SBR中曝气强度对除磷颗粒的影响

在3个SBR反应器（R1、R2和R3）中,好氧段分别控制气体流量为0.5、1.0和1.5 L·min-1,研究了不同曝气强度对除磷颗粒的特性、处理性能和生物量等的影响。3个反应器在不同的曝气强度下30 d均实现了除磷污泥颗粒化,而后稳定运行30 d。试验结果表明,曝气强度对除磷颗粒的粒径、形态、含水率、沉淀性、处理效果、生物量等有着重要的影响。颗粒成熟后,R1、R2和R3中颗粒的平均粒径分别为900、1000和1150μm,含水率分别为95.6%、94.2%和93.4%,沉淀速度分别为24~144、29~162和33~178 m·h-1。在40 d后的运行中,R1、R2和R3中COD的平均去除率分别为95%、96%和98%,TP的平均去除率分别为97%、98%和99%。可见,曝气强度较大的反应器中形成的颗粒具有较好的沉淀性、较大的粒径、较低的含水率、较好的处理效果,且形状规则、外表光滑,而较大的生物量及较密实的结构是这些颗粒具有较优性能的主要原因。同时,测定并计算了3个反应器中第51天除磷颗粒的MLVSS/MLSS和生物活性层的厚度,高曝气强度反应器中聚磷颗粒的生物活性层厚度比较大,生物量比较高;并通过计算厌氧阶段P释放量与COD消耗量的比值,证实了本试验除磷颗粒系统中富集了大量的聚磷菌。

一体式MBR控制膜污染的最佳曝气强度及影响因素

强化曝气可有效控制膜污染,但会导致系统能耗增加,且曝气强度过大还会对膜污染控制产生负面影响;系统存在一个经济曝气强度-可在保证处理效果、控制膜污染的同时最大限度地降低能耗。反应器结构、膜组件型式、曝气方式、污泥浓度、抽停时间、操作压力等运行条件都会影响经济曝气强度。本试验条件下,最佳组合操作条件为:经济曝气强度500～550L/m·2h、污泥浓度6g/L、抽吸时间12min、停抽时间3min、操作压力40kPa。

污泥浓度与曝气强度对MBR运行的综合影响

高污泥浓度可以在减少剩余污泥产量的同时提高系统的容积负荷,但经济曝气强度随污泥浓度的增加呈指数递增,从而使能耗大大增加。为解决这一矛盾,进行了一体式A/O法膜生物反应器处理城市污水的试验,结果表明:过高或过低的污泥浓度和曝气强度都会影响膜生物反应器对COD、NH3-N、TN等污染物的去除效果,并且会加剧膜污染。膜生物反应器存在临界污泥浓度和经济曝气强度,在试验条件下分别为4.73 g/L和451 L/(m2.h)。

曝气强度对膜污染的影响

混合液浓度的高低及其粒度分布特性是影响膜生物反应器膜污染的重要因素。在一定污泥浓度下,主要考察了曝气强度对污泥絮体粒度分布的影响,以及不同粒度下的膜污染特性。试验结果表明,曝气强度提高,可以起到减缓污泥颗粒在膜表面的沉积作用,但高的错流流速产生的剪切效应使得污泥颗粒变得琐碎,导致细小胶体粒子和溶解性部分增多,增加了膜孔吸附和堵塞的机会,加剧了膜污染的进程。膜污染速率在曝气强度提高初期阶段迅速降低,接着又随曝气强度增加而缓慢升高,在污泥质量浓度为8 g/L的试验条件下,对应的最适曝气强度为84 m3/(m2.h)。

曝气强度对膜生物反应器运行特性的影响

以膜生物反应器(MBR)处理模拟生活废水为研究体系,考察曝气强度对系统污染物去除效果、脱氢酶活性、胞外聚合物(EPS)组分和含量、Zeta电位、污泥粒径及跨膜压差等的影响.结果表明,随着曝气强度降低,COD去除率变化不大,均大于94.0%,脱氢酶活性明显降低,VSS/SS比值下降;污泥LB-EPS增加,Zeta电位降低,污泥平均体积粒径减小,膜通量下降速率增大.曝气强度为800—400 L.m-.2h-1的条件下,曝气产生的水力剪切力不是影响污泥粒径大小的主导因素,污泥Zeta电位则起着决定作用,但水力剪切力有利于缓解膜污染.

曝气强度对SMBR膜污染的影响

改变曝气强度是控制SMBR(Submerged Membrane Bioreactor)膜污染的重要手段之一.在不同的曝气强度下考察了膜过滤压差随时间的变化情况,膜阻力构成情况和污泥指数SVI(Sludge Volume Index)的变化对膜污染的影响.结果表明:曝气强度过大或过小,压差上升速率都会增大;随着曝气强度的增大,Rp,Ref,Rc在过滤总阻力中所占的比例都会逐渐减小,Rif在过滤总阻力中所占的比例逐渐增大;当曝气强度低于0.88 m3.m-2.h-1时,水力剪切力主要作用于膜污染的消除,而对活性污泥的性质没有多大影响,SVI变化不大,因此压差上升速率随曝气强度的增加而降低;而当曝气强度高于0.88 m3.m-2.h-1时,水力剪切力过大,导致污泥絮体结构被破坏,SVI明显增大,从而加速了膜的污染,使压差上升速率随曝气强度的增加而增加.

不同曝气强度下活性污泥中松散束缚型胞外聚合物组分含量及其对污泥沉降性能的影响

为了探求曝气强度对活性污泥沉降性能的影响规律和机制,在实验室条件下利用序批式活性污泥法(SBR)装置研究了活性污泥好氧阶段曝气强度对活性污泥沉降性能、松散束缚型胞外聚合物(LB-EPS)含量及其组分的影响。结果表明:(1)随着曝气强度增加,活性污泥中LB-EPS含量逐渐升高。(2)活性污泥LB-EPS中,蛋白质为其最主要成分,其次为多糖,腐殖酸所占比例最小,多糖含量及比例均随曝气强度的上升而增大,蛋白质和腐殖酸含量受曝气强度影响不大。(3)曝气强度为40、80、120L/h,污泥体积指数(SVI)分别为(65.00±0.98)、(83.00±1.45)、(103.00±2.00)mL/g。曝气强度增加引起活性污泥沉降性能的恶化的原因主要在于曝气强度的增加会使LB-EPS中的多糖含量上升。

曝气强度对膜生物反应器中胞外聚合物组成及分布的影响

以膜生物反应器处理模拟生活废水为研究体系,研究了曝气强度对系统比耗氧速率、胞外聚合物含量及分布的影响。结果表明,随着曝气强度增大,比耗氧速率增加,反应器内上清液胞外聚合物含量下降,污泥胞外聚合物含量则变化不大,且胞外聚合物组成均以多糖为主。然而,膜污染层中溶解态胞外聚合物及总胞外聚合物含量随曝气强度升高而增加,其组成以蛋白质为主。膜污染速率与污泥混合液溶解态胞外聚合物中蛋白质与多糖的比值呈正相关。

曝气强度对SBR亚硝化工艺运行影响试验

曝气强度是调控间歇曝气DO的重要参数,为明晰总曝气强度相同、曝气强度不同对间歇曝气SBR亚硝化工艺的影响,在25~28℃下,接种亚硝化性能良好的活性污泥于间歇曝气SBR反应器中,结合响应面分析研究间歇曝气下曝气强度对亚硝化系统稳定性的影响.结果表明,控制曝气强度为1.2 L/(h·L),亚硝态氮积累率可达93%,但氨氮去除率仅为80%.增加曝气强度到1.58 L/(h·L),随着运行周期增加,亚硝化性能逐渐恶化.控制曝气强度为1.93 L/(h·L),系统的平均氨氧化率和亚硝酸盐积累率为90%和91.6%,实现了较高的氨氧去除和亚硝酸盐积累.批次实验及响应面分析表明,曝气强度及曝气时长对氨氮去除及亚硝酸盐的积累均有显著影响,曝气时间越短亚硝酸盐积累率越高,曝气强度越大氨氮去除率越高.但低曝气强度下AOB的活性受到抑制,通过延长曝气时长并不能保持良好的氨氮去除.在过高曝气强度下,AOB的活性不能得到相应的增强,氨氮去除率及亚硝酸盐积累率只受曝气时长的影响,因此,在总曝气强度相同下,可采取较高的曝气强度配合短曝气时长来实现高氨氮去除及亚硝酸盐积累.

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 :Ulr=(2 6 1 3- 0 0 2 4 )U0 871gr 0 2 76U0 871gr - 0 2 8。根据该模型 ,计算得到的液体循环临界曝气强度为 1 0 1 7cm min ,颗粒污泥流化临界曝气强度为 2 6 6 2cm 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 。

淹没式中空纤维膜过滤装置中曝气强度对系统的影响

本文研究了淹没式中空纤维膜过滤装置中曝气强度对 CODMn、NH+ 4- N去除率的影响及对膜通量的影响 。

进水流量和曝气强度对管式曝气池液相流态及氧传质特性的影响

利用粒子图像测速技术(PIV)和溶解氧在线测试仪对管式曝气池在不同进水流量和不同曝气强度工况下的液相流态和氧传质特性进行了测定。结果表明,管式曝气池在相同曝气强度下,氧转移系数和氧转移效率均随着进水流量的增加而逐渐增加;而在相同进水流量时,氧转移系数和氧转移效率均随曝气强度的增大呈先下降后逐渐上升的趋势。综合考虑理论和实际情况,PIV测量时曝气强度选择0.750m3/h。当进水流量为0.234m^3/h时,管式曝气池上中下3个区域的涡量面积分布最均匀,液相死区最少,说明此时气液两相混合程度最好。因此,管式曝气池的最佳进水流量确定为0.234m^3/h。

曝气强度对地下水生物除铁除锰影响的研究

为了研究曝气在生物除铁除锰中的作用，确定合理的曝气方式和曝气强度。采用曝气＋一级过滤工艺进行现场试验，三座试验滤柱曝气强度分别为高强度曝气、低强度曝气和不曝气三种，对三座滤柱的出水铁、锰含量及生物相进行了对比研究，并从水中DO、碳源、Fe^2＋、Fe^3＋絮凝物的影响等方面进行了机理分析。结果表明：原水Fe^2＋、Mn^2＋含量不超过5～6mg·L^-1和1．8～3．2mg·L^-1时，采用低强度曝气（DO=7mg·L^-1左右），处理效果较好，出水铁、锰的合格率分别可达100％和83％。

曝气强度及间歇方式对SMBR膜阻力变化特征的影响

实验采用浸没式膜生物反应器(SMBR)对某石化废水进行处理,研究了曝气强度和间歇方式对SMBR膜阻力变化特征的影响。结果表明,在曝气强度分别为7.5、15、30 m3/(m3·h)时,跨膜压差(TMP)达到TMPmax(12 k Pa)的时间分别为12.17、15.67、29.33 h;TMP变化速率K分别由2.55、2.45、2.13 Pa/s上升到5.47、5.06、3.87 Pa/s;不可逆污染的阻力分别为41.0×109、52.4×109、100×109 m-1。采用3种不同运行方式(运行-间歇9 min-1 min、8 min-2 min、7min-3 min)时,达到TMPmax的时间分别为11.67、24.67、29.33 h,K分别由0.79、2.55、2.14 Pa/s上升到2.12、3.14、3.87Pa/s,总处理水量分别为17.33、33.66、33.87 L。因此,曝气强度增加在一定程度上会缓解膜污染速率,但会引起膜阻力构成特征的变化。延长间歇时间可以缓解膜污染速率并提升系统的总处理水量,但是间歇时间过长,对总处理水量的提升有限。

曝气强度对膜生物反应器膜污染形成特性影响的研究

曝气是控制膜生物反应器膜污染的重要手段,而曝气强度大小的确定是有效控制膜污染的关键因素。本文通过实验考察了浸没式中空纤维膜生物反应器在5种不同的曝气强度下[40,60,80,100,120 m3／(m2·h)]处理人工合成有机废水过程中膜污染的发展变化情况,并对膜污染的形成特性进行了分析。结果表明:曝气强度为80 m3(m2·h) 时,膜过滤压差及压差变化率dp／dt最低,膜污染阻力中沉积层所占的比例较大,随着曝气强度的增加,压差下降不明显,甚至出现回升,阻力构成开始发生变化,达到120 m3／(m2·h)时,膜孔堵塞和凝胶层所占阻力比例明显增加,污染加重。实验确定80 m3／(m2·h)为最佳曝气强度。

曝气强度对重力出水式膜组件膜通量的影响

采用重力出水式膜生物反应器,在不同曝气强度下,研究两种不同膜组件的膜通量变化情况,同时找出两组膜组件的经济曝气强度。研究结果表明,膜组件A的经济曝气强度约为50m·3m-·2h-1,平均膜通量为8.91L·m-·2h-1;膜组件B经济曝气强度约为40m·3m-·2h-1,平均膜通量为3.73L·m-2·h-1。长期运行结果表明,膜组件B相对膜组件A可能较快发生膜污染现象。

曝气强度对膜生物流化床运行特性的影响

将膜分离技术与生物流化床工艺有机结合,采用结合后的膜生物流化床(Membrane-Fluidized Bed Bioreactor,MFBB)处理城市污水。试验以气水比作为曝气强度指标,考察了在气水比为15∶1、25∶1和45∶1的情况下MFBB的运行特性及曝气强度对其运行特性的影响。试验结果表明,系统的曝气强度并非越高越好,而是存在一个最佳值,本试验条件下的最佳气水比为25∶1,此时CODCr、NH3—N、TN去除率分别可达96.91%、98.02%和60.12%。稳定阶段的脱氢酶活性平均值达23.8μgTF/(mgMLSS.h)。

不同曝气强度下SBR污染物去除性能研究

采用6组柱状序批式反应器(SBR),考察了不同曝气强度(Q=40,80,100,120,140,160 L/h)对活性污泥降解污染物(COD和氨氮)能力的影响。在此基础上,利用SOUR活性指标和溶解氧渗透深度,阐述曝气强度对活性污泥污染物去除能力的影响机制。结果表明,随着运行时间的增加,各活性污泥系统去除COD和氨氮的能力逐渐提升并到达稳定。稳定期,随着曝气强度的增加,COD及氨氮去除效率先升高后降低,在曝气强度为100 L/h时,COD及氨氮的平均去除率最高,分别为95.6%和95.86%。稳定期污泥活性同样随曝气强度变化而先增高后降低,Q为100 L/h时污泥活性最强,SOUR值为46.0 mg/(g·h),而Q为160 L/h时活性最低,SOUR仅25.1 mg/(g·h);缺氧区域占比先增加后减少,R3时最高,体积分数为68.45%;在此实验条件下,当曝气强度为100 L/h时,为污泥系统提供了最佳的反应条件。

曝气强度对SBBR同步生物脱氮及N2O释放影响

以生活污水为处理对象,采用碳纤维填料制成序批式生物膜反应器(sequencing batch biofilm reactor,SBBR),采用N2+O2联合曝气的方式,通过改变N2和O2的比例,稳定系统内DO浓度为1.5 mg/L,考察不同曝气强度(30、20和10 L/h)下系统脱氮性能及N2O释放特性。异养菌和硝化菌共生于生物膜内,异养菌位于外层,硝化菌位于内层,曝气强度降低有利于外部异养菌大量增殖,生物膜厚度增加。曝气强度为30 L/h和10 L/h条件下,SBBR系统NH4+^-N去除率分别为95%以上和79.2%±1.6%,同步脱氮效率分别为46.2%±2.6%和62.1%±2.3%,N2O产率分别为6.25%±0.6%和2.93%±0.43%。缺氧阶段,反硝化过程和PHA(聚β–羟基烷酸酯)积累同时发生;好氧阶段,PHA呈先增加后减少的趋势。初始阶段增加的PHA为后续同步发生的反硝化过程提供了电子供体。AOB的好氧反硝化过程和异养菌反硝化过程均可导致N2O的产生。曝气强度降低导致水力剪切力下降,生物膜内缺氧范围扩大,缺氧区N2O停留时间延长,利于其反硝化减量。曝气强度由30 L/h降至10 L/h,微生物胞外聚合物(EPS)分泌减少,PS/PN(多糖/蛋白质)由8.59 mg/mg降至6.58 mg/mg,生物膜致密性降低,碳源和N2O以扩散形式进入缺氧区域能力增强,N2O释放量降低。

曝气强度对活性污泥生物膜共生系统的影响研究

活性污泥-生物膜共生系统结合了活性污泥法和生物膜法的优点,强化了系统的去污能力,而曝气强度是活性污泥-生物膜共生系统的关键控制参数,曝气强度的优化对共生系统的研究和应用具有重要意义.为此,考察了曝气强度对共生系统生物量、DO、去污能力以及剩余污泥产率的影响.结果表明,随曝气强度的升高,DO相应增加并逐渐趋于平稳;当曝气强度为4.4m3/(m2.h)时,系统生物量达到最大,去污能力达到最高,COD、TN、TP去除率分别为:93.26%,65.35%和77.37%;受生物膜的影响,系统的剩余污泥产率均较低,为0.06～0.25gMLSS/gCOD,随曝气强度的增加污泥产率呈先增后降的趋势.