厌氧-缺氧生物膜反应器/脉冲生物滤池/多孔介质生态滤床工艺处理校园生活污水探究

农村污水治理是改善人居环境、实施乡村振兴战略的重点工作,乡镇中学污水治理是农村污水治理的重要环节。针对乡镇中学生活污水排放的特点,从降低能耗、操作的复杂性、维修养护的繁琐性、符合生态文明及生态宜居大背景的要求出发,优化组合形成“厌氧-缺氧生物膜反应器-脉冲生物滤池-多孔介质生态滤床”生活污水处理工艺,并应用于安徽省寿县堰口镇某中学生活污水处理工程。该工程对小水量分散式校园污水治理与循环利用具有示范作用。

用于牛粪液厌氧消化的推流式和完全混合式反应器性能研究

对推流式反应器（PFR）和完全混合式反应器（CSTR）用于牛粪液厌氧消化的性能进行了比较研究.在中温35℃下,对进料浓度40、80和128 g/L的3种牛粪液分别进行了试验.结果表明,CSTR比PFR具有更好的去除VS（挥发性固体）和产生物气的性能,在进料浓度为40、80和128 g/L时,CSTR中VS去除率比PFR中分别提高了17.4%～21.5%,3.9%～21.5%和0.5%～5.3%.在最优进料浓度80 g/L下,CSTR获得了最高的容积产气率和单位VS产气量,比PFR中提高了9.8%～25.9%.研究认为,CSTR中的搅拌作用加强了微生物与物料之间物质的传递,提高了降解去除有机物和产生物气的消化效果.因此,在牛粪液厌氧消化时,推荐使用CSTR反应器.

新型厌氧反应器处理餐厨垃圾浆液的研究

在中试规模、中温(38℃)条件下,研究脉冲-混合厌氧消化反应器(IMD)处理餐厨垃圾浆液的效果。试验结果表明:在负荷4.0 kgVS/(m^3·d)阶段,处理效果最好,VS产气率最高达到1.60 m^3/kgVS,沼气中的甲烷体积分数最高为68.9%;IMD反应器可在负荷6.0 kgVS/(m^3·d)下稳定运行,平均VS产气率为1.25 m^3/kgVS,平均VS去除率为79.11%。与其他厌氧反应器相比,IMD反应器处理餐厨垃圾浆液的容积负荷较高,处理效果较好。

餐厨垃圾厌氧消化处理技术工程应用

该餐厨垃圾处理项目采用"机械预处理+厌氧消化"工艺,设计处理能力为200 t/d。机械预处理阶段主要采用自动分选、固液分离、水力除渣技术,能够在无人值守的情况下自动的分选出餐厨垃圾中的塑料、金属等杂物,并将剩余部分中的可生物降解有机质转化成高浓度有机浆料。餐厨垃圾中的油脂经过提纯后制得纯度在98%以上的毛油,预处理生成的有机浆料进入CSTR反应器进行厌氧消化,转化成清洁能源—沼气。该项目实际运行中日均处理餐厨垃圾193.4 t/d,沼气产量为13 924.8 m^3/d,其中CH_4质量分数为63%,毛油产量为3.8 t/d,油脂回收率达87%。

焚烧发电厂储坑渗滤液在CSTR厌氧消化系统中递进式进料有机负荷极限研究

在连续搅拌反应器（CSTR）系统中采用递进式提高有机负荷,研究中温（35℃）条件下垃圾焚烧发电厂储坑渗滤液与猪粪混合厌氧消化的规律及其系统有机负荷极限。结果表明,有机负荷率（OLR）为2.08g VS/（L·d）~6.24 g VS/（L·d）时,递进式进料方式的CSTR厌氧消化器可稳定运行,且随着OLR的提高,系统的日产气量和甲烷含量增加;在有机负荷为6.24g VS/（L·d）阶段,通过控制进料间隔时间使消化系统稳定后,能获得5000~7300m L日产气量其中甲烷含量为45%以上。有机负荷增加到8.32 g VS/（L·d）时,厌氧消化系统随渗滤液的加入变得不稳定,所产气体甲烷含量逐渐趋于零,即使通过控制进料间隔时间,系统也难于稳定。有机负荷进一步提高到10.40 g VS/（L·d）时,系统已无法维持。

硫酸盐对木糖废水厌氧处理的影响

在中温 35℃± 1℃条件下 ,对含高浓度硫酸盐的木糖生产废水进行了厌氧消化研究 ,主要研究了pH值和COD SO42 -比值等因素对COD ,、SO42 -去除率、以及它们之间关系的影响。实验证明 ,投加铁离子是解除硫化物抑制的有效方法 ;在中性及偏酸环境中有利于COD的去除 ;当COD SO42 -的比值大于 2 .78时 ,COD的去除率几乎不受COD SO42 -比值的影响。

厌氧氨氧化菌的驯化培养

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下,厌氧氨氧化混合菌直接以NH4+为电子供体,以NO3_或NO2-为电子受体,将NH4+、NO3-或NO2-转变为N2的过程。厌氧氨氧化作为一种新型的污水处理工艺因其耗能少且不消耗碳源具有较高的理论意义和良好的应用前景。本文以活性污泥为种泥,采用SBR反应器,以NH4Cl和NaNO2配制人工模拟废水进行厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌的培养与驯化。在此系统中观察到了厌氧氨氧化反应,但是氨氮并没有与亚硝酸盐氮一直呈比例下降,反而有所上升,此时厌氧氨氧化菌的驯化培养仍处于初期。

污泥厌氧消化反应器CFD数值模拟研究进展

污泥作为典型的不透明非牛顿流体,在厌氧消化反应器内的流场具有复杂性,难以直接进行流场测试分析。结合计算流体力学(CFD)技术,分析污泥厌氧消化反应器内的流场分布情况,探讨污泥在反应器内混合效果和对消化过程的影响,以验证校核反应器优化设计和运行,改善污泥在消化反应器内的流动和混合性能并最终提高反应器性能。在综合文献及前期研究工作的基础上,系统分析并重点关注了CFD数值模拟过程当中多相流模型和湍流模型的选取、污泥流变特性应用、反应器流场评估优化及耦合生化模型等的研究现状及进展,总结了目前污泥厌氧消化反应器CFD数值模拟过程存在的问题。并指出在考量污泥流变学特性的基础上,利用传质模型将反应器流场和生化过程相耦合,构建流场-生化耦合模型,获取基质转化规律,为优化污泥厌氧消化反应器设计运行提供理论依据,是CFD应用于厌氧消化反应器数值模拟的发展方向。

HABR反应器处理含糖浆废水的试验研究及动力学模型比较分析

[目的]研究含糖浆废水的厌氧消化过程,并比较2种不同动力学模型的预测效果。[方法]设计一个72L有效容积带有6个隔室的混合厌氧折流板反应器进行含糖浆废水消化试验,温度为25℃,水力停留时间(HRT)为6h、16h、24h、72h和120h,进入废水COD浓度恒定为10000mg/L。[结果]试验表明不同隔室内pH随HRT增加而增加,挥发性脂肪酸(VFA)浓度随HRT增加而降低。基于底物消耗的第一级动力学扩散模型及基于Young方程的修正模型预测有机物转化率,前者平均误差为1.75%,而后者为0.85%。[结论]基于Young方程的修正模型预测有机物转化率有更好的预测试验效果。

厌氧膜生物反应器在污泥厌氧消化中的应用

结合厌氧消化和膜分离特点的厌氧膜生物反应器(AnMBR)应用于污泥处理,形成可提高污泥厌氧消化效率的污泥AnMBR。污泥AnMBR是目前污泥厌氧消化的重要研究方向,对污泥AnMBR的发展、研究和应用现状进行总结,分析了污泥AnMBR的膜污染及其影响因素,重点讨论了污泥混合液对污泥AnMBR膜污染的影响,并对污泥AnMBR下一步研究进行了展望。

R-PFR与CSTR厌氧消化餐厨垃圾运行效率及微生物群落结构对比

以中温餐厨垃圾(FW)厌氧消化反应器为研究对象,结合稳定运行过程中的微生物群落结构特征,考察了两种常见的厌氧消化反应器—完全混合式反应器(CSTR)和有回流的推流式反应器(R-PFR)的运行效率和稳定性.结果表明,两种构型的反应器均能在3.0 kg·m-3·d-1(以VS计)负荷下稳定高效地运行.R-PFR具有更稳定的稳定性指数,如总碱度(TA)和挥发性脂肪酸比TA值(VFA/TA),以及更低的氨氮(TAN)和游离氨(FAN)浓度,但产气效率(如比甲烷产率(SMP))不及CSTR.R-PFR中以Chloroflexi门(37.35%)和Firmicutes门(31.22%)为优势细菌,而CSTR中以Bacteroidetes门(31.14%)与Firmicutes门(44.41%)为优势细菌.CSTR和R-PFR均以Methanosaeta属为优势产甲烷菌(98.72%和84.90%),乙酸型产甲烷途径为主要的产甲烷途径.但CSTR中除Methanosaeta属以外还有一定丰度的混合营养型的Methanosarcina,以及氢营养型Methanospirillum和Methanolinea.CSTR中具有对VFA和TAN更具耐受性的产甲烷菌群,更有利于餐厨垃圾产甲烷过程的稳定进行.由于R-PFR的敏感性较低,有利于处理剧烈变化的底物,但R-PFR容易出现严重的局部酸化现象,不利于长期处理过高负荷的易降解底物(如餐厨垃圾).这些结果可为优化餐厨垃圾厌氧消化工艺设计提供基础依据.

城市生物质废物热水解-ASBR厌氧消化研究

通过热水解预处理提高城市生物质废物的固体有机物溶解率，使用厌氧序批式反应器（ASBR）提高生物质废物厌氧消化效率．结果表明，热水解的优化条件为175℃、60min，餐厨垃圾、果蔬垃圾和污泥的挥发性悬浮固体（VSS）的溶解率分别为31．3％、31．9％和49．7％．热水解后餐厨垃圾、果蔬垃圾和污泥中液态有机物占总有机物的比例分别为54．28％、58．14％和40．91％．在水力停留时间（HRT）20d的条件下，2个ASBR反应器（简称A1和A2）与1个连续流完全混合反应器（CSTR，简称C）同时启动，COD容积负荷3．2～3．6kg／（m^3·d），3个反应器的平均日产气量分别为：5656mL／d（A1）、6335mL／d（A2）、3103mL／d（C）；VSS的降解率分别为45．3％（A1）、50．87％（A2）、20．81％（C）．TCOD的去除率分别为88．1％（A1）、90％（A2）、72．6％（C）．ASBR反应器通过沉降使固体有机物和厌氧微生物获得较长的停留时间，在HRT20d时获得的污泥停留时间（SRT）超过130d，因此，获得比CSTR更高的处理效率．

CSTR-ABR工艺在养殖废水处理工程中的应用——以淮南市天顺生态养殖有限公司沼气工程为例

以淮南市天顺生态养殖有限公司沼气工程为例,介绍了沼气工程的概况、工艺技术及流程、工程效果及效益。

COD/SO_(4)^(2-)对厌氧处理含硫酸盐低浓度有机废水的影响

采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器处理含硫酸盐低浓度有机废水,考察了进水COD/SO_(4)^(2-)对处理效果的影响。研究显示,进水COD/SO_(4)^(2-)的变化会对反应器的COD去除率和SO_(4)^(2-)还原率产生增加以及降低两个阶段的影响。当COD/SO_(4)^(2-)为15时,COD去除率在65%左右,SO_(4)^(2-)去除率在80%以上;当COD/SO_(4)^(2-)为7时,反应器的处理效果最好,出水COD在450 mg/L以下,COD和SO_(4)^(2-)去除率分别在75%和85%以上;当COD/SO_(4)^(2-)为4时,COD和SO_(4)^(2-)去除率分别降至65%和75%以下。可见,在低浓度有机废水厌氧处理系统中,适量硫酸盐的存在能够促进产甲烷菌与硫酸盐还原菌协同代谢有机物,提高反应器对COD的去除效果。

利用逐级提高进料浓度的方法启动完全混合反应器处理鸡粪

为了改进完全混合反应器(continuous stirring tank reactor,CSTR)厌氧消化处理鸡粪的启动效果,通过逐级提高进料鸡粪浓度的方法在CSTR中进行中温(36?C)厌氧消化的启动实验,实验分为2个步骤:污泥适应性驯化和消化能力提升,即通过间歇添加2%浓度鸡粪的方法驯化活性污泥;利用逐级提高进料鸡粪浓度(2.1%、3.2%和5.2%)的方法提高污泥消化能力。结果表明:通过逐级提升进料鸡粪浓度的方法能够驯化出处理一定浓度鸡粪的活性污泥,当进料鸡粪浓度达到5.2%时,CSTR进料有机负荷(organic loading rate,OLR)、总固体含量(total solid,TS)去除率和产沼气量分别达到1.5 g·(L·d)^(-1)、60%和1 L·(L·d)^(-1),甲烷体积分数稳定在(65±3)%左右,总氨氮浓度最高达到1 200 mg·L^(-1),没有出现氨抑制的现象,污泥活性随进料鸡粪浓度提升而逐步得到驯化,从而成功启动反应器正常运行。为CSTR厌氧消化处理高氮基质启动提供了新的方法,具有重要的理论和实践意义。

惰性稀土瓷砂对一体化装置污水处理效果的影响

建立了自行设计的一体化厌氧折流板反应器(ABR)-全混合式曝气池(CMAR)污水处理装置,在有、无惰性稀土瓷砂时,对模拟生活污水的处理效果进行了对比实验研究。结果表明,在有、无惰性稀土瓷砂时装置处理效果均较好,各指标均能达到相应的GB18918-2002中的一、二级标准。但添加惰性稀土瓷砂对污水中有机物及水质的净化处理效果有一定积极影响,能明显降低出口COD、BOD_5,COD、BOD_5去除率分别提高约5个、10个百分点,TN、TP的去除率都能提高约3个百分点,SS去除率能提高5个百分点以上。添加惰性稀土瓷砂能促进装置中颗粒污泥的形成,促进微生物的繁殖,从而达到提高装置处理效果的目的。

SNAD-IFAS工艺对污泥消化液的处理效能

污泥消化液作为污泥厌氧处理过程的副产物,具有低碳高氮的特点,传统生物脱氮技术难以有效处理。为此,利用固定生物膜-活性污泥反应器(IFAS),考察同步硝化、厌氧氨氧化和反硝化(SNAD)工艺对污泥消化液的处理效能。结果表明,在进水NH^(+)_(4)-N浓度为400 mg/L、HRT为18 h的最佳运行条件下,SNAD-IFAS系统对NH^(+)_(4)-N、TN与COD的最大去除率分别达到92.6%、77.1%和69.4%,TN去除负荷为12.4 mg/(L·h)。菌群特性活性分析结果表明,亚硝化过程主要发生在悬浮污泥中,厌氧氨氧化与反硝化过程主要发生在生物膜上。微生物群落分析表明,HRT的变化会显著影响微生物群落结构。

环境保护及农业废物利用

933541用于食品工业废水中氰化物降解的酶膜反应器[英]/Prenosil,J.E.…//Biochem.Eng.Zool.-1992.-784～787[译自 DBA,1993,12(8),93-04831]研究了在连续和分批培养中采用一种新的氰化物酶,降解杏(Prunus armeniaca)仁提取液中的氰化物。对于分批反应来说。

能源上的应用

研究了在实验规模上以蔗渣生产乙醇,对所排废液(糖酒釜馏物)进行厌或消化。描述了一种固定膜反应器的性能、并检测了中性生长环境中的产甲醇生态环境。