移动床生物膜反应器中模拟微生物耗氧速率对微孔曝气氧传质效率的影响研究

为研究移动床生物膜反应器（MBBR）中微生物呼吸作用对微7L曝气氧传质效率（OTE）的影响，向清水中持续通人一定浓度的消氧剂——亚硫酸钠溶液，通过亚硫酸钠的氧化来模拟微生物的呼吸耗氧。基于不同填充率和曝气量工况条件下，考察了微生物耗氧速率（OUR）对OTE的影响。结果表明：在40L／h曝气量条件下，装置填充率在20％～50％时，标准氧传质效率（SOTE）与OUR存在着明显的正相关性，其线性拟合R0介于0．7898～0．9762；填充率为60％时，SOTE随0UR的增大无明显变化。装置填充率在50％、曝气量分别为40、80、100L／h时，SOTE随OUR的增大无明显变化；而曝气量为60L／h时，SOTE随OUR的增大明显增大。进一步分析试验结果得出，MBBR中，微生物OUR可用来近似表征OTE，但不同填充率和曝气量会对两者的相关性产生一定影响。

长期运行期间微孔曝气系统氧传质效率的影响因素及污染控制

微孔曝气因其较高的氧传质效率成为城镇污水处理厂好氧生物处理系统中最常用的曝气技术之一。文中综述了影响微孔曝气氧传质效率的因素,包括工艺条件、污水水质条件、环境因素等。但是,在长期运行过程中,微孔曝气器的污染成为对氧传质效率影响最大的因素。文中对累积于微孔曝气器表面及气孔内的生物污染、有机污染和无机结垢的形成原因进行了总结,探讨其污染机理,以期为微孔曝气系统在污水处理厂的优化运行提供指导。

二次流场促进高浓度颗粒污泥体系的传质效率

将提供特定流体动力条件(二次流)的SSBR反应器和普通向上流SBR反应器进行对比,试验分析氧传质性能、降解性能和颗粒污泥形态,研究高浓度颗粒污泥体系中,优化的流体动力条件-二次流对氧传质效率的影响以及由此引起的种群分布变化。结果表明,SSBR反应器的氧传质速度更快,稳定运行的SSBR反应器能维持更高的溶解氧,有利于提高颗粒污泥内部的溶解氧渗透能力,对颗粒污泥中心区域的营养供给充分,颗粒污泥内部微生物不易老化,有利于颗粒污泥体系的稳定和强化有机物的降解效率。

夏冬两季AAO工艺微孔曝气系统性能测定与评价

以上海某城镇污水处理厂为研究对象,在夏冬两季通过好氧池沿程实地测试,对污染物去除效果和曝气系统性能进行系统测定与评价。结果表明,冬季水量负荷较夏季低,好氧池反应时间延长且充分曝气,抵消了低温对硝化的负面影响,因此,夏冬两季出水水质均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A排放标准。与夏季相比,冬季生物处理工艺的需氧量更高,微孔曝气系统的氧传质效率更低,导致所需供气量更高,曝气效率更低。夏季和冬季供氧量比需氧量分别高38.99%和7.07%,夏季节能潜力较大。好氧池污染物浓度沿程下降,末端污染物浓度几乎不变,而末端溶解氧浓度远高于前端,说明末端的供氧并未用于COD_(Cr)氧化和氨氧化作用,存在过度曝气现象,因此,可适当降低好氧池末端供气量。

曝气量及污泥含量对生物膜-活性污泥工艺充氧性能的影响

在小试条件下,以氧利用率为评价指标,研究了不同曝气量及不同污泥含量下生物膜-活性污泥工艺氧传质效率的变化规律,并考察了污染物的去除情况。结果表明,当曝气体积流量为60~100 L/h时,生物膜-活性污泥工艺状态下氧传质效率随着曝气量的增大而增大,且较生物膜工艺明显提高;当污泥的质量浓度分别为1、2、3 g/L时,随着污泥含量的增大,生物膜-活性污泥工艺状态下氧传质效率先增大后趋于稳定;由于生物量及氧传质效率的提高,因此生物膜-活性污泥工艺系统对COD的去除效果明显优于生物膜系统,且对NH_3-N的去除效果较好。

膜孔参数及表面活性剂对微孔曝气器充氧性能的影响研究

污水处理厂曝气设备的性能及水质条件是影响曝气充氧性能的重要因素,比较了清水及不同表面活性剂浓度下橡胶膜曝气器的曝气充氧性能,以标准氧传质效率(SOTE)为评价指标,得出了不同工况及膜孔参数下曝气充氧性能的变化规律。结果表明:在清水条件下,SOTE随着通气量、膜孔间距、膜孔孔径的增大而降低;表面活性剂条件下的SOTE(αSOTE)随着表面活性剂浓度的增大而降低;修正系数(α,αSOTE与SOTE的比值)随着膜孔孔径的增大而增大,膜孔孔径越小,表面活性剂对橡胶膜曝气器充氧性能的抑制作用越大。

污水处理厂鼓风机房技术改造设计要点及案例分析

某大型污水处理厂为提高鼓风机房供氧能力并改善操作环境,拟对现状鼓风机房进行技术改造。改造前通过对实际进水水质的分析,将设计进水TN质量浓度由45 mg/L提高至60 mg/L,氨氮质量浓度由35 mg/L提高至50 mg/L;同时采用2021年的实际水量、进出水水质、曝气量等数据推算曝气器的实际氧传质效率仅为16.10%,曝气器的实际阻力却高达1.78 m,均达不到CJ/T 264—2018《水处理用橡胶膜微孔曝气器》中规定的充氧性能指标值。利用调整后的设计进水水质、曝气器的实际氧传质效率和阻力重新计算,改造后的鼓风机供气量较现状提高5.70%,风压较现状提高0.5 m。

不同高径比下气液两相流流场结构的实验研究

气液两相流是好氧曝气过程中产生的一种复杂的气液流动形态,其流型、流态对曝气反应器的运行效率具有重要的影响。本研究使用高速摄影机获得气泡羽流的流场图像,再经图像处理和数值计算来研究气泡羽流的空隙率参数,测得空隙率值在气泡羽流中的分布,并结合羽流摆动频率对不同纵横比下的羽流运动情况进行分析。研究结果表明,当曝气装置纵横比为1.0时,气液两相流的流场分布均匀,频谱稳定,能形成稳定的气液环流,使气泡在液相中的停留时间变长,可以有效地提高氧传质的效率,改善曝气效果。

射流曝气微细气泡的PIV测量

射流曝气产生的微细气泡是影响氧传质效率的关键。在射流曝气传质学原理的基础上,通过搭建PIV实验台对设计加工的射流曝气器产生的微细气泡直径等参量进行测量。结果表明,其产生的微细气泡粒径小、分布均匀,气泡上浮平均速度小,横向平均速度大、有漩涡。这些特点均有助延长气泡滞留时间或加强扰动,提高氧传质的效果。

移动床生物膜反应器中微生物呼吸对氧传质的影响

为研究移动床生物膜反应器(MBBR)中微生物呼吸对氧传质的影响,于体积为13 L的玻璃装置中,采用聚乙烯生物载体(填充率为40%)培养生物膜,经过20 d后,MBBR对NH3-N的去除率达97%。采用off-gas尾气分析方法测定MBBR的氧传质效率(αSOTE),结果表明生物膜的耗氧速率(OUR)对αSOTE有明显的促进作用。在曝气量为40 L/h条件下,当OUR由11 mg/(L·h)增大至28 mg/(L·h)时,αSOTE可提高近一倍。αSOTE与OUR有较好的线性相关性,其拟合曲线的R2约为0.96。在不同曝气量下,OUR对αSOTE的促进程度不同。在试验所调节的60、80和100 L/h三个曝气量下,60 L/h时OUR对αSOTE的促进作用最大,可使αSOTE提高近一倍;而曝气量为100 L/h时,αSOTE可提高约40%。此外,利用OUR与αSOTE的线性关系,通过测定OUR可获得实际工艺状态下的αSOTE。

微纳米曝气技术在水环境治理中的应用

微纳米曝气技术是利用微纳米气泡提高水体中溶解氧含量,增强好氧微生物活性,为改善水环境提供帮助的一种技术方法。微纳米曝气技术因克服了传统曝气技术的一系列缺点而受到关注。本文介绍了微纳米曝气技术的定义、优点以及该技术在水环境中的应用现状,重点介绍了该技术对不同类型污水处理的效果,最后对微纳米曝气技术今后的研究方向进行了展望。

氧化沟内曝气器布置方式对曝气性能的影响规律

研究中试微孔曝气氧化沟内清水和活性污泥混合液中溶解氧的传递特性,考察了曝气器布置方式(交叉式、并排式和集中式)对清水和污泥混合液中氧传质效率的影响。结果表明,清水和活性污泥混合液中,交叉式曝气器布置方式下的氧传质效率最高,且交叉式>并排式>集中式。在活性污泥混合液中,DO浓度在1.3~1.7 mg/L之间时,三种曝气方式下脱氮消耗的氧气量基本相同,曝气器布置方式对COD的耗氧量变化的影响较大;活性污泥混合液中的氧传质效率OTE相对较低,活性污泥混合液中的OTE相比于清水中的SOTE受曝气器布置方式的影响偏小。活性污泥混合液和清水中传质速率比值Z在集中曝气方式下最大,在交叉曝气方式下最小。

微孔曝气系统设计

结合最新发布的行业标准CJ/T 475—2015《微孔曝气器清水氧传质性能测定》,分析和叙述了曝气池微孔曝气系统的氧传质速率(OTR)、标准氧传质速率(SOTR)、风量和曝气器数量的计算方法;对标准氧转移效率(SOTE)的主要影响因素进行了分析,分析结果表明:SOTE主要与曝气池表观流速、曝气密度和曝气池水深有关,完整的曝气器SOTE性能曲线图应当包括SOTE与曝气器表观流速、曝气密度、曝气水深之间的关系曲线;并给出了具体计算例子,以期对微孔曝气系统的设计提供指导和参考。