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1、文献阅读与总结俞言文2011-01-05一、培养1.1反应器结构“SBR反应器排水高度与直径比对污泥好氧颗粒化的影响”,高景峰,郭建秋,陈冉妮,苏凯,彭永臻,中国环境科学 2008,28(6):512516排水高度与直径比分别为5:1和1:1的两个SBR反应器进行好氧颗粒污泥的培养,发现大高径比SBR反应器可以再较短时间内实现好氧活性污泥颗粒化,并且颗粒更大的粒径及密实度;其中大高径比反应器内好氧颗粒污泥多由球菌及杆菌组成,而在高径比为1:1的反应器内多由丝状菌组成。“Aerobicgranulationinsequencingbatchreactorswithdifferentreactor
2、height/diameterratios”,YunhuaKong,Yong-QiangLiub,Joo-HwaTayc,Fook-SinWongb,JianrongZhua,EnzymeandMicrobialTechnology45(2009)379383.认为SBR高径比对于好氧颗粒污泥的理化性质及微生物菌群结构无明显影响。1.2GMBR“Organicsandnitrogenremovalandsludgestabilityinaerobicgranularsludgemembranebioreactor”,JingfengWang,XuanWang,ZuguoZhao,JunwenL
3、i,ApplMicrobiolBiotechnol(2008)79:679685GMBR在有机物的去除和同步硝化反硝化上有突出效果。其中TOC、氨氮、TN去除率分别达84.7-91.9%、85.4-99.7%、41.7-78.4%。“Characteristicsofaerobicbiogranulesfrommembranebioreactorsystem”,XiufenLia,YanjunLi,HeLiu,ZhaozheHua,GuochengDu,JianChen,JournalofMembraneScience287(2007)294299MGSBR不仅在污染物的去除上表现突出,颗粒污
4、泥的形成对于膜污染的形成也有推出作用。“TheEPScharacteristicsofsludgeinanaerobicgranulemembranebioreactor”,WangXuan,ZhangBin,ShenZhiqiang,QiuZhigang,ChenZhaoli,JinMin,LiJunwen,WangJingfeng,BioresourceTechnology101(2010)80468050比较GMBR中不同尺寸污泥和膜垢的EPS各组分含量差别。认为大颗粒污泥(d0.45mm)的胞外含量明显低于小粒径污泥及絮状污泥,并且膜垢内胞外含量高于悬浮状污泥。污泥颗粒化有利于延迟膜垢
5、的形成。污泥直径与EPS含量相关性高,其中蛋白含量又明显高于EPS的其他组分,而多糖含量则随颗粒粒径增大而逐渐减小。EPS含量与污泥沉降性能之间的联系时脆弱的。“Foulingcharacterizationinaerobicgranulationcoupledbaffledmembraneseparationunit”,BuiXuanThanh,ChettiyappanVisvanathan,MathieuSperandio,RogerBenAim,JournalofMembraneScience318(2008)334339好氧颗粒污泥虽然具有其优势,但是在出水中往往含有较高的悬浮微生物量
6、,通过与MBR结合,解决该问题。发现溶解性多糖是造成膜污染的主要原因。“Correlationbetweenextracellularpolymericsubstancesandaerobicbiogranulationinmembranebioreactor”,LiXiu-Fen,LiYan-Jun,LiuHe,HuaZhao-Zhe,DuGuo-Cheng,ChenJian,SeparationandPurificationTechnology59(2008)2633。在MBR反应器内考察EPS与颗粒污泥的关系。分别采用絮体污泥接种成MFSBR及颗粒接种成MGSBR,前者21天形成颗粒31
7、天颗粒化完全,后者颗粒粒径一定程度上粒径变小。降低曝气量,缩短泥龄对控制EPS含量有意义。1.3连续流Stableaerobicgranulesforcontinuous-flowreactors:Precipitatingcalciumandironsaltsingranularinteriors,Yu-ChuanJuang,SunilS.Adav,Duu-JongLee,Joo-HwaTay,BioresourceTechnology101(2010)80518057连续流反应器在高氨氮环境下成功培养出好氧颗粒污泥,并发现其核区富钙沉淀。1.3HRT在连续流完全混合反应器内成功培养出好氧颗
8、粒污泥,COD、NH4+-N和PO43P去除率分别达90%、90%和70%。采用CSTR反应器培养好氧 颗粒污 泥的研究,李媛 ,沈耀良,孙立柱,中 国给 水 排 水第24卷 第5期 2008年3月 10-13 “Theeffectofhydraulicretentiontimeonthestabilityofaerobicallygrownmicrobialgranules”,S.Pan,J.-H.Tay,Y.-X.HeandS.T.-L.Tay,LettersinAppliedMicrobiology2004,38,158163.利用五个不同的SBR反应器比较不同的HRT对好氧颗粒污泥的影
9、响,控制每天总有机负荷一致。结果表明HRT为2-12h有利于好氧颗粒污泥的形成及稳定。1.4dischargesludge“Selectiveforceandmaturephaseaffectthestabilityofaerobicgranule:Anexperimentalstudybyapplyingdifferentremovalmethodsofsludge”,Z.H.Li,T.Kuba,T.Kusuda ,EnzymeandMicrobialTechnology39(2006)976981通过比较排除新生污泥、老龄污泥、均匀混合的污泥三种排泥方式,认为排除新生污泥有利于好氧颗粒污泥
10、的稳定。排新生泥使得反应器内形成粒径1-2mm的颗粒,并且发现排除新生的污泥会致使颗粒内部含有更多的灰质,而排除老龄颗粒会致使颗粒结构松散,反应器崩溃;混排会得到沉降性能良好的污泥,但是颗粒形态学上与排老泥中4-5mm粒径颗粒相似,存在空层,结构松散。“Aerobicgranulationinsequencingbatchreactorsatdifferentsettlingtimes”,BioresourceTechnology,SunilS.Adav,Duu-JongLee,Juin-YihLai,100(2009)53595361通过控制不同的沉降时间对好氧颗粒污泥功能菌群结构的产生影响
11、从而强化颗粒污泥结构,短沉降时间优选出大量絮凝菌。“Effectsofseedsludgepropertiesandselectivebiomassdischargeonaerobicsludgegranulation”,Guo-pingSheng,An-jieLi,Xiao-yanLi,Han-qingYu,ChemicalEngineeringJournal160(2010)108114通过沉降桶分别筛选出小且松散的絮体以及大且紧实的絮体分别进行好氧颗粒污泥的培养,每天排出沉降速度相对较慢的10%污泥,发现量反应器均可培养出颗粒。认为反应器启动初始排除沉降性能较差的污泥并不是颗粒化的关键影
12、响因素,而是每周期排除沉降速度相对较慢污泥为关键性运行参数。“Modeling and verification of selective sludge discharge as the controlling factor for aerobic granulation”, A. J. Li, T. Zhang and X. Y. Li ,Water Science & Technology卷:62期:10页:2442-2449出版年:2010.通过数学模型描述好氧颗粒污泥污泥形成的过程,并与实验结果相对照。采用三种排泥方式:1、沉降速率较慢的絮体及小颗粒;2、均匀混合的絮颗;3、沉降下来的
13、密实颗粒。不同的分批反应器控制相同的TS和F/M.认为不同排泥方式对反应器污染物去除性能影响不大。“SelectivesludgedischargeasthedeterminingfactorinSBRaerobicgranulation:Numericalmodellingandexperimentalverification”,An-Jie Lia and Xiao-Yan Li, a, , waterresearch43(2009)33873396运用数学模拟(同上篇文献方法)和试验验证的方法,比较不同排泥方式对反应器的影响。主要采用的排泥方式为:1、排除松散细小的颗粒;2、排除混合均与
14、的絮颗。比较手段主要为PCR、DGGR.采用进出水TOC表征有机污染物去除效率。考虑SRT、F/M法人一致性,但是未对反应器内各种类污泥分别定量SRT。两个指标均是对于总体生物量说的。两篇文献均提出较合适的粒径范围,但是都没有提出具体控制手段。1.5OLR“Aerobicgranulationunderthecombinedhydraulicandloadingselectionpressures”,YaoChen,WenjuJiang,DavidTeeLiang,JooHwaTay,BioresourceTechnology99(2008)74447449将水力剪切力与有机负荷相结合,分别设
15、置3.2和2.4cm/s两个表面气速,并对应每气速设置6.0-15.0kgCOD/gVSS的负荷变化,结果发现对于3.2的气速从6-15的负荷均可形成表现良好的 颗粒污泥,但是对于2.4的气速只能在6-9的范围内形成颗粒。1.6starvation“Infuenceofstarvationtimeonformationandstabilityofaerobicgranulesinsequencingbatchreactors”,Yong-QiangLiu,Joo-HwaTay,BioresourceTechnology99(2008)980985.采用相同的进水COD负荷1000mg/l,但循
16、环时间分别为1.5h,4h和8h三种,不同的循环时间对应反应器具有不同的饥饿期长短。结果发现1.5h循环时间下颗粒形成需要16个循环但是完全颗粒化需要256个循环,而8h循环时间下颗粒形成需要21天完全颗粒化需要63天;且在1.5h的循环时间下,形成的颗粒不稳定,第四个月反应器崩溃,对应4和8h的循环时间下形成的颗粒稳定。1.5h形成颗粒更快速被认为是较强的选择压所致。“Starvationisnotaprerequisitefortheformationofaerobicgranules”,Yong-QiangLiu,Wei-WeiWu,Joo-HwaTay,Jian-LongWang,Ap
17、plMicrobiolBiotechnol(2007)76:211216通过设置1h的短循环时间,使反应器维持在较高的出水COD水平上,一周后成功培养出好氧颗粒污泥。1.7substance“Behavior of Polymeric Substrates in an Aerobic Granular Sludge System”, M.K. de Kreuk, N. Kishida, S. Tsuneda, M.C.M. van Loosdrecht, Water research 44(20), 2010, Pages 5929-5938 可溶性及悬浮性淀粉作为基质,研究悬浮状和胶状基质对
18、好氧颗粒污泥形态学等方面的影响。颗粒状淀粉受水解率的限制,培养出的好氧颗粒污泥易形成丝状菌结构。“FormationofaerobicgranulesandtheirPHBproductionatvarioussubstrateandammoniumconcentrations”,FangFang,Xian-WeiLiu,JuanXu,Han-QingYu,Yong-MeiLi,BioresourceTechnology100(2009)5963。控制进水COD和氨氮浓度可以控制好氧颗粒污泥内PHB含量及颗粒形态特征。在进水COD氨氮分别为750mg/L和8.5mg/L的情况下,PHB含氯达4
19、4%,但是污泥沉降性能不好,多丝状菌。当逐步提高氨氮量,表面光滑紧实的颗粒被获得,但是PHB的含量逐渐下降。“Granulationofactivatedsludgeinapilot-scalesequencingbatchreactorforthetreatmentoflow-strengthmunicipalwastewater”,Bing-JieNi,Wen-MingXie,Shao-GenLiu,Han-QingYu,Ying-ZheWang,GanWang,Xian-LiangDai,waterresearch43(2009)751761利用低浓生活废水(200mgCOD/L)在SB
20、R中成功培养出好氧颗粒污泥。得出在改条件下主要影响颗粒形成的因素为沉降时间和体积交换比。在该种颗粒中其微生物组成主要为棒菌、杆菌、丝状菌。在中试规模的SBR内采用普通活性污泥接种以实际生活废水为处理对象,成功培养出好氧颗粒污。“颗粒污泥SBR中试研究及颗粒污泥氧传质机理与胞外聚合物分析”,张云霞“Sludgegranulationandperformanceofalowsuperficialgasvelocitysequencingbatchreactor(SBR)inthetreatmentofpreparedsanitarywastewater”,GuodongJi,FengminZhai
21、,RongjingWang,JinrenNi,BioresourceTechnology101(2010)90589064低气速培养好氧颗粒污泥处理预处理后卫生废水。气速0.0056m/s情况下,快速形成黄色和黑色颗粒污泥,黄色颗粒相比于黑色颗粒不具有无机晶核,但是其密实度以及沉降性能都要优于黑色颗粒,黄色颗粒主要是通过EPS作用形成的。其COD、氨氮、TN无除氯分别达90%、90%、54%,当循环时间从12h降低到8h时,颗粒裂解得到避免,污染物去除率仍然达到88%、90%和53%。“Effectoflongtermanaerobicandintermittentanaerobic/aero
22、bicstarvationonaerobicgranules”,MaitePijuan,UrsulaWerner,ZhiguoYuan,waterresearch43(2009)36223632对处理屠宰废水的好氧颗粒污泥进行长达4-5周的饥饿,采用厌氧储存以及厌氧/好氧交替储存的方式分别进行。发现两者都适合在长时间饥饿下保存好氧颗粒污泥,但是厌氧/好氧交替的保存的方式较易使颗粒密实度下降。“Aerobicgranulationwithbrewerywastewaterinasequencingbatchreactor”,Shu-GuangWang,Xian-WeiLiu,Wen-XinGon
23、g,Bao-YuGao,Dong-HuaZhang,Han-QingYu,BioresourceTechnology98(2007)21422147利用SBR培养好氧颗粒污泥处理啤酒厂废水,9周后成功培养出好氧颗粒污泥。其具有较高的污染物去除能力,COD88.7%、NH4+-N88.9%。“GrowthandStorageProcessesinAerobicGranulesGrownonSoybeanWastewater”,Bing-JieNi,Han-QingYu,BiotechnologyandBioengineering,Vol.100,No.4,July1,2008利用实验室装置处理大
24、豆加工废水进行好氧颗粒污泥的培养,提出较ASM3更适于揭示基质代谢机理以及同步储存生长的过程。“UnderstandingthePropertiesofAerobicSludgeGranulesasHydrogels”,ThomasSeviour,MaitePijuan,TimothyNicholson,JurgKeller,ZhiguoYuan,BiotechnologyandBioengineering,Vol.102,No.5,April1,2009处理屠宰场废水。“Thecharacteristicsofaerobicgranulescultivatedwiththeeffluentf
25、romananaerobicbaffledreactorforberberinewastewatertreatment”,Feng-huaLiu,PingZeng,Yong-huiSongCun-yiSong,BioinformaticsandBiomedicalEngineering(iCBBE),20104th18-20June201014利用处理黄连素废水的厌氧折流板反应器出水进行好氧颗粒污泥的培养,运行80d后,粒径范围在2-10mm的好氧颗粒污泥出现,其出水COD和黄连素浓度分别为171.1mg/L和3.88mg/L,去除率分别达90.47%、64.32%。1.8PH“Formati
26、onandcharacterisationoffungalandbacterialgranulesunderdifferentfeedingalkalinityandpHconditions”,S.F.Yang,X.Y.Li,H.Q.Yu,ProcessBiochemistry43(2008)814通过控制不同的进水碱度和PH,比较PH对好氧颗粒污泥的影响。控制碱度为28.7mgCaCO3/L、PH3.0和301mgCaCO3/L、PH8.1为两种比较条件。PH3快速形成真菌为主颗粒(一周),但是结构松散,粒径偏大,在水力作用下易破碎;PH8.1情况下四周慢速形成颗粒,粒径较小,结构密实。其中
27、真菌型颗粒EPS和真菌在颗粒内部均匀分布,而细菌型颗粒中EPS均匀分布但细菌主要分布在颗粒外层。1.9gasvelocity“Alternatinganoxicfeast/aerobicfamineconditionforimprovinggranularsludgeformationinsequencingbatchairliftreactoratreducedaerationrate”,JunfengWan,YolaineBessiere,MathieuSperandio,waterresearch43(2009)50975108在富营养期进行缺氧,使反应器维持在缺氧/好氧交替运行的工况条
28、件下,比起持续曝气的反应器,其表面气速很低(约0.63cm/s,持续曝气气速达2.83cm/s)更早出现颗粒污泥,硝化过程更稳定有效。其机理推断为控制了异养菌的优势地位。“Sludgegranulationandperformanceofalowsuperficialgasvelocitysequencingbatchreactor(SBR)inthetreatmentofpreparedsanitarywastewater”,GuodongJi,FengminZhai,RongjingWang,JinrenNi,BioresourceTechnology101(2010)90589064低气
29、速培养好氧颗粒污泥处理预处理后卫生废水。气速0.0056m/s情况下,快速形成黄色和黑色颗粒污泥,黄色颗粒相比于黑色颗粒不具有无机晶核,但是其密实度以及沉降性能都要优于黑色颗粒,黄色颗粒主要是通过EPS作用形成的。其COD、氨氮、TN无除氯分别达90%、90%、54%,当循环时间从12h降低到8h时,颗粒裂解得到避免,污染物去除率仍然达到88%、90%和53%。1.10temperature“Influenceoftemperatureonthecharacteristicsofaerobicgranulationinsequencingbatchairliftreactors”,Zhiwei
30、SONG,NanqiREN,KunZHANG,LongyanTong,JournalofEnvironmentalSciences21(3),2009,Pages273-278SABR中比较25、30 、 35 对好氧颗粒污泥形成的影响。结果发现30是最有利于成熟好氧颗粒污泥形成的温度。SOUR达1.14mgO2/(gMLVSSmin),COD和TN去除率分别97%和75%。1.11storage“Long-termstorageandsubsequentreactivationofaerobicgranules”,XinhuaWang,HanminZhang,FenglinYang,Yong
31、feiWang,MingmingGao,BioresourceTechnology99(2008)83048309经过七个月的长时间储存,好氧颗粒污泥粒径及颗粒完整性保持完好。结束储存在活性恢复过程中,硝化细菌11d恢复活性而异养菌16d恢复活性;在储存初期优势菌衰退要快于非优势菌;EPS在储存第一个月快速下降,但是在储存的后六个月又有逐步合成的过程,这是颗粒污泥实现长时间储存一个有利因素。1.12heavymetal“RemovalofCr3+fromaqueoussolutionbybiosorptionwithaerobicgranules”,LeiYao,Zheng-fangYe,Me
32、i-pingTong,PengLai,Jin-renNi,JournalofHazardousMaterials165(2009)250255.判定初始PH、接触时间、Gr3+浓度显著影响生物吸附过程。1.13review“BiotreatmentofIndustrialWastewatersunderTransient-StateConditions:ProcessStabilitywithFluctuationsofOrganicLoad,Substrates,Toxicants,andEnvironmentalParameters”,JanSipma;M.BegoaOsuna;Maria
33、A.E.Emanuelsson;PaulaM.L.Castro,CriticalReviewsinEnvironmentalScienceandTechnology,40:147197,2010二、离子“EffectofNa+andCa2+ontheaggregationpropertiesofsievedanaerobicgranularsludge”,A.Pevere,G.Guibaud,E.D.vanHullebusch,W.Boughzala,P.N.L.Lens,ColloidsandSurfacesA:Physicochem.Eng.Aspects306(2007)142149“C
34、alciumspatialdistributioninaerobicgranulesanditseffectsongranulestructure,strengthandbioactivity”,Ting-TingRen,LiLiua,Guo-PingShenga,Xian-WeiLiua,Han-QingYua,Ming-ChuanZhangb,Jian-RongZhub,WATErRESEARCH42(2008)33433352多钙培养三个月,采用SEM-EDX观察,发现钙的沉积物主要在颗粒核区,FISH发现细胞主要承簇分布在颗粒外层,通过SOUR比较发现高该培养的颗粒可能会造成颗粒活性下
35、降,但是较低钙颗粒而言高钙条件下培养的颗粒具有更高的颗粒强度。“高强度好氧颗粒污泥的培养及特性研究”,刘丽,任婷婷,徐得潜,俞汉青,中国环境科学 2008,28(4):360364在高钙投加量的情况下,形成高强度颗粒污泥,平均粒径达4.2mm,其抗压能力达20N/cm2,远远高于钙投加情况下形成的颗粒,且具有较高的污染物去除性能,COD97.6%,TN99.5%.。三、动力学及模型“Operationofasequencingbatchreactorforcultivatingautotrophicnitrifyinggranules”,Xian-YangShi,Guo-PingSheng,X
36、iao-YanLic,Han-QingYu,BioresourceTechnology101(2010)29602964采用氨氮培养自养型硝化颗粒,采用MichaelisMenten方程描述氨氮利用速率,其动力学系数测定为vm=18.0mg/g-VSS/h和Km=36.7mg/l。在氨氮为100-250mg/L是可以培养出自养硝化颗粒,实验中培养120d后平均粒径0.32mm颗粒出现.“Modelingsimultaneousautotrophicandheterotrophicgrowthinaerobicgranules”,Bing-JieNia,Han-QingYua,Yu-JiaoSu
37、n,WATERRESEARCH42(2008)15831594。用数学模型对颗粒污泥内无机自养及异养菌的生长进行模拟,并用实验室SBR进行校正及验证。得出几点结论:在SRT20d时,活菌中自养菌与异养菌分别占55.6%和44.4%;随泥龄增长,总菌量增大,但是活菌比例变小;自养菌对总生物量变化五明显影响,但其影响除氮效率;进水组成和氨氮控制着自养和异养菌的比例;自养菌主要分布于颗粒外层,异养菌则在核区及外层。“Modeling and verification of selective sludge discharge as the controlling factor for aerobic
38、 granulation”,LIA.J.;ZHANGT.;LIX.Y.; Water Science & TechnologyWST | 62.10 | 2010.通过数学模型描述好氧颗粒污泥污泥形成的过程,并与实验结果相对照。采用三种排泥方式:1、沉降速率较慢的絮体及小颗粒;2、均匀混合的絮颗;3、沉降下来的密实颗粒。不同的分批反应器控制相同的TS和F/M.认为不同排泥方式对反应器污染物去除性能影响不大。“SelectivesludgedischargeasthedeterminingfactorinSBRaerobicgranulation:Numericalmodellingandexp
39、erimentalverification”,waterresearch43(2009)33873396运用数学模拟(同上篇文献方法)和试验验证的方法,比较不同排泥方式对反应器的影响。主要采用的排泥方式为:1、排除松散细小的颗粒;2、排除混合均与的絮颗。比较手段主要为PCR、DGGR.采用进出水TOC表征有机污染物去除效率。考虑SRT、F/M一致性,但是未对反应器内各种类污泥分别定量SRT。两个指标均是对于总体生物量说的。两篇文献均提出较合适的粒径范围,但是都没有提出具体控制手段。StorageandGrowthofDenitrifiersinAerobicGranules:PartI.Mod
40、elDevelopment,Bing-JieNi,Han-QingYu,BiotechnologyandBioengineering,Vol.99,No.2,February1,2008基于活性污泥三号模型,描述反硝化好氧颗粒污泥在缺氧环境下的储存和生长过程。模拟结果指出基质在富营养阶段主要被污泥用于储存及合成生物体两部分,而在初始时储存要明显优势于合成,StorageandGrowthofDenitrifiersinAerobicGranules:PartII.ModelCalibrationandVerification,Bing-JieNi,Han-QingYu,Wen-MingXie,
41、BiotechnologyandBioengineering,Vol.99,No.2,February1,2008对上篇文献中提出的模型进行实验校正及验证,证明其真实可用。“盐胁迫条件下好氧颗粒污泥生长模式研究”,王耀东 ,李志华,王晓昌,环境科学 Vol.29,No.10Oct.,20082804-2808研究了含盐量分别为 1%、215%、5%条件下颗粒污泥成长特性,在1%和5%的含盐量下能形成较为稳定的颗粒,1%盐度下颗粒主要由菌胶团组成稳定性好,5%盐度下丝状菌占优稳定性较差,2.5%盐度中无论菌胶团和丝状菌都没有成为优势菌群,未形成颗粒。提出同质和异质两种生长模式粒径分布较窄的为同质
42、稳定,较宽的为异质不稳定。“Kineticanalysisonthetwo-stepprocessesofAOBandNOBinaerobicnitrifyinggranules”,FangFang,Bing-JieNi,Xiao-YanLi,Guo-PingSheng,Han-QingYu,ApplMicrobiolBiotechnol(2009)83:11591169。利用完全颗粒化的硝化污泥进行分批实验,确定其AOB和NOB动力学参数及模型。“CharacterizationofMultiporousStructureandOxygenTransferInsideAerobicGranu
43、leswiththePercolationModel”,LILIU,GUO-PINGSHENG,ZHI-FENGLIU,WEN-WEILI,RAYMONDJ.ZENG,DUU-JONGLEE,JUN-XINLIU,ANDHAN-QINGYU,Environ.Sci.Technol.2010,44,85358540。利用氮吸收法和扫描电镜等实验方法,发现晶核区内对流有利于传质过程,有利于颗粒污泥的稳定。“DragCoefficientofPorousandPermeableMicrobialGranules”,YANGMU,TING-TINGREN,HAN-QINGYU,Environ.Sci.
44、Technol.2008,42,17181723颗粒沉降特性和直接受拉拽系数影响,将多孔性和渗透性两个因素考虑进来,作者重新对多孔渗透性颗粒的拉拽系数进行评估。发现生物聚集体的拉拽系数要小于表面光滑球体或表面有生物膜附着的颗粒,生物聚集体的拉拽系数大小受其渗透性和多孔性影响很大“ModellingaerobicgranularSBRatvariableCOD/Nratiosincludingaccuratedescriptionoftotalsolidsconcentration”,JosRamnVzquez-Padn,AnuskaMosquera-Corral,JosLuisCampos,R
45、amnMndez,JulinCarrera,JulioPrez,BiochemicalEngineeringJournal49(2010)173184利用一维生物膜模型对好氧颗粒污泥生物量进行模拟。生物学过程用活性污泥(ASM)进行描述,主要进行了两个修正:1、非自养菌的同步储存和生长过程,2、亚硝酸盐作为硝化反硝化的中间成分。精确测定三个COD/N条件下反应器内碳氮比、生物量、DO等,与模拟结果比较。四、微生物“MicrobialdistributionofAccumulibacterspp.AndCompetibacterspp.inaerobicgranulesfromalab-scal
46、ebiologicalnutrientremovalsystem”,RomainLemaire,ZhiguoYuan,LindaL.Blackall,GregoryR.Crocetti,EnvironmentalMicrobiology(2008)10(2),354363对实验室内同步硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥进行分析,其中Accumulibacterspp.和Competibacterspp.为主要菌群,分别为PAO和GAO,均具有反硝化功能,A在外层,C在内层,起到反硝化作用的主要为GAO。五、脱氮除磷“Characteristicsofaerobicgranuleandnitrogena
47、ndphosphorusremovalinaSBR”,FenWang,ShanLu,YanjieWei,MinJi,JournalofHazardousMaterials164(2009)12231227利用好氧颗粒污泥作为接种污泥处理生活废水,实现较高的同步脱氮除磷效率。在厌氧段结束后有机质得到很好的去除,好氧曝气阶段同步硝化反硝化(SND)以及磷的吸收发生,有机质及磷菌具有较高的去除率但是总氮去除率一般只有52%,分批实验发现提高C/N有利于以及增加颗粒污泥量有利于P的去除。“Enhancedbiologicalphosphorusremovalbygranularsludge:Fromm
48、acro-tomicro-scale”,Chang-YongWu,Yong-ZhenPeng,Shu-YingWang,YongMa,waterresearch44(2010)807814。在SBR内获得具有较好除磷性能的好氧颗粒污泥,去除率达94.3%,出水磷浓度为0.5mg/L,微观研究发现在厌氧释磷阶段带正电荷的粒子随释磷合成,这种粒子对颗粒化有促进作用。成熟颗粒具有较优的微观结构,平均孔隙直径达291.5nm和446.5nm,小颗粒比大颗粒具有更大的比表面积、孔隙宽度和磷去除率。六、水力学1、絮体形态,颗粒粒径、污泥结构、boundwater是影响粘度的参数。2、流变性与丝状菌之间的关
49、系。低rHa即使在高TSS情况下。3、4、HerschelBulkley“Determinationofsomerheologicalparametersforthecharacterizationofactivatedsludge”, BioresourceTechnology200390(2):215-220“Averageshearratefornon-Newtonianfluidsinaconcentric-tubeairliftbioreactor”,M.O.Cerri,L.Futiwaki,C.D.F.Jesus,A.J.G.Cruz,A.C.Badino,BiochemicalE
50、ngineeringJournal39(2008)5157“Quantificationoftheshearstressesinamicrobialgranularsludgereactor”,Ting-TingRen,YangMu,LiLiu,Xiao-YanLi,Han-QingYua,waterresearchVolume 43, Issue 18,October 2009,Pages 4643-4651提出在好氧颗粒污泥反应器内对剪切力大小进行定量的方法。反应器内剪切力主要由气泡液体固体三部分组成,根据各部分剪切力贡献下解离下的生物量比出各个部分对总剪切力的贡献比例。认为气泡和颗粒相互
51、碰撞时剪切力的主要作用组成。“Physicalandhydrodynamicpropertiesofaerobicgranulesproducedinsequencingbatchreactors”,F.Xiao,S.F.Yang,X.Y.Li ,SeparationandPurificationTechnology63(2008)634641同“FormationandcharacterisationoffungalandbacterialgranulesunderdifferentfeedingalkalinityandpHconditions”,S.F.Yang,X.Y.Li,H.Q.Y
52、u,ProcessBiochemistry43(2008)814“ExperimentalandNumericalAnalysisoftheHydrodynamicBehaviorsofAerobicGranules”,LiLiuandGuo-PingSheng,AIChE2010Vol.00,No.01-8用实验对好氧颗粒污泥的水力学特征进行研究,其流态行为用数值方法分析。其颗粒多孔性随颗粒粒径增大而增多。数值模拟方法分析颗粒周围流场发现颗粒的速度向量受颗粒渗透性和流场雷诺数影响很大。“MicroscaleHydrodynamicAnalysisofAerobicGranulesintheM
53、assTransferProcess”,LILIU,WEN-WEILI,GUO-PINGSHENG,ZHI-FENGLIU,RAYMONDJ.ZENG,JUN-XINLIU,HAN-QINGYU,ANDDUU-JONGLEE,Environ.Sci.Technol.2010,44,75557560颗粒内部结构对于水力环境以及传质过程有直接的影响,利用CFD技术进行分析。Identificationofrheologicalparametersdescribingthephysico-chemicalpropertiesofanaerobicsulphidogenicsludgesuspensi
54、ons,A.Pevere,G.Guibaud,E.vanHullebusch,P.Lens,EnzymeandMicrobialTechnology40(2007)547554对厌氧硫化污泥悬浮液的流变学参数进行测定,使用旋转流变仪进行测定,并选用模型进行模拟比较。七、结构“Size-effectonthephysicalcharacteristicsoftheaerobicgranuleinaSBR”,ApplMicrobiolBiotechnol(2003)60:687695表面疏水性测定方法:Assumingthegranulewassphericalinshape,thenumbero
55、ftotalgranules(n)ineverycategorythatresidedinthereactorcouldbeestimated,usingtheaveragemeandiameter(d,inmillimetres)andbulkvolumeofgranules(Vx,inmillilitres):颗粒直径大于4mm的颗粒特性产生偏差,粒径1-3mm认为是最优功能范围。密度测定比较方法:表面疏水性随颗粒粒径增大而增大。认为传质作用限制活细胞分布,主要分布在表层一下一定范围内,这与11-1-18戚的染色结果不符。八、胞外多聚物(EPS)“Solublemicrobialprodu
56、cts(SMP)andsolubleextracellularpolymericsubstances(EPS)fromwastewatersludge”,ApplmicrobiolBiotechnol(2006)73:219225.比较厌氧与好氧消化后EPS及SMP的差异性。分析对象好氧、厌氧污泥;分析方法:傅里叶红外(FTIR),三维荧光光谱(EEM)。“Gel-formingexopolysaccharidesexplainbasicdifferencesbetweenstructuresofaerobicsludgegranulesandfloccularsludges”,ThomasS
57、eviour,MaitePijuan,TimothyNicholson,JurgKeller,ZhiguoYuan,waterresearch43(2009)44694478对颗粒污泥及絮体污泥的EPS进行提取,分析其凝胶特性。发现在PH9-12的时候颗粒EPS具有明显的溶胶-凝胶动态平衡,而PHG,反之。“PurificationandConformationalAnalysisofaKeyExopolysaccharideComponentofMixedCultureAerobicSludgeGranules”,THOMASSEVIOUR,BOGDANC.DONOSE,MAITEPIJUA
58、N,ZHIGUOYUAN,Environ.Sci.Technol.2010,44,47294734从凝胶特性角度对胞外多聚物进行分析,将EPS分为高中低分子量的EPS,结果认为高分子量的EPS对EPS凝胶特性起贡献作用。“UnderstandingthePropertiesofAerobicSludgeGranulesasHydrogels”,ThomasSeviour,MaitePijuan,TimothyNicholson,JurgKeller,ZhiguoYuan,BiotechnologyandBioengineering,Vol.102,No.5,April1,2009从凝胶特性角度
59、对好氧颗粒污泥进行分析,认为蛋白和-多糖是影响颗粒污泥结构的主要因素。“Extracellular polymeric substances and structural stability of aerobic granule”, Sunil S. Adava, Duu-Jong Leea, , , and Joo-Hwa Tayb Water Research 4 2 (2008) 1644 1650用酶解处理苯酚颗粒污泥(、-多糖,蛋白,蛋白质),采用FISH,共聚焦扫描显微镜观察。结论认为-多糖是维持颗粒稳定的关键,其骨架内嵌入其他物质组成颗粒机械结构。他们认为EPS中DNA含量低于颗
60、粒总DNA的2%,提取方法可信。“ContributionofExtracellularPolymericSubstances(EPS)totheSludgeAggregation”,XIAO-MENGLIU,GUO-PINGSHENG,HONG-WEILUO,FENGZHANG,SHI-JIEYUAN,JUANXU,RAYMONDJ.ZENG,JIAN-GUANGWU,HAN-QINGYU,Environ.Sci.Technol.2010,44,43554360.利用扩展的DLVO理论分析关于LB和TB的交互能量曲线来定性LB和TB关于好氧及厌氧颗粒污泥絮凝性能的影响。结果得出LB和TB对于
61、颗粒污泥絮凝性能的贡献是不一样的。关于LB的交互能量总是消极的,认为其对于颗粒污泥的絮凝是始终具有积极意义的;关于TB的交互能量不总是消极的,和污泥之间分离的距离有一定关系。“Extractionofextracellularpolymericsubstancesfromaerobicgranulewithcompactinteriorstructure”,SunilS.Adav,Duu-JongLee,JournalofHazardousMaterials154(2008)11201126比较了其中提取方法,得出超声后家甲酰胺-氢氧化钠提取结构紧密颗粒污泥EPS要优于其他方法。“Deposi
62、tionKineticsofExtracellularPolymericSubstances(EPS)onSilicainMonovalentandDivalentSalts”,PINGTINGZHU,GUOYULONG,JINRENNI,MEIPINGTONG,Environ.Sci.Technol.2009,43,56995704在一价和二价硅胶表面进行了EPS沉积动力学的研究。“InfluencesofExtracellularPolymericinfluencesofextracellularpolymericSubstances(EPS)onFlocculation,settling
63、,anddewateringofactivatedsludge”,YanLIU,HerbertH.P.Fang,criticalreviewsinenvironmentalscience andtechnology,33(3):237-273,2003大多数研究者发现EPS中PN含量要高于PS,而随PN增加,污泥表面疏水性同样增加,从而污泥获得更好的絮凝效果。随EPS总量增加,污泥沉降性能变差,“Influenceoflooselyboundextracellularpolymericsubstances(EPS)ontheflocculation,sedimentationanddewate
64、rabilityofactivatedsludge”,X.Y.Li,S.F.Yang,WaterResearch41(2007)10221030.比较稳态运行情况下,活性污泥EPS对其絮凝、沉降性、脱水特性的影响。认为LB对活性污泥生物絮凝性、泥水分离特性没有大的影响,但是相比于TB影响更大。“Influencesofextracellularpolymericsubstances(EPS)onthecharacteristicsofactivatedsludgeundernon-steady-stateconditions”,Shu-fangYang,Xiao-yanLi,ProcessBi
65、ochemistry44(2009)9196通过改变基质、负荷、SRT创造非稳态情况,研究在失稳情况下EPS与活性污泥絮凝、沉降、压缩、脱水、泥水分离等方面的关系。在失稳情况下LB的变化要明显与TB的变化,脱水性能的变化也只能被发现与LB有关,最终认为虽然EPS对生物絮体的形成有重要作用,但是LB对体系泥水分离性能有负面影响。“Roleofextracellularpolymericsubstancesinbioflocculationofactivatedsludgemicroorganismsunderglucose-controlledconditions”,AppalaR.Badire
66、ddy,ShankararamanChellam,PaulL.Gassmanc,MarkH.Engelhardc,AlanS.Leac,KevinM.Rossoc,waterresearch44(2010)4505-4516通过比色、X光光谱、傅里叶红外等实验方法,对以葡萄糖为基质的活性污泥胞外多聚物进行分析。得出各种群微生物所分泌的胞外蛋白与纯培养微生物是一致的,Physicalandchemicalcharacteristicsofgranularactivatedsludgefromasequencingbatchairliftreactor,Yu-MingZheng,Han-QingY
67、u,Guo-PingSheng,ProcessBiochemistry40(2005)645650研究了絮状污泥形成颗粒污泥后一些物化指标的变化。比重与表面疏水性上升,但比表面积与EPS内PS与PN含量降低。九、eDNA“EvaluationofquantitativerecoveryofbacterialcellsandDNAfromdifferentlakesedimentsbyNycodenzdensitygradientcentrifugation”,EcologicalIndicators10(2010)234240提取胞内及胞外DNA方法。十、综述“Aerobicgranulars
68、ludge:Recentadvances”,SunilS.Adav,Duu-JongLee,Kuan-YeowShow,Joo-HwaTay,BiotechnologyAdvances26(2008)411423.1、PH的影响尚不明确;2、饥饿期的作用尚不清晰;3、高气速不仅有利于颗粒污泥的紧实,同时高DO含量有助于抑制丝状菌膨胀;结构:“Extracellularpolymericsubstances(EPS)ofmicrobialaggregatesinbiologicalwastewatertreatmentsystems:Areview”,Guo-PingSheng,Han-Qing
69、Yu,Xiao-YanLi,BiotechnologyAdvances28(2010)882894.结构:从定义、提取、特征、产物、功能等方面对EPS进行全面综述。十一、其他BiosorptionofMalachiteGreenfromaqueoussolutionsontoaerobicgranules:Kineticandequilibriumstudies,Xue-FeiSun,Shu-GuangWang,Xian-WeiLiu,Wen-XinGong,NanBao,Bao-YuGao,Hua-YongZhang,BioresourceTechnology99(2008)34753483
70、采用阳离子染料(MalachiteGreen)对好氧颗粒污泥在不同PH、污泥剂量、接触时间、温度下的吸附特性。对于从50、60mg/L MG浓度,60min达到吸附平衡;对于70、8060mg/L MG浓度,12min达到平衡。MechanismsofCd2+,Cu2+andNi2+biosorptionbyaerobicgranules,HuiXu,YuLiu,SeparationandPurificationTechnology58(2008)400411运用X射线衍射、FTIR、X射线光电子技术,对好氧颗粒污泥吸附Cd2+、Cu2+和Ni2+进行了研究。实际废水水质“Granulationofactivatedsludgeinapilot-scalesequencingbatchreactorforthetreatmentoflow-strengthmunicipalwastewater”“颗粒污泥SBR中试研究及颗粒污泥氧传质机理与胞外聚合物分析”