不同分离装置对小型上流式厌氧污泥床反应器流场的影响

【目的】通过对四种不同结构的分离装置进行流场分析,探讨它们对小型上流式厌氧污泥床(UASB)反应器内部气液流动性的影响。【方法】采用气液两相流模拟方法,对UASB反应器中的三相分离区域进行详细的流场模拟。通过比较不同分离装置结构下,分离区的涡旋分布、液体的流速与流向、气体体积分数分布、气体收集率的变化,深入分析它们对实验室规模UASB内部气液流动性的影响。【结果】四种分离装置的涡旋分布存在差异性。1)直筒型装置的沉降区存在较大涡旋,而插口型装置的沉降区无涡旋分布。锥口型与挡板型装置的差异在于后者的斜板与集气罩间存在小涡旋。2)锥口型、挡板型、直筒型分离装置在截面(Y=0.09 m、Y=0.125 m)上均呈现为下降流,插口型为上升流。3)四种分离装置在相同截面的液体垂直方向流速大小表现为插口型>直筒型>锥口型>挡板型。对于气体体积分布而言,锥口型和挡板型装置在集气罩内出现了气体聚集,这意味着气体更易从出口处释出。4)四种分离装置的气体收集率存在明显差异,具体表现为挡板型>锥口型>直筒型>插口型。【结论】分离装置的结构对反应器内涡旋分布、液体的流速与流向、气体体积分数分布、气体收集率均具有显著影响。挡板型分离装置可有效改善液体流动,并显著提高气体收集率。这一发现对于实验室规模UASB的进一步设计和优化具有重要的指导意义。

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。

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。

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。

利用序批式生物膜反应器启动厌氧氨氧化研究

研究了在缺氧条件下利用序批式生物膜反应器(SBBR)快速启动厌氧氨氧化过程,并考察了该过程中反应器的脱氮效率、厌氧氨氧化现象、生物膜性质及微生物群落的变化.从第60d开始出现ANAMMOX现象,经过100多天的启动,最高总氮负荷达0.67kg-N/m3 d,总氮去除率达到87.3%.生物膜厚度和污泥颜色、形态发生明显变化,厌氧氨氧化菌的相对含量达到40%以上,成为反应器的优势菌种.本研究表明SBBR是一种高效启动厌氧氨氧化的生物反应器.

厌氧滤池-膜生物反应器处理垃圾渗滤液不同工艺段中有机氯农药残留的分析

建立了基于HLB固相萃取柱和气相色谱 /电子捕获 (GC/ECD)分析垃圾渗滤液中有机氯农药的分析方法 ,对厌氧滤池 膜生物反应器处理垃圾渗滤液不同工艺段水体中有机氯农药的浓度进行了分析 .结果表明 ,应用厌氧滤池 膜生物反应器处理垃圾渗滤液可以有效去除有机氯农药残留 ,主要去除工艺是厌氧 ,其中p,p′ DDT厌氧反应的中间体产物是p,p′ DDD ,大部分继续转化为其它产物 .

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.

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.

浸没式厌氧膜生物反应器膜污染及控制进展

叙述了浸没式厌氧膜生物反应器(SAnMBR)的膜污染机理及过程、膜污染的影响因素及其防治方法等,归纳了防治SAnMBR膜污染的有效措施。SAnMBR的运行模式决定了膜污染对其影响将比其他MBR技术(如好氧MBR和外置式An MBR等)更为关键。认为今后的研究中,需要综合考虑废水的水质特征、微生物代谢、操作条件等多种因素以减缓膜污染;从机理上了解污染途径与种类,优化膜通量、气体冲刷、投加填料等操作条件以及选择合适的膜组件和布置方式将是SAnMBR得以可持续、经济有效、稳定运行的保证。

DO在厌氧序批式生物膜反应器中对厌氧氨氧化反应启动的影响

考察了DO在厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR)中对厌氧氨氧化反应启动过程的影响。结果表明,当进水采用高纯氮气进行除DO处理后进入ASBBR时,ASBBR很快以厌氧氨氧化反应为主,运行13d后,NO3--N生成量、NO2--N去除量、NH4+-N去除量比开始围绕0.25∶1.30∶1.00上下小幅波动,运行100d后的总氮容积去除负荷为1.560kg/(m3·d);当进水不除DO处理进入ASBBR时,从运行的第57天开始,ASBBR内才表现出明显的厌氧氨氧化反应特性,运行到第73天时,NO3--N生成量、NO2--N去除量、NH4+-N去除量比开始围绕0.21∶1.20∶1.00上下小幅波动,运行的93～100d,总氮容积去除负荷稳定在较高水平,最高可达1.090kg/(m3·d);进水不除DO处理时,会使厌氧氨氧化反应启动迟缓;无纺布作为生物载体,具有较强的抗水力负荷和基质(NH4+-N、NO2--N)负荷能力。

气升式环流生物反应器处理废水厌氧过程研究

采用气升式环流生物反应器处理模拟废水。周期性通入空气和氮气来实现厌氧-好氧交替过程。对厌氧-好氧过程和普通好氧过程进行了对比,研究了厌氧处理时间和曝气速率对生物除磷效果的影响。结果表明,厌氧过程可以显著地增强生物除磷效果,与普通好氧过程相比,在进水总磷质量浓度为10mg/L时,磷的去除率可以提高30%,而COD的去除基本不受影响;适当延长厌氧处理时间和适当增大厌氧过程曝气速率可以改善厌氧环境及活性污泥性能,提高磷的去除率。

HRT对折流板式厌氧生物反应器处理印染废水的影响

针对印染废水水质水量变化大、ρ(BOD5)/ρ(CODCr)低、色度高的特点,以苏南某污水厂(印染废水比例大于90%)调节池出水为研究对象,开展ABR(折流板式厌氧生物反应器)处理印染废水试验,处理规模为2 L/h,重点考察不同HRT(水力停留时间)下ABR对CODCr、色度的去除和对ρ(BOD5)/ρ(CODCr)的提升效果.结果表明:1当进水平均ρ(CODCr)为517 mg/L、色度为380倍、ρ(BOD5)/ρ(CODCr)为0.20时,随着HRT(32、24、18、14和10 h)的缩短,CODCr平均去除率由46.1%降至22.5%,色度平均去除率由60.6%降至51.0%,出水ρ(BOD5)/ρ(CODCr)由0.39降至0.30.2随着格室数量的增加,ρ(CODCr)和色度逐渐降低,其中第1格室的CODCr和色度的去除率分别占总去除率的20.0%和51.0%,紫外-可见吸收光谱扫描也证明了这一点.3经过ABR厌氧水解后污染物种类明显减少,说明ABR厌氧水解作用较好,可为后续好氧工艺奠定基础.

浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器的污泥特性研究

研究了新型浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器(SDRAnMBR)处理模拟啤酒废水的污泥特性。结果表明,SDRAnMBR的污泥活性高、旋转剪切力没有对厌氧颗粒污泥的性质造成破坏并具有性能良好的絮体;而且能有效减轻污泥浓度、EPS、污泥粘度、污泥颗粒粒径的变化对膜污染的影响,使之能在较高的MLSS(18～19.5g·L-1)、较高的EPS浓度(50.9～63.9mg·gMLSS-1)、较小的污泥颗粒粒径(4.00～36.54μm)和较大的污泥粘度(6.6～7.5mPa·s-1)时稳定运行。SDRAnMBR中由膜旋转形成的三相旋转流和厌氧颗粒污泥的协同作用,使SDRAnMBR具有性能良好的活性污泥,同时强化了膜组件的抗污染性能。

厌氧生物处理新工艺——厌氧序批式反应器

形成颗粒污泥和可以在常温下处理低浓度废水是厌氧序批式反应器的两个基本特征。文中讨论了厌氧序批式反应器(ASBR)的进水时间与反应时间之比、碱度和温度对ASBR运行的影响以及ASBR一个运行周期中各时间段的确定。

浸没式厌氧双轴旋转膜生物反应器的开发

针对浸没式厌氧膜生物反应器的膜污染问题,开发了一套内置双轴旋转膜组件的浸没式厌氧膜生物反应器。系统的容积为120 L,内装填平板超滤膜。膜组件采用双轴同向旋转,由膜旋转形成的湍流可减缓膜表面的浓差极化及凝胶层的形成,从而有效控制膜污染。与传统厌氧膜生物反应器相比,该工艺具有结构紧凑、除污效果好、能耗低和可大幅度减轻膜污染等优点。

浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器的膜污染机理研究

试验研究了新型浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器处理啤酒废水的膜污染机理.分析了膜阻力分布情况和膜污染速率及稳定运行时膜过滤阻力随运行时间变化的阻力模型.结果表明,最初很短时间内膜污染受膜孔堵塞模型控制,之后受泥饼层阻力模型控制,后一阶段是膜污染的主要控制阶段.经过146天的运行,膜污染较轻,过滤阻力随时间增大的速率非常缓慢,并在一定膜转速下,过滤阻力保持不变.证实了系统由双轴旋转膜组件形成的湍流可削弱膜表面的浓差极化及泥饼层的形成,从而有效地控制膜污染.

上流式厌氧生物滤池处理高含盐废水的试验研究

对利用上流式厌氧生物滤池反应器(UpflowanaerobicBiofilter,UBF)处理高含盐有机废水的情况进行了试验研究。结果表明,在容积负荷4kgCOD/(m3·d),进水氯离子浓度在3000mg/L,水力停留时间24h时,COD去除效率达到85%左右。

生物填料的投加对厌氧序批式反应器启动影响研究

采用厌氧序批式反应器（ASBR）和厌氧序批式生物膜反应器（ASBBR），以相同的反硝化污泥作为接种污泥，自配模拟废水，调节进水pH为7．5～8．0，反应器中水体温度为（30±0．5）℃，研究了生物填料的投加对厌氧序批式反应器厌氧氨氧化反应的启动影响。经过120d运行，ASBBR成功启动了厌氧氨氧化反应，NH3-N容积负荷为96mg／（L·d），NH3-N去除率达到81．53％，NH3-N、NO2-N减少量与NO3-N生成量之比为1：1．11：0．25。而未投加填料的ASBR没有发生厌氧氨氧化反应，NH3-N容积负荷为22mg／（L·d），NHrN去除率达到23．36％，NH3-N、NO2-N减少量与NO3-N生成量之比为1：0．91：1．18。实验结果表明，生物填料的投加使ASBBR易于形成厌氧环境，有利于厌氧氨氧化反应器的启动，同时有利于NH3-N的去除。

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。