内循环颗粒污泥床硝化反应器流动模型研究

采用脉冲刺激响应技术 ,对稳态内循环颗粒污泥床硝化反应器进行了示踪试验。根据试验结果 ,分别运用轴向扩散模型和多釜全混流反应器串联模型 ,对反应器沉淀区和循环区的流态进行了分析和判断。结果表明 ,反应器沉淀区的分散数D uL为 0 0 0 14 8,该区域的流态接近于平推流反应器 (PFR) ;反应器循环区的串联级数为1 0 2 1,该区域的流态接近于全混流反应器 (CSTR)。稳态时 ,反应器的理论水力停留时间为 36 0min ,实际水力停留时间为 341 2min ,反应器中死区所占的体积百分比为 5 2 2 % ,其中生物体死区为 0 75 % ,水力死区为 4 4 7% ,表明反应器结构性能良好。根据试验和分析结果 ,建立了内循环颗粒污泥床硝化反应器的流动模型 ,即全混流和平推流的串联组合模型。由流动模型所得的理论停留时间分布曲线与由试验所得的实际停留时间分布曲线吻合良好 ,两者的平均相对误差为 8 5 6 % ,表明所建模型具有较高的准确性。

内循环颗粒污泥床硝化反应器临界曝气强度的研究

内循环颗粒污泥床硝化反应器是一种新型高效硝化反应器 ,在反应器运行过程中 ,液体循环临界曝气强度和颗粒污泥流化临界曝气强度是两个重要操作参数。建立了升流区表观液速Ulr与曝气强度Ugr之间的关系 ,并测定了有关的模型参数 ,得到了具体的数学表达式 :Ulr=(2 6 1 3- 0 0 2 4 )U0 871gr 0 2 76U0 871gr - 0 2 8。根据该模型 ,计算得到的液体循环临界曝气强度为 1 0 1 7cm min ,颗粒污泥流化临界曝气强度为 2 6 6 2cm min。实测结果证明 ,求得的两个临界曝气强度具有较高的准确性 。

内循环颗粒污泥床硝化反应器流体力学特征研究

对内循环颗粒污泥床硝化反应器中的气含率和液体运动速率进行了试验研究 ,建立了分别基于流体力学平衡原理及反应器能量输入与消耗平衡方程的气含率和液体运动速率的机理性数学模型 .根据试验数据 ,在相对误差分别为 4 78%和6 5 3%的情况下对上述模型进行了参数估计 .在实际运行中 ,通过所建模型对反应器中的气含率和液体运动速率进行有效调控 ,可实现反应器的高效稳定运行.

强化循环厌氧反应器处理印染废水的厌氧颗粒污泥特性研究

利用强化循环厌氧反应器(SCAR)中试规模处理实际印染废水。强化循环厌氧反应器接种厌氧颗粒污泥后启动运行93 d,研究启动过程中不同水力停留时间(HRT)下反应器内厌氧颗粒污泥的浓度、沉降速度、脱氢酶活性、辅酶F420、胞外多聚物等特性指标。结果表明:随着HRT的缩短,系统内SS和VSS的含量都呈先减少后增加的趋势,当HRT为13.5 h时,SS和VSS均达到最大值,分别为66.3 g/L、47.3 g/L;反应器内厌氧颗粒污泥具有良好的沉降性能,其沉降速度与粒径成正比,0.5~5.0 mm颗粒污泥的沉降速度介于55.2~163.8 m/h之间;颗粒污泥中脱氢酶活性和辅酶F420含量的变化趋势基本一致,随着HRT的缩短,两者含量逐步上升并趋于稳定,在HRT为13.5时达到最大值,分别为8.5 mg/(g·h)、0.2μmol/g;颗粒污泥的胞外多聚物中,蛋白质含量较多,蛋白质与多糖的比值在1.4~3.1之间;启动完成后颗粒污泥表面扫描电镜观察发现,厌氧颗粒污泥中古细菌巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)占优势。

内循环好氧颗粒污泥床硝化反应器氮亏损研究

为内循环好氧颗粒污泥床硝化反应器运行过程中氮素物料衡算提供依据 ,针对氮亏损进行了理论分析 ,并指出氨逃逸是导致氮亏损的原因 ,而反应器中的氨氮浓度C0 、温度t和pH值是影响氨逃逸的因素。基于双膜理论和热力学原理 ,构建了氨逃逸的动力学模型。通过试验测定模型参数KNH3=0 .6 92L/h ,采用模型计算的氮亏损量与反应器实际运行过程中实测的氮亏损量吻合良好 ,平均相对误差仅为 6 .6 1% ,表明所建模型能够较为准确地预测反应器运行过程中的氮亏损。进一步对影响氨逃逸的因素进行了参数灵敏度分析 ,结果表明 ,pH值对氨逃逸速率的影响程度最大。

膨胀颗粒污泥床厌氧反应器原废水循环启动的实验研究

在室温条件下,以水葫芦汁液为废水来源,对自行设计的膨胀颗粒污泥床(EGSB)厌氧反应器进行原废水循环启动实验。结果表明:在启动运行65d后,进水有机负荷可以达到7kg/(m^3·d)左右,COD去除率达到90%以上,容积产气率达到1.35m^3/(m^3·d),甲烷体积分数达到61%,颗粒污泥粒径达到2~4mm。因此,EGSB厌氧反应器的原废水循环启动方式是可行的,对水葫芦汁液的降解是高效的,为EGSB厌氧反应器的工程应用提供一种新的启动方式,也为水葫芦汁液的能源化利用提供了一套高效、节能的厌氧发酵装置。

内循环厌氧膨胀床反应器颗粒污泥特性

研究了内循环厌氧膨胀床反应器 (theinternalcirculationanaerobicexpandedbedreactor ,ICAEBreactor)的颗粒污泥特性 .结果表明 ,该反应器在平均COD容积负荷 2 8 2kg/ (m3 ·d)下稳定运行时 ,平均COD去除率为 89 0 % ,内循环比约 12 5 .反应器中培养出普通颗粒污泥和悬浮颗粒污泥 .位于反应器第 2反应区液面的悬浮颗粒污泥层具有动态稳定性 ,相对稳定的运行条件可降低其对反应器的不利影响 。

内环流颗粒污泥床硝化反应器的氮损失(英文)

对内环流颗粒污泥床硝化反应器的氮损失现象进行了研究,结果表明氨逃逸是氮损失的主要致因.基于双膜理论和热力学原理,构建了氨逃逸的动力学模型,并分析了氨逃逸的影响因子.该模型预测值与反应器实际运行过程中实测的氮损失量基本吻合.进一步对影响氨逃逸的因素进行了参数灵敏度分析,结果表明,pH值对氨逃逸速率的影响程度最大.

沼气循环厌氧颗粒污泥床反应器的运行特性

以厌氧絮状污泥接种,投加少量颗粒活性炭(GAC),处理高浓度自配水的上流式厌氧生物反应器在无沼气循环下,经18天运行即实现了污泥颗粒化,按反应区容积计算的有机负荷(OLR)达到15 kgCOD.m-3d-1,COD去除率为87%;启动沼气循环,在气体上升流速约2.1 m.h-1的条件下,几乎所有颗粒污泥在2天内发生解体;但继续沼气循环,经过在OLR约为36 kgCOD.m-3d-1下连续运行49天反应器内又重新形成了颗粒污泥;随后,反应器的OLR迅速提高到并保持在90 kgCOD.m-3d-1左右,稳定运行18天,COD去除率在95%以上;沼气循环可强化反应器内的混合程度,使其离散系数D达到0.368。

好氧颗粒污泥处理低氨氮废水短程硝化研究

采用现有的好氧颗粒污泥,通过在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中接种颗粒污泥,基于人工模拟废水,研究好氧颗粒污泥处理低氨氮污水,实现短程硝化。结果表明,短程硝化效果受到有机物浓度、pH、氨氮浓度、排水比等因素的影响,当SBR反应器进水NH_(4)^(+)-N浓度为55mg/L左右时,NH_(4)^(+)-N去除率达到97.1%,亚硝酸盐氮积累率(Nitrite Accumulation Rate,NAR)达到95%,TN去除率达到35%以上,表明SBR反应器能够实现稳定的短程硝化效果。

颗粒污泥膜生物反应器同步硝化反硝化

在本实验条件下，厌氧-好氧序批式颗粒污泥膜生物反应器（GMBR）处理人工配水，结果表明，GMBR具有良好的有机物去除及脱氮效果，当进水TOC及氨氮分别为160．9～308．4mg／L、29．8～83．6mg／L时，GMBR的TOC、氨氮及总氮去除率分别为65．7％～98．6％、85．4％～98．9％及66．1％～95．1％．对于GMBR典型周期TOC、胞内聚口羟基丁酸（PHB）、氨氮、硝酸盐氮及亚硝酸盐氮变化进行分析，结果表明，有机物主要在厌氧阶段去除并以胞内多聚物PHB形式储存，氨氮在好氧阶段经由同步硝化反硝化（SND）去除，并且反硝化碳源主要来自胞内储存物质PHB．以外源溶解性基质及胞内储存物质为碳源的批式实验表明，以外源基质为碳源的缺氧反硝化速率为胞内储存物质的4．2倍；以外源基质及胞内PHB为碳源的好氧SND效率分别为49．9％、82．5％．胞内储存物质PHB的慢速降解特性使得硝化与反硝化过程能够同步进行．

内循环式厌氧反应器启动过程中颗粒污泥的特性

研究了IC反应器的快速启动方法和启动过程中颗粒污泥性质 .结果表明 ,由于反应器成功滞留了大量活性高、沉降性能好的颗粒污泥 ,反应器初次启动可在 2 0d内完成 ,二次启动 1 5d内完成 ,反应器负荷可达 1 2～ 1 5kg·(m3·d) -1,COD去除率 85%以上 ;IC反应器启动结束后 ,其颗粒污泥的性质发生显著变化 ,平均粒径由 0 .88mm增大到 1 .2 5mm ,平均沉降速度由接种污泥的 35 4m·h-1增加到 1 0 5 1 7m·h-1,最大比产甲烷活性 [382 98ml·(g·d) -1]几乎为初期的 4倍 ,产甲烷优势菌由Methanothrix转变为产甲烷球菌和短杆菌 .

厌氧膨胀颗粒污泥床反应器的国内研究与应用现状

厌氧膨胀颗粒污泥床(expanded granular sludge bed,EGSB)反应器作为第三代厌氧反应器的典型代表,相比于上流式厌氧污泥床(UASB)反应器具有更高的容积负荷和抗冲击性能,且其还有占地小以及可产生沼气能源等优点,因而被广泛应用于多种高浓度有机废水处理。本文介绍了EGSB反应器的结构原理与运行流程;统计分析了近些年国内EGSB反应器的相关文献及其由小试到工程化的发展历程;概述了EGSB反应器在甲烷化、厌氧氨氧化(ANAMMOX)、生物制氢、同步脱氮除硫方面的研究进展;综述了产甲烷EGSB反应器与生物膜法、序批式活性污泥法和传统活性污泥法等工艺联用的工程应用现状,指出这些工艺均表现出良好的单体去除效果和较理想的整体去除效果,且EGSB反应器在与新兴技术的耦合上也表现出较好的前景。

膨胀颗粒污泥床厌氧反应器的快速启动研究

以膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器生产实践为基础进行的处理模拟生活污水的试验发现:在启动过程中,接种污泥含有厌氧颗粒污泥菌种和适量的絮状厌氧污泥可以加快反应器启动;采用添加微量金属营养元素和进水COD负荷基本不变及稳定后增加负荷的三段式进水操作方式,有助于颗粒污泥的形成和加快反应器的启动;在培养过程中出现的反应器壁膜对颗粒污泥的生成可起到促进和辅助作用,并能提高反应器的抗冲击负荷能力。研究结果对EGSB反应器的生产实践具有重要的指导作用,可作为反应器实际运行的参考依据。

厌氧膨胀颗粒污泥床反应器的应用现状与研究热点

介绍了膨胀颗粒污泥床的结构工艺特性。综述了膨胀颗粒污泥床较其它厌氧反应器有优势的应用领域,如在低温条件下运行、处理低浓度废水特别是生活污水,以及对含高悬浮物和含毒性或抑制性物质废水的处理的研究结果与应用状况,同时介绍了为了达到水质排放要求,膨胀颗粒污泥床与其它新型工艺组合的研究现状与成果。

PVA颗粒污泥膨胀床反应器处理高含量乙二醇废水实验研究

在颗粒污泥膨胀床反应器（EPSB）内添加聚乙烯醇（PVA）凝胶颗粒作为载体，进行厌氧处理乙二醇废水实验研究，合计进行168d。保持反应器COD容积负荷在12～15kg／（m^3·d），分别对循环流量、微量元素以及碳酸氢钠的投加量等运行参数进行了确认。结果表明，控制循环体积流量为15L／h，微量元素含量减少至0以及NaHCO3的质量浓度减小至400mg／L，反应器COD去除率仍可以保持在95％以上。同时，随着实验的进行，PVA凝胶颗粒的颜色从实验开始的白色变为黄色、最后变为黑色；电子扫描显微镜的扫描图像显示PVA凝胶颗粒表面附着有大量微生物，证明EPSB反应器具有较高的生物含量，从而解释了其高负荷运行的原因。

膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器高效处理链霉素有机废水试验研究

介绍了厌氧中温发酵 (35± 1℃ )条件下 ,采用膨胀颗粒污泥床 (EGSB)反应器日处理 2 16m3链霉素有机废水的生产性试验研究。试验结果表明 :在控制低浓度进料 ,COD在 2 0 0 0～ 70 0 0mg/L、COD/SO4 2 - =7～ 10的条件下 ,有效地降低了毒性物质的抑制作用 ,使反应器成功启动并培养出颗粒污泥 ;当进料COD在 70 0 0～ 130 0mg/L ,HRT为 3～ 5h ,pH为 6 8～ 7 2时 ,COD去除率可达 75 % ,反应器容积负荷最高可达 15 8kgCOD/ (m3·d) ,而SO4 2 - 去除率可有效地控制在 6 0 %～70 % ;实现了EGSB反应器对链霉素废水中有机物和硫酸盐的有效去除。

膨胀颗粒污泥床反应器在低温低浓度下的动力学研究

在考虑膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器的反应动力学、水力动力学和热动力学特点的基础上,建立了EGSB反应器在低浓度下的基质降解动力学模型,求出EGSB反应器在进水COD450m g/L、35,15℃(与35℃同样的液体上升流速)和15℃(提高液体上升流速至最佳)3种运行条件时的速率常数分别为3.91×102,1.07×102,2.54×102d-1。用A rrhenius方程分析了温度对速率常数的影响,计算出EGSB反应器在提高液体上升流速前后的活化能分别为4.897×104J/m o l和1.197×104J/m o。l低温使速率常数明显降低,但液体上升流速的提高却能显著提高速率常数,降低活化能。

膨胀颗粒污泥床厌氧反应器处理化学制药废水研究

考察了膨胀颗粒污泥床厌氧反应器(EGSB)在不同运行条件下对化学制药废水的处理效果。结果表明:在容积负荷为2.3~15.5 kgCOD/(m^3·d)的范围内,EGSB的COD去除率和甲烷产率呈现先升高后下降的趋势,并在容积负荷为11.6 kgCOD/(m^3·d)时达到最高,分别为90.5%和4.12 L/(L·d)。在容积负荷为11.6 kgCOD/(m^3·d)条件下,降低进水碳硫比能够导致系统COD去除率和甲烷产率的下降,最佳碳硫比为8.0。

厌氧膨胀颗粒污泥床反应器的工艺运行性能

从抗冲击负荷、变换水质和间断运行等三个方面来考察厌氧膨胀颗粒污泥床 ( EGSB)反应器装置的稳定性。结果表明 ,启动成功后的 EGSB反应器装置耐冲击 ,对不同水质的适应能力强 。