生物气射流内循环厌氧流化床中复杂化工废水的催化还原过程

针对集约化化工园区排放的高浓度、高色度、高时变性及难降解性复杂化工废水,自行研制了处理能力为24m3.d-1、内置Fe0作为生物催化剂的生物气射流内循环厌氧流化床,研究了新型反应器及其工艺对该废水预处理的催化还原过程及运行参数。结果表明:以射流的方式使生物气和废水在反应器内主动循环,使催化剂、活性炭、污泥与废水之间保持良好的接触传质,通过产氢、絮凝和提供营养等方式强化厌氧反应过程。在回流比为2、环境温度为23～34℃及水力停留时间(HRT)为12～24h的条件下,当进水容积负荷为0.874～2.996kgCOD.m-3.d-1和色度为250～2000倍时,其COD和色度的平均去除率分别达到26.2%和70.8%;出水pH稳定在6～8之间,原废水BOD/COD值由0.26±0.04提高到0.43±0.03。该新型反应器及工艺在实现部分有机负荷去除的同时明显改善了废水的可生化性,可作为复杂化工有机废水的高效预处理技术。

用循环曝气生物滤池工艺处理炼油碱渣废水

采用新型的两级循环曝气生物滤池工艺,对稀释中和后的炼油碱渣废水进行生物处理工业试验。研究了溶解氧质量浓度、水力停留时间、营养物质、pH值、温度和反冲洗周期等因素对碱渣废水生物处理效果的影响。在适宜的操作条件下,炼油碱渣废水经两级生物处理后,COD、硫化物、挥发酚和石油类平均去除率分别达到89.3%、99.8%、93.6%和85.7%,其中COD和硫化物的平均去除负荷分别达到8.37 kg.m-3.d-1和4.44 kg.m-3.d-1。循环曝气生物滤池是一种高负荷、高效率、反冲洗周期长和低成本的炼油碱渣废水处理方法,具有良好的应用前景。

生物气循环模式对AnDMBR污水处理效能的影响

基于小试厌氧动态膜生物反应器(AnDMBR),研究了不同尼龙网孔径(200目和500目)及生物气循环模式(连续冲刷、无冲刷及间歇冲刷)对AnDMBR污水处理效能的影响。结果表明,当膜基材孔径为200目时,AnDMBR的运行周期延长。间歇2 h、气体循环1 min为优化的气体循环模式,此时气态甲烷产量较高,溶解性甲烷产量最低,并且膜污染速率最低。AnDMBR对COD的去除率超过80%,对浊度的去除率约为90%。扫描电镜能谱分析(SEM-EDX)表明生物气循环强度影响泥饼层的致密性和厚度。持续的生物气循环会导致污泥颗粒破碎和泥饼层脱落,使污泥平均粒径减小。反应器的细菌群落主要有变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),古菌群落主要有Methanoregula、甲烷丝菌属(Methanothrix)和甲烷杆菌属(Methanobacterium)。

循环曝气生物氧化反应器处理炼厂重油裂解废水

炼厂重油裂解(主要为渣油焦化)废水是一种含硫化物、氨氮、以及其它恶臭物质的高浓度废水。利用两级循环曝气生物氧化对炼厂重油焦化废水进行了预处理和脱臭处理中试实验,考察了空气流量、水力停留时间(HRT)和反冲洗周期等因素对污水中硫化物、氨氮、COD和恶臭的处理效果影响。实验结果表明,对于硫化物为50～115 mg/L、氨氮为50～110 mg/L、COD为1 900～3 500 mg/L和恶臭强度为4～5级的炼厂焦化废水,在处理量为5 L/h、pH 7.5～9、单级反应器的HRT为24 h、单级空气流量为0.45 m3/h、DO大于2 mg/L的情况下,经过两级生物处理后,硫化物、氨氮、COD平均去除率分别达95.5%、63.6%、81.8%,出水硫化物、氨氮、COD的平均浓度分别为1.6 mg/L、10 mg/L、226 mg/L,出水恶臭强度为2级,为低臭工业水,可回用到重油焦化装置。

循环曝气生物反应器的流体力学和传质特性

循环曝气生物反应器是一种具有曝气筒的用于废水处理的生物反应器,曝气筒外为下降区,常常填充填料作为微生物生长的载体。从循环液量(Vl)、环流液速(Uld)以及停留时间分布函数的量纲1方差(σ2θ)等方面研究了循环曝气生物反应器的流体力学性能和传质特性。研究表明,在下降区内有或无填料以及不同曝气筒截面积与反应器截面积比值(Ar/Are)的情况下,循环曝气生物反应器内的循环液量与气体流量之间均符合幂函数关系,Ar/Are对循环液量或循环液速的影响是先增后减,极值点为0.11。下降区放置填料降低了循环液量、循环液速,但提高了σ2θ,改善了液相传质性能。当Ar/Are为0.11时,在液体进料为0.1m3.h-1、气体流为量0.5～3.1m3.h-1的情况下,循环曝气生物反应器内的液相循环量是液相进料的9～28倍、σ2θ为0.9以上,循环曝气生物反应器具有较好的液相混合和稀释能力,可直接处理高浓度废水。

气提式内循环生物反应器处理高浓度含氨废水的研究

试验了气提式内循环生物反应器常温处理高浓度含氨废水的性能。结果表明 ,当地最低气温高于 2 0℃ ,能满足硝化反应的要求。测得反应器的总传氧系数 ( KLa)为 0 .191L.min-1(自来水 )和 0 .175L/ min(模拟废水 ) ,求得α和β值分别为 0 .916和 0 .698。试验证明气提式内循环生物反应器具有出色的硝化潜能。

内循环曝气生物滤池深度处理含油废水

将内循环曝气生物滤池(IRBAF)用于石化企业含油废水的深度处理。运行试验结果表明,IRBAF进出水中COD、ρ(氨氮)和P(石油类)平均值分别由153.2,8.8,8.5 mg/L降至82.3,1.4,5.1 mg/L,去除率分别为46.3%、84.1%和40.0%。处理1t水运行成本仅为0.30元。装置运行后,每年向环境中排放的COD、氨氮和石油类分别减少124.04,12.96,5.95 t,每年可节水1 680 kt,节水效益336万元。

内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器I．水力学特征及其影响因素

在鼓泡塔式(BC)和气升式内循环(IAL)生物反应器的基础上,于内循环导流管中间安装了蜂窝陶瓷载体,构成了带有蜂窝陶瓷载体的气升式内循环(IAL-CHS)生物反应器.用示踪技术测定了流体在BC、IAL和IAL-CHS反应器内的停留时间分布,并用组合模型建立了描述反应器中流体停留时间分布的数学模型.比较研究了这3种形式的生物反应器的水力学特性,探讨了曝气量对停留时间分布的影响.结果表明,相同条件下,相比BC和IAL,IAL-CHS生物反应器提高了反应器内完全混合区的比例,减少了流体走旁路的比例.曝气量越大,完全混合区越大,而流体走旁路的比例越小.

循环曝气生物滤池空气-水两相流数值模拟研究

采用计算流体动力学和FLUENT软件模拟了循环曝气生物滤池中空气和水两相以不同的体积流量比接触时水中溶解氧的浓度分布和滤池内循环水的流动状况。模拟结果表明,随着qV(空气)∶qV(水)的增大,溶解氧在水中分布更加均匀,水中溶解氧的平均浓度也不断上升,但增速逐渐变小,当qV(空气)∶qV(水)>24∶1时变化已不明显;循环水的流速随着qV(空气)∶qV(水)的增大而上升,循环流量可以达到进水量的20倍以上;生物滤池填料层中水的流动状态为层流,曝气筒中水的流动状态为湍流,既有利于强化气液两相的传质,也有利于废水生物降解和提高系统抗冲击能力。

气提式三重循环生物膜反应器用于制药废水的处理

采用气提式三重循环生物膜反应器（TLABR）处理制药废水，稳定阶段对COD和NH4^＋-N的去除率分别为73％和70％。当温度为27～30℃、pH=8．5时，反应器内形成了稳定的NO2^--N积累。同时，考察了不同HRT下高效反应器的处理效果，探讨了pH对反应器内发生的短程硝化效果的影响以及亚硝化菌对游离氨浓度的适应性。结果表明：在HRT为3、6、9h下，对COD和氨氮的去除率分别为65．3％、73．9％、75．1％和48．9％、68．4％、72．8％；NO2^--N积累率分别为92．7％、76．2％、69．7％；反应器出水水质稳定，体现了高效性和抗冲击负荷能力。

气提式三重循环生物膜反应器处理制药废水中的甾体雌激素

为验证气提式三重循环生物膜反应器处理甾体雌激素的效能，建立了一套SPE／HPLC／MS／MS分析方法，对反应器进、出水中的甾体雌激素——甾酮（E1），17β-雌二醇（E2），雌三醇（E3）以及17α-乙炔基雌二醇（EE2）进行检测．该方法的加标回收率为88％～103％，精密度为4％～9％．该方法对E1，E2，E3和EE2的进水定量限（LOQ）分别为0．7，0．8，0．9和0．5ng／L；对出水的定量限分别为2．0，1．0，2．0和1．0ng／L．CODCr和氨氮容积负荷最高为7．5和1．6kg／（m^3·d），出水依然能够保持稳定．进水pH稳定在9．0～10．5，而反应器的pH一直稳定在9．0以下，体系对pH变化造成的冲击比较适应．同时，反应器内形成了稳定的NO2^- -N积累，CODCr和氨氮的去除率分别达到了70％和73％．

内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器Ⅱ.固定化Achromobacter sp.降解氯酚和苯酚

蜂窝陶瓷固定化细胞气升式内循环生物反应器(IAL—CHS)降解氯酚和苯酚。对该反应器进行了批式和连续流降解实验，固定于陶瓷载体上的微生物经过短时间适应后，能有效地降解氯酚和苯酚，表现出较好的稳定性和抵抗冲击负荷性能，在350h的连续流处理过程中，氯酚的降解率越来越高，达到98％以上。

臭氧催化氧化——内循环曝气生物滤池在污水深度处理中的实践

采用臭氧催化氧化+内循环曝气生物滤池组合工艺(COBR)对江苏某石化炼油废水经二级生化处理后进行深度处理,重点考察了该工艺对废水COD的去处效果。装置改造投用后,检测结果表明COD由69mg/L降低到38.9mg/L,出水水质较好,各项指标满足《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)4.3中表2规定的水污染物特别排放限值的要求。

曝气生物滤池技术研究进展及其工艺改良

总结了曝气生物滤池的工艺原理、形式和特点以及滤料、进水水质、水力负荷、气水比、反冲洗等因素对滤池运行效果的影响,回顾了国内外对曝气生物滤池去除各类污染物的最新研究进展,阐述了该工艺在废水的固体悬浮物(SS)和有机物去除、硝化除氨、反硝化脱氮等方面所具备的优势,同时指出了传统曝气生物滤池工艺在实际应用中存在的不足之处。本文针对传统滤池在较高的进水有机负荷条件下,其硝化性能受到明显抑制的情况,引入了一种在结构、曝气形式及运行方式上进行优化设计的曝气生物滤池工艺——内循环曝气生物滤池,对其结构组成、运行方式以及工艺特点等作了介绍,并指出内循环曝气生物滤池系统的硝化性能受进水有机负荷的影响明显减小,改良后的工艺对各类污染物的去除效果均得到强化。此外,根据内循环曝气生物滤池的研究现状及自身优点对其在处理高浓度生活污水中的应用作了展望。

牡蛎壳填料曝气生物滤池去除水源水中的氨氮

采用以牡蛎壳为填料的内循环曝气生物滤池,对模拟水源水中氨氮进行处理,考察了水力停留时间、曝气量、pH值等因素对氨氮去除效果的影响.结果表明,该系统在水力停留时间为4h,曝气量为2.0 L/min,pH=7.5～8.0的最佳条件下,对氨氮的去除率达到90％以上,出水氨氮浓度达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅱ类水体的水质标准.可见,牡蛎壳是一种较好的曝气生物滤池填料,内循环可以显著提高曝气生物滤池脱氮效果.

气升式内循环蜂窝陶瓷反应器降解2,4-二氯酚的研究

从以 2 ,4 二氯酚 (2 ,4 DCP)长期驯化的好氧活性污泥中分离出一株以 2 ,4 DCP为唯一碳源的菌种 ,将这种菌固定在气升式内循环蜂窝陶瓷反应器内 ,研究了此反应器在半连续流运行时 ,对 2 ,4 DCP单基质及其与苯酚共基质时对污染物的降解情况及降解动力学 .结果表明 ,2 ,4 DCP单基质时 ,反应器对氯酚的去除效果随着实验次数的增加而加快 ;2 ,4 DCP与苯酚共基质时 ,苯酚的降解速率随着半连续流实验次数的增加而加快 ,而氯酚的降解速率则表现出下降的趋势 .此外 ,还研究了此反应器在连续流运行时对 2 ,4 DCP的降解 ,水力停留时间为6h ,进水 2 ,4 DCP浓度为 6 9～ 1 0 2 4mg/L ,系统稳定状态对 2 ,4 DCP平均去除率为 96 5 % .运行中间断性以乙酸钠和蛋白胨作碳源替代 2 ,4 DCP 。

气升循环分体式MBR的CFD模拟及优化

基于计算流体力学(CFD)方法,对气升循环分体式膜生物反应器(AL EC MBR)的关键结构参数与水力学参数的相关关系进行了模拟、优化和敏感性分析.研究结果表明,增加气液混合高度和曝气元件数量可提高混合液的混合程度及膜面流速、剪切力分布的均匀性,有利于膜污染控制;曝气器位置升高会使MBR流场分布的均匀性下降;混合液黏度的增加会降低混合液循环流速,但使膜组件中气液混合流的均匀度提高.在MBR膜组件中存在着混合液流速和剪切力分布中部区域高外部区域低的不均匀性,这种不均匀性是导致膜有效利用面积降低和水处理成本升高的重要流体力学因素.

气升循环分体式MBR中H循环管水力学研究

以气升循环分体式MBR为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法,展开H循环管水力学条件优化研究.对H循环管的作用及H循环管管径大小的影响进行了模拟分析,并推导出H循环管循环流速U的计算公式.结果表明,H循环管对于气升循环分体式MBR具有必要性;膜单元与生物单元之间的循环流量随H循环管管径增大而增大,而当D/L(H循环管管径/膜池回流口长度)=22.2%时,H循环管平均循环流速最大,循环效率较高;推导得出H循环管内流速计算公式为:U=1/n R2/3(H0/l)(Qa1/v1A1-Qa2/v2A2[])1/2.本文研究结果可为MBR水力学研究与气升循环分体式MBR研究与应用提供科学依据和参考.

固定化藻菌小球在气升式内循环反应器内脱氮除磷的研究

将蛋白核小球藻和活性污泥包埋于聚乙烯醇中制成藻菌小球,用于气升式内循环反应器处理模拟生活污水中氮磷的研究．结果表明,在室温、光照度为3 500-4 500 lx、水力停留时间为12 h情况下,固定化小球的填充量影响着反应器效率的提高．运行初,氮、磷的去除率随着填充率的增加而增加,但随着运行时间延长,填充率为10％时对氮、磷去除率均高于填充率为5％、20％时的去除率．包埋于小球中的最初藻和活性污泥的量影响其对污水中氮磷的去除效果．在藻细胞数量一定下,包埋活性污泥的量越少,去除效果越好。固定化小球对氮、磷的去除率还与系统中的有机负荷量有关,有机负荷量每增加约94 mg/L,氮、磷的去除率就增加12％-21％．

曝气生物滤池+芬顿氧化处理印染废水工艺

中试采用隔离循环曝气生物滤池(BAF)+芬顿氧化组合工艺处理某污水处理厂难降解印染废水。结果表明,当BAF进水量为0.5 m^(3)/h,水温为25~30℃,氨氮容积负荷为0.05 kg/(m^(3)·d)时,可将COD质量浓度从180 mg/L降至120 mg/L,COD去除率可达33.3%,SS去除率可达50%。芬顿实验结果表明,当用复合酸调节pH为3.5,水温为45℃,双氧水用量为2000 mg/kg,硫酸亚铁用量为1200 mg/kg,反应2 h时,COD去除率达到60%,处理后的废水可达标排放。