A/O-MBR处理城市污水中试研究

将平板膜-生物反应器与A/O工艺相结合,在前期小试的基础上构建了A/O-MBR脱氮中试系统,考察系统稳定性和污水处理效果。结果表明,在MBR段污泥浓度18～21g·L-1、HRT4.4～4.8h、回流比300%的条件下,对COD、NH3-N、TN的平均去除率较高,分别为95.9%、98.2%、76.1%;同时研究发现MBR段DO浓度对系统TN的去除率有较大的影响,在DO浓度为0.4～0.5mg·L-1时系统TN的平均去除率较DO浓度为1.2mg·L-1以上时提高了12%。

气升循环分体式膜生物反应器处理厕所污水

以高氨氮、低碳氮比(C/N)的厕所污水为研究对象,对气升循环分体式膜生物反应器的氨氮脱除能力及其影响因素和控制方法进行了研究。结果表明:气升循环分体式膜生物反应器处理BOD5/NH+4-N接近1/1的高氨氮厕所污水,在生物反应池污泥浓度为1.0～2.0g/L,溶解氧浓度为1.0～2.0mg/L,调节池中投加Na2CO3和NaOH碱度的条件下运行,实现了厕所污水中有机物和氨氮的良好降解和脱除,氨氮由入水浓度241.5mg/L降为出水浓度10mg/L以下,系统出水优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)标准要求,同时具有30%～80%的脱氮能力。

旋转生物反应器的力学环境及其对细胞生长的影响

研究了旋转生物反应器的力学环境及其对细胞生长的影响。理论建模和微分方程求解反应器内重力和细胞所受剪应力的大小,扫描电镜评价细胞生长密度、生长速度和形貌。结果表明,自制的旋转生物反应器在理论上能提供微重力(K<8.38×10-2)和低剪应力(τ<1.62 dyn/cm2)环境,扫描电镜结果显示在反应器内培养的细胞生长速度、数量和形态明显优于24孔板静态培养。旋转生物反应器的力学环境有利于细胞保持良好形态和快速扩增,是一种明显优于静态培养的新方法和新技术。

新型一体化生物反应器的同步脱氮除磷影响因素研究

为了提高对污水的处理效能,设计了一种新型一体化生物反应器并采用其处理生活污水,研究了DO和HRT对同步脱氮除磷效果的影响,并探讨了其实现机理。试验结果表明:在进水COD为290～510mg/L、MLSS为2500mg/L、污泥龄为15d以及好氧区和缺氧区的溶解氧分别为2mg/L和0.2mg/L时,系统的脱氮除磷效果较好,对TN、TP的去除率分别可达80%和90%,DO过高或过低都会影响同步脱氮除磷的效果。控制DO为最优值,并保持其他操作条件相同,当HRT为12h时对总氮和总磷的去除率均在80%以上,随着HRT的延长,同步脱氮除磷效果反而下降。该一体化反应器集厌氧、缺氧和好氧区为一体,在一定的运行条件下能够实现同步脱氮除磷,是处理生活污水的有效方法。

准好氧生物反应器处理渗滤液系统的驯化研究

将准好氧填埋技术与矿化垃圾技术相结合在实验室内构建了模拟准好氧生物反应器垃圾处理系统,以室内埋龄为3年的矿化垃圾填充准好氧生物反应器,以室内模拟垃圾填埋柱产生的新鲜渗滤液为处理对象,考察了混合培养法、容积负荷渐增法和水力负荷渐增法对反应器内微生物的驯化效果。结果表明,混合培养法较负荷渐增法的驯化效果好,在驯化结束时,采用混合培养法的反应器出水COD为305 mg/L,NH3-N为0.6 mg/L,TN为38.7 mg/L;驯化时间越长则驯化效果越好,同是容积负荷渐增法,经过30 d分阶段驯化和经过20 d分阶段驯化的反应器,其出水COD分别为381 mg/L和1 311 mg/L,NH3-N分别为0.8 mg/L和5.0 mg/L。在准好氧生物反应器处理渗滤液系统的工程应用中,对微生物的驯化可首选混合培养法,同时应保证一定的驯化时间。

好氧颗粒污泥用于膜污染的控制

膜生物反应器在运行过程中容易引起严重的膜污染,从而限制了膜生物反应器在实际废水处理工程中的应用。从污泥特性角度分析了好氧颗粒污泥的特点和减缓膜污染的原因,并且与活性污泥比较,提出好氧颗粒污泥减缓膜污染的优势,为膜污染的控制提出了新的思路和方法。

好氧颗粒污泥膜生物反应器污泥性状研究

采用厌氧-好氧运行方式的颗粒污泥膜生物反应器(GMBR),连续运行近120 d表现出良好的有机物去除及同步硝化反硝化能力.对GMBR中污泥粒径分布变化研究表明,GMBR中污泥浓度的增加主要是由于粒径0.18-0.45 mm的小颗粒污泥及小于0.18 mm的絮状污泥的增加造成的,粒径大于0.45 mm的颗粒污泥能够基本稳定维持其颗粒形态,反应器运行末期,GMBR中颗粒污泥(粒径大于0.18 mm的污泥)含量稳定在污泥总量的60%-65%以上.污泥表面电荷量随着污泥组成形态的变化电负性逐渐增加,80 d后稳定在-0.42--0.80 meq.g-1之间.污泥表面电荷的负电性增加主要是由小于0.45 mm的污泥造成的,其中小于0.18 mm的絮状污泥对其影响最大.并且,污泥粒径越大污泥表面负电荷量越少,两者具有较好的线性关系.另外,GMBR中SVI稳定在60-90 mL/g之间,并且随着污泥表面电荷负电性的增加污泥SVI值增加,两者之间具有一定的相关性.

好氧颗粒污泥膜生物反应器与普通膜生物反应器处理模拟畜禽废水的比较

比较了好氧颗粒污泥膜生物反应器和普通活性污泥膜生物反应器在相同运行条件下对模拟畜禽废水的处理效果。结果表明,好氧颗粒污泥膜生物反应器具有更为稳定良好的出水水质。在HRT为8h,溶氧浓度DO为5～7mg·L-1,进水COD、NH4+-N平均浓度为630mg·L-1和34mg·L-1的条件下,其出水COD、NH4+-N平均浓度分别为46.6mg·L-1和4.8mg·L-1,低于普通活性污泥膜生物反应器(86.8mg·L-1和14.9mg·L-1)。好氧颗粒污泥膜生物反应器系统对COD、NH+4-N的平均去除率比普通活性污泥膜生物反应器系统分别高5.8%和28.8%。同时比较了两种反应系统在运行过程中膜通量的变化趋势,发现好氧颗粒污泥膜生物反应器膜通量的下降速度明显低于普通活性污泥膜生物反应器下降速度,好氧颗粒污泥膜生物反应器具有减缓膜污染的优势。

多孔微生物载体固定床生物反应器的污水处理特性

为开发从源头上解决剩余污泥问题的污水处理技术,选用球形多孔载体,制作不设沉淀池的定点曝气式固定床生物反应器,在保证高浓度固定化微生物的同时,使体系形成一种好氧-厌氧反复交替变化的多样化环境。实验采用以C6H12O6为碳源、(NH4)2SO4为氮源的人工废水,进水COD和TOC浓度分别为300～700mg/L和100～300mg/L,稳定运行的结果显示,未经沉淀的处理水中的SS浓度很低,长期维持在30mg/L以下,可以直接排放。反应器对有机物的去除效率较好,处理水的COD<100mg/L,TOC<20mg/L,其相应的去除效率分别为80%和90%以上。经过1年多的实验,装置运行正常,没有出现污泥堵塞现象,没有排过污泥,

MBR处理垃圾渗滤液的亚硝酸型硝化反硝化研究

对高浓度氨氮的去除一直是垃圾渗滤液处理中的难点之一，为此利用膜生物反应器（MBR）对渗滤液进行了亚硝酸型硝化反硝化的中试研究。结果表明，当进水氨氮浓度〈1000mg／L、氨氮负荷为0．4kgNH4^＋-N／（m^3·d）时，对氨氮的去除率可达80％～90％。当反应器中的游离氨浓度〉5mg／L时，NO2^- —N的积累率可达80％以上，表明游离氨抑制是实现亚硝酸型硝化反硝化的主要原因。当进水碳氮比〉（2：1）时，对总氮的去除率可达70％左右，对碳源的需求量明显低于传统的硝化反硝化工艺；当进水的碳氮比降至1：1时，对总氮的去除率仅为30％左右。

矿化垃圾生物反应床处理含酚废水工艺研究

研究了矿化垃圾生物反应床处理含酚废水的工艺参数。矿化垃圾生物反应床在经过驯化后,形成了稳定的微生物系统,反应床对有机酚具有较高的去除率。有机酚的去除率受湿干比影响较大,随着配水速率的提高,反应床对有机酚的去除率逐渐下降,配水速率大于0.342cm/min时,去除率急速下降。在进水有机酚质量浓度为20mg/L,连续配水时间6h,湿干比为1∶8,配水速率为0.254cm/min的条件下,反应床出水可达到或接近国家三级排放标准。

MBR和BAF用于城市污水深度处理的工艺特性比较

采用膜生物反应器(MBR)和曝气生物滤池(BAF)2种工艺分别对以生活污水为主的城市污水进行深度处理,以达到污水回用的目的。中试结果表明,在平均水温仅为5℃的情况下,MBR工艺的处理效果明显优于BAF,MBR工艺对COD、BOD5、NH4+-N和TP的去除率分别可以达到75%、92%、95%和90%,而BAF对COD、BOD5、NH4+-N和TP的去除率仅为70%、78%、29%和82%。经核算,MBR和BAF的污水处理运行费用分别为0.82元·m-3和0.55元·m-3。与BAF相比,MBR具有处理效果优良、出水稳定、占地面积少,且维护管理方便等特点,因此,在以污水回用为目的的实际工程中推荐采用MBR工艺。

复合MBR处理厕所污水与回用的试验研究

针对我国城市厕所污水处理与回用技术的迫切需求及传统膜生物反应器(MBR)能耗高的缺点,开发了一种复合MBR装置,它以气升为动力来完成SBR单元和膜单元间混合液的水力循环,并依靠SBR的液位水头实现膜单元的无动力出水。在进水COD为(330±33)mg/L、NH3-N为(12.1±1.2)mg/L、TN为(13.5±1.3)mg/L、TP为(1.9±0.2)mg/L、SS为(135±5.3)mg/L的条件下,对COD、NH3-N、TN、TP和SS的去除率分别为92.4%、95%、50.5%、96.4%和100%,出水水质达到了《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)标准中的冲厕水质要求。

混合优化人工免疫网络用于过程动态优化

常见的用于求解过程动态优化的方法局部寻优能力强,易陷入局部点;而优化人工免疫网络虽局部寻优能力弱,但不易陷入局部点.针对这些方法的不足,提出了一种新的算法——混合优化人工免疫网络,将优化人工免疫网络植入局部寻优操作和二次响应机制,应用于Park-Ramirez和Lee-Ramirez生物反应器,此算法能以较少的计算代价搜索到最佳控制策略.将其用于模型参数发生变化的Lee-Ramirez生物反应器,实验结果表明,此算法的二次响应机制可以节省85%的评价次数.

缺氧/好氧膜生物反应器处理尿液污水的研究

采用缺氧/好氧膜生物反应器(A/OMBR)对尿液污水进行处理。结果表明:当进水NH+4N、COD和BOD5分别为400～980(容积负荷为0.42～1.01kg/(m3·d))、390～630和120～280mg/L时,平均去除率分别为79.5%、75.1%和95.0%,同时系统对色度也有一定的脱除效果,经过A/OMBR和活性炭(PAC)处理后出水色度降为8倍;运行期间膜污染较严重,膜内表面微生物的滋生和膜外表面形成沉积层是造成膜污染的主要原因。

气升式环流中空纤维膜生物反应器内骨髓间充质干细胞的培养与扩增

骨髓间充质干细胞(MSCs)具有多向分化的潜能,是重要的组织工程"种子细胞"和理想的基因治疗靶细胞,但在骨髓中的含量非常少,需体外扩增才能满足临床需求。今将第四代MSCs与Ⅰ型胶原溶液混合后接种于中空纤维膜(HFMs)内,置37℃、5%CO2、饱和湿度的培养箱内1h后形成凝胶,然后将此HFMs接种至气升式环流生物反应器(ALB)内,进行MSCs的三维动态培养与扩增。实验过程中每24h取样测吸光度、计细胞数、绘制细胞生长曲线,测定细胞代谢参数,并对扩增的细胞进行流式细胞仪分析及多向诱导分化检测。结果表明:在气升式环流中空纤维膜生物反应器(ALHFMB)内,O2含量基本保持恒定;细胞代谢旺盛,MSCs扩增倍数明显增加,7d后扩增近16倍;扩增的细胞仍保持MSCs表型并具有较强的成骨、成软骨及成脂肪的多向分化能力。

农杆菌介导油菜油体基因与碱性成纤维细胞生长因子融合基因转化油菜研究

[目的]利用植物转基因技术,生产药用蛋白。[方法]以带柄子叶作为转化受体,利用根癌农杆菌介导法将油菜油体基因与bFGF的融合基因转入油菜中,在获得潮霉素(Hyg)抗性植株的同时,对油菜的再生条件进行优化,并对获得的抗性苗进行PCR和Southern检测。[结果]油菜最佳转化再生条件为外植体预培养2 d,共培养3 d,菌液浓度OD值为0.3,侵染时间5 min。[结论]该研究中,融合基因已成功整合到油菜基因组中,为以后转基因植物种子的蛋白提取、分离和纯化奠定了基础。

膜生物反应器工艺中基于生物捕食作用的污泥减量效果研究

采用序批式投加剩余污泥方式,连续34d考察了膜生物反应器(MBR)工艺的污泥减量效果,研究了MBR中微型动物种类与数量的变化规律以及生物捕食作用对污泥减量效果的贡献。研究发现,MBR中出现密度较高的原生动物和后生动物共13种,其中以红斑顠体虫平均密度最高,达到了338.5个/mL;MBR在运行过程中,MBR内的微型动物呈现出"纤毛虫—轮虫—红斑顠体虫"的演替变化规律;MBR内的污泥减量效果与微型动物的种类和数量有关,在试验初始阶段,MBR内污泥质量保持相对稳定,之后随着MBR内红斑顠体虫的快速增殖,开始大量生物捕食其他原生动物和轮虫,MBR内微型动物总量降低,导致试验后期(运行约20d后)MBR内的污泥质量迅速增加,可见保持MBR内原生动物和后生动物种类与数量的相对稳定是MBR工艺能够长期实现污泥减量的关键。整个试验期间,向MBR中投加的待处理污泥总量为126.9g,污泥累积减少量为100.2g,污泥总减量率为78.96%,其中生物捕食作用引起的污泥累积减少量占总的污泥累积减少量的73.9%,是MBR工艺实现污泥减量的主要贡献者。

气-水联合反冲洗膜污染防治技术研究

采用气水联合反冲洗技术,考察了气水比(Qg/Ql)、反冲洗周期及其对膜污染的防治效果。结果表明,气水联合反冲洗较单独气或水反冲洗效果好;在过滤周期20min,反冲洗时间1min,气水比1.5时,气水联合反冲洗能够恢复膜通量到膜清水通量的80%以上。此法可大幅度清除沉积在膜表面的泥饼层,恢复膜通量,维持膜过滤性能的稳定,是一种较为有效的膜污染防治技术。

生物反应器填埋场系统渗滤液的脱氮性能

利用填埋场垂直分布的好氧．缺氧．厌氧的独特生态环境，并采用填埋垃圾上层间歇曝气充氧的方式，研究了生物反应器填埋场系统渗滤液的脱N性能．结果表明，填埋垃圾上层间歇曝气充氧，促进了填埋垃圾层硝化细菌和反硝化细菌的生长，且可使反硝化细菌的数量比普通的填埋垃圾层高4～13个数量级，硝化细菌的最大数量可达到10^9个·g^-1；营建了填埋场内硝化、反硝化等脱N反应的生物环境，有利于回流渗滤液含N化合物的去除．试验结束时，其渗滤液NH4^＋-N和TN浓度分别为186和289mg·L^-1，仅为对照的18％和26％．此外，填埋垃圾上层间歇曝气充氧也有利于填埋垃圾的降解，提高垃圾的稳定化效果．