生物反应器技术在重金属废水处理中的应用

重金属废水处理问题因其对环境的危害和对人身体健康的威胁成为了全球重点关注的问题之一,随着重金属污染的不断加剧,除重金属技术不断得到发展和完善。生物反应器处理重金属废水具有处理成本低、效率高以及无二次污染等优点,被认为是一种绿色无污染的重金属废水处理方法。文章综述了几种常见生物反应器在重金属废水去除中的应用,对生物反应器的原理、影响因素、优势及除重效率进行探讨,以期促进对重金属废水处理的深入研究。

基于TMAH废水的厌氧反应器螺旋布水器性能研究

以CFD流体软件为工具,以TMAH废水处理厌氧反应器为分析对象,模拟其内部的流动,提出了一种螺旋布水器。研究螺旋布水器形成的螺旋流态,分析螺旋布水器的布水孔对反应器流场和性能的影响。结果表明,布水器中布水孔斜置可在反应器内部形成螺旋流场,其对底部的扰流、吹起沉降污泥的性能远强于垂直向下的布水孔,布水孔60°左右斜置时的布水器吹起沉降污泥的能力最强;布水孔与反应器底面的相对位置决定流体形态及布水器吹起沉降污泥的能力;布水孔数量对反应器内流体速度的平均值和分布均匀度有一定的帮助。

改良UASB处理酒精废水启动试验研究

为增强抗冲击负荷能力和保证颗粒污泥与废水充分混合,在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器内三相分离器前增设强制内回流装置,形成改良UASB反应器,利用污水处理站UASB厌氧污泥,处理酒精废水。结果表明,UASB整个启动期为61 d,启动的第40天出现颗粒污泥,UASB启动期间对COD、SS的平均去除率分别为70%、11%,出水pH在6.4～7.8,挥发性脂肪酸的质量浓度降到200 mg.L-1以下,有利于后续单元对废水的处理。

不同时期垃圾渗滤液两级UASB-A/O-SBR工艺深度脱氮

应用两级上流式厌氧污泥床(UASB)-缺氧/好氧(A/O)-序批式反应器(SBR)深度处理早期和晚期垃圾渗滤液.首先在一级UASB(UASB1)中实现反硝化,在二级UASB(UASB2)中通过产甲烷降解有机物,在A/O反应器的好氧区进行NH4+-N的硝化,最后在SBR中去除残余NH4+-N及通过反硝化去除NO2--N和NO3--N深度脱氮.试验结果表明:早期渗滤液ρ(COD),ρ(TN)和ρ(NH4+-N)分别为14.8,1.8和1.3mg/mL,最终出水ρ(TN),ρ(NH4+-N),ρ(NO2--N)和ρ(NO3--N)分别为28,4,3.4和1.9mg/L,获得了大于98%的TN和NH4+-N去除率.晚期渗滤液ρ(COD)为2.5mg/mL;ρ(TN),ρ(NH4+-N)分别为3.0和2.9mg/mL时,获得99%以上的TN和NH4+-N去除率.最终出水ρ(NH4+-N),ρ(NO2--N)和ρ(NO3--N)都小于10mg/L,最终出水ρ(TN)为26～32mg/L.

UASB-絮凝-SBR处理高含量头孢类抗生素废水

采用上流式厌氧污泥床(UASB)-絮凝-序批式活性污泥法反应器(SBR)组合工艺处理高含量头孢类抗生素废水,考察了3个废水处理阶段中的COD去除效果。结果表明,当进水COD为14.3 g/L、容积负荷在14.3 kg/(m.3d)时,UASB反应器的COD去除率稳定在85%左右,出水VFA的浓度在3 mmol/L左右,产气体积流量为17 L/d左右;对UASB出水进行絮凝处理以去除废水中难降解大分子物质,按每1L厌氧出水投加25 mL的PFC和5 mL的PAM后,废水COD由2.279g/L降至1.133g/L,去除率为50.3%;使用SBR处理絮凝后上清液,当反应器负荷为1.2kg/(m.3d)时,出水COD在200 mg/L以下,去除率稳定在80%左右,达到GB 21903-2008中的抗生素类废水排放要求。

UASB＋AF处理维生素C废水的研究

采用有效容积为６ｍ３的ＵＡＳＢ＋ＡＦ反应器处理维生素Ｃ高浓度有机废水，结果表明：稳定运行容积负荷可达１０—１２ｋｇＣＯＤ／（ｍ３·ｄ）ＣＯＤ去除率大于８０％，容积产气率大于３．０Ｎｍ３／（ｍ３·ｄ），并具有启动速度快和较强耐冲击负荷的能力。

UASB反应器处理啤酒废水启动运行研究

以UASB反应器处理啤酒废水的工程实践为研究对象,探讨分析了UASB的初次启动过程。结果表明,用城市污水处理厂的厌氧消化污泥作为接种污泥,初始进水COD容积负荷为0.5kg·m-·3d-1,启动成功,启动周期为46d,且COD去除率达到85%左右,运行稳定;当反应器酸化时,投入厌氧污泥可使反应器迅速得到恢复;当出水COD、出水VFA等指标正常时,厌氧反应器跑泥为正常现象。

外循环UASB处理太湖富藻水运行特性研究

针对太湖富藻水高有机物浓度特点,研究外循环升流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理太湖富藻水的效能和运行效果.研究表明,以城市污水处理厂活性污泥为种泥,自然腐熟5～7d左右的太湖富藻水为原水,进水COD为1 050～2 000mg/L,水力停留时间(HRT)为5d,(32±1)℃温度等条件下,可以在32d内成功启动外循环UASB反应器并达到初步稳定运行.通过降低HRT,分阶段提高COD质量浓度的方法,逐步将外循环UASB处理太湖富藻水的有机负荷提高到3kg COD/(m3.d),其COD去除率可以稳定在75%左右,产气率为0.75L/(L.d),外循环UASB对太湖富藻水具有良好的处理效果.通过电镜观测,发现稳定运行期形成颗粒污泥,且污泥内生物相丰富,分别为丝状菌、杆状菌和球状菌等多种微生物共营生长.

厌氧颗粒污泥悬浮床反应器的理论基础初探

从反应器理论上对现有高效厌氧反应器流动状态进行研究和分析,认为化工过程理论提出的膨胀床和流化床之间实际上还存在着一个过渡区。经过对反应器过渡区流动状态细致研究,提出悬浮床反应器的概念。重点讨论厌氧悬浮床反应器理论,并通过上流式厌氧污泥床运行模式的实际反应器运行分析,从试验角度证实厌氧悬浮床反应器流动状态的优越性。

UASB—SBR工艺处理阿维菌素废水

采用UASB—SBR组合工艺处理阿维菌素废水,考察了UASB反应器和SBR反应器中COD的去除效果。UASB反应器稳定运行阶段,当进水COD为9 210 mg/L、容积负荷为9.21 kg/(m3.d)时,COD去除率稳定在85%左右。SBR反应器稳定运行阶段,当进水COD为1 010 mg/L、容积负荷为1.01 kg/(m3.d)时,出水COD在300 mg/L以下,COD去除率约为75%。出水COD达到GB8978—1996《污水综合排放标准》的二级排放标准。

上流式厌氧污泥床反应器用于黑水预处理

采用上流式厌氧污泥床反应器（UASB）对黑水进行厌氧预处理,探讨了温度和水力停留时间（HRT）等条件对黑水中有机物的去除转化规律和产甲烷性能的影响.结果表明,厌氧预处理对黑水中有机物去除效果良好,总化学需氧量去除率均在80％左右,悬浮性化学需氧量、溶解性化学需氧量去除率均分别在90％和40％以上.在HRT为10～30 h,总化学需氧量容积负荷率为1.0～2.4 kg· m-3 ·d-1条件下,水温主要影响溶解性化学需氧量的去除效果;除温度外,截留悬浮物水解酸化的另一限制因素是进水溶解性化学需氧量质量浓度.研究认为,采用UASB反应器厌氧预处理黑水的HRT不应低于30 h、水温为30℃左右,该条件下总化学需氧量、悬浮性化学需氧量、溶解性化学需氧量的去除率分别达到79.1％、91.6％和42.1％,厌氧预处理的出水生化需氧量与化学需氧量的质量浓度比提高到0.60.

升流式厌氧污泥床反应器结构优化模型及其应用

根据升流式厌氧污泥床(UASB)反应器的简化流型,建立了其结构优化模型,通过求解并分析,得到如下结论:(1)在反应器结构设计中,为了提高容积效率,应着力于反应器布水装置和三相分离器的技术开发;(2)由于常规UASB反应器在提高水力负荷上难有突破,故应开发UASB反应器与其它工艺结构的组合形式。

IC反应器厌氧处理MTO废水

以初步驯化后的絮状污泥作为内循环(IC)反应器的接种污泥,厌氧处理甲醇制烯烃(MTO)废水(COD大于50 000 mg/L、TOC大于10 000 mg/L),以高负荷、高进水浓度方式培养颗粒污泥,考察了反应器运行过程中废水处理效果及污泥性状的变化情况。实验结果表明:IC反应器的进水COD容积负荷可达29.0 kg/(m^3·d),COD和TOC去除率可稳定在96%以上;在污泥培养阶段,废水升流速率宜采用0.4~0.6 m/h;在颗粒污泥未成熟时废水升流速率不宜提高过快,而在颗粒污泥成熟后,废水升流速率可在一定范围内快速提高。

UASB—SBR—絮凝工艺处理地沟油制生物柴油废水

采用UASB—SBR—絮凝工艺处理地沟油制生物柴油废水,考察了各个阶段的废水处理效果。实验结果表明：UASB稳定运行阶段进水COD约为15 000 mg/L时,COD去除率约为87%,出水COD在2 500 mg/L以下,出水挥发性脂肪酸（VFA）浓度为4-6 mmol/L,最佳容积负荷为15.0 kg/（m^3·d）;采用SBR处理UASB出水,当容积负荷为1.5 kg/（m^3·d）时,出水COD在200 mg/L以下,COD去除率在83%以上,ρ（NH3-N）在5 mg/L以下,TP约为25 mg/L。向SBR出水中加入质量分数为5%的聚合氯化铝进行化学除磷,加入量为5 mL/L,处理后废水TP为4-6mg/L。处理后废水的COD,ρ（NH3-N）,TP均达到CJ343—2010《污水排入城市下水道水质标准》的A类要求。

UASB-SBR组合工艺处理小麦酒精废水

采用升流式厌氧污泥床(UASB)-序批式反应器(SBR)组合工艺研究对小麦酒精废水的处理效果。研究结果表明:在中温(37±2)℃条件下,采用UASB反应器处理小麦酒精废水,容积负荷可达到13.0 kg/(m3·d),COD去除率稳定在85%左右,厌氧出水COD保持在1650mg/L以下,出水挥发性脂肪酸(VFA)稳定在3.5mmol/L以下,反应器的沼气产量维持在17L/d左右,反应器运行稳定;采用SBR反应器处理小麦酒精废水厌氧出水,容积负荷为1.6kg/(m3·d),COD去除率基本保持在80%以上。经过两级生物处理,出水COD在300 mg/L以下,达到接入市政污水管网的标准。

利用浓缩污泥对污水中污染物的连续回收试验

为了回收污水中的有机物、氮和磷以便资源化,在工艺流程为好氧活化-好氧吸附-厌氧释放连续流处理系统中,研究了浓缩污泥对模拟生活污水中污染物的吸附及污泥中污染物的厌氧释放,确定了活化浓缩污泥所需时间,揭示了吸附段HRT对污泥吸附效果的影响及厌氧释放段pH对污泥中污染物释出的影响.结果表明,污水厂浓缩污泥好氧活化120min以上即可提高其对污染物的吸附/吸收能力.控制吸附段HRT为25～50 min和污泥负荷〔Ns,为投配CODCr量(kg)/污泥量(kg.d)〕为3～5 kg/(kg.d),系统运行良好.活化污泥对CODCr,NH4+-N和PO43--P的最大去除率分别为86.78%,64.78%和75.5%.在连续厌氧释放段,pH对各污染物释放的影响不尽相同,在pH为11.0,SRT为3 d的条件下,CODCr,NH4+-N和PO43--P分别被浓缩了3.6,1.3和8.4倍.

UASB反应器系统中颗粒污泥的研究进展

本文综述了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器系统中颗粒污泥的形态特征;化学组成;微生物学组成以及颗粒结构;颗粒污泥的形成机理;颗粒污泥的培养条件以及污泥颗粒化的影响因素等方面的最新研究进展。

ABR+UASB+SBR法处理养牛废水的工程应用

介绍了采用ABR+UASB+SBR法为主体工艺处理养牛废水的工程实例,并对运行效果进行了分析。从运行结果来看,养牛废水采用该工艺是成功的,该工艺适应性强,运行效果稳定,出水水质各项指标均可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)中的排放标准。

食品深加工生产废水处理研究与应用

江西某食品深加工企业生产废水具有酸度大、COD高等特点,废水经过调节pH后采用UASB+生物接触氧化+Biofor工艺进行处理。作者介绍了该废水处理工艺的设计以及工程调试运行情况。经过该工艺处理后的废水可以达到国家《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级排放标准。