不同水力停留时间对新疆油田压裂返排液COD去除及微生物菌群特征研究

针对新疆油田压裂返排液较难处理的现状,采用生物膜法作为处理工艺的主要单元,探究不同水力停留时间(HRT)对化学需氧量(COD)去除的影响,通过高通量测序和功能预测确定不同水力停留时间下的微生物群落特征.结果表明:水力停留时间48 h是生物膜法处理新疆油田压裂返排液的适宜水力停留时间,COD去除效率最高,进水COD平均去除率46.77%,平均去除速率83.33 mg·(L·d)^(-1).相对于水力停留时间36、72 h,水力停留时间48 h的微生物多样性更高,群落组成更丰富,且形成以Proteobacteria(变形菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Campylobacterota(弯曲菌门)、Bacteroidota(拟杆菌门)和Desulfobacterota(脱硫菌门)为主要优势菌的微生物群落.微生物菌群具有难降解物质代谢的功能基因,可促进新疆油田压裂返排液的生物降解.

水力停留时间对牛粪和白菜尾菜混合厌氧发酵的影响

厌氧发酵产沼气是处理有机废弃物的有效手段。牛粪是常见的农业废弃物,由于厌氧发酵过程中降解大量难降解组分需要较高的水力停留时间(HRT),导致发酵效率较低。与易降解的白菜尾菜混合发酵可以有效提高甲烷产量,降低HRT可以提高系统的甲烷发酵的效率。为此,研究采用全混式反应器(CSTR)模拟沼气工程发酵罐运行,考察了HRT(25、20、15、10、8、5 d)对牛粪和尾菜混合厌氧发酵的影响。结果表明:HRT为25 d时,甲烷产率最高为185 mL·g^(-1),降低HRT造成甲烷产率显著降低;HRT降至5 d时,由于挥发性有机酸的大量累积,导致反应器运行失败。采用本系统的极限HRT为8 d,此时系统的容积甲烷产率最高,为0.86 L·(L·d)^(-1)。研究结果可为实际沼气工程中处理牛粪和尾菜时协调甲烷产率和容积甲烷产率,进而为选择合适的HRT提供参考。

不同水力停留时间对应城项目中污水处理器效果的影响研究

依据应城市两河流域水生态治理及基础设施PPP项目,开展农村污水无害化分类循环再利用设备工况试验,分析不同水力停留时间(HRT)对该污水处理器处理效果的影响,确定该工程条件下最佳H T R,提出组合式一体化污水处理设备的最佳运行方案,提高污水处理性能,有利于降低运行成本,便于在农村地区推广,为后续其他污水治理项目提供施工依据。

不同水力停留时间和进水硝酸盐浓度下香蕉杆为碳源的固相反硝化性能研究

固相反硝化去除水产养殖尾水中硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)具有广阔的应用前景,水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和进水硝酸盐浓度(influent nitrate concentration,INC)是影响反硝化系统反硝化性能的主要因素之一,需要对HRT进行优化,掌握其最大NO_(3)^(-)-N处理能力。本研究首次以香蕉杆为反硝化反应器的外加碳源,在流场环境下,测定不同HRT和INC下反硝化系统对NO_(3)^(-)-N、亚硝酸盐氮(NO_(2)^(–)-N)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的去除效果。并采用基于Illumina Miseq测序平台的高通量测序技术,对反硝化系统运行初期及末期的细菌群落进行16S rDNA V3和V4区测序分析。结果显示,香蕉杆反应器的最佳HRT为20 h,对应NO_(3)^(-)-N去除率为(96.71±1.36)%,且无NO_(2)^(-)-N积累。在最佳HRT的基础上,反应器的出水硝酸盐浓度(effluent nitrate concentration,ENC)和硝酸盐去除速率(nitrate removal rate,NRR)均随INC的增加而显著增加(P<0.05),出水COD随INC的增加而降低。此外,反应器在整个实验期间能完全去除NH_(4)^(+)-N。高通量测序结果显示,经过长期运行后,反应器内的优势菌门包括变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、弯曲杆菌门(Campilobacterota)和厚壁菌门(Firmicutes),它们的相对丰度分别增至31.20%、6.67%、3.08%和4.26%,保证了反应器的高效运行。此外,在属水平上,反应器初期和末期的优势菌存在明显差异。本研究为农业废弃物作为养殖尾水反硝化碳源的工艺优化提供了理论参考。

水力停留时间和泥龄对序批式气升环流反应器处理硝基苯废水的影响

在序批式气升环流反应器(SAR)中考察水力停留时间(HRT)和泥龄(SRT)对硝基苯(NB)废水处理效果的影响,分析COD、NB和苯胺(AN)浓度在一个运行周期内的变化规律。研究结果表明,SAR可在同一个反应器内提供NB还原转化和AN降解的缺氧和好氧环境,提高缺氧段HRT和SRT有利于NB的还原转化过程。当缺氧段HRT和SRT分别为16~32 h和6.5~14 d,相应的污泥质量浓度为3.1~6.7 g/L时,SAR可以为NB还原降解提供良好的氧化还原条件,对COD和NB的总去除率分别在93.5%和99.2%以上。p H值和ORP与COD、NB和AN的浓度变化有密切的相关性,可通过p H值和ORP的变化对处理过程进行监控从而简化运行管理过程。

水力停留时间对活性污泥系统的硝化性能及其生物结构的影响

利用微生物呼吸醌指纹谱图结合传统分析方法研究了水力停留时间(HRT从30 h逐步缩短至5 h)对活性污泥硝化性能及种群结构的影响.结果表明,对于NH+4-N浓度为500 mg.L-1的废水,在HRT≥20 h时,氨氮去除率可达98%以上.若继续缩短HRT,污泥流失严重,尽管进水NH+4-N浓度降低,出水NH+4-N和NO-2-N仍明显积累.对微生物呼吸醌谱图的解析表明,系统中亚硝化细菌是以变形菌纲β亚纲微生物为主,硝酸细菌是以硝化杆菌为主.亚硝化细菌随污泥量的降低而相应减少,但硝酸细菌数量维持稳定,保持在105CFU.L-1的水平.

水力停留时间对曝气生物滤池处理效能及运行特性的影响

通过实验室模型试验研究了曝气生物滤池处理模拟生活污水的效能 ,分析了水力停留时间 ( HRT)变化对曝气生物滤池处理效果及运行特性的影响规律。研究发现 ,当 HRT大于 0 .6h时 ,曝气生物滤池具有良好的有机物和浊度的去除效果 ,而当HRT为 0 .4h时 ,处理效果则显著下降 ;反应器的硝化反硝化脱氮能力受 HRT的影响比较明显 ,缩短 HRT将使氨氮和总氮去除率迅速下降 ,当 HRT为 1.2 5 h时 ,氨氮和总氮去除率分别达到 70 %和 40 %以上 ;缩短 HRT会在一定程度上促进亚硝酸盐积累现象的发生 ,而反应器的过滤周期则与 HRT呈明显的线性关系。

水力停留时间对膜生物反应器复合工艺污水处理特性的影响

开发了厌氧—多级好氧/缺氧—膜生物反应器复合工艺,在不同水力停留时间(HRT)下,考察了系统对污染物去除效果及其膜污染的特性。结果表明,在试验选定的HRT范围内,系统对TN和TP的去除率随着HRT的降低而升高,当HRT为8.70、6.96、4.97h时,系统对TN和TP的平均去除率分别为73.15%、79.76%、81.98%和67.79%、80.99%、92.16%。但是,较低HRT条件下膜通量较高,会加剧膜污染进程。解决这一问题的措施是增加膜组件个数,从而在不提高膜通量的情况下使系统保持较低的HRT,保证系统高效稳定的污染物去除效果。

水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响

采用自主设计的悬浮载体生物膜/颗粒污泥耦合装置,利用硝化菌载体生物膜和反硝化聚磷菌颗粒污泥,研究水力停留时间对生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷的影响,得出最佳工艺参数。试验考查水力停留时间分别为6 h、7 h、8.5 h和10.5 h,结果表明,当水力停留时间为8.5 h时,系统的COD去除率为91.26%,氨氮和总氮的去除率分别为80.68%和70.58%,厌氧释磷速率也较稳定,为0.47 mg P·(g SS)-1·h-1,厌氧释磷速率最高,其碳源利用率最大,反硝化除磷效率最稳定,PO43--P去除率为76.50%,反硝化除磷效率为1.04 mg P·(mg NO-3-N)-1,所以当水力停留时间为8.5 h时,系统具有较高的脱氮除磷效率。当水力停留时间过短时,氮磷的去除不完全,过长时,系统不稳定,系统的最优水力停留时间为8.5 h。

水力停留时间对猪粪厌氧发酵残留物中磺胺类抗生素分布的影响

针对厌氧消化中磺胺类抗生素(SAs)残留及在沼渣、沼液中分配特征不清等问题,以猪粪为发酵原料,采用完全混合式反应器(CSTR)在中温(37±1℃)条件下进行室内模拟试验,探讨不同水力停留时间(HRT)对磺胺嘧啶(SD)、磺胺二甲嘧啶(SM)和磺胺氯哒嗪(SCP)的去除及其在固/液相中分配的影响。研究结果表明:厌氧消化对3种SAs的去除率表现为SM>SD>SCP。水力停留时间(HRT)=20 d时,猪粪中3种SAs的去除率均达90%以上;HRT=15 d时,三者的去除率均有所下降,特别是SCP去除率降为72.8%左右。厌氧发酵后残留的抗生素主要分布在猪粪沼渣中,其中SCP在沼渣中占有绝对优势。同时,HRT=15 d的处理中,SM和SCP的固/液分配比率明显高于HRT=20 d的处理。厌氧消化过程中不同磺胺类抗生素的降解过程和影响因子存在差异,延长反应体系中抗生素与厌氧微生物作用的反应时间,对中温厌氧消化过程中SAs的去除有积极的作用。为降低其环境危害,猪粪沼渣在还田利用前应进一步消减其中残留的SAs。

污水渗滤土地处理系统中水力停留时间与出水效果的讨论

污水渗滤土地处理系统中 ,水力停留时间与出水效果之间的关系 ,直接涉及到系统的大小与出水效果之间的关系 .一般认为各污染组分的去除率与水力停留时间之间符合一级反应动力学方程 .从微生物生长动力学角度出发 ,就此问题做了进一步讨论 .结果表明 ,各污染组分的出水浓度与水力停留时间之间的关系严格地说 ,是一种类指数关系 ,它实际是一条直线和一条负指数曲线叠加而成 ,而并非纯指数关系 .实际应用结果表明 ,不同系统的处理效率可以通过一级反应速率常数KT 进行对比评价 .提高系统的处理效率可以围绕反映系统净化能力的综合指数KT,从提高系统内微生物活性的角度出发 ,以减小系统的占地及投资 .

膜生物反应器水力停留时间的确定及其影响因素分析

根据微生物反应动力学模型，推导了分离式膜生物反应器水力停留时间公式，并以此公式为基础，分析与探讨了膜生物反应器的影响因素．分析结果表明，对膜生物反应器影响程度由大到小的因素为底物最大比降解速度常数Ｋ，饱和常数ＫＳ，维持常数ｍ，真产率系数ＹＧ，最大比增殖速率μｍ．最后简化了水力停留时间公式，其简化形式为：Ｔ＝１．１×（１／β－１）（ＫＳ＋Ｌ）／ＫＳ０．

延长缺氧区水力停留时间提高倒置AAO/MBR组合工艺的脱氮效果

针对城市污水处理厂进水碳源不足的问题,采用中试规模的倒置AAO/MBR组合工艺,开展通过延长缺氧区水力停留时间以提高系统脱氮效果的研究。结果表明,延长缺氧区水力停留时间可强化反硝化菌对污水中慢速可降解有机碳源和内碳源的利用,可提高组合工艺的整体脱氮效率。当缺氧区水力停留时间从1.5 h增加到3.7 h,组合工艺出水TN可降低至9.25±2.13 mg/L;同时,系统COD_(Cr)和TP去除稳定,平均去除率分别稳定在93.12±3.29%和93.96±1.14%。

水力停留时间对厌氧折流式反应器处理印染废水运行效果影响的研究

采用厌氧折流式反应器(ABR)处理印染废水。结果表明,在水力停留时间(HRT)为14～32h时,ABR各格室出水COD逐渐降低,HRT越长,COD去除率越高;进水色度为300～500倍,ABR对色度去除效果显著,在HRT为32h时,色度去除率高达75.0%;ABR各格室出水NH3-N均比进水高,第1格室的NH3-N较进水增幅最大;ABR各格室pH呈上升趋势;氧化还原电位(ORP)随ABR格室依次下降;在HRT为14～32h时,BOD5/COD由进水的0.23分别提高到出水的0.31、0.36、0.42、0.40。从运行管理的经济性和提高出水的可生化性考虑,处理印染废水的HRT选择24h为佳。

发酵温度、进料浓度和水力停留时间对连续式厌氧发酵效果的影响

连续式厌氧发酵的研究对于指导沼气工程的设计和运行有着重要的现实意义。发酵温度、进料浓度和水力停留时间等三个参数对于连续式厌氧发酵的效果有着重要影响。文章综述了这三个参数对不同厌氧系统容积产气率、原料产气率、去除率和缓冲能力等的影响,为该领域的进一步深入研究提供了一定的借鉴意义。

好氧完全混合式反应器中水力停留时间对溶解性微生物产物的影响

以葡萄糖为底物,采用10 L完全混合式反应器研究了进水COD为1 000、1 500和2 000mg/L条件下水力停留时间对出水中溶解性微生物产物(SMP)的量、分子量分布和组成成分的影响。在进水COD相同条件下,溶解性微生物产物的量随着水力停留时间延长呈下降趋势。水力停留时间相同时,进水COD越高产生的溶解性微生物产物的量越多。随水力停留时间的延长,小分子量(Mr<1×103)部分溶解性微生物产物所占百分比呈现先减小后增加的趋势;中间分子量(1×103<Mr<1×104)部分呈现先增加后减小的趋势;大分子量(Mr>1×104)部分则逐渐减小。水力停留时间对溶解性微生物产物中的多聚糖和蛋白质含量有显著影响,对DNA含量没有显著影响。随着水力停留时间的延长,多聚糖和蛋白质能够逐渐降解。

水力停留时间、水温与氨氮浓度对浸没式生物滤池氨氮去除速率的效应

本文研究了采用浸没式生物滤池处理集约化养殖污水时 ,水力停留时间 (HRT/min)、水温(T/℃ )、总氨氮浓度 ([TAN] ,mgNH+4-N/L)对总氨氮去除速率 (R/gNH+4-N/m3 h)的效应。对实验数据的分析结果表明 ,它们之间的经验方程为 :当 [TAN]≥ 2 85mgNH+ 4-N/L ,R =0 2 6+ 0 2 9·HRT + 0 0 0 8·HRT·T -0 0 1·HRT2 ;当 [TAN]≤ 2 85mgNH+ 4-N /L ,R =(-0 78+ 0 2·HRT + 0 0 0 3·HRT·T -0 0 0 7·HRT2 )·[TAN ]+ 0 2 45。上述模型可说明在单因素作用时 ,氨氮去除速率与水温线性正相关 ,与总氨氮浓度为零级、一级反应关系 ,与水力停留时间呈双曲线相关。一定的水温、氨氮负荷条件下 ,存在使氨氮去除速率最大的水力停留时间 。

防止藻类过度繁殖的青草沙水库合理水力停留时间初探

青草沙水库位于长江口长兴岛的西北水域,水量丰富、水质优良,是上海城市供水水源战略转移的重要依托之一。青草沙水库水力停留时间是确定水库运行方式的重要依据,它直接关系到水库水位、泵闸调度及运行成本等。根据水库库形特征,库内外水文水质条件,研究合理水力停留时间,改善水环境,最大限度发挥水库的自净能力,防止藻类大面积繁殖。通过建立水库藻类生长模型,提出青草沙水库满足藻类"水华"控制要求的水力停留时间,在夏季温度较高(>25℃)时水库水力停留时间可以取15～18d,在春秋季温度相对稍低时(<20℃)可以取25～30d。

水力停留时间对双循环厌氧反应器处理中药废水污泥特性的影响

研究了不同水力停留时间(HRT,24 h、18 h、15 h、12 h)对双循环(DC)厌氧反应器处理中药废水效能的影响,并对颗粒污泥的粒径分布(PSD)、胞外聚合物(EPS)、微生物群落等变化情况进行了分析。结果表明,HRT由24 h缩短为12 h后,DC厌氧反应器对COD的去除率仍在90%以上。虽然出水中乙酸含量升高到339.69mg·L-1,但未造成VFA的过度累积;出水中辅酶的荧光吸收峰有所降低,而类腐殖酸与类富里酸的吸收峰增强,不适宜再继续降低HRT。随着HRT的缩短,颗粒污泥的EPS总量、蛋白含量、多糖含量均降低,其中酪氨酸对于保持污泥的稳定性发挥着重要作用。而磷脂脂肪酸分析(PLFA)表明,HRT缩短对于DC厌氧反应器第2反应区内微生物群落分布影响显著,革兰阳性菌由原来占总脂肪酸生物量的44.24%下降到32.69%,而革兰阴性菌由32.69%增大到38.66%。

水力停留时间对聚乙烯醇膜生物反应器污水处理特性的影响

通过考察不同水力停留时间(HRT)下NH4+-N和COD去除率的变化规律,确定了聚乙烯醇一体式膜生物反应器的最佳HRT为6h。在试验条件下,测得膜的临界通量约为14.0L·h-·1m-2,在次临界通量10.0L·h-1·m-2运行有利于系统长期稳定的运行,当膜通量为20.5L·h-1·m-2,大于膜的临界通量时,运行期间,过膜压差基本无稳定阶段,而是从开始运行便几乎呈直线性上升,表明发生不可逆污染现象。可见,为保证系统能够长期稳定运行,须操作在次临界通量以下。