气升式环流反应器在生化处理中的中试试验

生化处理是炼油废水处理过程中的关键环节,目前的生化处理工艺以氧化塘、SBR为主,但好氧反应区域存在气液混合不均匀、发泡尺寸较大等问题,进而导致氧气利用率低、能耗高。为提高生化反应效率,缩短曝气时间,本文设计了气升式环流反应器(ALR),通过安装微细气泡曝气盘配合曝气环产生分形气泡以强化气-液-固三相传质和混合,将二级生化处理单元中的好氧反应区和沉淀区集成在同一个反应器内,并开展了中试试验。研究对比了ALR和SBR对气浮出水的处理效果,衡量了两者的技术经济性指标。试验结果表明:在ALR与SBR在油含量、COD和氨氮去除效果相当的情况下,ALR的污泥负荷提升了10倍,COD容积负荷提升了5倍;同时,ALR的吨水处理的鼓气量减少了57%,吨水处理占地面积仅为SBR的50%左右,吨水处理的能耗降低了22.9%,解决了传统生化处理工艺占地面积大、能耗高等问题,为未来生化反应器的升级改造提供了重要参考。

序批式反应器改良工艺对海水养殖废水中氮和磺胺嘧啶去除及微生物群落分析

本研究利用投加磁粉和粉末活性炭的序批式反应器(Sequencing batch reactor,SBR)改良工艺处理模拟海水养殖废水,探究了污染物去除性能及微生物群落结构。与未投加磁粉和粉末活性炭的SBR比较,SBR改良工艺COD、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N的去除性能变化较小,平均去除率均保持在97.0%以上;SBR改良工艺NO_(2)^(-)-N和总无机氮(Total inorganic nitrogen,TIN)的去除率高于未投加吸附剂的SBR,SBR改良工艺的NO_(2)^(-)-N和TIN平均去除率分别保持在78.56%和90.88%以上;投加磁粉和粉末活性炭均促进了磺胺嘧啶去除,投加粉末活性炭SBR的磺胺嘧啶去除效果最好(95.88%),说明粉末活性炭是磺胺嘧啶去除的有效吸附剂。反硝化菌Pseudoalteromonas是3个SBR的优势菌属,投加磁粉时丰度最高(43.5%)。氨氧化菌(Ammonia oxidation bacteria,AOB)和总反硝化菌(Denitrifying bacteria,DNB)在投加磁粉的SBR中相对丰度最高,这与投加磁粉SBR的TIN去除率最高相对应。改良工艺促进磺胺嘧啶降解菌Geobacter富集。3个SBR的主要脱氮途径为自养硝化-异养反硝化;未投加吸附剂SBR的磺胺嘧啶去除依赖生物降解,SBR改良工艺中磺胺嘧啶的去除途径为吸附和生物降解。

连续流反应器中好氧颗粒污泥快速培养研究进展

好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS)是目前最有前景的污水生物处理技术之一,采用连续流反应器(continuous flow reactor,CFR)进行AGS快速培养的技术近年来受到广泛关注。文中通过综述间歇式反应器(sequencing batch reactor,SBR)工艺实现快速颗粒化的调控方法、CFR强化颗粒化及优化控制,总结了目前SBR工艺实现快速颗粒化的主要措施,以及采用基于SBR颗粒化的原理在CFR中实现快速颗粒化的可行方案,包括选择压优化、饱食/饥饿(feast/famine)条件以及晶核策略(crystal nucleus)等。最后对CFR工艺实现快速颗粒化的应用前景进行了展望,并提出探究SBR中强化颗粒化的策略,将有望在未来更加深入地研究AGS在CFR中的形成机理。

上流式厌氧污泥床(UASB)/序批式反应器(SBR)/稳定塘(SP)联合工艺处理屠宰废水

采用上流式厌氧污泥床(UASB)/序批式反应器(SBR)/稳定塘(SP)为主体工艺处理屠宰废水。结果表明,COD_(CR)、BOD_5、SS和NH_3-N的去除率分别达到了95.1%、95.6%、95.6%和83.6%,出水各项污染物指标达到了《肉类加工工业水污染排放标准》(GB 13457—1992)一级排放标准。

SBR反应器内短程硝化系统快速启动及影响因素研究

探讨了采用序批式反应器(SBR)快速启动自养短程硝化系统的方法,研究了溶解氧(DO)、pH、温度、外加有机碳源对自养短程消化系统的影响。以硝化污泥接种反应器(SBR),在纯自养条件下利用高浓度溶解氧1.0～1.6mg/L和中温(35±1)℃达到亚硝酸氮的快速积累。结果表明,在进水氨氮浓度为280～300mg/L,HRT为12h,控制pH值为7.5～8.5、温度在(28±1)℃、溶解氧浓度为0.8～1.2mg/L条件下,氨氮去除率达到90%以上,亚硝酸氮积累率高达95%。试验证明投加有机碳源(COD)50mg/L左右时,不会对短程硝化系统产生影响,且能实现较高氨氮去除率和稳定的亚硝酸氮积累率。

垃圾渗滤液处理工艺及SBR反应器中主要原生动物的种群变化

针对垃圾渗滤液的特点,提出了脱氨氮→SBR生化处理→加氯消毒的处理工艺,并观察研究了SBR反应器中原生动物的种群变化.试验结果表明:经上述处理工艺,各种年限的垃圾填埋场渗滤液中的氨氮、CODCr等指标均能达到排放标准;SBR反应器中原生动物种类丰富,它们与其它微生物相互协同,提高生化处理效率;通过对SBR反应器中原生动物种类和数量变化的显微观察,可及时地了解处理系统的运行状态.

改良型序批式活性污泥反应器系统及其应用

介绍改良型序批式活性污泥反应器(MSBR1)系统及其运行和特点,并对脱氮除磷机理进行分析。MSBR系统综合了 SBR技术和活性污泥法的优点,是对现有脱氮除磷技术A2/O、Bardenpho、Phoredox等工艺的总结和提高。该系统不需设初沉池和二沉池,能在恒水位条件下连续进水和出水,具有处理效率高、一体化和自动化程度高、造价和运行费用低、操作简便等一系列优点,是国内外一种先进的去除营养(BNR)工艺。

低温ESBR反应器中耐冷菌的分离鉴定研究

利用填料式SBR反应器(ESBR)处理低温(5℃)生活污水,从反应器的活性污泥和生物膜中分离出4株在低温下具有较高活性的耐冷菌株.通过平板培养特征鉴定,形态学鉴定和生理生化鉴定确定了各菌株所在的菌属,并测定了菌株在5℃下的有机物降解能力.试验证明,4株耐冷菌在低温下具有很高的有机物降解能力,对生活污水中COD的去除率相当可观,耐冷菌的这一特性对于低温污水的生物处理具有重要意义,也为我国北方地区冬季低温污水的强化处理提供了一条很好的思路.

序批式气提循环反应器处理污水的试验研究

介绍了一种新型的污水处理工艺———序批式气提循环反应器。其结合了气提式循环反应器和序批式活性污泥法 (SBR)的特点 ,使气提式循环反应器的工艺过程呈序批式进行 ,解决了气提式循环反应器载体流失和污泥回流等问题 ,并具有SBR的各种优点。试验结果表明 :序批式气提循环反应器具有很好的去除有机物、氨氮和悬浮固体的能力。

二氧化钛纳米颗粒对序批式反应器中活性污泥胞外聚合物产量及其组分的影响

研究了二氧化钛纳米颗粒(TiO_2 NPs)浓度变化对序批式反应器(SBR)性能及活性污泥胞外聚合物(EPS)特性的影响。结果表明,TiO_2 NPs浓度为0~5mg/L时SBR对COD平均去除率高于91.07%,但TiO_2 NPs浓度为10~60mg/L时对SBR对COD的去除产生轻微抑制。NH_4^+-N平均去除率在整个运行过程中均高于98.10%,表明TiO_2 NPs浓度小于60mg/L时对SBR中硝化过程没有影响。磷去除率随着TiO_2 NPs浓度从0mg/L增加到5mg/L而逐渐降低,随后在TiO_2 NPs浓度从10mg/L增加到60mg/L过程中出现了逐渐升高的趋势。活性污泥中松散附着EPS(LB-EPS)和紧密附着EPS(TB-EPS)产量随着进水TiO_2 NPs浓度从0 mg/L增加到60 mg/L而逐渐增加。LB-EPS和TB-EPS中蛋白质(PN)和多糖(PS)含量随着TiO_2 NPs浓度增加而增加。LB-EPS和TB-EPS的三维荧光(3D-EEM)光谱中代表芳环蛋白类物质、色氨酸蛋白类物质、胡敏酸类物质和富里酸类物质的荧光峰在不同TiO_2 NPs浓度下或增加或消失,且荧光峰位置和强度也发生了相应变化。LB-EPS和TB-EPS的傅里叶红外(FTIR)光谱中不同吸收峰的强度随着TiO_2 NPs浓度变化而变化,表明TiO_2 NPs对活性污泥中LB-EPS和TB-EPS的蛋白质和多糖中C=O键和C-H产生了影响。

Cu2+对序批式反应器中活性污泥胞外聚合物产量及其组分的影响

研究了长期暴露条件下Cu2+对序批式反应器(SBR)性能及其活性污泥胞外聚合物(EPS)特性的影响。结果表明,进水中加入10 mg·L-1的Cu2+后,在SBR运行的第16~55天,COD和NH+4-N的去除率保持稳定;在第56~75天,COD和NH+4-N的平均去除率与进水Cu2+浓度为0 mg·L-1时相比分别下降了3.88%和6.41%。浓度为10 mg·L-1的Cu2+长期作用下,活性污泥中EPS、松散附着EPS(LB-EPS)和紧密附着EPS(TB-EPS)产量及LB-EPS和TB-EPS中蛋白质(PN)含量增加。傅里叶变换红外光谱分析表明10 mg·L-1 Cu2+的长期暴露导致TB-EPS中PN的C=O键、N-H键和C-O键相对含量降低。X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示在10 mg·L-1 Cu2+长期暴露条件下,LB-EPS和TB-EPS中元素Cu和O百分含量增加。

序批式膜生物反应器附加吸附除磷组合工艺的运行优化

采用序批式膜生物反应器(SBR-MBR)附加吸附除磷组合工艺处理实际生活污水,研究其运行特性及处理效果,旨在为分散式污水提供高效、集约化处理的技术路线。试验结果表明,主体工艺SBR-MBR对COD_(Cr)、TN、NH_4^+-N有较好的去除效果,出水浓度分别为23±9、8.48±2.37 mg/L及1.64±1.15 mg/L。在磷去除方面,SBR-MBR可去除73%的磷,出水TP浓度为1.18±0.41 mg/L。针对磷的深度去除,文中开发了一种基于给水厂絮凝污泥的新型吸附材料,批次试验得出吸附柱的最佳运行参数为空床流速2.5 cm/min、停留时间40 min,在此条件下,吸附柱可进一步去除16%的磷;组合工艺的出水TP浓度为0.48±0.08 mg/L。整套工艺可达到城市污水厂污染物一级A排放标准(GB 18918—2016)。

铁酸锌纳米颗粒对序批式反应器性能及微生物群落的影响

本文研究了铁酸锌纳米颗粒(ZnFe_2O_4 NPs)浓度变化对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。结果表明:0~50mg/L的ZnFe_2O_4 NPs对COD和NH_4^+-N的去除未产生影响,出水NO_2^--N浓度接近于0mg/L,而出水NO_3^--N浓度在3.89~5.63mg/L之间变化。随着进水,ZnFe_2O_4 NPs浓度从0mg/L增加到50mg/L,活性污泥的比耗氧速率(SOUR)、比氨氧化速率(SAOR)、比亚硝酸盐还原速率(SNIRR)、脱氢酶(DHA)、氨单加氧酶(AMO)和亚硝酸盐还原酶(NIR)的活性逐渐降低。与进水ZnFe_2O_4 NPs浓度为0mg/L时相比,活性氧(ROS)产生量和乳酸脱氢酶(LDH)释放量的变化表明,ZnFe_2O_4 NPs对活性污泥中微生物有一定毒性效应。ZnFe_2O_4 NPs的浓度变化导致微生物群落种类和相对丰度在门和属水平上发生变化。该研究结果为评价ZnFe_2O_4 NPs对污水生物处理系统的潜在影响提供可靠的理论基础和技术依据。

序批式生物膜(SBBR)法和SBR法的对比研究

在序批式活性污泥(SBR)反应器中填充弹性立体填料,形成序批式生物膜反应器(SBBR),对SBBR和SBR去除CODCr和NH3-N的效果进行对比研究。结果表明:SBBR对CODCr,NH3-N及浊度的去除效果均高于相同试验条件下SBR,特别是在反应温度较低时,SBBR出水水质优于SBR。

SBR运行控制模式的探讨、仿真与优化

序批式反应器(SBR)因其具有良好的脱氮除磷效果且占地面积小等特点而得到广泛关注与普遍应用。SBR操作的灵活性给控制策略的实施带来了很大难度。建模与仿真是SBR优化运行的基础。本文在连续式活性污泥系统数学模型ASM2d的基础上,根据SBR的时序交替批过程特点,在MATLAB仿真环境下建立了SBR模型,实现对SBR过程的准确模拟。在此基础上,在不同运行模式下,对SBR进行了优化控制。结果表明,采用厌氧、缺氧、好氧多级交替SBR运行模式,在节能和运行时间上能够产生更好的效果。

不同曝气控制方式对SBR短程硝化特性的影响

分别采用恒定鼓风量[0.4m_(空气)~3/(m_水~3·h)]和恒定DO(0.5mg/L)的连续曝气控制方式,通过控制温度为30±1℃、pH值为7.9~8.2,研究两种曝气控制方式对于低C/N城市污水短程硝化的特性。结果表明:恒定曝气量[0.4m_(空气)~3/(m_水~3·h)]实现稳定短程硝化的时间明显快于恒定DO(0.5 mg/L)的曝气控制方式,而且恒定曝气量实现稳定的亚硝酸盐积累率达95%以上,明显地高于恒定DO(0.5 mg/L)的曝气控制方式的NO_2-N积累率85%,恒定曝气量[0.4 m_(空气)~3/(m_水~3·h)]的控制方式短程硝化的曝气控制时间宜控制为4 h,而恒定DO(0.5 mg/L)的控制方式短程硝化的曝气控制时间宜控制为3 h。

SBR不同运行模式对好氧颗粒污泥性能的影响

采用厌氧/好氧交替序批式反应器,用人工合成污水为进水,比较了不同SBR运行模式对好氧颗粒污泥理化性质和脱氮性能的影响。试验在保证进水水质、曝气量、周期运行时间等参数相同的前提下,通过调整厌氧和曝气的运行时间和交替次数,共进行了四组实验,R1运行模式为进水2 min、厌氧静置88 min、好氧曝气120 min、厌氧沉降25 min,排水5 min;R2运行模式为进水2 min,厌氧静置28 min,好氧曝气120 min,厌氧沉降85 min,排水5min;R3运行模式为进水2 min,好氧曝气178 min,厌氧沉降55 min,排水5 min;R4运行模式为进水2 min,好氧曝气58 min,厌氧沉降60 min,好氧曝气60 min,厌氧静置55 min,排水5 min。结果表明,由于SBR运行模式不同,形成的好氧颗粒污泥特性和脱氮性能有很大差别,增加SBR厌氧/好氧交替次数有利于快速形成强度较高并且脱氮性能良好的好氧颗粒污泥。

中水回用工程技术——膜生物反应器

抚顺市肉联厂的中水回用工程每日处理中水100 m3,采用MBR工艺。经过试运行后,CODcr去除率为51%,BOD5去除率为77%,悬浮物去除率为93%。实践证明,MBR工艺是一种简易、高效的中水回用技术。

SBR系统中同步硝化反硝化好氧颗粒污泥的培养

采用人工配制的模拟生活污水 ,研究序批式反应器 (SBR)中好氧颗粒污泥的培养 .实验结果表明 :通过对进水碳源进行调控 ,反应器中形成了高活性具有同步硝化反硝化能力的好氧颗粒污泥 ,反应器中COD和NH3 N的去除率分别为 74 0 %～ 92 8%和 82 3 %～ 98 5 %.颗粒污泥的粒径一般为 0 5～ 1 0mm ,MLSS达到 4 5 g·L- 1以上 ,SVI值约为 3 2 5 。

AOA-SBR工艺用于城市污水同步脱氮除磷

以城市污水为研究对象,考察了不同COD/N/P对厌氧/好氧/兼氧(AOA)-SBR工艺脱氮除磷效果的影响。经过3个月稳定运行,当COD:N:P=800:24:11时,AOA-SBR工艺对污水中有机物、氨氮和磷的去除率分别为100%、84%和93%。实验通过提高有机物浓度削弱聚磷菌(PAOs)与聚糖菌(GAOs)竞争底物的能力,抑制了PAOs好氧放磷速率。当COD=800mg/L时,GAOs和PAOs厌氧乙酸摄取量之比为1:9。此外,实验采用兼氧/好氧吸磷速率比,对反硝化聚磷菌数量(DNPAOs)进行估算,结果表明AOA-SBR工艺比值明显高于A2O和AO工艺。因此,通过调节进水有机物浓度,可使DNPAOs在AOA-SBR同步脱氮除磷过程中发挥重要作用。