单级固定床生物膜反应器主流厌氧氨氧化快速启动性能

主流厌氧氨氧化(Anammox)是城市污水脱氮的热点和难点问题。本研究采用单级固定床生物膜反应器(SFBR)处理模拟城市污水,通过间歇运行切换和微氧(DO:0.4~0.7mg/L)控制,65天后成功启动Anammox。系统对氨氮和总氮去除率分别达98.8%和92.6%。此时生物膜结构致密,呈现红色。微生物活性测试发现,厌氧氨氧化菌活性在所有功能菌活性中最高。高通量测序证实厌氧氨氧化菌(Candidatus Brocadia)、短程反硝化菌(Thauera)和硝化菌(Nitrospira)共存,而未检测到氨氧化菌。amoA功能基因扩增子测序进一步分析表明,Nitrospira实际为全程氨氧化菌(Comammox)。因此,系统是在具有氧分层的生物膜内通过全程硝化/短程反硝化/厌氧氨氧化途径耦合实现城市污水脱氮。研究结果为主流Anammox快速实现提供了一种新的工艺思路。

聚乙烯填料序批式移动床生物膜反应器工艺处理低温市政污水效能研究

针对北方地区冬季低温脱氮效率低的问题,采用序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)对低温市政污水进行处理,并对不同规格的聚乙烯填料进行比较分析。结果表明,在水温9~12℃、pH 7~8、水力停留时间(HRT)48 h的条件下,SBMBBR在64 d启动成功,白色、黑色两种聚乙烯填料在运行7 d后有显著的生物膜,运行31 d后投加白色聚乙烯填料的反应器中化学需氧量(COD)、氨氮、总磷(TP)的去除率分别为83.6%、74.4%、60.8%,所以白色聚乙烯为最佳填料。优化参数后,确定反应器最佳缺氧时间为3 h,好氧时间为7 h;好氧段溶解氧(DO)保持在>6.0~7.5 mg/L,无填料反应器中HRT为82 h时最佳,而投加黑色聚乙烯填料的反应器和投加白色聚乙烯填料的反应器中HRT为42 h时最佳。

固定床生物膜反应器数值模拟及中试实验研究

以中试规模固定床生物膜反应器(FBBR)为研究对象,采用三维计算流体动力学(CFD)模型,模拟了反应器内在不同水力停留时间(HRT)和曝气量组合下的流动模式。模拟结果表明,随着HRT和曝气量的增加,流动模式从单涡旋向多涡旋转变。与HRT相比,曝气量的增加对含气率、液速、流型等的贡献更为显著,进而通过均匀性指数分析得到HRT为9 h、曝气量为0.75 m^(3)/h时,为污染物去除最佳条件。进行实际污水处理实验,通过响应面与遗传算法优化,综合调整后HRT为9.5 h,曝气量为0.72 m^(3)/h时,整体处理效果最佳,COD、氨氮、总氮去除率分别为75.78%、90.97%、46.12%,不同工况下处理效果与CFD模拟预测变化趋势一致。利用CFD数值模拟能有效地指导固定床生物膜反应器优化运行。

淹没复合式膜生物反应器技术

综述了膜生物反应器技术进展并分析、阐述了其优缺点 ,提出了新型的淹没复合式膜生物反应器 (SHM BR)以及用于污水处理和回用的工艺 ,从水处理工艺学、流体力学、水微生物学方面论述了其所具有的特点 ,说明了淹没复合式膜生物反应器是一种高效、低耗、资源化的污水生物反应器 ,指出了今后需研究的问题。

新型固定床生物膜反应器硝化性能的研究

本文以无纺布作为硝化反应器的填料 ,对其硝化负荷能力进行了探讨 ,同时对硝化过程中亚硝酸盐氮积累和影响氨氮去除的原因进行了分析。在NH3 N容积负荷为 1 .7kg/(m3·d)的情况下 ,可实现 98%以上的NH3 N去除率。溶解氧浓度为 4mg/L ,进水氨氮浓度为 30 0mg/L时硝化柱内开始出现亚硝酸盐氮积累 ,通过加大曝气量等措施可在一定程度上消除其影响。停止运行两个半月后 ,可在一周内基本恢复硝化功能。

加压固定床生物膜反应器降解污水中有机物的研究

将加压生物氧化技术与单级BAF工艺相结合,开发出了加压固定床生物膜反应器,并考察了压力、有机负荷及进水温度对其去除有机物的影响。结果表明,随着压力的增大,对COD的去除率先增后降,当压力为0.18~0.21 MPa时,对COD的去除率最大为95.4%;在最佳压力条件下,反应器具有较强的耐有机负荷和耐低温能力;加压固定床生物膜反应器的最佳工艺参数:压力为0.18~0.21 MPa,有机负荷为8.8~10.9 kgCOD/(m3.d),进水温度为23~29℃,HRT为0.58 h,气水比为(3∶1)^(6∶1),采用气水联合反冲洗,反冲洗周期为6~8 d,反冲洗时间为18~22 m in;在最佳运行条件下,对COD的平均去除率达94.6%,出水水质完全满足GB 18918—2002的一级A标准,达到了回用水的要求。

复合淹没式膜生物反应器处理城市污水的中试研究

采用复合淹没式膜生物反应器进行了处理城市污水的试验研究,考察了该工艺的除污效果.结果表明,该系统可以有效去除COD,平均去除率为78%,出水COD＜50 mg/L;对NH3-N的去除效果受水温影响较大,在12℃和30℃下的去除率分别为7.8%和94.7%;系统对TP的去除率为50.6%～73.9%,除磷效果不够稳定;膜组件对悬浮物的高效截留作用使得多数情况下系统出水SS为零.

序批式移动床生物膜反应器内同步短程硝化反硝化的控制

在序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)内,对进水COD较低的条件下,模拟生活污水的亚硝化及脱氮性能进行了研究.结果表明,缺氧时间、进水COD、NH4+-N浓度、pH值以及溶解氧对亚硝化过程有明显影响.在进水COD为100mg·L-1,NH4+-N浓度为50mg·L-1时,调控溶解氧、pH,出水的亚硝化率可到99.7%,总氮去除率可达66.4%,表明系统中发生了同步短程硝化反硝化.

厌氧移动床生物膜反应器侧伸式搅拌装置的试验研究

选取三种CBY型桨,对厌氧移动床生物膜反应器中采用的侧伸式搅拌装置进行了深入研究。试验考察了三种桨型的功率准数、时间准数,并通过考察其临界转速的方法探讨其最优桨型、最佳安装角度。CBY-3型桨在同样的填充量下临界功率较另两桨型低,混合时间短,优于CBY-2和CBY-1型桨。在水平偏角α为15～20,°向下偏角β为1～5°时得到搅拌的最低临界转速。为厌氧移动床生物膜反应器搅拌装置的设计提供了参考。

采用厌氧好氧一体式固定床生物膜反应器处理化工雨排污水

采用厌氧好氧(A/O)一体式固定床生物膜反应器,对某化工厂雨排系统的污水进行了处理实验。研究了水力停留时间(HRT)、气水体积比等操作条件对处理效果的影响,并考察了该实验装置的稳定运行性能。结果表明:在HRT为1h、气水体积比为1∶2的最佳操作条件下,废水CODCr,BOD5,氨氮去除率分别达70%,80%,60%以上,出水CODCr,BOD5,氨氮值分别小于20,5,2.5 mg/L。

序批式移动床生物膜反应器富集反硝化聚磷菌及其在单污泥系统中的应用

本文介绍了在单污泥系统中选择和富集反硝化聚磷菌的国内外研究进展,对不同研究者提出的选择和富集反硝化聚磷菌的方法进行了分析和评价,并提出将反硝化聚磷菌与移动床生物膜反应器工艺结合起来,在序批式移动床生物膜反应器悬浮填料上选择和富集反硝化聚磷菌,进一步认识了反硝化聚磷菌的生化特征,使其成为反应器中优势菌群,以及该工艺今后的研究重点。

厌氧移动床生物膜反应器侧伸式搅拌装置的试验研究

本文选取三种CBY型桨,对厌氧移动床生物膜反应器中采用的侧伸式搅拌装置进行了深入研究。探讨其最优桨型、安装角度、临界转速及其功率准数,为厌氧移动床生物膜反应器的搅拌装置的设计提供了参考。

利用固定床生物膜反应器快速启动厌氧氨氧化工艺

以固定填料填充床生物膜反应器为厌氧氨氧化反应器,采用低负荷培养法培养富集厌氧氨氧化菌,并研究其脱氮效能。结果表明,低负荷培养法可以在较短时间内(40 d左右)快速启动厌氧氨氧化反应器;稳定期反应器出水氨氮和亚硝氮去除率均接近100%。系统在受到高浓度有机物和NO_2^--N抑制后恢复时间较短,恢复后,出水水质稳定、系统耐冲击负荷强。上流式固定床反应器具有高负荷和高效率的优点,反应器的基质氮去除速率可达2.79 kg N/(m^3·d)。

厌氧半固定床生物膜反应器温度冲击实验研究

利用新型厌氧半固定床生物膜反应器处理人工配制的高浓度有机废水,为期86 d,考察温度冲击对反应器处理效能的影响。反应器在HRT为31.8 h,有机容积负荷为4.0 kg/(m^3·d),温度为(35±1)℃的实验条件下运行,到第15天时,COD去除率稳定在88%左右,产气量达到14 L/d,然后,对其进行降温冲击(25±1)℃、恢复(35±1)℃、升温冲击(45±1)℃、恢复(35±1)℃4个阶段的实验。实验证明,反应器在(35±1)℃下运行时最高COD去除率在94%左右,沼气产量高达20 L/d,具有明显的产沼气优势。同时,降温冲击后恢复仅用时6 d,升温冲击后恢复仅用时11 d,COD去除率均可恢复到90%以上,证明反应器具有较好的抗冲击性能。16S rDNA测序结果表明,温度会影响微生物群落的多样性和物种丰富度。(45±1)℃下微生物的多样性大于(35±1)℃,但一些功能菌种如产甲烷菌、梭菌、鞘氨醇单胞菌丰度明显降低。

厌氧半固定床生物膜反应器启动与运行试验

以开发一种启动时间短、处理效果好、抗冲击负荷和不利环境能力强、能耗低的厌氧处理反应器为目的,采用自行设计的以在水中呈水草型摇摆状态的生物带作为半固定载体的生物膜反应器,处理人工模拟高浓度废水,进行启动与运行试验,考察和评估其运行效果。结果表明,在上升流速为0.104~0.124 m/h的运行条件下,COD去除率在试验第30天时达到最高的96%,稳定运行状态下去除率为88%左右;反应器在温度和负荷双重冲击条件下,7d后COD去除率下降至67%,出现酸化倾向,负荷维持不变,仅温度恢复正常,11d时COD去除率回升并稳定在88%左右,恢复至原稳定状态,表现出很好的抗冲击负荷和不利环境能力;负荷启动与运行阶段,反应器平均沼气产率为0.43m3/kg,产气状况良好;生物带载体上形成的生物膜活性较高,VSS/SS达到0.7,且生物相较为丰富,说明反应器的半固定床结构设计优良,可进一步开发应用。

淹没式膜生物反应器处理城市污水和回用的中试研究

适当在小范围之内污水就地收集、处理和回用，比大面积的污水收集、集中处理和回用更为经济和可行。由于膜生物反应器(Membrane Biological Reactor，MBR)是膜分离技术与普通活性污泥法相结合而产生的一种新型、高效废水处理技术，具有去除效率高、出水水质好、占地面积小、

固定床生物膜反应器处理煤矿生活污水的实验研究

为提高煤矿生活污水营养型污染物处理效果,利用固定床生物膜反应器深度处理二级生化出水,分析污染物去除效果,获得水力停留时间、碳氮质量浓度比、固定床载体区高度等关键参数。结果表明,在水力停留时间为1.4 h、载体区高度为1.4 m、COD当量投加80 mg/L乙酸钠的条件下连续运行7 d,反应器出水COD、NH+4N、TN、TP最大质量浓度分别为17.8、0.83、3.67和0.53 mg/L,平均去除率分别为85.1%、65.8%、83.6%和45.3%。实验优化确定的最佳参数为水力停留时间为1.17 h、碳氮质量浓度比为4、载体区高度为1.2 m,脱氮除碳效果可达到我国煤矿生活污水处理厂高标准改造需求。

墨瑞鳕循环水养殖系统中不同生物膜反应器水处理效率及微生物群落对比分析

固定床生物膜反应器(fixed-bed biofilm bioreactor,FBBR)和移动床生物膜反应器(movingbed biofilm reactor,MBBR)在养殖水体氨氮(NH_(4)^(+)-N)和亚硝酸氮(NO_(2)^(–)-N)污染控制中已有较为广泛的研究,然而相关研究大多是在实验室完成的,目前尚缺乏实际生产的循环水养殖系统(recirculating aquaculture system,RAS)中FBBR和MBBR水体净化效能的对比研究。因此,本研究将FBBR(弹性毛刷滤料)和MBBR(PVC多孔环滤料)并联接入实际生产的墨瑞鳕(Macculochella peeli)RAS中,实现二者的同步连续运行(35 d),考察了其出水水质变化和微生物群落结构。出水水质变化表明,FBBR和MBBR中氨氧化能力的形成快于亚硝氮氧化能力,硝化能力渐趋成熟,可以有效控制养殖水体中的NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(–)-N浓度,但会导致养殖水体中硝酸氮(NO_(3)^(–)-N)积累和p H下降;单因素方差分析表明,FBBR出水中NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(–)-N、NO_(3)^(–)-N浓度和p H与MBBR出水无显著差异,两反应器的硝化效率相似。FBBR和MBBR在微生物群落上的相同点在于:优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度分别为69.42%和86.92%),优势菌纲为γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)(40.71%和63.36%)和α-变形菌纲(α-Proteobacteria)(26.58%和21.74%),优势菌属为不动杆菌属(Acinetobacter)(27.50%和53.29%);硝化菌由亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化螺菌属(Nitrospira)构成;硝化螺菌属的相对丰度远高于亚硝化单胞菌属,两反应器中可能存在完全氨氧化菌。两反应器在微生物群落上的不同点在于FBBR微生物群落的丰富度和多样性以及硝化菌的相对丰度均高于MBBR。本研究可以为RAS养殖水体净化提供技术支撑,助推循环水养殖模式的推广应用。

反硝化污泥床和好氧生物膜一体化生物反应器

开发了一种一体式生物脱氮反应器,通过高程差将好氧生物膜和缺氧污泥床这两种不同生长系统以容积比为2:1分布于同一个上流式反应器中的上下部,用于小区生活污水处理,以降解其中有机物、氨氮和总氮.结果表明,在HRT3.4h,回流比(R)1.7条件下,原水COD 210mg/L左右时,出水中的氨氮小于1mg/L,出水COD为50mg/L左右,氨氮与总氮的最高去除负荷分别达到0.369kg/(m3穌)和0.262kg/(m3穌).