用好氧颗粒污泥的进一步发展。 1 好氧颗粒污泥的技术现状 1.1好氧颗粒污泥的特性
1.1.1好氧颗粒污泥的物化性质 1）基本性质 成熟的好氧颗粒污泥呈橙黄色，表面光滑，外观为球形或椭球形，其粒径在 mm，纵横比为,形状系数稳定在。好氧颗粒污泥的沉降速度与其大小和结构有关，一般在30- 70m/h,约为传统活性污泥(8~10 m/h)的3倍。好氧颗粒污泥主要包含C、H、O、N、S、P 等6种元素，以及少量的Ca、Mg、Fe等金属元素。由于所含无机元素种类不同，污泥颗粒可能出现不同的颜色。如当颗粒污泥含大量钙元素是会呈现白色[1]。 采用气升式内循环间歇反应器，分别以蔗糖和乙酸钠为进水碳源对好氧污泥颗粒化进行研究发现，以蔗糖为碳源时，污泥颜色由接种时的棕黑色逐渐变为棕黄色，在运行第 7d 时，反应器内出现细小颗粒化污泥，随后颗粒污泥逐渐增多长大，形成成熟的颗粒污泥。以乙酸钠为碳源，发现接种的絮状污泥在运行前10d，污泥颜色由棕黄色逐渐变成橙黄色，随着运行，颗粒污泥逐渐长大，多数为不规则的圆形[2]。 2）沉降性能 颗粒污泥的沉降性能受其结构和粒径的影响，粒径越大，密度越高，沉降效果越好。颗粒污泥的污泥体积指数（SVI）为，而普通活性污泥的SVI在100-150ml/g左右[3]。好氧颗粒污泥的沉降速率是普通絮凝污泥的3倍，较好的沉降性能可以增加污泥在反应器内的停留时间，提高了污泥中微生物体的降解能力。相关研究表明，污泥直径和沉降速率之间呈正相关[3]。 3）EPS的组分 胞外聚合物（EPS）是由于微生物的代谢而产生的一类粘性物质，其中，蛋白质是EPS的主要成分。McSwain的研究表明，好氧颗粒污泥的EPS含量较高，其主要成分为多
城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策
城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策
城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策 （试行） ( 建城[2009]23号2009-02-18实施) 1．总则 1．1 为提高城镇污水处理厂污泥处理处置水平，保护和改善生态环境，促进经济社会和环境可持续发展，根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《中华人民共和国城乡规划法》等相关法律法规，制定本技术政策。 1．2 本技术政策所称城镇污水处理厂污泥（以下简称“污泥”），是指在污水处理过程中产生的半固态或固态物质，不包括栅渣、浮渣和沉砂。 1．3 本技术政策适用于污泥的产生、储存、处理、运输及最终处置全过程的管理和技术选择，指导污泥处理处置设施的规划、设计、环评、建设、验收、运营和管理。 1．4污泥处理处置是城镇污水处理系统的重要组成部分。污泥处理处置应遵循源头削减和全过程控制原则，加强对有毒有害物质的源头控制，根据污泥最终安全处置要求和污泥特性，选择适宜的污水和污泥处理工艺，实施污泥处理处置全过程管理。 1．5污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化；鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。坚持在安全、环保和经济的前提下实现污泥的处理处置和综合利用，达到节能减排和发展循环经济的目的。 1．6 地方人民政府是污泥处理处置设施规划和建设的责任主体；污泥处理处置设施运营单位负责污泥的安全处理处置。地方人民政府应优先采购符合国家相关标准的污泥衍生产品。 1．7 国家鼓励采用节能减排的污泥处理处置技术；鼓励充分利用社会资源处理处置污泥；鼓励污泥处理处置技术创新和科技进步；鼓励研发适合我国国情和地区特点的污泥处理处置新技术、新工艺和新设备。
好氧颗粒污泥的培养方法
好氧颗粒污泥是活性污泥微生物通过自固定最终形成的结构紧凑、外形规则的生物聚集体，是具有相对密实的微观结构、优良的沉淀性能、较高浓度的生物体截留和多样的微生物种群。因此，现作为一种新型的废水生物处理形式，在城市污水和工业废水处理中具有非常广阔的应用前景。那么该颗粒污泥是如何培养的呢? 1、配制人工合成模拟废水 以乙酸钠为碳源，KH4C1为氮源，KI2P04为磷源，并加入适当微里元素作为补充:初始COD、HM3-F浓度分别为213mg/1左右和12mg/1左右。 2、接种污泥 采用普通絮状污泥为接种污泥，MLSS为3.0g/L,比重为1. 005, SVI为78ml/g。 3、采用 进水<-曝气-沉淀排水<-闲置的运行方式，每天四个周期，每周期6h, 进水10min,曝气300min,沉淀25min;排水5min,闲置20min.运行一周后逐渐趋于稳定状态。
4、逐步提高进水负荷 COD、MI3-E农度分别提高至400mg/1左右和30mg/l左右。 5、采用 进水-曝气-静置+搅拌-=次曝气沉淀排水-闲置的运行方式，运行周期调整为每天三个，每周期8小时:进水5min,曝气150min,静置+搅拌120min, 二次曝气120min,沉淀10min, 排水5min, 其余时间闲置，部分污泥趋向于颗粒化状态，形成具有脱氮功能的颗粒化污泥的雏形，随后的培养中根据情况不断减少沉淀时间，造成选择压，排出沉降性能差的絮状污泥，最终沉淀时间降至5min:初始颗粒内的各种微生物在颗粒内寻找适合自身生长增殖的生态位，并通过竞争与次级增长而衍生出新的代谢互补关系，由此进一步充实了颗粒污泥，形成了结构紧密、外形规则的成熟颗粒污泥。 以上就是有关好氧颗粒污泥培养办法的一些具体介绍，希望对大家进一步的了解有所帮助。
好氧颗粒污泥
好氧颗粒污泥膜生物反应器系统 好氧颗粒污泥是90年代以来发展的一门新兴技术，与厌氧颗粒污泥相比，在水处理方面，以其启动周期短、污泥代谢活性高、消化速率快、运行连续性强及出水水质好等，而备受青睐。但是由于运行条件苛刻，操作复杂等因素的限制，人们对好氧颗粒的形成机理和影响因素了解的还不够深入，而对于好氧颗粒污泥的实际应用研究更是鲜有报道。本文通过查阅近年来国内外大量文献及研究成果，对好氧颗粒污泥颗粒化技术的影响因素及应用情况进行了详细剖析。 1 好氧颗粒污泥的基本性质 1.1 好氧颗粒污泥的形态及结构 好氧颗粒污泥外观一般为橙黄色或浅黄色，成熟的好氧颗粒污泥为表面光滑致密、轮廓清晰的圆形或椭圆形。粒径一般在0.5～5.0mm。颗粒表面含有大量孔隙，可深达表面下900um处，而距表面300～500um处的孔隙率最高，这些孔隙有利于氧、基质、代谢产物在颗粒内部的传递。 1.2 颗粒污泥的沉降性能 好氧颗粒污泥的密度为1.0068～1.0480g／cm3，颗粒污泥的污泥沉降比(SV)在14～30%，污泥膨胀指数（SVI）20～45mL／g（一般在30左右），而普通活性污泥的SVI在60～205mL／g左右。颗粒污泥的含水率一般为97～98%。因而好氧颗粒污泥具有较高的沉降速度，可达30～70m／h，与厌氧颗粒污泥的沉降速度相似，是絮状污泥的三倍多。因此能够承受较高的水利负荷，具有较高的运行稳定性和效
率。 1.3 好氧颗粒污泥的代谢活性 比耗氧速率(Specific Oxygen Uptake Rate简写SOUR)是指单位细胞蛋白在单位时间内消耗氧气量，反映了微生物新陈代谢过程的快慢即微生物活性的大小、微生物对有机物的降解能力。好氧颗粒污泥的异养菌比耗氧速率(SOUR)H为40～50mgO2／(g MLVSS?h)，而普通活性污泥的(SOUR)H为20mgO2／(g MLVSS?h)左右。Shu-fang Yang 培养的好氧颗粒污泥(SOUR)H为60～160mgO2／(g SS?h)。通过检测SOUR可以了解颗粒污泥生物学上的变化，以及有机承载和颗粒的生长状况等等，因而能够对颗粒污泥的培养及污染物的处理作出相应的调整。 1.4 好氧颗粒污泥的微生物相 由于接种的污泥种类和运行条件的不同，好氧颗粒污泥含有的微生物菌群就不同。另外，颗粒内部生物的多样性还与结构和外部基质密切相关，如好氧颗粒自身的结构特点以及氧扩散浓度的限制，使得污泥颗粒由外向内逐渐形成了好氧区—缺氧区—厌氧区。好氧区内有好氧菌、硝化菌生存；缺氧区内兼性微生物丰富，如反硝化菌、硫酸盐还原菌等；缺氧区内反硝化聚磷菌（DPB）存在。在缺氧的条件下，它以NO3-、NO2-为电子受体，同时完成反硝化和吸磷反应。因而好氧颗粒污泥丰富的微生物相，使得颗粒污泥具有良好的除COD、脱氮除磷性能，能够广泛地应用于水处理及其他相关方面。 1.5 好氧颗粒污泥的粒径与物理学性能的关系
好氧颗粒污泥的研究概况
好氧颗粒污泥的研究概况 左志芳左艳梅 扬州工业职业技术学院 江苏 扬州 225127 摘要：好氧颗粒污泥的形成受到多方面影响因素的作用，通过生物自固定，有效提高污泥性能，在生物同步硝化反硝化方面有着良好的发展应用前景。 关键词：好氧颗粒污泥；污泥性能；影响因素；同步硝化反硝化 中图分类号：O69 文献标识码：A 文章编号：（2009）-02-024-04 The Study on Aerobic Granular Sludge Zuo Zhifang, Zuo Yanmei Yangzhou Polytechnic Institute, Yangzhou 225127, Jiangsu Abstract: Since the aerobic granular sludge was fixed by itself, the performance of sludge was improved effectively, and its formation was affected by many factors. It has a good development prospect in the bio-simultaneous nitrification and de-nitrification. Key words: aerobic granular sludge; the performance of sludge; the facts; simultaneous nitrification and de-nitrification 由于传统的活性污泥工艺存在着许多不足之处，如其性能在很大程度上依赖于反应池中污泥的质量，容易产生大量的剩余污泥，对冲击负荷敏感，反应器及其澄清池体积庞大，容积负荷低等。而厌氧系统的容积负荷则较高，特别是在上流式厌氧污泥床（UASB）反应器中，可高达40kg/(m3·d)，其主要原因是UASB反应器中的污泥是以颗粒污泥的形式存在的，因此反应器中可有大量的活性污泥积累下来，并且无需澄清池。自从在UASB反应器中成功培育出颗粒污泥，对于颗粒污泥的研究逐渐引起人们的重视。但目前的研究中厌氧颗粒污泥的报道较多，并被大量应用；而好氧颗粒污泥的研究比较少，还存在着许多尚不清楚的领域。 一、好氧颗粒污泥的一般性质 好氧颗粒污泥是近期发展起来的一种生物膜工艺，也是一种生物自固定过程，是建立在厌氧颗粒污泥的研究基础之上发展起来的。其沉淀性能良好，具有高的容积负荷和很强的抗冲击负荷能力，微生物相当丰富，因此具有很高的生物活性。早期对好氧颗粒污泥的研究主要在连续流反应器中进行，但运行条件苛刻，需用纯氧曝气。1997年起，Morgenroth等利用间歇式序批式活性污泥法（SBR）反应器对好氧污泥的自凝聚及其性能进行研究。实验表明SBR反应器中较短的水力停留时间和较大的水流剪切作用有助于形成好氧颗粒污泥[1]。 1.形态 好氧颗粒污泥与一般的絮状污泥的形态完全不同。其外观一般为橙黄色，圆形或椭圆形。成熟的颗粒污泥表面光滑。颗粒的直径大约在0.5~1.5mm 之间。经过适度冲洗淘洗后的好氧颗粒污泥直径多在1mm左右。未经淘洗的颗粒污泥的全粒度分析表明，粒径在0.5mm以上的颗粒占全部污泥微粒的20%，在保证良好沉降性的同时，又能保证在曝气时污泥具有良好的悬浮性和透气性。颗粒污泥的形状系数稳定在0.45，纵横比为0.79[1][2]。 2.沉降性能 收稿日期：2009-8-26 作者简介：左志芳（1982-），女，江苏扬州人，扬州工业职业技术学院，讲师，硕士，研究方向：水污染控制。
城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析-一栏知识分享
城市污泥不同处理处置方式的成本和效益 分析-一栏
城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析城市污泥是污水处理的副产物，以含水率97%计算，体积占处理污水的0.3%~0.5%[1]，深度处理产泥量还将增加50%~100%。目前我国每年排放的干污泥大约1.3×106 t，并以大约10%的速率在增加。 北京市全区域规划污水排放量为330×104 m3/d，其中2003年市区污水排放量约为230×104 m3/d[2]。规划建设14座污水处理厂，2015年污水处理能力预计将超过320×104 m3/d，处理率将超过90%。到2008年，北京市将新增9座中水处理厂，深度处理能力将由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，届时每年产生含水率80% 城市污泥超过80×104 m3。北京市最大的污水处理厂——高碑店污水处理厂污泥外运运输费用占到全厂运行费用的1/3[3]。 城市污泥的大量产生，已引起日益严峻的二次污染，并成为城市污水处理行业瓶颈。污泥处理处置率低，其中非常重要的一个原因就是投资和运行成本方面的限制。但到目前为止，还未见关于不同污泥处理处置方案的经济分析，导致不同单位和设计人员在方案的选择上存在较大的盲目性。本文以北京为例，对几种典型的城市污泥处理处置方式进行经济分析，以便为城市污泥处理处置技术的选择提供参考依据。 1 城市污泥处理处置成本估算 1.1 估算方法 以1 t干污泥（DS）为计算基准，综合成本＝运行成本+设备折价成本。运行成本以目前较为成熟的处理处置方式进行估算。 北京市污泥机械脱水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚烧、运输、填埋等3个流程；设备折价成本取15 a使用年限，年折旧7%，社会利率10%，即年折价17%，设备年工作时数以8000 h计。因此，设备折价＝设备价格×指数×0.17/8000。 1.2 估算细则 （1）单位成本 填埋：生活垃圾卫生填埋的成本约60~70 ￥/t，污泥填埋时按照压实生活垃圾∶土∶污泥容重比为0.8∶1∶1，污泥填埋成本为48~56 ￥/t，取52￥/t。 干化：干燥能耗与脱水量成正比。燃气加热效率85%、锅炉热效率70%、过程热损失5%时，水的蒸发能耗为150 (kW·h)/t，每小时去除1 t水的设备投资为180×104￥[4]。 焚烧：目前多采用流化床技术，每h焚烧1 t干化污泥的设备成本为528×104￥，污泥按干质量减量60%。焚烧的运行费用24￥/t，烟气处理消耗NaOH量约为37 kg/t，折价约128￥/t [5]。 电价：北京市工业电价高峰期、平段区、低谷期分别为0.278、0.488、0.725￥/(kW·h)。按不同补贴方案，将电价设定为0.30、0.60￥/(kW·h)。 运费：北京市运输价格在0.45~0.65￥/(t·km)之间，污泥为特殊固体废物，需特殊箱式货车运送，价格处于高端。另外，近年运输价格有上涨趋势。因此，运费取0.65 ￥/(t·km)。 此外，干化及焚烧均按设备成本添加30%物耗人工管理费及土建配套费。 （2）污泥含水率 污泥的有机质和水分含量较高，填埋存在一系列问题，当前主要关心的是土力学性能，当含水率高于68% 时需按m(土)∶m(污泥)＝0.4~0.6的比例混入土 [6-8]。含水率降低时污泥性状存在突变，因此填埋脱水目标设定为80%、30%。 含水率是污泥焚烧处理中的一个关键因素。有机质含量高、含水率低利于维持自燃，降低污泥含水率对降低污泥焚烧设备及处理费用至关重要。一般将污泥含水率降至与挥发物含量之比小于3.5时，可形成自燃[9]。北京市污泥有机物含量在45% 以下，因此使污泥维持自燃焚烧的水分含量应小于61.2%。朱南文总结了几种国外污泥热干燥技术，可以将污泥干燥至10%含水率[10]。污泥焚烧综合成本随干燥程度动态变化，干化程度越高，干化能耗升高，焚
生物膜反应器中好氧颗粒污泥的稳定性
Short Communication Study of aerobic granular sludge stability in a continuous-?ow membrane bioreactor S.F.Corsino a ,R.Campo b ,G.Di Bella b ,?,M.Torregrossa a ,G.Viviani a a Dipartimento di Ingegneria Civile,Ambientale,Aerospaziale,dei Materiali,Universitàdi Palermo,Viale delle Scienze,90128Palermo,Italy b Facoltàdi Ingegneria e Architettura,Universitàdegli Studi di Enna ‘‘Kore ”,Cittadella Universitaria,94100Enna,Italy h i g h l i g h t s The potentiality of continuous AGS is con?rmed by experimental data. The feast/famine alternation is a key issue in continuous ?ow for AGS maintenance. EPSs had a key role in granules strength. Hydraulic selection pressure is necessary to ensure ?occulent sludge washout. A correct management of granular sludge withdrawal should improve membrane fouling. a r t i c l e i n f o Article history: Received 31July 2015 Received in revised form 16October 2015Accepted 17October 2015 Available online 23October 2015Keywords: Aerobic granular sludge (AGS)Continuous-?ow reactor Feast/famine conditions Hydraulic selection pressure Membrane a b s t r a c t A granular continuous-?ow membrane bioreactor with a novel hydrodynamic con?guration was devel-oped to evaluate the stability of aerobic granular sludge (AGS).Under continuous-?ow operation (Period I),AGS rapidly lost their structural integrity resulting in loose and ?uffy microbial aggregates in which ?lamentous bacteria were dominant.The intermittent feeding (Period II)allowed obtaining the succession of feast and famine conditions that favored the increase in AGS stability.Although no fur-ther breakage occurred,the formation of new granules was very limited,owing to the absence of the hydraulic selection pressure.These results noted the necessity to ensure,on the one hand the succession of feast/famine conditions,and on the other,the hydraulic selection pressure that allows ?occulent sludge washout.This preliminary study shows that the proposed con?guration could meet the ?rst aspect;in contrast,biomass selection needs to be improved. ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved. 1.Introduction Compared with the conventional wastewater treatment plants,aerobic granular sludge (AGS)offers several advantages,among others lower volume necessity because of greater biomass concen-tration (up to 20g TSS L à1),the possibility to degrade simultane-ously organic carbon and nutrients,and ?nally their remarkable settling capability.Nowadays,AGS has been widely investigated in sequencing batch reactors (SBRs).Indeed,it is believed that the ideal conditions for aerobic granulation like the succession of feast/famine conditions (Val del Río et al.,2012),the hydraulic selection pressure (Adav et al.,2009)and the hydraulic shear forces (Zhou et al.,2014),occur or could be easily controlled in SBR reactors.Nevertheless,SBRs are dif?cult to implement for a large sewage treatment,where continuous-?ow reactors are normally favorable due to the lower installation costs and easier operation,maintenance and control (Juang et al.,2010).Moreover,up to date the most of biological granular sludge systems have been studied in column-type reactors.These reactors are characterized by a height to diameter ratio (H/D)higher than 6–8,which helps to maximize the hydraulic shear forces,enhancing the formation of the aerobic granules.Therefore,column-type reactors had a pre-dominant in height development,and this characteristic could limit their application in a full-scale plant,since reactors might result higher than 8–10m. Although in some studies is reported that stable aerobic granu-lar sludge can be achieved in a continuous ?ow reactor,others demonstrated that the aerobic granules lost their stability more rapidly compared with a SBR in the long-run (Zhou et al.,2014).Nevertheless,there is not unanimity about the causes of granules breakage,because in a continuous-?ow reactor,many of crucial parameters for the aerobic granulation simultaneously fail.To https://www.wendangku.net/doc/325773256.html,/10.1016/j.biortech.2015.10.0650960-8524/ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved. ?Corresponding author.Tel.:+390935536393;fax:+390935536623. E-mail address:Gaetano.dibella@unikore.it (G.Di Bella).
对于城市污泥处理处置方法及有效的利用
对于城市污泥处理处置方法及有效的利用- 污泥处置[摘要]城市污泥是城市污水处理不可避免的产物，如何使污泥的处置与环境保护之间达到一个良好的平衡是当前面临的重大课题。城市污泥是一种常见的固态污染物，但是如果将其进行合理的加工，则会成为一种有用的资源。目前对于污泥的处置方式及深化利用是一项重要的研究课题，它对保护环境具有积极的意义。污泥科学合理的利用可以避免资源的极度浪费，具有非常重要的现实意义和经济社会价值。此外，我国对现有行业的可持续发展战略的改革更加推进了污泥的处理处置与其资源化技术的研究进程。本文主要阐述了城市污泥处理方法以及再利用的处置方式，有效的推动了城市污泥处理的环保化进程。 [关键词]城市污泥；污泥处理处置；污泥利用 前言： 据全国日统计污水排放量达13.4×105万吨. 经处理后约0.5%～1.0%的转化为固态凝聚沉下来形成污泥。污泥的成分很复杂，是由多种生物形成的菌胶体与其吸附的有机物、无机物组成的集合，除大量的水分外这含有难降解的有机物、重金属、盐类及病原微生物和寄生虫等.大量的未经处理的城市污泥任意排放对环境造成新的污染. 城市污泥处理费用相当昂贵，与污水处理费用基本相当.因而如何将大量的成分复杂的城市污泥无害化、资源，已成为全世界较为关注的问题。 1、污泥对环境的影响
尽管污泥含丰富的养分，但也含有大量病原菌、寄生虫、铜、铬、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物，这些物质对环境和人类以及动物健康有可能造成较大的危害 2 污泥的脱水 从污水处理厂排出的污泥和城市沟河溏清淤产生的污泥，由于含水量高、体积庞大，容易腐败发臭不利于运输和处置。常常需要进行脱水，污泥脱水主要降低污泥的含水率，减少污泥的体积，降低运输成本。污泥脱水浓缩后可利用物质的含量相对增高，有利于污泥的后续处置和利用。 2.1 机械脱水 机械脱水是使用各种机械将污泥中水份除去.常用机械有真空过滤机、板框过滤机、带压压滤机、离心机等. 2.2 自然干燥 自然干燥是利用太阳能将污泥脱水、干化的方式。传统的方法一般采用干化床。这种方法适用干燥气候，占地面积较大，易给周围环境带来卫生隐患。 利用芦苇编织物进行污泥脱水试验。芦苇编制一定规格“容皿”，置于硬化的地面（水泥地面）上再将污泥移入。芦苇编织物起“格栅”作用。这种污泥脱水方法可将污泥中干固体含量由排出时的1%左右增加到50%。这种利用芦苇编织物进行污泥干燥，不需要电能，也不需要其它物质消耗，是一种可持续的过程。这种污泥脱水方法缺点是
好氧颗粒污泥的培养过程
附件2 论文中英文摘要 作者姓名：倪丙杰 论文题目：好氧颗粒污泥的培养过程、作用机制及数学模拟 作者简介：倪丙杰，男，1981年11月出生，2006年9月师从于中国科学技术大学俞汉青教授，于2009年7月获博士学位。 中文摘要 好氧颗粒污泥是活性污泥微生物通过自固定最终形成的结构紧凑、外形规则的生物聚集体。它具有相对密实的微观结构、优良的沉淀性能、较高浓度的生物体截留和多样的微生物种群。因此，好氧颗粒污泥技术作为一种新型的废水生物处理形式，在城市污水和工业废水处理中具有非常广阔的应用前景。好氧颗粒污泥的形成过程非常复杂，它的作用机制涉及到微生物的生长与竞争、氧的传质、底物的扩散及微生物产物的形成等各个方面。本论文系统地研究了好氧颗粒污泥的形成过程、作用机制和数学模拟，探索了颗粒污泥在好氧和缺氧条件下的胞内储存过程机理，深入阐明了颗粒污泥中胞外聚合物和溶解性微生物产物的形成规律，并首次成功地以低有机物浓度城市污水为基质在中试规模反应器中培养出性能优良的好氧颗粒污泥。主要研究内容和研究结果如下： 1. 分别采用豆制品加工废水和混合酸废水在SBR反应器中培养好氧颗粒污泥，基于实验结果和形成机理的分析，实现了好氧颗粒污泥形成过程的定量描述。粒污泥在形成过程中粒径逐渐增大，沉降速度提高到40 m h-1，污泥体积指数SVI减小至20 mL g-1，COD去除效率高于98%；模型能够很好地定量描述好氧颗粒污泥的形成过程及基质在颗粒内部的扩散；好氧颗粒污泥的形成过程可分为适应期、快速生长期和成熟期。 2. 通过好氧颗粒污泥的间歇实验，探索了颗粒中自养微生物和异养微生物的生长与竞争；根据实验结果修正了ASM3模型，用以描述好氧颗粒SBR反应器中自养菌和异养菌的同时生长，并分析两类微生物对于溶解氧的竞争和在颗粒中的空间分布；发现氨氮和COD 在颗粒SBR反应器运行周期的前1.5小时内分别被自养菌和异养菌消耗完毕，且异养菌消耗更多的溶解氧；自养菌主要位于颗粒的外层，而异养菌则分布于颗粒的外层或者中心。
城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析
城市污泥不同处理处置方式的成本和效益分析 摘要：以北京市为例，估算不同电价及运输距离下填埋、焚烧及堆肥等方式的城市污泥处理处置成本，在此基础上讨论各种处理处置方案的前景，展望北京市污泥处理处置出路。污泥填埋在一定时期内还将是主要处理处置方式，但所占比例将逐渐下降；堆肥是经济上较为可行的处理处置方式，适合大力推广；随着经济实力与技术水平提高，焚烧法可以适用于个别特殊地点。同时，分析了政府补贴对污泥处理处置效益的影响。 城市污泥是污水处理的副产物，以含水率97%计算，体积占处理污水的0.3%~0.5%[1]，深度处理产泥量还将增加50%~100%。目前我国每年排放的干污泥大约1.3×106 t，并以大约10%的速率在增加。 北京市全区域规划污水排放量为330×104 m3/d，其中2003年市区污水排放量约为230×104 m3/d[2]。规划建设14座污水处理厂，2015年污水处理能力预计将超过320×104 m3/d，处理率将超过90%。到2008年，北京市将新增9座中水处理厂，深度处理能力将由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d，届时每年产生含水率 80% 城市污泥超过80×104 m3。北京市最大的污水处理厂——高碑店污水处理厂污泥外运运输费用占到全厂运行费用的1/3[3]。 城市污泥的大量产生，已引起日益严峻的二次污染，并成为城市污水处理行业瓶颈。污泥处理处置率低，其中非常重要的一个原因就是投资和运行成本方面的限制。但到目前为止，还未见关于不同污泥处理处置方案的经济分析，导致不同单位和设计人员在方案的选择上存在较大的盲目性。本文以北京为例，对几种典型的城市污泥处理处置方式进行经济分析，以便为城市污泥处理处置技术的选择提供参考依据。 1 城市污泥处理处置成本估算 1.1 估算方法 以1 t干污泥（DS）为计算基准，综合成本＝运行成本+设备折价成本。运行成本以目前较为成熟的处理处置方式进行估算。 北京市污泥机械脱水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚烧、运输、填埋等3个流程；设备折价成本取15 a使用年限，年折旧7%，社会利率10%，即年折价17%，设备年工作时数以8000 h 计。因此，设备折价＝设备价格×指数×0.17/8000。 1.2 估算细则 （1）单位成本 填埋：生活垃圾卫生填埋的成本约60-70 元￥/t，污泥填埋时按照压实生活垃圾∶土∶污泥容重比为0.8∶1∶1，污泥填埋成本为48－56￥/t，取52￥/t。 干化：干燥能耗与脱水量成正比。燃气加热效率85%、锅炉热效率70%、过程热损失5%时，水的蒸发能耗为150 (kW?h)/t，每小时去除1 t水的设备投资为180×104￥[4]。 焚烧：目前多采用流化床技术，每h焚烧1 t干化污泥的设备成本为528×104元￥，污泥按干质量减量60%。焚烧的运行费用24￥/t，烟气处理消耗NaOH量约为37 kg/t，折价约128￥/t [5]。 电价：北京市工业电价高峰期、平段区、低谷期分别为0.278、0.488、0.725￥/(kW?h)。按不同补贴方案，将电价设定为0.30、0.60￥/(kW?h)。 运费：北京市运输价格在0.45－0.65￥/(t?km)之间，污泥为特殊固体废物，需特殊箱式货车运送，价格处于高端。另外，近年运输价格有上涨趋势。因此，运费取0.65 ￥/(t?km)。
好氧颗粒污泥的工艺优化
好氧颗粒污泥的工艺优化 好氧颗粒污泥是在好氧条件下自发形成的细胞自身固定化颗粒，与絮状污泥相比，具有沉降性能好、污泥浓度高，易于固液分离，便于提高污水处理效率，降低污水处理成本等优点[1, 2]，具有较好的应用前景[3]. 国内外学者在好氧颗粒污泥工艺优化及其应用方面作了大量研究. 有研究利用序批式好氧颗粒污泥反应器处理高氨氮废水[4]，考察了HRT和运行方式对脱氮菌群的活性和数量变化的影响. 结果表明，当HRT为13 h时，脱氮菌群的活性最高; 缩短HRT导致了更高的COD和氨氮负荷，有利于厌氧氨氧化菌的生长，同时也抑制了氨氧化细菌的生长. Luo等[5]在两个相同的反应器里分别投加好氧颗粒污泥和普通絮状污泥，考察了COD/N分别为4、 2、1时，对颗粒污泥解体的影响. 结果表明，COD/N由4减小到2和1后，对好氧颗粒污泥的物理性质和硝化效率有很大的影响，当COD/N为1时，颗粒污泥全部解体. EPS中酪氨酸净产量的减少和包括丝状菌在内的主要微生物菌群的变化被认为是造成颗粒污泥解体的两个主要原因. 张雯等[6]在连续流反应器中接种厌氧颗粒污泥，成功培养出好氧颗粒污泥，考察了温度、 COD/N、 HRT、溶解氧质量浓度、 pH、间歇曝气周期等对好氧颗粒污泥脱氮的影响，并确定最佳工艺参数：温度为25℃、 COD/N 为6~8、 HRT 为8 h 左右、 DO质量浓度为2 mg ·L-1、 pH 为7.5~8.0、曝气3 h 及缺氧搅拌3 h 和曝气4 h 及缺氧搅拌3 h. 张睿[7]研究表明，进水COD/N≤5时，丝状菌大量生长，颗粒污泥开始解体，颗粒粒径变大，部分颗粒从球状变成长条杆状. 随着COD/N的降低，系统对有机物去除效果影响不大，去除率保持在80%以上; 但总磷和氮的去除效果变差，游离氨浓度的增加抑制了硝化菌和反硝化菌的活性，当COD/N为3时，系统对总磷、氨氮、总氮的去除率分别为47.98%、38.56%和27.90%. 上述关于好氧颗粒污泥的工艺参数研究大多是在序批式活性污泥反应器内进行的. 并且大部分研究主要采用较高有机物浓度的人工配水作为处理对象[8, 9]. 近年来，也有少量的研究探讨了连续流好氧颗粒污泥反应器的优化和设计，但其结构和运行方式复杂且稳定性差[10, 11, 12, 13]，难以应用于实际工程. 据相关报道[14]，流体剪切力、 HRT、 DO、选择压和废水组分等都对好氧颗粒污泥的形成具有重要的影响. 其中，流体剪切力和HRT对颗粒的形成速度、结构和稳定性影响显著，被认为是影响好氧颗粒污泥形成和稳定性的最关键因素[15]. 因此，本研究基于合建式反应器，采用较低COD/N实际生活污水为进水基质和连续进水方式，着重考察曝气量和HRT对好氧颗粒污泥的形态变化和除污能力的影响，以期为连续流好氧颗粒污泥技术应用于实际工程提供可靠的实验依据. 1 材料与方法 1.1 实验装置 本实验采用的合建式反应器是由有机玻璃制成的立方体，中间由一块隔板隔开，底部连通，分为反应区和沉淀区两部分，有效容积分别为1.5 L和0.3 L. 反应器通过曝气泵和曝气盘提供曝气，由转子流量计控制曝气量. 进水由反应区上方进入，由恒流泵控制进水流量，在上升气泡的作用下与颗粒污泥充分接触反应后由底部进入沉淀区，在重力的作用下，经过泥水分离最终从沉淀区上方流出(实验装置示意图见图 1).
传统的城市污泥处理方法主要有以下4种
传统的城市污泥处理方法主要有以下4种：卫生填埋、土地利用、焚烧和投海。但是这些方法在二次污染、大气污染控制、投资及运营成本等方面存在的问题限制了其实际应用。目前我国对城市污泥主要采用临时填埋的处置方式，既占用了大量土地，又对生态环境造成了破坏。结合江苏江阴康顺污泥处理工程，系统介绍了利用热电厂烟气余热资源干化污泥的技术原理、工艺流程和水汽热量平衡。这不仅为城市污泥得到彻底的无害化、减量化、资源化处理开辟了一条新途径。而且对我国城市污泥处理实现以废治废和废弃物循环利用，从而达到节能减排的目标具有重要的实践指导意义。 城市污泥的理化特性 城市污泥的物理化学特性决定于污水的性质和处理工艺，污泥经过机械脱水后，含水率一般为80％左右，由于我国多采用城市生活污水和工业废水合并处理，因此污泥成分复杂，个别重金属元素的含量较高。 城市污泥具有较高的热值，绝干污泥的平均低位热值为10363.kJ/kg，相当于褐煤的热值。即使污泥的含固率为70％左右，其平均低位热值也达到 7247 kJ/kg，污泥的热值与污泥中富含有机质有关，城市污泥中高分子PAH s (多 环芳烃)占总PAH s 的60％-80％,低分子PAH s 一般占10%-30%。已有的研究认为前者 主要来自化石燃料的不完全燃烧，而后者主要来自石油污染。这些有机污染 物增加了城市污泥的可燃烧性。城市污泥的挥发分和灰分的变化范围较大，其平均值分别为46.98％和45.58％表明城市污泥中约50％的物质可以燃烧而贡献热值，如果将城市污泥的热值完全利用起来，不仅能够产生经济效益，而且能够大大减少污泥体积。 挥发性： 挥发性是指化合物由固体或液体变为气体或蒸汽的过程。物理性质之一。 一种物质的挥发性是指它从液体或固体变成气体的倾向。有一类被称为挥发性有机物（VOCs）的污染物，这些化合物一旦暴露到空气中就会迅速地从液体或固体变成气体。一种物质越容易挥发，越有可能消失到空气中。 挥发性物质是指在室温下蒸发的物质。为得到精神活性效应而吸入的挥发性物质（亦称吸入剂），包括许多家用或工业用有机溶剂（如胶水、气溶胶、涂料、工业溶剂、漆稀释剂、汽油、洗涤剂）和脂肪族亚硝酸盐（如亚硝酸异戊酯） 膨胀性： 一般认为引起土体膨胀的原因主要有以下几方面：粘粒的水化作用、粘性表面双电层的形成、扩散层增厚等因素。其膨胀大致分两个阶段：第一阶段：干粘粒表面吸附单层水分子；“晶层间膨胀”或“粒间膨胀” 第二阶段：由于双电层的形成，使粘粒或晶层进一步推开。“渗透膨胀”多孔性： 多孔性指的是物质内部分子的排列很松散,一般体现在物质内部的空气或者是二氧化碳较多的轻型材料上,比如说混凝土加气砖,砂岩砖等。 所谓吸附乃是具有多孔性、巨大表面积的固体全部溶化作用，而发生化学的、物理的反应。麦饭石作为中药对皮肤病，特别是拔脓，效果很好。麦饭石是多孔性的，吸附能力很强，因其主要成分为二氧化硅、氧化铝从这点来考虑，是容易理解的。在前面介绍的麦饭石微细粉末的电子显微镜照相中，已确认是海绵状