IMD新型高效厌氧消化反应器中试应用研究

目前,IMD新型高效厌氧消化反应器被广泛应用于高浓度有机浆液的处理。本研究考察了IMD厌氧消化处理中试运行情况,为工程扩大应用提供参考。结果表明,在中温(35℃)条件下,VS有机负荷为7.0 kgVS/m^(3)·d时,COD去除率超过80%,出料碱度平均为16565 mg/L,VFA平均为3285 mg/L,VFA/碱度比值为0.2,吨餐厨垃圾浆液产气率平均为84 m^(3),平均VS产气率为1.23 m^(3)/kgVS,表明系统稳定性较好。与其他厌氧反应器相比,IMD结构简单,设备检修维护方便,处理餐厨浆液可达到较高的有机负荷,有机物去除效率高。

用于牛粪液厌氧消化的推流式和完全混合式反应器性能研究

对推流式反应器（PFR）和完全混合式反应器（CSTR）用于牛粪液厌氧消化的性能进行了比较研究.在中温35℃下,对进料浓度40、80和128 g/L的3种牛粪液分别进行了试验.结果表明,CSTR比PFR具有更好的去除VS（挥发性固体）和产生物气的性能,在进料浓度为40、80和128 g/L时,CSTR中VS去除率比PFR中分别提高了17.4%～21.5%,3.9%～21.5%和0.5%～5.3%.在最优进料浓度80 g/L下,CSTR获得了最高的容积产气率和单位VS产气量,比PFR中提高了9.8%～25.9%.研究认为,CSTR中的搅拌作用加强了微生物与物料之间物质的传递,提高了降解去除有机物和产生物气的消化效果.因此,在牛粪液厌氧消化时,推荐使用CSTR反应器.

完全混合型厌氧反应器污泥回流量计算

介绍了完全混合型厌氧处理系统的工艺流程,阐述了污泥回流量的计算方法,并以国内某工程为实例进行相关参数的计算。

厌氧消化影响因素的研究进展

厌氧消化是一种将有机废物转化为沼气的生物过程,已广泛应用于污水污泥、农业/畜牧业废物、餐厨垃圾等处理领域。然而厌氧消化工艺工程化应用的最大瓶颈是甲烷产量低及工艺运行不稳定。因此,厌氧消化影响因素一直是该领域的研究热点。本文回顾了厌氧消化理论,然后较为系统地总结了厌氧消化过程的主要影响因素,其中包括反应器条件(反应器类型、污泥性质)、环境因子(温度、pH值、水力停留时间)和基质条件(氨氮、硫化物、微量金属元素)的最新研究进展。同时指出厌氧消化技术存在的不足,并对未来的发展进行了展望。

运行条件对膜生物反应器处理猪场厌氧消化液效果的影响

为探讨膜生物反应器处理猪场厌氧消化液效果和合适的操作条件,该文分别选择了三种不同的水力停留时间(HRT)、间歇曝气区曝/停比和膜出水抽/停比,根据三水平正交表安排试验。结果表明:进水COD为1240～1830mg/L,BOD5为154～420mg/L时,出水COD(化学需氧量)为208～811mg/L,BOD5(生化需氧量)为7～13mg/L,COD和BOD5去除率分别达到51.7%～83.2%和93.0%～97.1%。试验所选因素中HRT对COD去除效果的影响最大,HRT=24h与20h、15h时的COD去除率差异显著(P<0.05),分别平均提高7.3%和13.4%。当水温在24～28℃时NH4+-N去除效果随水温的升高明显提高,但水温上升到28.0～35.8℃时,NH4+-N去除效果随水温变化不大。

完全混合厌氧消化处理城市垃圾的特性研究

采用完全混合厌氧消化工艺处理城市垃圾,分析在不同条件下pH值和VFA(挥发性脂肪酸)的变化过程.结果表明在不同C:N比下,TS(进料固体含量)由10%增加到20%没有给消化系统pH和VFA带来显著变化,当TS增加到30%时,厌氧消化系统pH值明显下降,VFA浓度较高.VFA浓度在C:N比为15:1时低于C:N比为25:1.针对完全混合厌氧消化过程复杂、影响因素多的特点采用正交实验的方法,研究在三因素条件下的厌氧消化过程,实验结果表明,温度对厌氧消化体系的影响程度最大,TS次之,C/N比的影响最小.

餐厨废水处理中HMD厌氧消化技术的应用研究

污水处理一直是社会高度关注的话题,尤其是餐厨废水,由于其所含杂质相对较多,若直接输送到污水处理厂则会导致处理难度较大。因此,通过对餐厨废水提前处理的方式,有助于形成更加良好的污水处理效果。对餐厨废水处理进行分析,基于某地的实际处理项目案例,以HMD厌氧消化技术为核心设计了完整的处理系统。研究结果表明,应用相关系统对餐厨废水加以处理,运行成本较低,具有良好的应用效益。

基于污泥流变特性对厌氧消化反应器的模拟研究

采用旋转黏度计测定不同含水率污泥的流变性质,并对其变化规律进行了分析,通过数据拟合得到最佳的流变方程用于描述污泥的流变性质。试验结果表明,污泥是一种假塑性非牛顿流体,表观黏度随剪切速率的增加而降低并趋于稳定。在试验研究基础上,结合计算流体力学(CFD)模拟技术对污泥厌氧消化反应器内的污泥表观黏度分布进行计算,获得反应器内不同位置的黏度值。模拟结果显示在反应器底部污泥黏度较大,不利于反应器内的物质交换和循环,为提高反应器底部区域的混合搅拌效果,比较反应器下层分别采用弯叶涡轮桨叶和斜叶桨搅拌效果。基于模拟结果计算表明,组合桨的泵送效率相对于单一斜叶桨相对提高25.3%,可以改善反应器底部区域的混合搅拌效果。

基于阶段式多相厌氧消化系统(SMPA)的厌氧反应器的新发展

阶段式多相厌氧处理系统(SMPA-system)能适应各种温度条件下多种废水(包括含难降解化合物的废水)的处理,是最有前途同时也急需进一步发展的废水处理系统。本文详细介绍了基于SMPA系统的几种最新的厌氧反应器:PABR,USSB及IC反应器的结构、特点及国内外的研究现状。

IC反应器中剩余污泥的厌氧消化试验研究

利用IC反应器对抚顺三宝屯污水处理厂的剩余污泥进行中温与高温厌氧消化试验,考察厌氧消化工艺的可行性。结果表明,中温、高温连续出泥分别为12d,8d后,出泥COD去除率开始稳定,产气量也逐渐达到稳定,气体中的甲烷含量在70%以上。絮凝试验结果表明,与生污泥相比,消化污泥经絮凝后等量干固体的泥饼体积仅为原来的56%。

两相连续固体床厌氧消化反应器的试验

两相连续厌氧消化比单项厌氧消化的发酵更好,这种消化方式的沼气产量大,对农业有机废弃物的消化更充分,是一种适合在我国推广的物质与能量多重循环利用的农业有机废弃物处理方式。固体床反应器利用厌氧消化的原理,把通过厌氧发酵产生的沼气作为燃料,发酵残余物作为肥料。为此,对两相连续固体床厌氧消化反应器进行了研究,设计了一种新型的厌氧消化反应器。

载体好氧预处理对厌氧消化反应器运行性能的影响

将用于厌氧消化反应器的载体经好氧挂膜预处理，采用有机负荷递增法启动厌氧附着膜膨胀床（ＡＡＦＥＢ）反应器，好氧预处理后的反应器比对照提前１５天完成启动，并且具有较好的耐冲击负荷能力和耐水力负荷能力。这与污泥结构良好，持留能力强，污泥流失量小呈正相关。在反应器的稳态运行和再启动运行期间，反应器的主要运行参数与对照反应器无明显差异。

作物秸秆厢式厌氧消化反应器设计及试验研究

目前,以作物秸秆为原料的沼气工程中存在预处理能耗高、料液分层结壳、混合不均匀、出料困难等问题。该研究采用了自行设计的厢式厌氧消化反应器(CADR),测定了玉米秸秆在中温条件下的沼气产量、甲烷含量以及pH的变化情况。结果表明:玉米秸秆未经C/N调节,只经过简单切割和沼液浸泡两步预处理,即可进行有效的厌氧消化,30 d后进入满负荷运行阶段的产气量为19.94 L·d-1,原料TS产气率为0.495 m3·kg-1,比常规粉碎批式厌氧消化产气率提高了30.75%,pH稳定在6.5～7.2之间。采用CADR处理玉米秸秆,启动快速、运行稳定、产气率高。

混合折流板厌氧反应器(HABR)处理高浓度糖浆废水

本文对混合折流板厌氧反应器(HABR)处理高浓度糖浆废水进行了研究。反应器在有机负荷率为20kg/m^3·d时,能有效地去除总的和溶解性COD70％以上。试验过程中观察到生物体的颗粒化及颗粒的增大,并观察到颗粒污泥中有类似于甲烷丝菌属(Methanthrix)和甲烷八叠球菌属(MethanosaiCina)的优势甲烷菌。实验过程中根据需要添加氮和磷,反应器内的污泥截留性能很佳,产气量为每天产5倍于反应器容积的气体。

新型两相一体厌氧消化反应器处理餐厨垃圾中试研究

针对餐厨垃圾厌氧消化过程易发生挥发性脂肪酸(VFAs)的积累,系统难以稳定高效运行等问题,本研究设计制造了一套中试规模的新型双环嵌套式两相一体厌氧反应器,采用双环嵌套式结构,在反应器内部将内环的产酸阶段与外环的产甲烷阶段分离.反应器共运行184d,初始负荷为60kg/d,运行阶段阶梯式提高负荷,最高达到180kg/d.结果表明,该新型反应器产气与有机固体去除效率高,稳定性好.在稳定运行阶段,有机负荷为3.0kgVS/(m^3·d),容积产气率平均达到1.69m^3/(m^3·d),最高为2.72m^3/(m^3·d),平均负荷产气率为0.57m^3/(kgVS·d),有机固体去除率达77.2%;由于内外环相分离作用,外环p H值相比内环高约0.3～0.4,外环挥发性脂肪酸(VFAs)和溶解性化学需氧量(sCOD)平均浓度相比内环分别降低25%和23%.双环嵌套式反应器实现了产酸和产甲烷阶段分离的作用,内环产酸相很好地完成了水解和酸化步骤,同时减轻产甲烷相受到酸积累的冲击,对反应器稳定运行起到关键作用.

结合水动力学的厌氧消化1号模型在UASB反应器中的应用

建立了新型的以厌氧消化1号模型为基础的对流扩散模型来模拟升流式厌氧污泥床反应器,在此模型中同时考虑了水动力学及生化动力学.模型涉及的偏微分方程借助中心有限差分法在Matlab中编程进行求解.示踪剂实验与两组有机负荷冲击实验分别用于验证对流扩散模型的水动力学及生化动力学,结果显示模拟数据与实验数据能很好地吻合.此外,所建立的模型还能反映不同高度处的反应器状态,借助这个优势可以在反应器遭受异常情况时进行预警.

新型厌氧膜生物反应器城市污泥消化研究

基于转盘膜过滤和沼气升流循环搅拌技术构建了新型厌氧膜生物反应器,厌氧消化反应器有效容积为20L,膜有效面积为0.55m^2。采用该反应器对某城市污水厂的剩余污泥进行厌氧消化处理,考察了膜过滤、厌氧消化过程参数、污泥特性和出水水质等的变化情况。结果表明:当温度为30℃、污泥浓度为10.3g/L时转盘膜组件的临界通量在18~21L/(m^2·h)之间;运行周期内污泥混合液ρ(MLVSS)∶ρ(MLSS)由0.61下降到0.42,挥发性固体的累积降解率为58%;污泥过滤比阻从消化前的2.93×10^(15) m/kg下降至9.59×1014,有效改善了剩余污泥的过滤性能;滤液中COD,TN,NH+4-N,TP的平均质量浓度分别为266,514,247,84mg/L。新型厌氧膜生物反应器对剩余污泥具有良好的消化效果,可以达到较高的有机物降解率并改善污泥的过滤性能,出水经消毒处理后可以应用于园林绿化或农业生产,充分利用其营养物质。

卧式厌氧消化反应器处理高含固污泥的特性研究

采用容积为200L的卧式厌氧消化反应器(以下简称卧式反应器),对高含固污泥(总固体(TS)≥10%(质量分数))的厌氧消化特性进行研究。通过序批运行、低负荷半连续运行、提负荷半连续运行逐步提高污泥TS从10.09%至12.58%,并对污泥颗粒的运动轨迹进行了计算机流体力学(CFD)模拟。结果表明,序批运行阶段污泥水解酸化特征显著;在低负荷半连续运行阶段,沼气产率平稳上升,在提负荷半连续运行阶段,沼气产率稳定在(0.359 2±0.011 0)m^3/(m^3·d),挥发性固体(VS)降解率稳定在22.05%±0.52%,高含固污泥在卧式反应器中厌氧消化产气性和稳定性良好。CFD模拟结果显示,污泥颗粒在卧式反应器中得到充分混合,卧式反应器运行稳定后,污泥厌氧消化剩余能量可达2.42MJ/(m^3·d),经济效益明显,具备良好的应用前景。

完全混合式厌氧生物电化学系统处理2,4-二氯苯酚废水

2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是高毒性、难降解的工业污染物,因传统生物法处理受到诸多限制,本文耦合微生物电解池(MEC)工艺及完全混合间歇式厌氧反应器(CMB),构建MEC-CMB系统对2,4-DCP进行处理。基于自建处理装置,阳极采用镀钌铱钛网,阴极采用碳布,研究了外加电压、2,4-DCP初始浓度对系统降解效率的影响及降解机理。实验结果表明,该耦合系统在电压1.4V,2,4-DCP初始浓度10 mg·L-1的条件下,24 h降解率可达到75.9%,较单一CMB提升了25.87%;对低浓度2,4-DCP均有较好的处理效果;其降解中间产物主要有:邻氯酚、苯酚、对苯醌、丁二酸等。

厌氧折流板反应器对有毒有机物冲击负荷的适应性

在厌氧折流板反应器中，以氯酚配水进行毒物冲击负荷试验，进水ＣＯＤ为１１００～１２００ｍ ｇ／Ｌ，ＨＲＴ为１ｄ 时，连续２ｄ 投加五氯酚钠１６．８３～１７．７２ｍ ｇ／Ｌ．结果表明，厌氧污泥依次经历活性抑制阶段及活性恢复阶段．毒物冲击对反应器前段影响较大，对后段危害甚小．产酸菌比产甲烷菌先恢复，污泥活性恢复期为１８～２６ｄ，污泥驯化越好，其活性恢复越快．