印染废水处理中污泥膨胀的原因及控制方法研究 58页

西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要印染废水是造成我国水体污染的主要污染源之一。目前，印染废水主要采用传统生物法和物化法处理，但是，由于其具有水量大、成分复杂、生物难降解物质多、脱色困难等特点，传统方法的处理效果较差或运行费用高，致使大部分皆未能实现达标排放。相比传统生物法和物化法，水解酸化一uAsB—sBR组合工艺具有投资省、运行费用低、操作简便的特点，可以使印染废水实现稳定达标排放，但该法在实际运行中污泥膨胀问题时有发生。污泥膨胀大多是由于活性污泥中丝状菌的过量生长引起的。为了弄清污泥膨胀的原因，在绵阳南山印染厂污水处理站现场调查了水解酸化一uAsB—SBR组合工艺的运行情况和污泥膨胀的发生情况。调查分析得知该厂印染废水存在氮、磷缺乏现象，SBR曝气池存在缺氧现象，废水中硫化物含量较高。利用Eikeboom的方法鉴定了该厂SBR曝气池活性污泥中的丝状菌，结果表明主要存在的丝状菌有发硫菌、021N型菌和类似于1701型的一种细菌。在现场进行了模拟试验。单纯补充足量氮、磷无法使膨胀得到恢复，对UASB出水进行l小时左右的预曝气对膨胀有明显的控制效果；提高曝气池的pH值在8．5左右的情况下，不经过预曝气，也可以控制已经发生的污泥膨胀。研究了有机负荷对污泥膨胀的影响，结果表明高有机负荷条件下不容易发生膨胀，并提出了采用组合工艺时适宜的有机负荷的范围；研究了不同溶解氧条件下的污泥膨胀情况，试验结果显示高的溶解氧(>2．0mg／1)条件下，印染废水不容易发生污泥膨胀。最后，对于采用组合工艺处理的高碱度、高硫化物的印染废水，提出了预防污泥膨胀发生的建议。关键词：印染废水；丝状菌性污泥膨胀；序批式生物反应器；上流式厌氧污床硫化物n西南交通大学硕士研究生学位论文第ll页AbstractPrintinganddyeingwastewaterisoneofthemainpollutionSOm'CCSthatcausewaterspollutedinonrcountry．Now,traditionalbiochemicalandphysico·chemicalmethodsareusedintreatmentofprintinganddyeingwastewater．Becauseofcharacteristicsofhugequantity，complexcomposition，plentyofdifficultbiodegradablematerialsandcolorremovaldifficulty,traditionalmethodshavebadresultsorhighoperatingcost，whichresultsinmostpartofprintinganddyeingwastewaterCan’treachenvironmentalstandardswhenputout．Comparedwimtraditionalbiochemicalandphysico·chemicalmethods，aprocesscombininghydrolysisacidification,UASBandSBRischaracterizedbylowinvestment，lowoperatingcostandsimpleoperation．111ecombinedprocesscanmakeprintinganddyeingwastewaterreachstandardsstablywhenitiSputout，however,sludgebulkingoftenoccursintheprocess．Itiswidelyacceptedthatextensivegrowthoffilamentousbacteriainactivatedsludgeisthemaincauseofsludgebulking．Inordertounderstandthecausesofthesludgebulking，in·spotinvestigationsoftheoper撕ngconditionsandsludgebulkingconditionsofthehydrolysisacidification·-UASB-·SBRcombmedprocessweretakenatwastewatertreatmentplantofNaushanPrintingandDyeingFactoryofMianyang．Fromtheinvestigations，lackofnitrogenandphosphorus，oxygendeficiencyinaerationbasinofSBR，hi【ghconcentrationofsulfideinthewastewaterisfound．FilamentousbacteriaevolutioninactivatedsludgewasmonltomdusingEikeboom’Smethods，whichwergmainlyThiothrix，type021Nandonekindoffilamentousbacteriasimilartotype1701．In—spotimitationexperimentswerecarried．Itisfoundthatsludgebulkingcontrolcannotbeachievedonlybyadditionofnitrogenandphosphorus，butCanbeeffectivelybypre—aeration．InconditionofincreasingpHofaerationbasinat8．5orso，sludgebulkingCallalsobecontrolledwithoutpre—aeration．Organicloadingonsludgebulkingwasstudies．Theexperimentalresultshowsthatifloworganicloadingconditioncanbemaintained，sludgebulkingwilloccur．ProperorganicloadingscopeWaSalsogivenoutwhencombinedprocessisused．Sludgebulkingindifferentdissolvedoxygenconcentrationconditionswasstudied，n西南交通大学硕士研究生学位论文第1Il页theresultofwhichshowsthatinconditionofhighconcen订ation(>2mg／L)ofdissolvedoxygen，sludgebulkingisnoteasytooccurintreatingtheprintinganddyeingwastewater．Atthelast，suggestionsforprevemingsludgebulkingweregivenforhigIlalkalinityandhighsulfideprintinganddyeingwastewatertreatedbythecombinedprocess．keywords：priminganddyeingwastewater；filamentousbulking；sequencingBatchReactor；up-flowanaerobicsludgebedprocess；sulfiden西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1．1研究背景1．1．1我国水环境形势第1章绪论水是人类社会赖以生存的重要物质基础。同时也是维系地球上生态平衡、决定环境质量状况最活跃的要素之一。随着人类活动的增加和人类社会的发展，水污染问题已经成为制约可持续发展的一个重要因素，已经发展成为全球性的环境问题。据世界卫生组织统计【l】，世界大约有13．2亿人得不到清洁的饮用水，人类所患疾病80％是由于饮用不清洁的水而引起。全球每天平均因饮用不清洁水致病死亡3万人。据国家环保局发布的2003年中国环境状况公报表明【2J：我国7大水系有62％受到严重污染(IV类以下，其中劣V类占30％)，达不到基本的水质功能要求，低于III类水质要求，从而丧失水体使用价值。2003年，全国工业废水排放总量为212．4亿m3，占全国废水排放总量的46％【2j。我国本来就是一个缺水国，如此大的污染又破坏了珍贵的水资源，造成水生态失衡。我国是纺织印染印染业第一大国，印染行业是工业中的排污大户，据不完全统计【3】【4】，全国印染行业每年排放废水约为0．6X109m3，且相当一部分印染废水未能达标排放，因此印染废水已成为当前最主要的水体污染源之一。1．1．2印染废水的特性及处理工艺现状1．1．2．1印染工艺简介印染是纺织工业的重要组成部分，也是主要的纺织工业废水来源。由文献[5】可知，印染生产过程主要有漂炼(漂白、煮炼)、染色、印花、整理等工段。漂炼是把纺织厂生产出来的坯布，经烧毛、退浆、煮炼等工序，把坯布上的茸毛、浆料(织造时要上浆)以及纤维本身的油脂、蜡质、果胶等影响染色的物质去除，然后经漂白、丝光等工序，把坯布加工成漂炼半成品．染色是以漂炼半成品为对象，根据不同的纤维，采用不同的染料和助剂进行染色。染色方法主要有卷染和轧染两种。卷染用染缸，布卷在染缸上来回n西南交通大学硕士研究生学位论文第2页染数道到十几道，然后经皂洗、热水洗、冷水洗、烘干后，再送整理车问。轧染则为连续染色、皂洗和水洗。染缸用水量较轧染大得多。印花是用染料或涂料在织物上印成图案或花纹。印花可认为是对织物的局部染色。印花除了应用染料或涂料和化学助剂外，还要加上浆料作为传递介质，和染料(涂料)调制成印花色浆印到布上去，经烘干蒸化、平洗等再送整理工序。整理是对经过染色或印花的织物经过定型、柔软化、检验、包装等工序，最后以成品形式出厂。按染整工艺分类，棉布可分为本色布(包括色织布)、漂白布、色布和花布四种。本色布和色织布的染整工艺如下：坯布斗验布斗缝头_烧毛_退浆斗烘干斗整理_成品检验_包装_成品图1-1本色布和色织布染接工艺漂白布的染整工艺如下：坯布斗验布斗烧毛斗退浆一煮炼专漂白斗丝光斗烘干斗增白斗烘干_成品检验寸包装斗产品图1-2漂白布的染整工艺本色布的生产工艺流程是棉织物染整工艺的基本流程。但当坯布的组成和加工要求不同时，漂炼和染色工艺会有差异。下面是纯棉布常用的工艺流程。坯布寸烧毛_退浆_水洗_煮炼斗水洗呻漂白寸水洗_+酸洗一水洗呻烘干呻丝光_酸洗_'烘干一染色_染色或印花一烘干与整理寸成品图1—3纯棉布的漂炼和染色工艺上面这些工序在其他类型纺织品如绒布、灯心绒、化纤、维棉混纺织物等的漂炼和染色工艺中也要用到，是具有代表性的印染加工工艺。n西南交通大学硕士研究生学位论文第3页1．1．2．2印染废水来源及污染物成分特性印染生产【5】中的漂染过程排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色印花过程排出染色废水、皂洗废水和印花废水，接理过程排出整理废水，废水中的污染物来自织物纤维本身和加工过程中使用的染化料。纤维材料主要有棉、毛、麻和化学纤维。除化学纤维含杂质较少外，其他纤维都含有大量杂质。纤维上的杂质通过退浆、煮炼、洗涤等工序进入废水．另外，纤维上的浆料通过退浆、洗涤等工序进入废水。印染加工过程中所用浆料品种较多，表1．1列出了常用的浆料。在漂炼、整理及染色工艺中，还常用到染料以及化学活性剂和整理剂等，表1．2和表1．3列出了常用的染料和化学药剂。印染加工过程中，这些浆料、染化料、化学活性剂和整理剂都不同程度的进入废水，造成印染废水成分十分复杂，且难处理。表1．1印染工艺常用浆料退浆淀粉分解酶、烧碱、亚溴酸钠、过氧化氢煮炼烧碱、磷酸钠、碳酸氢钠、多聚磷酸钠漂白次氯酸钠、亚氯酸钠、过氧化氢、醋酸、过硼酸钠、高锰酸钾、保险粉、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、蚁酸丝光烧碱、硫酸、醋酸整理甘油、硫酸铵、磷酸氢二钾、硼砂、硼酸、尿素、甲醛、石蜡、淀粉、树脂n西南交通大学硕士研究生学位论文第4页表1．3染色工艺常用染料及其化学品染料种类化学品直接染料燃料、纯碱、元明粉(硫酸钠)、食盐、表面活性剂还原染料染料、烧碱、保险粉、元明粉、重铬酸钾、双氧水醋酸、红油、平平加纳丈土染料(不溶性染料、乙醇、烧碱、食盐、盐酸、醋酸钠、亚硝酸钠重氮染料或冰染料)表面活性剂硫化染料染料、硫化碱、纯碱、硫氢化钠、食盐、元明粉重铬酸钾、双氧水活性染料染料、烧碱、磷酸钠、烧碱、小苏打、元明粉尿素、表面活性剂酸性染料染料、元明粉、硫酸铵、醋酸铵、硫酸、醋酸钠、单宁酸吐酒酸、苯酚、间苯二酚、表面活性剂酸性媒介染料染料、硫酸铵、硫酸、醋酸钠、元明粉、表面活性剂金属络合染料染料、硫酸铵、硫酸、醋酸钠、元明粉、表面活性剂分散染料染料、保险粉、各种载体(有机化合物)、表面活性剂另外，印染加工过程中使用的这些化学药品成分复杂，这些化学药品进入废水，使得印染废水具有较大的毒性，曲克明【6】等研究了印染废水对牙鲆胚胎的毒性效应，随着印染废水体积分数的增加，胚胎的孵化率呈明显下降趋势。在废水体积分数达到2％和4％时，牙鲆胚胎的孵化率与对照组有非常显著差异。当废水体积分数为8％和16％时，会导致牙鲆胚胎的全部死亡，得出印染废水对牙鲆胚胎的起始半数致死浓度(体积分数)及95％可信限为3．38％和2．29％～3．87％。马绍赛【_7J等的研究表明，印染废水对中国对虾无节幼体和仔虾的发育均产生了明显的毒性效应，主要表现为：活动滞缓、对触动反应不敏感、幼体的趋光性差以致死亡等，根据实验得出对中国对虾无节幼体的48h半致死浓度(体积分数)为2．27％，96h半致死浓度(体积分数)为0．3％。由于印染废水具有毒性，如果其未经达标排放，必然对水环境造成破坏性的影响，同时，印染废水的毒性又增加了其处理难度。n西南交通大学硕士研究生学位论文第5页1．1．2．3印染废水水质水量印染废水排放量约占排放量约为全厂用水量的60％～80％。废水量随工厂的类型、生产工艺、机械设备、1JnT产品的品种不同，差异较大，表1-4所列为国内代表性的印染废水水质。根据国内外的资料估算，每加工一匹棉织物，用水量约为1～1．2m3。表1．5为不同织物的排水量。表1-4几家印染厂的废水水质表1-5印染厂废水排水量排水量0．25～O．35O．25～O．35O．20～O．25O．25～0．300．20～0．25【m3／m(织1．1．2．4印染废水常用处理工艺印染废水是以有机污染为主的成分复杂的有机废水，处理的主要对象是BOD5、不易生物降解或生物降解速度慢的有机物、碱度、染料色素以及少量有毒物质。虽然印染废水的可生化性普遍较差，但除个别特殊的印染废水(如纯化纤织物染色)外，仍属可生物降解的有机废水。其处理方法以生物法为主，同时需辅以必要的预处理和物理化学深度处理法。印染废水的水质、水量变化幅度大，因此，印染废水处理工艺流程中一般都设置调节池，以均n西南交通大学硕士研究生学位论文第6页化水质、水量。印染废水的pH值往往很高，除通过调节池均化其本身的酸、碱不均匀性外，一般还需要设置中和池，以使pH值满足后续处理工艺的需要。后续处理工艺主要有：(1)生物处理工艺【8】[91生物处理工艺主要为好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘和塔式生物滤池等。为提高废水的可生化性，缺氧一好氧组合工艺和厌氧工艺也已应用于印染废水处理中。由于印染废水可生化性差，单级的生物处理工艺很难使印染废水达标排放。(2)物化处理【”12】与其他处理技术印染废水的处理中，常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。此外，电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中。混凝法是印染废水处理中采用最多的方法，混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。缺点是混凝剂投加量大，污泥量大，易使处理成本提高，并增大污泥处理与最终处理的难度；化学氧化法一般作为深度处理设施，设置在工艺流程的最后一级，其COD去除率较低，一般仅为5％～15％；电解法对于处理小水量的印染废水，具有设备简单、管理方便和效果较好的特点。固定床电解法在工程上也有应用，取得了较好的效果。其缺点是耗电较大、电极消耗较多，不适宜在水量较大时采用；活性炭吸附法较适宜用作水量小、一般的生化与物化方法不能处理达标时的深度处理方法。其优点是效果好，缺点是运行成本高。近年来，国内外不断有研究者报道【13-16j用铁屑过滤预处理、光催化氧化法、湿式氧化法、膜分离法、新型电解法等处理印染废水，并在实验室中取得了很好的效果，但尚停留在实验室阶段。1．1．2．5水解酸化—uAsB—s昧组合工艺的提出1．水解酸化—uAsB—sBR组合工艺及其特点针对印染废水水量大、成分复杂、生物难降解物质多、脱色困难、运行费用高的特点。单纯采用生化法很难达到排放要求，物化法虽然可以将COD降下来，但是其运行费用高，污泥产量大，处理困难，存在二次污染隐患。混凝、03氧化、活性炭吸附、电解等方法虽然有很好的脱色效果，但厂家因长期运行费用太高而无法承受。因此必须寻找新的方法。付永胜等提出了水解酸化--UASB(Up—flowAnaerobicSludgeBed)--SBR(SequencingBatchn西南交通大学硕士研究生学位论文第7页Reaetor)N合工艺，即水解酸化、上流式厌氧污泥床反应器和序列式活性污泥法的组合工艺，该工艺处理印染废水可以达到国家排放标准，在工程实践中证明具有如下特点【17】：(1)调节、酸化池功效明显为解决好印染废水多变化的难题，调节池必须足够大。该组和工艺采用调节池、酸化池共建，可节约占地和投资，特别是酸化池采用厌氧折流方式，经培养酸化菌，有效地克服了印染废水可生化性差的问题。经酸化处理后废水的可生化性明显提高，BOD5／COD从0．15～O_3提高到O．3～O．45。(2)UASB脱色率及COD去除效率高经酸化处理后的废水，由于可生化性提高，使UASB进水水质水量稳定，出水COD去除率较高，脱色率提高，色度从600～800倍降至80～150倍，为保证出水达标排放起到关键作用。(3)曝气方法先进本工艺没有采用常用的鼓风曝气方式，而是采用自吸射流曝气装置，其充氧效率达1．8～2．5K∥(kw．h)，且消除了鼓风机的噪声污染，大大减少了曝气头的维修工作，使用寿命长。同时，由于采用了先进的SBRI艺，COD去除率达80％以上，色去除率达50％，进一步保证了废水的达标排放。(4)污泥回流方式独特由SBR排放的好氧污泥不是直接排放，而是返回调节酸化池，再进入UASB，经厌氧消化处理后从UASB排放。这种污泥回流处理方式可使整个系统的剩余污泥减量1／3～2／3，且经厌氧消化后污泥基本实现稳定，易脱水，不发臭，可直接做肥料使用。(5)投资省、运行费用低用该组合工艺处理印染废水，单位投资约1200元／ms，占地面积0．75～1．25一／m3，运行费用0．6～O．8元／in32．水解酸化一UAsB—S队组合工艺与其他工艺的比较近年来，国内多家研究机构研究印染废水的处理，提出了不少新工艺，并在工程中取得了不错的处理效果，出国家水达到排放标准。表1-6列出了近年来不同研究者报道的几种工艺，并在工程投资、运行费用、达到标准等方面与水解酸化—_UASB—SBR工艺进行了比较。n西南交通大学硕士研究生学位论文第8页表1-6处理印染废水的几种工艺比较从上表可以看出，水解酸化—UASB--SBR工艺在投资方面和这些工艺的差别不大，但运行费用低，是一项值得推广的工艺。3水解酸化一uAsB__S昧工艺在实践中存在的问题该组合工艺的好氧部分SBR处理工艺是一种间歇运行的废水处理工艺。其典型的运行周期包括进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段【2¨。系统只设一个处理单元，该单元在不同的时间发挥不同的作用，污水进入该单元后按顺序进行不同的处理，最后完成总的处理被排出。SBR工艺的核心是SBR反应池，该池集水质均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一池，无污泥回流系统。SBR工艺去除污染物的基本原理与传统活性污泥法基本相同，均是利用微生物的新陈代谢和活性污泥具有的吸附、凝聚、沉淀等作用，并通过时间顺序上的控制，使反应器周期性的处于好氧、兼氧、厌氧状态，达到去除污染物的目的。一般认为该工艺不易发生污泥膨胀12”，但也有利用该工艺处理废水的过程中发生膨胀的报道【23】【24】。该工艺在绵阳南山印染厂的实际应用中，SBR系统在春夏之交和夏秋之交经常发生污泥膨胀，膨胀发生时，污泥指数在300mL／g左右，甚至可达600mL／g以上，镜检发现菌胶团解体，丝状菌大量交错生长，同时出水水质达不到规定标准。为了弄清该工艺在处理印染废水的过程中产生污泥膨胀的原因，并寻找可靠的控制措施，有必要对印染废水处理中污泥膨胀的控制问题进行研究，从而完善该工艺，使该工艺具有更高的应用价值。n西南交通大学硕士研究生学位论文第9页1．2研究现状、研究内容和技术路线1．2．1研究现状活性污泥法自1914年由E．Arden和wtLokett在英国的曼彻斯特市开创以来，经过近90年的实践证明，该法是一种应用广泛并极有发展潜力的污水处理技术，除了传统活性污泥处理工艺，还发展了阶段曝气、渐减曝气、吸附再生、完全混合型、序批式等一系列的变形工艺，成为生活污水、城市污水以及有机性工业废水的主体处理技术【25】。污泥与处理出水的分离是通过沉淀方式完成的，因此活性污泥沉淀性能的好坏将直接影响活性污泥处理工艺的运行稳定性及处理效果。污泥沉淀性能的好坏一般可用污泥沉降比(sV％)、污泥指数(SVI)等指标来评价【2”。当活性污泥沉降陛能变差，SVI值大于150mL／g时，固液两相不能分离，二沉池中污泥层增高，污泥因在一定时间内不能彻底沉降而随水大量流失，这就可能发生污泥膨胀。对于SVI多少即为污泥膨胀，各种资料报道并不一致mJ，Palm认为当SVI大于150mL／g就可以划为膨胀污泥，而Pulo认为当SVI大于200mL／g时，才称为膨胀污泥，但事实上很多工业废水处理厂，即使当SVI超过200mL／g时，处理工艺仍能一直良好工作。王凯军等建议将污泥膨胀定义为：由于某种原因活性污泥沉降性能恶化，污泥指数(svr)不断升高，沉淀池污泥面不断上升，造成污泥流失，曝气池的MLSS浓度降低，从而破坏正常处理工艺操作的现象。自从活性污泥法开创以来，就伴随着污泥膨胀问题。许多研究者对污泥膨胀问题进行了研究，提出了不少理论和控制方法，这里将在第二章进行专门论述。虽然对污泥膨胀的问题研究较多，但针对印染废水处理过程中出现的污泥膨胀问题的原因和控制研究则较少。国内最近几年只见到富宝红(2002)【27】等研究了由于混合液DH僮过高导致活性污泥离散而产生的污泥膨胀，许志(1997)【28】通过先投加过量氮、磷抑制丝状菌生长，然后保持碳氮磷的比例为100：5：l的方法成功地控制了由丝状菌引起的印染废水污泥膨胀。国外针对印染废水污泥膨胀的研究也很少，最近几年内末见报道。同时，由于引起污泥膨胀因素是多方面的，而这些因素又是相互影响、相互联系、相互制约的，所以，至今没有一套经济有效的适合于各个工艺的污泥膨胀控制措施。n西南交通大学硕士研究生学位论文第10页1．2．2本文研究内容本研究着眼于水解酸化一uAsB—SBR组合工艺处理印染废水过程中出现的污泥膨胀问题，找寻污泥膨胀的原因，提出可行的控制措施，使该工艺具有更大的推广应用价值。本课题拟研究的内容主要包括以下三个方面：1．组合工艺在南山印染厂污水处理站的运行情况，主要是该厂污水原水水质、出水水质、混合液丝状菌群情况，以及污泥膨胀情况等；2．组合工艺处理印染废水过程中污泥膨胀发生的原因，主要从以下四个方面探讨：(1)废水水质对污泥膨胀的影响，主要是废水中氮、磷等营养物质以及硫等对污泥膨胀的影响；(2)溶解氧对污泥膨胀的影响；(3)pH值对污泥膨胀的影响：(4)负荷率对污泥膨胀的影响。3．组合工艺处理印染废水过程中污泥膨胀的控制措施。1．2．3技术路线本论文的研究工作在资料收集查阅的基础上，到现场进行测试，了解污泥膨胀的发生情况，寻找污泥膨胀发生的可能原因，然后针对这些原因建立实验方案并开展实验，观察各个措施对污泥膨胀的控制情况，并找出有效的控制措施。具体技术路线见图l一4：n西南交通大学硕士研究生学位论文第11页收集整理资料上现场测试◆1r+★+0ICOD、BODpHN、P硫化物D0MLSSSVI丝状菌群+找出污泥膨胀的可能原因l营养缺乏lI硫化物过高li。。缺乏Jf—H情况l1il}+建立实验方案补充营养预曝气改变负荷、DO改变pH0总结污泥膨胀的原因0得出污泥膨胀的控制措施图1—4技术路线n西南交通大学硕士研究生学位论文第12页第2章污泥膨胀及相关理论2．1污泥膨胀及其原因2．1．1污泥膨胀的分类在上一章已经谈到，自从活性污泥法诞生以来，就伴随着污泥膨胀问题，现有的研究认为【25。，污泥膨胀分为丝状菌性膨胀和非丝状菊性膨胀。1．丝状菌性污泥膨胀正常的活性污泥具有一定的絮体结构，菌胶团细菌的生长处于优势。通过显微镜的观察可以发现污泥是由比较大的絮凝体构成，小的絮体较少，絮体之间有清晰的空隙。在活性污泥中还发现存在一定数量的纤毛类原生动物。在正常状态下污泥具有良好的沉降性能。污泥指数(SVI)在150mL／g以下。活性污泥絮体包括菌胶团细菌和丝状细菌，丝状细菌是污泥絮体的骨架。在正常的活性污泥中它们有适宜的比例。如果丝状微生物过度生长，菌胶团细菌的生长将会受到抑制，丝状菌将处于优势。这时，大量的丝状体从污泥絮凝体中伸长出来，结果导致絮体结构松散，沉降性能恶化，污泥体积增大，污泥指数升高，严重时会发生污泥膨胀问题。活性污泥膨胀发生的场合，在显微镜下观察，整个视野几乎全是丝状细菌，发生污泥膨胀后，污泥沉淀很慢，沉淀池的上清液减少，但非常清澈。2．非丝状菌性膨胀非丝状菌性污泥膨胀是由于菌胶团细菌体外大量积累高粘性物质而引起的。丝状菌性污泥膨胀与非丝状菌性污泥膨胀的不同就在于丝状性污泥膨胀是由于丝状细菌的大量生长而造成的，而后者则是高粘性物质的积累造成的。因这些粘性物质中含有大量的氢氧基，与水有很高的亲和力，所以多糖类物质是一种稳定的亲水胶体。多糖类物质在菌胶团细菌体外起到凝聚剂的作用，多糖类胶体需要吸收大量的水使自己体积膨胀。所以，发生这种膨胀时絮体的体积将会增大，絮体中水的含量将比正常状态下大好多倍。发生膨胀时污泥的沉降性能会恶化，其原因就是絮体含有大量的水，但非丝状菌性膨胀出现的情况是比较少的。在实际运行中，一般以污泥中丝状菌的大量繁殖而引起的污泥膨胀问题为主，而非丝状菌性污泥膨胀问题较少。本文主要n西南交通大学硕士研究生学位论文第13页讨论丝状菌性污泥膨胀。2．1．2污泥膨胀的原因在活性污泥处理工艺中丝状菌膨胀是一个比较严重的问题，其原因是相当复杂的，国内外的研究表明，丝状菌性污泥膨胀的主要原因有：1．废水水质在废水生物处理工艺中，废水的污染物成分与微生物的生理活性之间有着密切的关系。研究表明，废水的水质组成是导致丝状菌污泥膨胀的重要原因。(1)基质类型的影响【261Chudoba等人研究发现，葡萄糖、蔗糖、乳糖和其他碳水化合物含量比较高的废水经常发生污泥膨胀现象。但不溶性高分子的淀粉就没有那样的影响。VanDenEynde等人对葡萄糖、乙酸盐、淀粉和酪蛋白这几种不同的基质进行实验，在完全混合反应器内证实了葡萄糖和乙酸盐容易引起膨胀；f21营养物的影响Carter和Mckinney报道在Kansas的Kawranee污水处理厂发生主要由于缺乏铁引起的污泥膨胀。而一般的工业污水和有些城市污水处理主要营养缺乏是N和P所引起的，以前一般认为129]常规活性污泥法需要维持BOD5：N：P=100：5：l，但最近北京工业大学高春娣(2003)【30】等的试验研究表明，进水BOD5fN／P为100／4／0．8的条件下，污泥的沉降性均能够保持良好，出水悬浮物少，SVI在70mL／g左右，没有发生污泥膨胀的趋势，但未见其他研究者报道相似的结果。(3)硫化氢的影响在现有的资料m】中一致认为含有硫化氢的废水易引起污泥膨胀，当城市污水中H2s浓度超过l～2mg／L，就可能发生污泥膨胀。H2S是否是引起污泥膨胀的直接原因还不能确定，但可以肯定其是有关的因素之一。2．温度现有的研究表明，温度是影响微生物生长与生存的重要因素之一，每种微生物都有各自的适宜生长温度。如：球衣菌衣菌的适宜生长温度在30℃左右，在15℃以下生长不良。丝硫菌、贝氏硫菌的适宜生长温度亦在30．36℃之间，而MicrothrixParvicella适宜在12℃以下的低温条件下生长【3l】。n西南交通大学硕士研究生学位论文第14页3．pH在活性污泥法运行中，为了使活性污泥正常发育、生长，曝气池的pn值应保持在6．5—8．0范围内。国内外研究报道，混合液的pH值低于6．0，有利于丝状菌的生长【”，而菌胶团的生长受到抑制。4．溶解氧溶解氧(DO)是另一种引起污泥膨胀的主要因素。研究表明【33】【”11351，曝气池中若溶解氧浓度太低容易发生污泥膨胀，这是因为，虽然丝状菌也是好氧性微生物，但它与其他的好氧性微生物如菌胶团微生物有所不同。在低溶解氧条件下，活性污泥中大部分好氧性细菌几乎不能生长增殖，而某些丝状细菌却能够适应这种环境，继续生长增殖。5．负荷很多研究者发现【26】在一定的负荷范围内，活性污泥系统具有最佳的污泥沉淀性能。Ford和Eekenfelder(1967)报道，在有机负荷大约为0．3kgBOD5／(kgVSS．d)，对污泥沉降性能最有利，负荷增加和减少都将降低污泥沉降性能，但是，污泥负荷增加的不利影响更加明显。后来的研究表明，负荷与溶解氧之间的关系对污泥的沉淀性能有十分密切的关系，Palm(1980)136]等人在随后的研究中发现，只要溶解氧成为限制，在任何负荷下都可能发生膨胀；同样，在任何溶解氧的条件下也可能发生膨胀，只要负荷足够高。王凯军(1990)【26】等以完全溶解性以乙酸为主的城市污水厌氧出水为研究用水，当把负荷提高到1．2一1．8．kgBODs／(kgMLSS．d1时，维持DO=2．3mg／L。则污泥指数不断上升，形成了污泥膨胀。王淑莹口7】(2000)等研究表明，对于啤酒废水和石化废水，当反应器中溶解氧(DO)充足(大于2mg／L)时，低有机负荷易引起污泥膨胀，提高有机负荷能有效地控制膨胀；高负荷下，引起污泥膨胀的原因往往是D0浓度不足，而提高DO浓度则能使污泥膨胀得到控制。这些研究成果都验证了Palm等人的结论。以上是污泥膨胀的主要影响因素，在实践中，其他因素如冲击负荷、曝气池流态等也会对污泥的沉淀性能造成影响，这些因素又是相互影响、相互联系、相互制约的。n西南交通大学硕士研究生学位论文第15页2．2污泥膨胀相关理论自从污泥膨胀问题产生以来，相关研究者也提出了不少理论来解释污泥膨胀现象，下面是几种比较有代表性的理论：(1)表面积／容积比(A／V)假说该假说126J认为伸展于活性污泥絮体之外的丝状菌的比表面积要大大超过菌胶团微生物的比表面积。当微生物处于基质限制和控制的状态时，比表面积大的丝状菌在取得底物能力方面强于菌胶团微生物，结果在曝气池内丝状菌的生长将占优势，而菌胶团微生物的生长则将受到限制。这一假说解释低基质浓度和N，P元素缺乏型的污泥膨胀是比较有效的，但它仅是定性地进行了解释，缺乏定量数据的支持。(2)选择性准则1973年，Chudoba等人提出了在活性污泥混合培养中的动力学选择性准则。这个理论139J是基于不同种属的微生物的Monod方程中参数Ks和u。。是不相同的。Monod方程即：1dXS一．、i。百2∥2∥一丽(2—1J式中：Ⅱ、u。。x_一分别为微生物的实际和最大比生长速率(d_1)；K。一为半饱和常数(mg／L)；S一为限制性基质浓度(me／t,)：Chudoba提出的理论认为，具有低I(s和u。。的丝状微生物，在低基质浓度条件下，将具有较高的生长速率，从而具有竞争优势，而在高浓度有机基质的情况下将具有较低的生长速率，此时菌胶团细菌具有竞争优势。Chudoba的选择性理论在很大程度上统一了丝状菌膨胀的理论，并由此开发了选择器控制污泥膨胀的新途径。并且Palml36】(1980)扩大了选择准则，使其对于溶解氧也成立，而不仅仅是应用于溶解性碳源基质。国内的王凯军【391等在选择性理论的基础上，提出了统一的污泥膨胀理论。认为微生物之间竞争方程应遵循广义的Monod方程，即MeGee方程：n西南交通大学硕士研究生学位论文第16页⋯。。[畚．](去H去]㈣即微生物生长受11种基质限制的一般情况。考虑了BOD、DO和N、P、各种营养物以及环境因素pH、温度和特定的基质(如硫化物)对丝状菌和菌胶团细菌的限制。(31饥饿假说理论Chicsal401等人将不同研究者对动力学研究的结果进行汇总和分析后，指出在活性污泥中有三种不同的微生物种群，一是快速生长的菌胶团絮状微生物；二是对溶解氧具有亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长的丝状菌；三是具有较高基质亲和力、生长缓慢的耐饥饿丝状微生物。在低基质浓度下，第三类微生物将占生长优势；当有机基质浓度较高时，只要氧的传递不受限制，第一类微生物将占优势；在高基质浓度且受溶解氧传递限制的情况下，第二类微生物将占优势，从而将影响污泥的沉降性能。这个假说可以合理解释间歇系统污泥不发生膨胀的原因。(4)累积一再生假说(AC-SC)Chudoba[4q在研究高负荷下污泥膨胀的时，认为存在另外影响丝状菌和菌胶团细菌选择生长的因素，并提出了累积一再生假说。该假说认为，微生物对基质的利用经历了细胞内积累、贮存和生物代谢三个阶段。由于微生物的种类及特性不同，不同微生物的积累能力是不同的，在混合体系中，生长处于优势的种群是具有较高积累能力的种群。丝状微生物的积累能力通常比菌胶团微生物要低。如果微生物积累的有机物得不到及时氧化、降解，其积累能力得不到恢复，微生物的实际积累能力得不到充分发挥而降低，从而影响其代谢和生长。在以上各有关污泥膨胀的理论中，以选择性理论的应用最广。2．3丝状菌性污泥膨胀的控制方法针对污泥的原因，国内外研究者也提出了对应的控制污泥膨胀的方法。(1)投加某种物质来增加污泥的比重或杀死过量的丝状菌：早期的污泥膨胀控制方法主要是通过投加药剂等方法。这主要有以下两类方法。第一类是通过增加絮体的比重的方法，增加絮体的沉降速度，如投加硅藻土、黏土、厌氧污泥、金属盐类以及混凝剂等。第二类方法是投加n西南交通大学硕士研究生学位论文第17页化学药剂杀死丝状菌的方法。由于丝状菌的比表面积要大的多，因此，适量的投加化学药剂可以起到既杀死丝状菌，又对菌胶团内部细菌很少伤害的目的。常用的化学药剂有氯的化合物(次氯酸钠、漂白粉、二氧化氯和液氯)、过氧化氢等。这种方法由于没有深入了解污泥膨胀的原因而无法彻底解决污泥膨胀问题，控制不好，还会带来出水水质恶化的不良后果。但这种方法见效快，所以直到现在仍广泛应用，一些研究人员也在研究新型的添自nNt42l[431以及加氯的新的评价方法【4”。(2)工艺运行环境调控随着人们对活性污泥中种群动态学的研究认识到，活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌形成一个微生物共生的生态体系。在这种共生关系中，丝状微生物是一种不可缺少的重要微生物，其对维持污泥絮体的结构稳定，保证活性污泥系统高效、稳定地净化污水起着重要地作用。简单讲有以下几个重要作用。①保持污泥絮体的结构，形成良好的沉淀性能的污泥从Seagin【45J等人关于絮体结构的学说中可知，丝状菌形成污泥絮体的骨架，对于保证污泥絮体的强度有很大作用，如缺少丝状菌，则污泥絮体强度降低，抗剪能力差，往往会造成混浊的出水。②高的净化效率，低的出水浓度③保持出水低悬浮物于是，人们从开始杀死丝状菌到逐步地利用丝状菌，保持其在一定的数量范围内。采用Chudoba的选择器理论而发展的一系列选择器的方法，是污泥膨胀控制的方法从简单地加氯杀死丝状菌到环境调控阶段的一个重要标志。环境调控的出发点是通过曝气池中生态环境的改变，造成有利于菌胶团细菌生长的环境条件，应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度生长私繁殖，将丝状菌控制在合理的范围内，从而控制污泥膨胀的发生。这些方法主要有【25】：①改变进水方式和流态；对于容易膨胀的废水，避免采用完全混合活性污泥法，而采用流态为推流式或序批式活性污泥法，也可采用分段进水的方式。②改变曝气池结构；对推流式反应器的构型进行修改，加大长、宽比，或者在曝气池中采n西南交通大学硕士研究生学位论文第18页用分隔。也可采用选择器技术，利用选择器内高的底物浓度，选择性地使菌胶团优先发展成优势菌，抑制丝状菌的过量生长。近年来也有在曝气池中加填料控制污泥膨胀的报道。③控制曝气池的DO；保证曝气池内有足够的溶解氧，一般应使DO大于2．0mg／L。也可在推流式曝气池中通过设置厌氧或缺氧区，采用A／O或者A／A／O等工艺来防止污泥膨胀。④避免污泥的早期消化；由于污水“腐化”产生的污泥膨胀，可对已消化污水进行预曝气，或使下水道具有适当的坡度以防止污水长时间逗留，及时刮除沉淀池中污泥。⑤调整废水的营养配比；对氮磷等营养物质缺乏(工业废水)所引起的污泥膨胀，可及时补充投加尿素、铵盐、商业化肥等或使其与生活污水混合进行处理，使N，P含量控制在BODS：N：P=100：5：I左右。仅缺氮时，可从污泥消化池往曝气池投加高含氮污泥上清液。⑥制备菌种的投加；现在有越来越多的制备菌种和酶可用来控制污泥膨胀，但目前来说，此法在防止和控制污泥膨胀方面没有取得明显的成功。n西南交通大学硕士研究生学位论文第19页第3章试验组织与实施3．1试验现场概述本试验选择位于绵阳市的“南山印染厂”污水处理站为试验场地。该厂是国家“七五”期间建成投产的现代化印染加工企业，企业主要品种有纯棉、涤棉、麻棉、涤粘、纯涤纶等染料、涂料染色、印花及漂白布，年设计加工能力5130万米。公司占地143亩，资产上亿元，年产值、收入上亿元，年出口创汇800万美元以上。主导产品达到了国内先进水平。该公司的产品在国内外市场享有较高信誉，市场占有份额位居四川省印染行业第一，企业各项经济技术指标位居西南地区同行业前列。3．1．1废水来源及进水水质参数废水来源于绵阳南山印染厂污水处理站(1)处理水量：处理印染废水约2000m3／d(2)进水水质指标：见表3-1。表3—1进水水质指标(3)排放标准：处理后出水水质达到GB4287．92一级标准，详见表3．2表3-2纺织染整工业污水排放一级标准(1989年1月1日前之前立项的纺织染整工业建设项目及其建成后投产的企业)n西南交通大学硕士研究生学位论文第20页3．1．2处理工艺针对印染废水是一种高浓度的有机废水，可生化性差，碱度高，色度高，含有有毒物质等特点，该厂污水站采用了如图3．1所示的废水处理工艺流程。工艺流程说明：商浓度、高碱度的煮炼和丝光废水首先进入湿式除尘器，一方面这两股废水呈碱性，烟气呈碱性，可起到酸碱中和并达脱硫目的；另一方面可以节约水资源和碱投加量。经过脱硫除尘后废水pH由12左右降低到8～10。不仅解决了印染废水pH高的问题，而且使烟气林格曼黑度、总悬浮颗粒物(TSP)、S02皆达到一级排放标准，脱硫率达70％～85％。从除尘器出来的废水和其他工序产生的废水经过格栅和沉淀池后进入酸化、调节池。经酸化处理后废水的可生化性明显提高，BOD5／COD从0．15～0．3提高到O-3～O．45。经过酸化的废水进入UASB反应器，由于UASB反应器具有比较高的脱色率和COD去除率，为保证出水达标排放起到了关键作用。UASB出水进入SBR反应池，采用自吸射流曝气装置曝气，充氧效率大，COD去除率达80％以上，色度去除率达50％，保证了废水的达标排放。煮炼、丝光废水其他工段废水灰渣(外运出水(达标排放)图3—1该厂印染废水处理工艺流程n西南交通大学硕士研究生学位论文第21页3．1．3现场运行中存在的主要问题该厂污水站自2000年经过改造投入运行以来，大部分时间运行比较稳定，出水各项指标均优于国家标准，但SBR反应池污泥膨胀问题时有发生，一般发生在春夏和夏秋之交，膨胀发生时，污泥指数一般在300mL／g左右，甚至可达600mL／g以上，致使出水悬浮物和COD过高，SBR系统运行恶化。3．2现场调查及模拟试验组织与实施3．2．1现场调查组织与实施为了找出该厂污水站组合工艺系统SBR反应池污泥膨胀的发生原因，通过现场调查的法，检测该污水站的有关参数，找寻这些参数与污泥沉降性能之间的关系，进而分析膨胀发生的可能原因。主要的检测项目有口H、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)、水温、氮(N)磷(P)含量、SBR曝气池混合液污泥浓度(MLSs)、污泥指数(SVI)、SBR曝气池混合液丝状菌群等，大部分项目采用环境监测的标准方法㈣，其余项目采用其他研究者通用的方法。所采用的方法见表3．3。表3-3实验分析项目及方法n西南交通大学硕士研究生学位论文第22页1．实验主要仪器722分光光度计，分析天平，光学显微镜、显微镜用测微尺、便携式pH计，便携式溶解氧测定仪，生化培养箱，碘量瓶，滴定管，锥形瓶，高压锅，烘箱等。3．2．2污泥膨胀控制模拟实验组织与实施1．实验装置SBR反应器由33L的立方体、曝气系统和时间控制器组成。立方体由有机玻璃制成，有效容积25L；曝气系统采用鼓风曝气，用转子流量计计量和调节流量：时间控制器控制反应时间。实验装景如图3．2所示。实验过程中在线检测DO(根据实验目的的不同控制DO在一定数值)和pH值，根据研究目的的不同在一定的时间取样，测定所需的水质指标，各指标的测定方法见表3．3。SBR模拟工艺现场见图3-3。图3．2SBR模拟实验装置n西南交通大学硕士研究生学位论文第23页图3-3SBR模拟实验现场2．试验用水试验用水为该厂污水站UASB出水。3．实验主要仪器722分光光度计，分析天平，便携式溶解氧仪，便携式pH计等。n西南交通大学硕士研究生学位论文第24页第4章现场调查本章拟开展对水解酸化一uAsB—sBR组合工艺在该印染厂污水处理站运行情况及产生污泥膨胀情况的调查，以期找寻污泥膨胀产生的可能原因。在该厂污水站SBR系统已经发生污泥膨胀的情况下，根据第三章已经确定的方案，针对化学需氧量(COD)、pH、总磷、氨氮、硫化物等水质指标，在现场每天对该厂污水站原水和出水进行分析，了解组合工艺的运转情况。同时，测定SBR曝气池混合液污泥浓度(MLSS)和污泥指数(SVI)、检测曝气池溶解氧浓度(DO)，同时，观察混合液丝状菌群情况，弄清楚膨胀的特点，进而找出导致膨胀的可能原因。4．1调查结果及讨论4．1．1各水质参数的测定1．化学需氧墓(COD)的变化情况每天在同一时问采样，检测分析了该厂污水站调节池原水、厌氧(uAsB)出水和SBR出水的化学需氧量(COD)，在一周时间内的变化。结果见图4．1。25002000惑500c110008500O234567时间／d图4一t调节池水、厌氧出水、出水在一周内的C01)变化n西南交通大学硕士研究生学位论文第25页由图4—1可见，印染废水的水质变化很大，在检测的一周内，调节池水的COD在800mg／L到2000mg／L之间，厌氧出水的COD在650mg／L到1200mg／L之间。总的来看，调节池水COD浓度高的时候，厌氧出水、最终出水的浓度也高，水质变化比较大。SBR的最终出水COD在90mg／L到180mg／L之间，未超出国家排放标准。2．废水中氮、磷的检测每天在同一时间取调节池原水，检测分析氨氮和总磷的含量，连续检测5天，结果见表4．1和表4。2。表4-1原水中氨氮的含量由表4-1和表4，2可以看出，废水中的氮、磷含量较低，经测定原水的生化需氧量(BOD5)在250到400之间，这样，碳：氮：磷不能达到100：5：1的要求，可见，原废水存在氮磷缺乏现象，这可能是污泥膨胀的原因之一。3．废水pH的变化情况原废水呈碱性，由第二章的工艺流程图可知，其中碱性比较大的煮炼和丝光废水先用作脱硫除尘用水，经过脱硫除尘后，其碱性大为降低，由pH为10以上降到8．10。同时，在调节、酸化池，车间各个工段的废水经过混合，使得水质均化，pH在9左右，在实际运行中，pH过高时，往调节、酸化池投加废酸，使pn不超过9。经过UASB厌氧反应后，pH降低为8左右，一般不超过8．5；经过SBR好氧阶段的反应，pH进一步降低到8以下，一般在7到7．5之间。4．硫化物的检测硫化物包括溶解性的H2S、HS。、S2。，酸溶性金属硫化物，以及不溶性的硫化物和有机硫化物。通常所测定的硫化物系指溶解性的及酸溶性的硫化物。硫化物毒性很大，可危害细胞色素、氧化酶，造成细胞组织缺氧。在活n西南交通大学硕士研究生学位论文第26页性污泥法处理废水的过程中，硫化物特别是游离硫化氢是造成污泥膨胀的原因之一。连续检测了原水和UASB厌氧出水中硫化物的含量，结果见表4—3和表4—4。表4—3调节、酸化池水中硫化物的含量从表4—3和表4．4可以看出，该印染废水中的硫化物含量很高，且厌氧出水中的硫化物含量高于调节、酸化池水中的含量。由上一章的工艺流程可以知道，一部分印染废水经过脱硫除尘后和其他工序废水进入调节、酸化池混合，一方面使印染废水得到中和，另一方面也达到了脱硫除尘的目的。这样，进入UASB反应器的废水中硫酸根离子和亚硫酸根离子浓度比较高，在厌氧的条件下，硫酸盐和皿硫酸盐会被硫酸盐还原菌在其氧化有机污染物的过程中作为电子受体而加以利用。硫酸盐和亚硫酸盐在这一过程中被还原为硫化氢。由于硫酸盐还原菌的生长需要与产乙酸菌和产甲烷菌同样的底物，这一过程会使甲烷产量减少。而该厂UASB反应器有一部分气体排放口形成负压，即没有甲烷产生，也说明了这一点。由第二章的工艺流程可知，厌氧出水直接进入SBR曝气池，如此大量的硫化物的存在，可能是导致污泥的膨胀的原因之一。5．污泥指数的检测连续半个月检测了该污水站SBR曝气池(A、B两池)混合液的污泥指数，结果见图4～2。n西南交通大学硕士研究生学位论文第27页7006005004003002001000时同，d图4—2该厂污水站曝气池污泥指数变化情况由图4-2可知，SBR曝气池混合液的污泥指数在200mL／g以上，已经发生了膨胀，且B池污泥的沉淀性能更差，污泥指数甚至超过600mL／g，大大超过A池，这可能是因为B池曝气系统有多根射流器堵塞，溶解氧不足所造成的。6．溶解氧的检测一般认为好氧活性污泥法混合液的溶解氧应保持在2．0mg／L以上，以维持活性污泥的正常生长需要。用便携式溶解氧仪对SBR系统曝气池混合液溶解氧进行现场测定，发现A、B两池有时存在不同程度的缺氧现象，表现在一段时间内溶解氧低于2．0mg／L，甚至低于O．5mg／L。不时的缺氧也许是造成污泥膨胀的原因之一。7．混合液丝状菌的鉴定丝状微生物是一大类菌体细胞相连且形成丝状的微生物的统称。其包括丝状细菌、丝状真菌、丝状藻类(蓝细菌)等。丝状微生物，特别是丝状细菌之所以引起人们的高度重视，是由于他们同菌胶团一起，构成了活性污泥的主要成分，并具有很强的氧化分解有机物的能力，当他们超过菌胶团细菌而占优势生长时，由于它的比表面积大，会影响絮体的沉降性能，造成污泥膨胀。以致严重影响处理效果。不同的水质类型和不同的运行方式，所导致的膨胀不同，混合液中的丝状菌也不同。表4—5列出了不同运转条件下膨胀污泥中的优势丝状菌类群。因此，鉴别混合液中的丝状菌可以为寻找膨胀的原因指明方向。n西南交通大学硕士研究生学位论文第28页表4—5不同运转条件下膨胀污泥中优势丝状菌类群口6】环境条件丝状菌种类低负荷低DO浓度硫化物高营养不足(N、P)pH值微丝菌，诺卡氏菌，软发菌，0041型菌，0092型菌，0675型菌058l型菌，0961型菌，0803型菌，021N型菌球衣菌，发硫菌，1701型菌，021N型菌，1863型菌和软发菌发硫细菌，贝氏硫细菌，1701型菌，021N型菌和球衣茁发硫细菌，021N型菌和球衣萤丝状真菌在活性污泥混合液中丝状微生物的鉴定方面，最早是根据常规分类法进行的，这也是微生物分类鉴定中通常采用的方法，主要根据微生物形态、生理生化、生态和抗原等表型特征进行分类。但是，为了从活性污泥多种多样的微生物群落中分离丝状微生物，传统方法显得太繁琐、费时，甚至是不准确的，很大程度上也是不必要的，原因如下【48】：(1)对于一个正常的分类命名的确认，不同的特征越多越好，至少也需要30个稳定的特征；(2)严重缺少可以比较的活性污泥丝状微生物的纯培养物；(3)由于污水处理设施对活性污泥中微生物的未知影响，从活性污泥中分离得到的丝状微生物和作为共生体系的微生物有很大可能发生形态的、生理的、和基因的变化；(4)从活性污泥中准备纯培养物很困难，特别时去除其他微生物的共生细胞；(5)大多数丝状微生物生长缓慢，使得分离、鉴定需要数周甚至数月。这样，获得的结果并没有反映分离微生物时处理设施内生物群落的实际情况。由于传统方法的上述缺点，虽然最初的研究者也用这种方法进行了尝试【49】【50l，但由此方法得出的结果会引起微生物群落结构的组成在很大程度上发生偏移，从而导致检测优势细菌群落成员的失败嶂¨。此后，在活性污泥混合液中丝状微生物的鉴别方面，得益于Eikelboom的开创性工作，Eikelboom[52】【531(1975，1981)对丝状微生物的鉴别做了大量的工作，他从产生膨胀的活性污泥中采取数千个样品，按照以下几个方面：①是否存在衣鞘；②滑行运动；③真假分支；④丝状体的长短、形状和性质；⑤细胞的直径、长短和形状：⑥革兰氏染色反应；⑦纳氏染色反应；⑧有无内含物(PHB、硫粒和异染粒等)。将活性污泥中的丝状微生物n西南交通大学硕士研究生学位论文第29页区分成7大群29个类型。具体见表4—6。随后Jenkins[541等完善了Eikelboom的方法。表4—6活性污泥中的丝状微生物类群第一群能形成衣鞘的革兰氏阴性菌1．浮游球衣菌(Sphaero“lusnatans)2．1701型菌；3．1702型菌4．软发菌(Haliscomenobacterhydrossis)50321型菌第二二群有衣鞘的革兰氏阳性菌，形态似蓝藻6．0041型菌；7．0675型菌8．1851型菌；9．1852型菌第三群无衣鞘，丝体卷曲，多细胞形似蓝藻10．021N型菌11．Nostocoid』砌icola12．Cyanophyeeae蓝藻第四群13．细长而卷曲的丝状体，不分支14．微丝菌(Microthr髓Parvicena)15．0851型菌；16．0192型菌第五群菌丝体直而多细胞的革兰氏阴性菌17．0803型菌：18．1091型菌19．0092型菌；20．0961型菌第六群滑行运动的丝状细菌21．0914型菌22．贝氏硫细萄(Beg鲥atoaspp．)23．1111型菌24．1501型菌第七群形态上不能归入上述六类的丝状菌25．1863型菌26．0411型菌27．诺卡氏菌(Nocardia)28．发流军菌(Thiothrix)29．真菌类(Fungi)Eikelboom的方法对大部分丝状微生物还没有在常规微生物分类系统中鉴别到属，只是应用编号来表示，但这个事实并不和这种分类系统的巨大优势相矛盾。Eikelboom和Jenkins鉴定到类型的方法容易操作、不需要纯培n西南交通大学硕士研究生学位论文第30页养、对仪器等试验条件要求不高，容易被掌握。尽管各个类型不代表传统分类的种，但它们的描述可以满足实践中对鉴定的需要，所以一经提出就受到大多数研究者的欢迎并在实践中得到广泛应用。但这种方法也有它的缺陷如①微生物形态和染色反应在很大范围内与环境条件有关，②丝状硫发菌属(Thiothrixspp．)、Eikelboom021N和毛霉状亮发菌∞ucothrixspp．)几乎不能通过形态来区分，且数量低形态特征不明显的丝状菌容易被丢失。后来许多学者发展了Eikelboom的方法，分子生物学的发展也给丝状微生物的鉴定带来了新的思路和方法，DNA(G+C)t001％值、核酸杂交等遗传特征分类法在活性污泥中丝状微生物的鉴别方面取得了新的进展f551，但大多数方法对纯培养仍然有很强的依赖性。近年来，rRNA．targeted寡核苷酸探针作为原位鉴定细菌的一种新的工具被引入，与以前的方法相比【56】它能更快更准确地描述活性污泥中丝状微生物及其他微生物的群落结构，具有明显的优越性【57】，但仍处于研究阶段，探针的成本较高。由于Eikelboom的方法具有比较强的适用性，加上条件所限，本实验采用Eikelboom的方法。Eikelboom的方法如下147J：(1)材料和器皿：①显微镜、载玻片、盖玻片、日微尺、台微尺：②染色液：革兰氏染液、纳氏染液；③Na2S溶液、酒精溶液。(2)方法与步骤：首先进行形状特征观察，借助显微镜，观察丝状微生物的长度、直径、分支的有无、横隔和运动状态等。①长度、直径：用目微尺度量。②分支：某些丝状微生物的丝体有时有分支，分支有真假之分，细胞是分支的，称真分支。有鞘细胞可产生假分支，它的游离细胞若附着在鞘上，可产生新的丝体。有时稍有损伤，外侧形成开口，开口附近的细胞则进一步生长而形成分支，这即为假分支。⑨运动性：只有少数滑行细菌能作蛇样的滑行运动，其游离于污泥絮粒之间。④内含物：某些丝状细菌细胞内可含有储藏物质，因折光性与细胞其他部分不同，很易察见，常见的有聚-B．羟基丁酸(PHB)及硫粒。两者的区别在：滴加酒精后硫粒溶于酒精，而PHB仍然完整。⑤横隔：相邻两个细胞间的壁。n西南交通大学硕士研究生学位论文第3{页⑥丝体的形状：一般分下列三种，笔直丝体(在丝体较长时亦可略有弯曲)；弯曲丝体以及扭曲成卷瞎的丝体。⑦附着生长物：丝状菌表面通常很“光滑”，如在丝体表面附有细菌或小絮体，“称为附着生长物”。⑧缩缢：某些具有连续外壁的丝状菌在横隔处因外壁收缩而形成的凹缢。⑨细胞的形状：可区分成球状、杆状、圆盘、或椭圆状。有时丝体外壁无缩缢，这类细胞也可称为方形或长方形细胞。⑩鞘：为具鞘的丝状体外圆柱形的管状结构，染色片中往往可明显的看到鞘。然后，利用染色技术，由于不同的丝状微生物对某些特定的染色反应各不相同，据此我们可很容易的将它们区分开来。①革兰氏染色这是鉴别细菌的一个重要方法。步骤如下：a．制备涂片；b．染色：将经固定后的涂片用草酸铵结晶紫染液染1min，水冲，使干；c．媒染：用碘液媒染lmin，水冲，使干；d．脱色：连续滴加95％乙醇使其脱色，直至滴下的乙醇无色为止(约0．5到lmin)，水冲，使干；e．复染：用藏花红复染lmin，水洗，使干；f．镜检：用高倍镜及油镜观察染色结果，革兰氏阳性(G+)呈紫色；董兰氏阴性fG’)呈红色。②纳氏染色a．制备涂片；b．取二份纳氏染色A液，一份纳氏染色B液相混，染色10．15s，水冲，使干；c．取纳氏染色C液染色15s；d．水冲，干燥后镜检。③积硫试验某些丝状菌能将还原性硫化物转化成元素硫并在细胞中以硫粒形式贮存。积硫试验的步骤如下：取少量活性污泥与等体积NazS溶液混合，放置15min，不时摇动，使污泥保持悬浮。制成压片标本，镜检细胞中是否有黑色的硫粒。n西南交通大学硕士研究生学位论文第32页(3)查检索表将活性污泥样品经上述步骤观察后，记录其特征，查检索表，即可将其分别归类。3．结果与分析从该印染厂污水站SBR曝气池不同位置取了混合液样品，利用上面的方法进行鉴别，结果如表4—7。表4—7丝状微生物特征观察记录表观察项特征丝状微生物编号各注目123456789分支不分支不无不真不有假假分支分真分支支滑行运是(+)；否(．)．。．动硫粒可见(+)；不可见(．)一．+．+横隔可见(+)；不可见(-)-+-．+丝状体笔直；弯曲；扭稍扭弯稍弯形态盘旋状或螺旋状曲弯曲弯曲纳氏染颗粒或细胞蓝灰色+-+．-．色(阳性，+)；浅棕色至微黄色(阴性，．)革兰氏阳性(+)；阴性(．)+．+．+．染色丝状体2．2itmmnlm附着有(+)；没有或很少+-一-+生长物(．)细胞相可见(+)；无(·)·-·-·一-接处下陷细胞形盘状盘椭长杆球椭长柱态球形或椭圆形状圆柱形圆方形杆形形状形正方形长方形衣鞘有(+)无(-)-+-·+由表4。7的观察记录可以得知该印染厂污水站SBR曝气池活性污泥中主要的丝状微生物有球衣菌、微丝菌、发硫细菌、02IN型、058l型、Nostocoidlimicola型、Nocardia菌，有两种丝状菌的鉴别结果通过查检索表未找到相n西南交通大学硕士研究生学位论文第33页同的种，分别接近于0041型菌和1701型菌。各丝状微生物的优势度见表4—8。表4—8该印染厂污水站SBR曝气池活性污泥中主要丝状微生物鉴定结果微生物编号种名优势种中等偶见1微丝菌√(Micromr打Po㈣wena)2类似于1701型√菌3021N型菌√40581型菌√5Nostocoida0，砌记D肠型菌6诺卡氏菌√7发硫菌√8类似于0041型√菌9球衣菌√根据前人的研究，球衣菌和1701型菌引起的膨胀与曝气池中低的溶解氧密切相关，而0041型茵、微丝菌则与低负荷有关，发流细菌、021N型蘸、1701型菌和球衣菌主要与高的硫化物浓度有关。GcNowk[58]等在纯培养和实际处理厂调查了Nostocoidalim耙ola的营养需求和生长因子，发现其出现和低有机负荷和长的水力停留时间有关。而Nocardia菌往往和泡沫的产生有关，PaulpiRff9】等的研究表明Nocardia菌的过量生长和长的水力停留时间和温度有关。由混合液丝状微生物鉴别结果可以知道，该印染厂污水站SBR系统产生的膨胀可能与溶解氧缺乏、高的硫化物浓度有关。4．1．2该厂主要运行工艺参数经测定，该厂好氧段污泥浓度在1000mg／L到2000mg／L之间，由于污n西南交通大学硕士研究生学位论文第34页泥膨胀的发生，污泥大量流失，致使曝气池污泥浓度在一段时间内甚至在1000mg／L以下。好氧段的污泥有机负荷在0．70一1．50kg(COD)／kg(MLSS·d)之间。4．2本章小结根据现场调查，可以得到以下结论：(1)该印染厂废水中碳：氮：磷不能达到100：5：1的要求，存在氮、磷缺乏现象。(2)该印染厂废水的pH经过调节，厌氧出水不存在pH过低情况，一般在7．5到8．0之间。(31该印染厂污水处理站SBR系统存在缺氧现象，曝气情况好的曝气其活性污泥的沉淀性能比曝气情况差的曝气池要好。(4)该印染厂废水中硫化物浓度较高，且UASB出水大大高于原水。(5)该厂污水站SBR系统活性污泥中主要存在的丝状微生物有发硫菌、021N型菌和类似于1701型的一种细菌，由此推测该厂污水站污泥膨胀的可能原因是营养缺乏、硫化物高、溶解氧缺乏。n西南交通大学硕士研究生学位论文第35页第5章SBR工艺模拟控制污泥膨胀研究本章拟开展SBR工艺模拟试验。通过模拟试验，研究负荷、营养物质、硫化物、溶解氧、pH等对膨胀的影响，寻找对已经发生的污泥膨胀的控制措施，最终获得有效的对组合工艺处理印染废水产生的污泥膨胀的控制措施。5．1污泥接种驯化首先进行污泥接种和驯化，以使活性污泥微生物适应小型SBR试验装置的生存环境。SBR反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要靠大量繁殖的微生物群体来降解污水中的有机物。所以，SBR处理系统在正式运行之前的首要工作是培养和驯化活性污泥，培养驯化出适合该废水条件下生长并具有很强净化能力的菌种是决定后续处理效果的关键步骤。培养活性污泥[60l就是为活性污泥微生物提供一定的生长条件，即营养物质、溶解氧、适宜的温度和酸碱度等，经过一段时间，就会有活性污泥形成。工业废水活性污泥的培养一般先以生活污水培菌，然后再用工业废水驯化。活性污泥的驯化是让活性污泥微生物接受目标工业废水的过程。培养和驯化[471的方法有异步培训法、同步培训法和接种培驯法。异步培驯法为先培养后驯化，同步培驯法为边接种边驯化，接种法系利用其他污水厂的活性污泥，再进行适当的培驯。接种法可节省培养驯化的时间，本试验采用接种法。本试验中污泥取自该厂污水站SBR反应池回流污泥5L，作为种泥进行培养驯化。由于印染废水的特殊性，污泥呈灰黑色，光学显微镜下观察有松散的菌胶团，丝状菌伸出菌胶团外，交错生长，且在菌胶团间也有游离的丝状菌，污泥沉降性能较差。系统启动时，由于该厂泼水中氮、磷等营养物质不足，投加了足量氮、磷。开始2天的进水没有直接用厌氧出水，而是将厌氧出水稀释一倍作为进水，以使活性污泥微生物逐渐适应新的环境，不致造成大的冲击。培驯过程中注意观察活性污泥生物相的变化。由于采用了接种培驯法，4天盾，活性污泥生物相观察得知活性污泥的活性正常，颜色未发生改变，有轮虫等后生动物活动，出水各项指标已经达到该厂的排放标准。各n西南交通大学硕士研究生学位论文第36页项水质指标见表5—1。表,5--1培驯结束时出水各项指标由上表可以看出，经过4天的培养驯化，原SBR反应池活性污泥已经适应新的环境，可以进入下一步的污泥膨胀控制试验。5．2主要运行工况的确定5．2．1进水时间和方式的确定SBR工艺的进水方式分限制性曝气、非限制性曝气和半限制性曝气三种【6“。限制性曝气是污水进入曝气池只做混合，而不曝气，亦即进水结束后曝气；非限制性曝气是在污水进入的同时开始曝气；半限制性曝气是在污水进入的后期开始曝气。现有的研究表明【62J采用限制性曝气时污泥的沉淀性能好，加上在实验室条件下，每次进水量比较少，故本试验采用限制曝气。本试验是在实验室条件下进行，采用瞬时进水的方式。5．2．2沉淀时间、排水时间和闲置时间的确定沉淀的目的是固液分离，此工序的目的相当于二沉池，停止曝气，污泥絮体和上清液分离。由于在沉淀时反应器内是完全静止的，在SBR系统中这个过程比普通活性污泥法的二沉池中效率更高。沉淀过程一般是由时间控制的，本试验沉淀时间在0．5—1．0h。排水的目的是从反应器中排除污泥的澄清液，一直恢复到循环开始时的最低水位，该水位离污泥层还要有一定的保护高度。排水时间视反应器容积和排出流量而定，本试验是在实验室规模下进行，反应器内水量少，排水时间较短，一般10分钟左右即可。沉淀之后到下个周期开始的期间称为闲置工序。根据需要可进行搅拌或曝气。闲置不是一个必需的步骤，可以去掉。而在本试验中，主要根据情况排出适量的剩余污泥。而闲置时间也是根据实际情况而定，一般在半小时到1小时左右。n西南交通大学硕士研究生学位论文第37页5．2．3其他运行工况的确定本试验是模拟试验，试验过程中要改变负荷、DO、PH、等运行参数，因此这些参数是不确定的，试验过程中根据试验的具体情况确定。5．3污泥膨胀控制的模拟实验5．3．1营养物对污泥膨胀控制的影响SBR系统的正常运行得力于活性污泥微生物的正常生长，而微生物的正常生长需要各种营养物。微生物需要的营养物质有水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐等【29J，主要有碳、氮、磷和铁、硫、镁等其他微量元素。一般认为，废水生物处理中好氧活性污泥法应该保证C：N：P=100：5：1【291，污水中营养物质和微量元素的缺乏经常会影响到污泥的沉降性能【63】f删。L．Cingolanil651等调查了采用活性污泥法处理造纸厂废水发生的污泥膨胀，发现氮、磷缺乏是造成膨胀的原因之一。废水中营养物质缺乏能够导致污泥膨胀的原因在于丝状菌的比表面积大，在营养物质缺乏时，能够最大限度的吸附营养物质，从而在与菌胶团细菌的竞争中处于优势地位。对于营养物质缺乏引起的污泥膨胀，在处理过程中投加其所需要的营养物质，可以使膨胀得到控制。韩云【66】等的研究表明，添加氮源能够使酵母菌处理系统中氮缺乏引起的污泥膨胀得到控制。从前面的水质分析知道该厂印染废水存在氮、磷缺乏现象，BOD。：N：P不到100：5：1，本试验在其他运行方式不变的情况下，研究添加足量的氮、磷对已经发生的活性污泥膨胀的控制效果。试验过程中采用氯化铵和磷酸二氢钾配制的营养液补充不足的氮、磷，各个周期的运行温度均在30℃左右。每个周期开始前将所取废水的pH用氢氧化钠和硫酸调至7．O一8．0之间。有机负荷为O．20kgBOD5／(kgMLSS+d)左右，实验过程中在线检测DO，使其维持在2．0-3．Omg／L，进水COD在800mg／L左右，污泥浓度在1800mg／L左右，每个周期结束后都排出一定量的污泥以维持MLSS浓度基本不变。每个周期测定污泥指数(SVI)，观察膨胀的变化情况。在实验中观察到混合液表面有大量泡沫。n西南交通大学硕士研究生学位论文第38页600500龟400曼300譬。2001000i．广／————一}卜。．。一．。．～．47lO13周期图5—1试验过程中SVI变化图16试验中SVI变化规律见图5一l，由图可知，在经过18个周期的运行后，污泥指数并未降低，始终在200mL／g以上，膨胀没有得到控制。可见，膨胀的产生虽与N、P的缺乏有关，但单纯投加足量N、P并不能使膨胀得到控制。这也说明膨胀的产生还与其他未知的原因有关。5．3．2预曝气对污泥膨胀的影响从前面的现场调查试验可知，该厂污水站UASB出水中硫化物含量很高，甚至达到100mg／L以上。现有资料中一致认为含有硫化物特别是硫化氢的废水易引起污泥膨胀，当城市污水中H2s浓度超过l一2m∥L，就可能发生污泥膨胀。Farquhar和Boylet26J采用预曝气的方法进行污泥膨胀的控制实验，曝气池中的SVI可从严重的膨胀状态恢复到正常状态．RyokoYamamoto．Ikemoto[67J等研究表明，还原性硫化物大量存在的情况下，丝状硫细菌可以利用还原性硫化物作为底物过量生长而产生膨胀。为此，将UASB出水在桶中进行预曝气，使硫化物浓度从100mg／L左右降至2mg／L以下，预曝气前后水质的变化见表5—2。然后再将经过预曝气的印染废水加入SBR法装置，反应温度在30℃左右，MLSS和pH值同上(补充足量氮、磷，MLSS=1800meffL左右，pH=7．5左右)，每个周期结束后都排出～定量的污泥以维持MLSS和有机负荷(O．2kgBODs／(kglvlLSS．d))基本不变。试验过程中在线检测DO，使其维持在2．0．3．0mg,／L。SVI的变化见图5--2。n西南交通大学硕士研究生学位论文第39页l4，1013埔192225周期图5--2预曝气过程中SVI变化情况从试验中预曝气前后的水质变化来看，COD下降了20％左右，这一部分COD是因为硫化物被氧化为S042‘所致：S。+202=S04’(5—1)在硫化物存在的条件下，在相同曝气效率和曝气量的情况下，硫化物氧化为硫酸根离子要消耗氧，从而与微生物争夺氧。致使反应开始的一段时间内溶解氧迟迟不能上升到2．0mg／L，这点可以从图5—3看出。在没有预曝气的情况下，曝气1个小时时DO在lmg／L以下，丽在有预曝气时，曝气40分钟时DO已达2mg／L左右。由于硫化物的氧化消耗了溶解氧，造成反应前段对间溶解氧不足，而丝状菌利用巨大的比表面积吸收周围的溶解氧，在和絮状菌的竞争中处于优势地位。姗||耋渤啪mm∞on西南交通大学硕士研究生学位论文第40页0旨V星020406080时间(min)图5—3D0浓度随时间变化情况100同时，游离H2S对好氧污泥有毒性作用，一般认为好氧活性污泥法硫化物的浓度不能高于25mg／L【加】。预曝气后，废水中还原性硫化物大大减少，从而以还原性硫化物为底物的丝状菌没有了营养来源，促使其逐渐减少；另外，还原性硫化物的减少也使游离硫化氢大大减少，其对活性污泥的毒性也降低，也不再与活性污泥争夺溶解氧，因此，经过一段时间的预曝气处理之后，丝状菌失去了竞争优势，逐渐减少，在活性污泥中不占主体地位，膨胀的活性污泥得到恢复。在活性污泥得到恢复以后，在保持其他反应条件不变的情况下，将UASB出水不经过预曝气，直接加入SBR反应器，观察活性污泥的变化情况。试验过程中SVI变化情况如图5—4所示。230一著啪善∞130804250周期图5—4SVI变化情况由图5—4可知，在不经过预曝气处理之后，SBR反应器内混合液污泥指数又缓慢上升，其中开始的一段时间上升较慢，而后上升较快，短短lO个周期就由150mL／g左右上升到200mL／g以上，镜检发现丝状菌增多。这n西南交通大学硕士研究生学位论文第41页是因为在其他条件不变的情况下，不经过预曝气，反应器内的条件重新有利于丝状菌的生长，致使其重新处于竞争的优势地位而大量生长，造成活性污泥的膨胀。5．3．3有机负荷对污泥膨胀的影响在活性污泥法中，活性污泥反应和有机底物降解带来活性污泥微生物的增殖，而微生物的增殖实际上是活性污泥的增长。纯菌种的增殖规律己有大量的研究结果，并以增殖曲线表示其规律。活性污泥微生物是多种属群体，其增殖规律比较复杂，但其增殖规律的总趋势仍可用其增殖曲线表示。在温度适宜、溶解氧充足，而且不存在抑制物质的条件下，活性污泥微生物的增殖速率主要取决于营养物或有机底物量(F)与微生物量(M)的比值(F／M)。它也是有机底物降解速率、氧利用速率和活性污泥凝聚、吸附性能的重要影响因素。而在工程应用上，F／M比值用有机负荷率来表示，通常用BOD-污泥负荷率(又称BOD—ss负荷率)(Ns)表示，也简称为有机负荷，即：Fnq二M珊2劳[kgBODJ(kgMLLS-d)](5-2)式中q一污水流量，m3／dS。一原污水中有机污染物(BODs)的浓度，mg／Lv一曝气池容积，m3x一混合液悬浮固体(MLSS)浓度，mg／L在上式中，有机负荷率的单位是kgBODs／(kgMLSS·d)，在实际应用中，也有用kgBOD。／(kgVSS·d)的。MESS是混合液悬浮固体浓度(mixedliquorsuspendedsolids)的简称，它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总质量，即MLSS=M,+M。+M1+孤。(5-3)M。一具有代谢活性的微生物群体；M。一微生物内源代谢、自身氧化的残留物：M。一由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质；M。．一由污水挟入的无机物质VSS表示的是挥发性悬浮固体浓度，即VSS=M。+M。+地(54)n西南交通大学硕士研究生学位论文第42页由上式可以看出，在表示活性部分数量上，VSS虽然还包括M。、M。等惰性物质，但和MLSS相比，在精确度方面进了一步。在实际应用中，由于MESS和VSS测定方法简单，且能在一定程度上表示相对的生物量值，因此应用广泛。对于SBR系统来说，有机负荷可以用式5—5表示：册：竺(5—5)LmX、。式中Ta一曝气时间，hl／Ⅲ一排出比BOD～污泥负荷率所表示的是曝气池内单位质量(kg)活性污泥，在单位时间内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量(BOD)。如果将BOD值换为COD，则得到的是COD有机负荷，对于难降解废水来说，由于BOD和COD的比值很低，而排放标准又要求比较低的COD值，因此，对于难降解废水来说，COD有机负荷更能反映实际情况。为了进行负荷对污泥膨胀的影响试验，首先做了一个印染废水的降解情况试验：取UASB出水，不经过预曝气，直接加入到SBR反应器中，MLSS为2200mg／L，其他反应条件同上(补充足量氮、磷，温度=30。C左右，pH=7．5左右，DO在2--3mg／L)。废水加入反应嚣混合后即取50ml混合液，以后分别在曝气2小时、3小时、5小时、8小时时取lOoml混合液，每个样均静置1小时后取上清液测定其c0D值，结果如表5—3和图5—5所示。表5—3不同曝气时间印染废水的降解情况n西南交通大学硕士研究生学位论文第43页30025020015010050O012345678910时间(h)图5—5COD降解曲线由表5—3和图5—5可知，在高达1．218×103mg／L的UASB出水进入SBR反应器后，经过混合，COD很快降低到245．2mg／L，这是由于反应器内上一周期剩余的上清液对进入的废水进行稀释，同时活性污泥很快将废水中的污染物进行吸附的结果。由图5—5也可以看出SBR系统的反应推动力高，在短短2个小时的时间内，COD就由245．2mg／L降低到154．8mg／L，而后降解速率逐渐降低，在3小小时之后，反应达到了难降解阶段，COD降低很慢，从3小时到8小时的曝气时间内，5个小时COD只降解了7．1mg／L。在上面试验的基础上，经过一段时间有预曝气的运行，活性污泥恢复到正常状态后，研究有机负荷对污泥膨胀的影响。试验过程中采用氯化铵和磷酸二氢钾配制的营养液补充不足的氮、磷，各个周期的运行温度均在30℃左右。每个周期开始前将所取废水的pH用氢氧化钠和硫酸调至7．O一8．0之间。实验过程中在线检测DO，使其维持在2．0—3．Omg／L，进水为经过l小时预曝气的UASB出水，其COD在850mg／L左右，污泥浓度在2000mg／L左右，每个周期结束后都排出一定量的污泥以维持blLSS浓度基本不变。每个周期测定污泥指数(SVI)，观察污泥的变化情况。试验过程中负荷的改变采用改变曝气时闯的方式来进行，逐步增大曝气时间，反应时间分别为2．5小时、3小时、4小时、5小时、6小时和8小时。各个周期的反应时间见表5—4。表5—4各个周期曝气时闻n西南交通大学硕士研究生学位论文第44页有机负荷对SVI的影响见图5—6。由图可见，随着反应时间的增长与有机负荷的降低，SBR反应器混合液的SVI逐渐增大，在试验的初始阶段，由于曝气时间短，仅为2．5—3小时，污泥的有机负荷高(0．85—1．1kg(COD)／kg(MLSS·d))，此时SVI较低，均在120mL／g以下。在试验后期，一个运行周期的曝气时间达到5小时以上，此时的有机负荷小于0．6．kg／(kg·d)，在这一阶段，印染废水的SVI迅速上升，10多个周期之后就达到200mL／g以卜。300250龟200o--1150H高100500611162l周期图5--6试验过程中SVI变化图在高的有机负荷下，反应器内底物充裕。在这种环境中絮状菌比丝状菌具有更强的吸附与存贮营养物的能力，能够利用高浓度的底物迅速增殖，具有较高的比生长速率，抑制了丝状菌的生长。在低负荷下混合液中底物浓度长时间较低，由于缺少足够的营养底物，絮状菌的生长受到抑制，而丝状菌具有较大的比表面积，可以在很低的营养物浓度情况下尽可能的摄取营养物质，导致其比生长速率高于絮状菌，在活性污泥中处于优势地位，大量丝状菌的生长致使活性污泥不易沉降，SVI较高，导致污泥膨胀。5．3．4提高pH值对污泥膨胀的控制效果在对污泥膨胀的研究中，一般认为低的pH值容易引起污泥膨胀。该厂污水站UASB出水的pH一般在7．5到8．0之间，本节试验中用NaOH溶液将UASB出水的pH调至8．5左右(不超过9．0)，不经过预曝气，其他运行条件同上(补充足量氮、磷，MLSS=2200mg／L左右，有机负荷=n西南交通大学硕士研究生学位论文第45页0．2kgBOD5／(kgMLSS．d)左右，D0=2—3mg，L，温度=30℃左右)，观察提高pH值对污泥膨胀的控制效果，结果见图5—7。400350300250200150100500471013周期图5—7不同pH条件下SVI的变化由图5～7可知，在把进入反应器的废水的PH调到8．5左右后，经过一段时间的运行，已经发生膨胀的污泥的沉淀性能很快恢复到正常状态，在短短的13个周期内污泥指数就由350多mL儋降低到150mL／g左右，镜检观察到丝状菌萎缩、死亡、逐渐减少；一般认为过低的pH容易引起膨胀，PeidiHu[321等在实验室条件下的研究表明，pH在5以下时发生了膨胀，而pH在6以上时丝状微生物维持在较低水平，没有发生膨胀。而由本章第一节的试验可知，pH在7．5左右长期运行时，膨胀并没有恢复。为何在pH值为7．5左右这个通常认为不容易发生膨胀的pH值条件下，膨胀没有得到控制，而在pH值为8．5左右的条件下得到了控制，丝状菌对pH值也有一个适应的范围，在pn僮8．5左右的条件下，高的pn值条件对丝状菌有毒害作用，而对菌胶团细菌则危害不大，这样，经过一段时间的运行后，丝状菌由于不适应高pH值的环境而被淘汰，而菌胶团细菌所受的影响不大，逐渐在竞争中处于优势地位。该厂污水站SBR系统通过投加废碱液将曝气池pH调节到8．5左右的方法，也成功地控制了膨胀。5．3．5溶解氧对污泥膨胀的影响在上一节试验的基础上，通过改变溶解氧，观察溶解氧对污泥膨胀的影n西南交通大学硕士研究生学位论文第46页响。将UASB出水经过预曝气(预曝气时间同5．3．2节)后注入SBR反应器，各个周期控制溶解氧的浓度不同，各个周期的溶解氧水平见表5—4。其他运行条件同上(补充足量氮、磷，MLSS=2200mg／L左右，有机负荷=0．2kgBOD／(kgMLSS．d)左右，pH在7．5左右，温度在30"C左右)。试验过程中污泥指数的变化情况如图5--8。表5—4各个周期的溶解氧范围200掣150暑100500161116212631圈5—8DO不同时SVI的变化周期由图5—8可以看出，当溶解氧保持在2．8—3．5mg／L的较高水平时，污泥指数仍然保持在较低的水平，和溶解氧在2．O一2．8mg／L时的污泥指数基本上在一个水平，但是，当把溶解氧控制在2．0mg／L以下时，污泥指数缓慢上升，在经过15个周期的运行后已经上升到150mL／g以上，镜检发现丝状菌增多，污泥沉淀性能变差，这是因为，虽然经过了预曝气，除去了大量还愿性硫化物，但长期在较低溶解氧的条件下运行，菌胶团细菌长期得不到足够的溶解氧，而丝状菌则利用其巨大的比表面积竞争利用溶解氧，最终导致丝状菌的过量生长，造成污泥膨胀的发生。5．4本章小结通过模拟试验研究，可以得出以下结论：n西南交通大学硕士研究生学位论文第47页(1)虽然印染废水存在营养缺乏现象，但单纯补充足量的氮、磷不能使已经发生的污泥膨胀得到控制。(2)将UASB出水经过预曝气后再进入SBR反应器可以有效地控制污泥膨胀，其机理在于大大减少了还原性硫化物的含量，使以丝状微生物为底物的丝状微生物失去了生长来源。同时，预曝气也使还原性硫化物提前氧化，从而减少了其在曝气池内对溶解氧的争夺，消除了曝气池内的缺氧现象，使在低溶解氧下有竞争优势的丝状微生物失去了竞争优势。(3)提高曝气池的pH值在8．5左右的条件下，不经过预曝气，也可以控制已经产生的污泥膨胀，其机理可能是高的pH值对丝状微生物的毒性作用。(4)高的有机负荷条件下不容易发生污泥膨胀，虽然印染废水是难降解废水，但是由于组合工艺中的SBR系统推动力大，仍然可以在较短的时间内将COD降解，因此，曝气时间不宜过长，有机负荷在0．85一1．1kg(cOD)／kg(MLSS·d)为好。这样，不仅有利于预防污泥膨胀的发生，也减少了动力消耗。(5)在负荷正常的条件下，溶解氧在2．8mg／L以上和2．0--2．8mg／L时，污泥的沉淀性能都很好，溶解氧低于2．Omg／L时，污泥的沉淀性能变坏，对于高硫化物的印染废水，应该适当加大供氧。n西南交通大学硕士研究生学位论文第48页1．结论结论与建议本文以水解酸化一UAsB—SBR组合工艺处理印染废水过程中出现的污泥膨胀问题为研究对象，针对印染废水和该工艺的特点，在绵阳南山印染厂污水处理站调查了组合工艺在实际运行中产生污泥膨胀的现状，并在现场进行了模拟试验，可以得出如下结论：(1)印染废水中氮、磷营养缺乏，但对于高硫化物的印染废水，单纯补充足够的氮、磷不能控制已经发生的膨胀。(2)春夏之交污泥膨胀发生时，利用Eikclboom的方法鉴定得知该厂污水站SBR系统活性污泥中主要存在的丝状微生物有发硫菌、021N型菌和类似于1701型的一种细菌。(3)该厂印染废水的硫化物含量较高，且UASB出水的硫化物含量大大高于原水，过高的硫化物含量是造成污泥膨胀的原因之一。通过预曝气的方法，可以控制污泥膨胀。预曝气1小时，可以使硫化物(以S2-计)从100mg／L左右下降到5mg／L以下。(4)提高曝气池的pH值在8．5左右的条件下，不经过预曝气，也可以控制已经产生的污泥膨胀。(5)高的有机负荷条件下不容易发生污泥膨胀，虽然印染废水是难降解废水，但是由于SBR系统的推动力大，仍然可以在较短的时间内将COD降解，过长的曝气时间不但加大动力消耗，也造成有机负荷降低，容易引起污泥膨胀。有机负荷在O．85—1．1kg(COD)／kg(MLSS·d)为好。(6)溶解氧缺乏是组合工艺处理印染废水过程中污泥膨胀的发生原因之一。在负荷正常的条件下，溶解氧在2．0mg／L以上时，污泥的沉淀性能良好，溶解氧低于2．0mg／L时，污泥的沉淀性能变坏，对于高硫化物的印染废水，应该适当加大供氧。(7)对于采用水解酸化一uASB--SBR组合工艺处理的高碱度、高硫化物的印染废水，处理系统的日常运行中，为了减少硫酸根离子进入UASB反应器，废水在进入UASB反应器之前pH不宜过低；SBR曝气池可以适当加大供氧，补充因硫化物的氧化而消耗的溶解氧。n西南交通大学硕士研究生学位论文第49页2．不足与建议(1)由于试验条件所限，对于活性污泥中丝状菌的鉴定采用了Eikdboom的方法，该法虽然可以满足实践中对鉴定的需要，但是在准确性方面存在一定的欠缺，因此鉴定到的该厂污水站SBR系统活性污泥中所存在的丝状菌和实际情况可能有一定的偏差。另外，在污泥膨胀恢复的过程中，没有检测丝状菌群的变化情况。运用现代微生物遗传学方法，如核酸杂交或rRNA．targeted寡核苷酸探针对混合液丝状菌群进行鉴定，将会带来更精确的结果，且可以了解其在污泥膨胀恢复的过程中的变化情况，从而指示污水处理站的运行。(2)污泥膨胀的控制试验是在试验室条件下进行的，所取得的结果除了提高SBR反应池pH外，未能在实际运行中验证，应将控制污泥膨胀的措施应用于实际运行，并取得相应的工程设计参数，将会进一步完善该工艺。n西南交通大学硕士研究生学位论文第50页致谢本论文是在我的导师付永胜教授的悉心指导下完成的，在此谨向他表示由衷的感谢和深深的敬意!感谢付老师两年多来的不倦教诲!两年多的研究生学习阶段，付老师无论在课程学习、论文选题，还是试验开展和论文撰写等方面都给予精心指导。从付老师那里，我不仅学到了知识，更重要的是学到了研究思路、方法以及很多做人的道理。付老师严谨的治学态度，认真执着、雷厉风行的工作作风以及严于律己、宽以待人的为人都给我很大的影响，并将使我终身受益。作者在绵阳南山印染厂完成论文试验期间，得到了绵阳市环保局监测总站柴立民站长、向阳工程师的热心帮助和大力支持，在这里深表感激。同时南山印染厂污水站的员工也给予了大力支持，在此一并感谢。在本论文完成过程中，还得到了朱杰同学、陈雯同学，王丽娟同学、史鸿乐同学、尚应奇同学、田劲杰同学以及师弟王亮同学的大力支持，在此一一致谢。感谢环境学院各位老师在我求学期间的关怀和教导。同时还要感谢千里之外我的家人，他们对我的鼓励、支持和爱心时时激励着我向上奋进，是我顺利完成学业的力量源泉。最后，谨以此文献给所有关心、支持、帮助作者的亲人、朋友、老师和同学们。谢谢大家!n西南交通大学硕士研究生学位论文第51页参考文献1．黎松强，曾育才．生态环境保护导论．武汉理工大学出版社，2002：85．872．中国国家环保总局．2003年中国环境状况公报．20033．李佳珍．染料、染色工业废水处理．化学工业出版社。19974．张志峰，何晨燕．印染废水的回用现状和技术发展．北方环境．2003，28(4)：50．535．章非娟．工业废水污染防治．同济大学出版社，20016．曲克明，陈民山，马绍赛，辛福言．3种工业废水对牙鲆胚胎的毒性效应．中国水产科学．2003(4)：155．1607．马绍赛，曲克明．3种工业废水对中国对虾幼体及仔虾的急性毒性效应．中国水产科学．2004。11(3)：220—2248．白晓慧．印染废水处理技术及其进展．印染．2000,No．12，39—439．黄川，刘元元，罗宇，娄霄鹏．印染工业废水处理的研究现状．重庆大学学报(自然科学版)．2001，26(6)：139—14210．苏玉萍，奚旦立．活性染料印染废水混凝脱色研究．上海环境科学．1999，18(2)：88—9011．李亚新．国外印染废水的电化学处理．给水排水．1999．25(7)：42--4512．张宏伟，杨芳，季民，赵新华．气浮过滤法处理印染废水．城市环境与城市生态．2000，13(6)：1--313．xIJONHU，LECHENGLEI，etal．ONTHEDEGRADABILITYOFPRINTINGANDDYEINGWASTEWATERBYWETAIROXIDATION．Wat．Res．2001，35(8)：2078—208014．JunshuiChenetal-ApplicationofnanoTi02towardspollutedwaterUeatmentcombinedwithdec订o-photochemicalmethod．WaterResearch．2003，37：3815—382015．罗洁，汪言满，陈达美，钟建军．光催化氧化法处理印染废水的研究．水处理技术．2003，29(3)：58--5916．李耀中，孔欣周岳溪，邱熔处．流化床光催化氧化处理印染废水中试研究．中国环境科学．2003，23(3)：230--23417．姚红娟，丁宁，王晓琳．膜分离技术在染料行业中的应用研究进展，现代化工．2003．23(12)：15一1917．付永胜，鄂铁军．水解酸化一uAsB—SBR组合法处理印染废水．化工环保，2002，22(3)：155—15718．陈鸿林，张长寿，苏静．混凝沉淀．二氧化氯氧化法处理印染废水．化工环保．1999，4：222—225n西南交通大学硕士研究生学位论文第52页19．祁佩时，李欣，程树辉．水解．混凝．复合生物池工艺处理印染废水的工程应用．给水排水．2003，290)20．龚丽雯，梁顺文，龚敏红，陈建湘，王成云，李京会．生物微电解．高效接触氧化工艺处理印染废水．给水排水．2003，29(6)21．杜军，鲍卫仁，李文英等．SBR去除废水中的氨氮．煤炭转化．2000，23(1)：29．3222．张统．间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例．化学工业出版社．2002：2--323．刘大鹏，王继徽．SBR运行中污泥膨胀的发生与控制．中国给水排水．2002，18(10)：84—8624．W．J．Ng，S．L．Ong，FaisalHossain．Analgorithmicapproachforsystem-specificmodellingofactivatedsludgebulkinginallSBR．FmvimnmentalModelling&Software．2000，15：199-21025．李军，杨秀山，彭永臻．微生物与水处理工程．化学工业出版社．200226．王凯军．污泥膨胀的机理与控制．中国环境科学出版社，199227．宫宝红，徐根良，谭天恩．碱性印染废水的pH对活性污泥的影响及控制．高校化学工程学报．2002．16(3)：316．34028．许志．丝状污泥膨胀的控制方法．环境工程．1997，15(1)：61．6329．周群英，高廷耀．环境=：I=程微生物学．高等教育出版社．2000：92--9330．高春娣，彭永臻，潼川哲夫，彭峰，杨庆_营养物质缺乏引起的丝状菌污泥膨胀及其控制．水处理技术．2003，29(3)：159—16231．S．KnoopandS．Kunst．InfluenceofTemperatureandSludgeLoadingonActivatedSludgeSeRing，EspeciallyonMicrothrixParvicella．Wat．Sci．Tech．1998，37(4·5)：27-3532．PeidiHu，PeterEStrom．EffectofpHonfungalgrowthandbulkinginlaboratoryactivatedsludges．1991，ResearchJournalWPCE63(3)：276-27733．Ant6nioM．P．Martins．KrishnaPagina,JosephJ．HeUnetl，MarkC．M．vanLoosdrecht．Filamentousbulkingsludge—_acriticalreview．WaterResearch．2004，38：793—81734．GilberteGaval，Jean-JacquesPemelle．Impactoftt舱repetitionofoxygendeficienciesonthelamentousbacteriaproliferationinactivatedsludge．WaterResearch．2003，37：1991—200035CarolineE．SemggsandCliffordWRandall．EvaluationofFilamentousMicroorganismGrowthFactorsInAnIndustrialWastewaterActivatedSludgeSystem．Wat．Sci．Tech．1998，37(4-5)：263-27036．Palm，J．C．，D．Jenkins，andD．S．Parker．．RelationshipIxnweeneomple-tely-mixedactivatedsludgeprocess．J．WaterPollut．ControlFed．1980，52：2484-2506n西南交通大学硕士研究生学位论文第53页sludgeprocess．J．WaterPollut．ControlFed．1980．52：2484-250637．王淑莹，高春娣，彭永臻，周利，丁峰．SBR法处理丁业废水中有机负荷对污泥膨胀的影响，环境科学学报．2000，20(2)：129--13338．Chudoba，J⋯JBlahaandV．O键ova．．Controlofactivatedsludgefilamentousbulking-111．Effectofsludgeloading．WaterResearch．1974，8(3)：231-23739．王凯军，许晓明．丝状菌污泥膨胀理论分析．中国给水排水．2001．17(3)：66．6940．Chiesa,S．C．andR．L．1rvine．GrowthandControloffilamentousmicrobesinactivatedsludge：AnIntegratedHypothesis．WaterRes．1985，19(4)：471-47941．Chudoba．J．Controlofactivatedsludgefilamentousbulking—VI．formulationofbasicprinciples．WaterRes．1985，19(8)：1017—1022；42．D．H．EikelboomandJ．Gmvenstein．Controlofbulkinginafullscaleplantbyadditionoftalc．Wat．Sci．Tech．1998．No．4—543．ARSENEM．SEKA．TOMVANDEWIELEetal．Feasibilityofamulti-componentadditiveforefficientcontrolofactivatedsludgefilamentousbulking．War．Res．2001，35(12)：2995-300344．AlejandroCaravellia，EdgardoM．Contrerasa,LedaGiannuzzia,NoemiZaritzky．Modelingofchlorineeffectonflocfunningandfilamentousmicro-organismsofactivatedsludges．WaterResearch．2003，37：2097—210545．Sezgin，M．，Jenkins，D，andParker,D．S．AUnifiedTheoryofFilamentousActivatedSludgeBulking．J．WaterPolln．ControlFe血．1978．50：36246．国家环保总局．水和废水监测分析方法．第四版．中国环境科学出版社．200247．徐亚同，张明．污染控制微生物工程．化学工业出版社，200148．J．WannerandP．Grau．Idenfiticationoffilamentousmicroorganismsformactivatedsludge：Acompromisebetweenwishes，needsandpossibilities．War．Res．1989，23(7)：883·89149．FarquharGJ．andBoyleW．C。Identificationoffilamentousmerio—organismsinactivatedsludge．3．Wat．P“lut．CordsolFed．197la．43：604-62250．FarqttharG．J．andBoyleW．C．．Occurrenceoffilamentousmcrioorgan-ismsinactivatedsludge．J．Wat．Pullut．ControlFed．1971b．43：779-79851．WagnerM，AmannR,LernmerH，etal．Probingactivatadsludgewitholigon-ucleotidesspecificforproteobacteria：Inadequacyofeultore-dependentmethodsfordescribingmicrobialcommunitystructure．Appl．Environ．Micro-bial．．1993。59：1520～152552．Eikelboom，D．H．Filamentousorganismsobservedjnactivatedsludge．WaterRes．n西南交通大学硕士研究生学位论文第54页53．Eikelboom，D．H．andVanauijsen，H_J．J．(1981)Microscopicsludgeinvestigationmanual．IMGTNOReportNo。94a．TNOResearchInstituteforEnvironmentalHy舀ene，Delft；54．JenkinsD．RichardM．GandDaiggerGT(1984)ManualontheCausesandControlofActivatedSludgeBulkingandFoaming．WaterResearchCommission．Pretofiaetal；55．PeterKliI'nF)fer．Detectionandcultivationoffilamentousbacteriafromactivatedsludge．FEMSMicrobiologyEcology．1997，23：169-18156．ManzW：SzewzykU，ErikssonP,etal．Insituidentificationofbacterialindrinkingwaterandadjoiningbiofilmsbyhybridizationwith16sand23srRNA-directedfluorescentoligon-ucleotideprobes．Appl．Environ．Microbial．1993，59：2293·2298；57．徐军，邱星辉，曹宏，许木启，杨敏，何风琴，周可新，阚振荣．rRNA—targeted寡核苷酸探针识别活性污泥微生物群落结构与功能研究进展．生态学报．2003，23(11)58．G．NowakandG．D．Brown．CharacteristicsofNostocoidlimieolaanditsactivityinactivatedsludgesuspension．ResearchJournalWPCEl990，62(2)：137-14259．PaulPitt，DavidJenkins．CausesandcontrolofNocardiainactivatedsludge，ResearchJournalWPCEl990，62(2)：143—15060．徐亚同，黄民生．废水生物处理的运行管理与异常对策．化学工业出版社，2003：104——10761．任立斌．一种新型处理方法一SBR法．北京轻工业学院学报．1998，1卜1562．金兆丰，余志荣．污水处理组合工艺及工程实例．化学工业出版社．2003：54—5563．丁峰，王淑莹，李秀玮，彭峰，杨庆．缺乏营养物质(N、P等)引起的污泥膨胀及其控制．哈尔滨建筑大学学报．2001，34(5)：59—6364．周利，彭永臻，黄志，商春娣，丁峰．丝状菌污泥膨胀的影响因素与控制．环境科学进展．1999，7(1)：88—9365．L．Cingolani．E．Ciccarelli，M．CossignaniQ．TomariandVScarlata．ManagementofPapermillWastes：theRoleofFilam—entou$Micro—organismsasIndicators，Wat．Sci．Tech．1994，29(7)：185--18866韩云，扬清香，杨敏，张星，郑少奎．酵母菌处理系统中氮缺乏引起的污泥膨胀控制．环境科学．2003，24(4)：68—7267．RyokoYamamoto．Ikemoto，SaburoMatsui，TomoakiKomori，etal。Interactionsbetweenfilamentoussulfurbacteria,sulfatereducingbacteriaandpoly-paccumulatingbacteriainanaerobic—oxicactivatedsludgefromamunicipalplant．Wat．Sci．Tech．1998，37(4-5)：599-603n西南交通大学硕士研究生学位论文第55页攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目发表的主要论文有：1．吕桂宾，史鸿乐，陈雯，付永胜．印染废水处理中的污泥膨胀与控制．中国给水排水．2005，21(2)：95—962．史鸿乐，吕桂宾，田劲杰，付永胜．“绿色行政体系”中识别“环境因素”的意义及标准．环境科学与技术(已录用)3．陈雯，付永胜，吕桂宾，段可可．超临界流体技术及其在环境保护中的应用工业安全与环保．2005，31(2)：15-18参与的由导师付永胜教授主持的科研项目：1．成都市项目，“绿色行政体系建设研究”，2002～2003．2．四川省项目，“绵阳两江流域环境容量及综合整治规划”，2002～2003．3．安县银河建化集团项目，“含铬废水及铬渣处理研究”，2003．4．铁道部项目，“铁路洗涤废水处理技术研究”，2002～2004．