上流式厌氧反应器对污水处理的研究

为了高效治理污水,提取污水中含有的能量,采用上流式厌氧反应器,在4℃条件下对污水处理进行研究,并对污水的氧化还原和气体生成以及能量平衡进行分析。结果表明:①氧化还原电位(ORP)在42天后降低至厌氧环境的水平,上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和厌氧膜生物反应器(AnMBR)的氧化还原电位降低率分别约为-1.32和-1.48/d;②UASB和AnMBR系统均能够有效去除COD,相对传统的中温接种物,使用冷适应接种物有显著的适应优势;③AnMBR和UASB的甲烷生产速率均随着时间呈上升趋势,系统运行中使用纤维膜时,采用UASB可提高甲烷生产率。

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.

厌氧序批式反应器(ASBR)处理循环水养殖系统固体有机物的研究

在HRT为20 d,水温(35±1)℃的条件下,探讨了厌氧序批式反应器(ASBR)处理循环水养殖系统中产生的固体有机物(残饵和粪便)的可行性和处理效果。结果表明,在第53～59天,系统出现"洗泥"现象导致出料中各项指标出现波动。整个反应过程中pH稳定在7.01～7.45,反应器内活性污泥VSS/SS由接种时的29.28%增加至反应结束时的44.12%。在第117天系统开始产气,TCOD产气量为0.013～0.022 L.g-1。该类固体有机物经厌氧消化后有效体积减少了93.75%,有机物含量减少了41.61%,取得了一定的减量化、稳定化的效果。

低pH值下上流式厌氧污泥床反应器(UASB)以糖蜜为底物制取高纯度氢气

采用由有机玻璃制成的上流式厌氧污泥床反应器(UASB),以糖蜜废水为发酵底物,投加适量氯化铵和磷酸二氢钾,研究在低p H值下系统的产氢性能.在系统启动初期,投加碳酸氢钠控制进水p H=6.75—7.15,使系统处于中性厌氧发酵,固定进水COD为4000 mg·L^(-1),HRT=8 h.系统运行20 d后,系统处于混合型发酵类型,随后停止投加碳酸氢钠.系统经过45 d的运行,乙醇和乙酸浓度占总浓度的79.39%,而丙酸的浓度只占总浓度的10.89%,形成了稳定的典型乙醇型发酵.第65天,乙醇和乙酸的浓度分别为840.56 mg·L^(-1)、403.12 mg·L^(-1),乙醇与乙酸浓度占总浓度的93.2%,氢气含量为86.97%.在出水p H=2.81时,系统产氢性能最佳.氢气产率为2.079 mmol·L^(-1)·h^(-1),氢气产量1.12 m3·m-3·d^(-1),氢气含量91.46%,是稳定期氢气含量的1.65倍.

厌氧序批式反应器处理垃圾渗滤液及产甲烷特性研究

为研究厌氧序批式反应器(ASBR)处理垃圾渗滤液的效能与机制,依次考察了不同进水浓度下ASBR运行过程中有机物的去除效率、甲烷转化和污泥特性。结果表明:随着进水浓度的提升,ASBR表现出较高的垃圾渗滤液预处理效能,当进水COD为13000 mg/L,运行周期为12 h时,ASBR对COD的去除率稳定在90%以上,甲烷转化率可达到0.352 L/gCOD。垃圾渗滤液在厌氧消化过程由于氨氮的作用能产生一定的碱度,ASBR出水pH高于进水,稳定在7.0~7.2,且可抵消挥发性脂肪酸积累导致的酸化,增加系统的缓冲能力。ASBR预处理高浓度垃圾渗滤液具有较高的稳定性,可实现较高的甲烷产率。

上流式厌氧污泥床反应器处理木薯酒精废水性能

构建了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器系统,考察其对高浓木薯酒精废水的处理性能及抗冲击能力。运行结果表明,通过稀释进水COD来逐步提高容积负荷的方式,UASB可运行90 d可达到稳定运行状态。在适宜的COD容积负荷12.4 kg/(m^(3)·d)(HRT为50 h)下,COD平均去除率和甲烷平均产率分别可达到90.4%±0.8%和(2.67±0.04)L/(L·d)。在高容积负荷15.5 kg/(m^(3)·d)和低pH(5.5)冲击下,UASB反应器对COD去除率仍分别可达到81.4%±1.8%和74.1±1.4%。Geobacter和Methanomassiliicoccus分别为UASB系统内的优势产酸菌群和产甲烷菌种。

上流式厌氧反应器改性污泥处理含铬废水的动力学模型

为揭示上流式厌氧反应器(UASB)改性污泥处理含铬废水过程中硫酸根还原与化学需氧量(COD)的去除、微生物增长之间的定量关系,在合理的假设及分析下,通过理论推导建立了COD降解与硫酸根还原的动力学模型,并通过实验测得了动力学参数。用不同硫酸根浓度下UASB改性污泥体系处理含铬废水过程中的数据对所建动力学模型进行了验证,S2-的实测值和理论值拟合很好(R=0.986 7),表明所建动力学模型可以描述UASB改性污泥处理含铬废水过程。

上流式多级厌氧反应器的研制

研制了一种用于高浓度有机工业废水厌氧处理的多功能实验装置——上流式多级厌氧反应器(UMAR).该装置可用于颗粒污泥的性能、反应器工艺运行参数、反应器水力模型与动力学模型、反应器的结构优化等方面的研究.该项实验装置应用于研究生、本科生的科研教学实践当中,收到良好效果.

上流式厌氧污泥床反应器的腐蚀与防护

由于上流式厌氧污泥床 (UASB)内发生的反应主要属于化学过程和生物过程 ,因此UASB反应器内壁极易发生腐蚀 ,从而影响反应效果 ,降低设备使用寿命 ,增加维护费用。在分析了上流式厌氧污泥床反应器的结构与工艺对腐蚀的作用的基础上 ,讨论了腐蚀机理 ,提出了应在改进防腐设计、采用耐腐蚀材料和对设备进行防腐处理等 3个方面采取措施 ,从而防止UASB反应器内的腐蚀现象。

上流式分段厌氧反应器内流场的三维数值模拟研究

针对上流式分段厌氧反应器(Up-flow Staged Sludge Bed)内部流场流态的复杂情况,采用多相流欧拉模型通过数值模拟考察了进水方式、挡流板结构形式、进水流速对反应器内三维流场的影响。模拟结果表明:在局部进水和较宽回流缝(50 mm)的结构形式下反应器内呈现较好复合流态;并且进水流速为0.001 m/s时,反应器内污泥床层不仅保持较好的浮动状态,而且污泥床层上部形成了颗粒污泥的悬浮区域,实现反应器内废水与颗粒污泥的充分接触和混合。

上流式厌氧反应器进水结构数值模拟分析

在污水水力停留时间一定的条件下,为研究上流式厌氧反应器进水结构中喷口密度、进水管内径和喷口安装角度等因素对进水均匀度的影响,首先建立了进水结构的参数化模型,然后提出了平面内速度变异系数倒数作为进水均匀度评价指标,最后采用流体力学软件Fluent,结合单因素以及多因素正交分析方法,对进水结构进行三维流场数值仿真。仿真结果表明:当进水管内径为110 mm,喷口密度为6,喷口安装角度为30°时,进水均匀度效果较优,有利于提升污水处理效果。

升流式厌氧固体反应器的研究进展

升流式厌氧固体反应器（USR）是fannion等人参照UAsB反应器的原理开发的，用于以海藻为原料进行厌氧消化制取沼气。因为被处理的对象是固体，所以称为升流式厌氧固体反应器。该消化器不需要污泥回流和三相分离器，靠固体悬浮物（SS）的自然沉淀作用使SRT比HRT延长，从而提高了SS的消化率。

大中型湿垃圾半干法全混式厌氧反应器的运行性能、微生物特性及经济性评价

随着湿垃圾产生量的持续增加,大中型高效湿垃圾厌氧发酵工程发展迅速。以上海某生态园有机质固废处理项目为研究对象,对项目中有效容积分别为7160、4150 m^(3)的大型、中型半干法全混式厌氧反应器(CSTR)的运行性能及微生物群落结构特征等进行了系统研究。结果表明,稳定运行期间,大型、中型半干法CSTR平均有机负荷总体接近,平均值分别为2.02、2.04 kg/(m^(3)·d);大型半干法CSTR平均产沼率为914 Nm^(3)/t(以进料中单位质量挥发性固体(VS)产生的标况下沼气体积计,下同),显著高于中型半干法CSTR的696 Nm^(3)/t(P<0.01)。两种规模CSTR中的污泥浓度、上清液溶解性化学需氧量(SCOD)和挥发性脂肪酸等均无显著差异,SCOD去除率均可达90%以上。两种规模的CSTR中,微生物在门水平上的多样性分布无显著差异(P>0.05),均以厚壁菌门、盐杆菌门、拟杆菌门为主。大型、中型半干法CSTR进料收益分别为91.3、62.8元/m^(3),随着反应器规模的扩大,经济效益明显提升。

一种餐厨垃圾干式厌氧反应器的优化研究

传统干式厌氧反应器存在加热温差较大的缺点,为此本文提出腔道式搅拌加热系统的优化设计方案。通过中试实验,明确该优化设计可以明显缩小反应器的温差,为干式厌氧器的稳定运行提供基础条件。

上流式多级处理厌氧反应器(UMAR)处理棉浆黑液

棉浆黑液是高浓度有机废水,有较好的厌氧可生化性。利用上流式多级处理厌氧反应器处理棉浆黑液,容积负荷在14.4-24kg/(m3.d)之间,平均COD去除率可达到80%,同时可产生沼气,具有很好的应用前景。

有机条件下硫酸盐型厌氧氨氧化生物反应机理研究

为探究有机条件下硫酸盐型厌氧氨氧化(SRAO)生物反应机理,在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器中,建立了SRAO反应体系,实现氨氮与硫酸盐同步去除。通过物质衡算、活性测定、微生物分析等,总结获得UASB反应器中SRAO过程分步分层进行的特点。首先,在中下层污泥中,氨氮与硫酸盐在微生物作用下发生反应,生成硫离子和硝态氮;随后,在中上层污泥中,硫离子与硝态氮发生硫自养反硝化反应,生成硫酸盐和氮气。反应器中硫离子的积累会抑制SRAO微生物活性,因此,第二步反应是整体反应的限速步骤。破解硫离子对SRAO微生物的活性抑制,是SRAO技术发展面临的一大难题。

零价铁强化上流式厌氧污泥床反应器处理煤化工费托合成废水研究

采用零价铁强化上流式厌氧污泥床反应器(UASB)处理费托合成废水。结果表明:经过120d运行,在进水COD平均质量浓度30 000mg/L、HRT=4.0d、进水pH=6.5的情况下,出水COD去除率平均值最高可达到81.1%,比空白组提高了20.2百分点。同时,通过对厌氧污泥胞外聚合物(EPS)三维荧光和污泥傅立叶红外光谱分析表明,零价铁的投加显著提升了EPS中蛋白质类物质的含量,提高了厌氧微生物的代谢活性。

上流式厌氧污泥床反应器处理糖蜜酒精废水的启动运行研究

将取自某糖厂的糖蜜酒精废水稀释约100倍,并经过改性蔗渣灰活性炭吸附后,选用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器进行处理。控制UASB反应器温度为40℃,进水流量为450mL/h,进水pH为6.5~7.2。结果表明,经过30d后,UASB反应器运行稳定,COD去除率达到60%,色度去除率达到25%,SO_4^(2-)去除率达到20%,产气量为60mL/L。

上流式厌氧污泥床反应器处理高浓度玉米酒精废水的启动研究

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理玉米酒精废水,对UASB反应器的启动过程和工艺参数进行了研究.进水COD浓度从1 710mg/L逐渐提高到24 614mg/L.实验结果表明:在室温条件下,反应器稳定运行后有机负荷达到8.47kg/(m3·d);沼气中平均甲烷含量达到62%;池容产气率达到4.64m3/(m3·d);反应器运行稳定后COD去除率达到90%以上.启动过程中降低了进水pH,即使进水pH低于4.5,反应器仍能稳定运行.反应器启动完成后,发现污泥层中形成了直径约2~4mm的颗粒污泥,颗粒污泥的形成为反应器高效稳定运行奠定基础.