厌氧-缺氧生物膜反应器/脉冲生物滤池/多孔介质生态滤床工艺处理校园生活污水探究

农村污水治理是改善人居环境、实施乡村振兴战略的重点工作,乡镇中学污水治理是农村污水治理的重要环节。针对乡镇中学生活污水排放的特点,从降低能耗、操作的复杂性、维修养护的繁琐性、符合生态文明及生态宜居大背景的要求出发,优化组合形成“厌氧-缺氧生物膜反应器-脉冲生物滤池-多孔介质生态滤床”生活污水处理工艺,并应用于安徽省寿县堰口镇某中学生活污水处理工程。该工程对小水量分散式校园污水治理与循环利用具有示范作用。

曝气对膜生物反应器内气-液流态影响的模拟研究

采用多孔介质模型模拟具有渗透作用的分离膜,利用群平衡模型(PBM)预测膜生物反应器(MBR)内多尺寸气泡流动,对MBR内气-液流态进行模拟研究.系统分析了渗透侧抽吸作用、气泡直径、曝气速率对流态及近膜面气泡流对膜面的擦洗效果的影响.结果表明:对于远离膜面气泡流,在渗透侧抽吸负压2000 Pa下,气泡直径从0.1 mm增大到3.0 mm,含气率峰值下降16%,小气泡有利于膜反应器内气-液充分混合;曝气速率从0.5 m/s增大至1.5 m/s,气泡流含气率峰值增加12.0%.随着曝气孔靠近膜面,液相流动的循环中心也逐渐靠近膜面.对于近膜面气泡流,渗透侧抽吸压为0 Pa时,气泡直径从3.0 mm减小到1.0 mm,膜面剪切应力由1.92 Pa增大到4.87 Pa;曝气速率由0.5 m/s增大至1.5 m/s,膜面剪切速度由0.02 m/s增大到0.22 m/s,膜面剪切应力由1.97 Pa增大到3.83 Pa;曝气速率0.5 m/s下,抽吸负压3000 Pa的平均膜剪切应力为0 Pa的1.85倍;高抽吸负压下小气泡高速曝气有利于提高膜面剪切应力.研究结果将为MBR曝气工艺设计和优化提供依据.

HRT对缺氧-动态膜生物反应器处理海水养殖废水的影响

采用缺氧-动态膜生物反应器处理海水养殖废水,研究不同水力停留时间(HRT)下,其化学需氧量(CODMn)降解和反硝化过程.结果表明:当HRT为4h,总氮(TN)的去除率为72%,CODMn的去除率为71%;当延长HRT到8h,TN和CODMn去除率略有增加;当HRT大于10h,CODMn的去除率保持稳定在87%;随着HRT的延长,减缓了膜污染的进程,当HRT达到10h以上,膜反冲洗周期稳定在9d.当HRT大于10h,所处理的出水水质能够达到国家标准SC/T 9103-2007《海水养殖水排放要求》的二级排放标准.

缺氧动态膜生物反应器在淡水/海水养殖废水处理中的运行效果

采用缺氧动态膜生物反应器(Anoxic-DMBR)处理淡水和海水养殖废水。结果表明:缺氧动态膜生物反应器对淡水养殖废水和海水养殖废水的CODMn去除率分别为89.5%和75.5%;出水总氮浓度分别为1.42 mg/L和3.50 mg/L,污泥浓度分别为3850 mg/L和3550 mg/L。由于盐度对反硝化菌的酶产生一定的抑制作用,在海水条件下反硝化效率降低了16%。淡水和海水养殖废水的NO3--N的降解速率常数分别为5.02×10-4 h-1和4.48×10-4 h-1,海水反硝化过程的反应速率低于淡水条件。

气态烷烃基质膜生物膜反应器去除地下水中氧化态污染物研究进展

随着社会不断发展,民众对饮用水质量的要求日益提高。地下水作为重要的饮用水来源,正面临严峻的氧化态污染物污染问题。近年来,一种以气态烷烃作为电子供体的膜生物膜反应器(Membrane Biofilm Reactor,MBfR)技术在处理地下水中氧化态污染物方面展现出良好的效果与优势。本文首先阐述了气态烷烃基质MBfR去除氧化态污染物的工作原理及其技术特点。其次,论述了气态烷烃基质MBfR还原硝酸盐、高氯酸盐等不同种类氧化态污染物的可行性与有效性。随后,列举了气态烷烃驱动氧化态污染物还原过程中烷烃氧化菌、污染物还原菌等核心功能菌及相关功能酶,并阐明了其中的微生物作用机制。最后,提出了该技术在应用推广方面所面临的挑战,并阐述了相应的解决思路。本文为地下水中氧化态污染物的绿色、低碳控制提供了新的思路,对天然气利用及地下水修复的新技术研发具有重要的理论指导意义。

导流式移动床生物膜反应器流速选择及流态分析

水力条件对反应器内生物膜的生长及流态形式起着决定性作用。实验分别用0.15,0.25,0.35 m/s的水流流速对内径为44 mm的管状生物膜反应器进行水力冲击,观察不同生物滤料的挂膜情况,并利用计算流体力学软件对导流式移动床生物膜反应器流态进行数值模拟。结果显示,在低流速的水力冲击下,生物滤料的挂膜效果最好,平均厚度约为70μm,且不同结构生物滤料的挂膜情况无明显差异;反应器的模拟曝气速度为0.6 m/s时,其内部的综合流动及挂膜效果最佳。因此可知,生物膜的生长情况与同种材质生物滤料的结构形状无关,但与滤料所处的水力情况有关,膜厚度随着水流速度的增大而减小;移动床生物膜反应器的曝气量大小及结构形状是影响其流态的重要因素。本研究可以为此类反应器的设计与高效运行提供基础数据。

缺氧/好氧膜生物反应器处理尿液污水的研究

采用缺氧/好氧膜生物反应器(A/OMBR)对尿液污水进行处理。结果表明:当进水NH+4N、COD和BOD5分别为400～980(容积负荷为0.42～1.01kg/(m3·d))、390～630和120～280mg/L时,平均去除率分别为79.5%、75.1%和95.0%,同时系统对色度也有一定的脱除效果,经过A/OMBR和活性炭(PAC)处理后出水色度降为8倍;运行期间膜污染较严重,膜内表面微生物的滋生和膜外表面形成沉积层是造成膜污染的主要原因。

去除饮用水中氧化态污染物的氢基质膜生物反应器

环境污染的加剧导致饮用水中不断出现新的污染物,由于饮用水的贫营养性及传统工艺自身的缺点使传统工艺在实际应用中受到限制,而氢基质膜生物反应器(MBfR)能够有效地利用中空纤维膜外自养微生物以氢气作为电子供体去除饮用水中的氧化态污染物,成本较其他深度处理工艺低,且无后续污染物。作者介绍了MBfR的构造和工作原理,分析了MBfR处理饮用水中各种氧化态污染物的原理,并探讨了该领域的研究重点与方向。

缺氧-好氧-膜生物反应器处理人粪尿工艺研究

研究采用处理规模为4L/d的缺氧-好氧-膜生物反应器组合工艺处理人粪尿。试验运行稳定,技术可行,在硝化段水力停留时间为90d,DO的质量浓度为1.8～3.0mg/L,pH值为7.5～8.0;反硝化段DO的质量浓度不大于0.4mg/L,pH值为7.0～7.5的条件下,对CODCr,氨氮,总无机氮的平均去除率分别保持在97%,98%和97%以上,明显高于二级生化工艺。同时利用稳态数据与动力学方程,对,YKd,vmax,KS4个动力学参数进行了求解。

缺氧-平板膜生物反应器处理焦化废水的研究

采用缺氧(A)-平板膜生物反应器(A-MBR)中试设备于不同负荷下连续运行处理实际焦化废水,并与柳钢缺氧-好氧(A-O)活性污泥处理工艺的去除效果进行了对比。结果表明,运行期间A-MBR工艺的处理效果优于A-O工艺。随着运行负荷的不断提高,A-MBR工艺对COD去除率基本高于A-O工艺。A-MBR工艺对NH3-N、酚类和氰化物均有较高的去除率,化学在线清洗可有效缓解平板MBR膜污染。

缺氧——好氧生物膜反应器挂膜的试验研究

缺氧生物膜反应器采用好氧预挂膜与快速排泥挂膜方法 ,在挂膜期间加强污泥回流 ,缩短反应器的启动时间。两种反应器内均存在呈悬浮与附着形态的污泥。

厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器对焦化废水中萘的去除研究

为了考察膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)对焦化废水中萘的去除特性,采用小试规模厌氧/缺氧/好氧-膜-生物反应器(A_1/A_2/O-MBR)系统处理实际焦化废水,研究了萘在A_1/A_2/O-MBR处理系统中的存在特性与去除效果。研究结果表:A_1/A_2/O-MBR系统能有效去除焦化废水中的萘,当进水的质量浓度为(265.5±119.0)μg/L时,去除率为(99.4±0.5)%,出水的平均质量浓度为(0.95±0.59)μg/L。生物处理是A_1/A_2/O-MBR系统水相中萘去除的主要途径,膜的截留对萘没有强化去除作用。

缺氧/好氧膜-生物反应器处理高浓度含碳和氮工业废水

采用缺氧 /好氧膜 生物反应器 (MBR)处理高浓度含碳和氮工业废水 ,在缺氧反应器的水力停留时间 (HRT)为 5h ,好氧MBR的HRT分别为 1 5、1 0、6h时 ,考察了系统的同时除碳脱氮性能。结果表明 ,好氧MBR的HRT在试验范围内对系统的处理效果没有明显影响 ,即使MBR的HRT降低到 6h,系统对化学需氧量 (COD)、氨氮和总氮的去除率仍可达到 94%、90 %和 73 %以上 ,出水水质达到国家一级排放标准 ;系统中的生物反应对有机物和氮的去除起主要作用 ,但膜对混合液上清液COD有一定去除 ,主要对相对分子质量大于 1 0万的有机物有截留 ;由于膜的高效截留作用 ,MBR中可保持高浓度的污泥量和高硝化活性 。

高效菌种的厌氧-缺氧-膜生物反应器处理焦化废水

采用厌氧-缺氧-膜生物反应器(A2O-MBR)工艺处理焦化废水,并投入经固定化的高效菌种。采用MBR使污泥含量大为提高,污泥沉降比增大,故采用泥水回流,使MBR的泥水回到缺氧池。厌氧池采用具有蜂窝胞壁结构的纤维滤料。经过3个多月的试验表明,该工艺运行稳定,具有较好的适应能力和抗冲击能力。当进水COD和氨氮质量浓度分别为2000mg·L-1和150mg·L-1左右时,出水分别在120mg·L-1和9mg·L-1左右,去除率分别约为94%和93%,均达到GB8978-1996的一级标准要求。

热水解对缺氧/好氧膜生物反应器同步处理污水及污泥减量的影响研究

研究了剩余污泥热水解后的回流对缺氧/好氧膜生物反应器(AOMBR)同步处理污水及污泥减量的影响。试验通过与常规AOMBR工艺对比,考察了污泥热水解回流量对系统污泥浓度、污泥产率、出水水质的影响。试验结果表明,当热水解污泥回流量分别为剩余污泥量的100%、75%、50%时,热水解会一定程度提高系统的污泥浓度,但污泥总量却分别削减了20.2%、21.2%和13.1%,系统污泥产率分别下降了46%、54%和33%,剩余污泥排放量分别削减了100%、75%、50%。两套工艺的平均出水COD、NH+4-N、TN分别在40、3、5mg/L以下,均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A排放标准。因此,热水解污泥的回流并不会对系统的出水水质产生明显影响,同时能够显著削减污泥总量。

缺氧-好氧法+新型外置膜生物反应器处理乳品废水研究

利用缺氧-好氧法(A/O)+外置膜生物反应器(MBR)对乳品废水进行试验,MBR与A/O工艺结合,强化脱氮,利用气液混合泵曝气代替鼓风曝气。结果表明,气液混合泵充氧效率高、能耗低。进水COD和NH3-N、TN、TP质量浓度平均分别为994 mg.L-1和38.7、76.3、8.8 mg.L-1时,出水COD和NH3-N、TN、TP质量浓度平均分别为17.8mg.L-1和6.9、16、1.27 mg.L-1,去除率分别为98.2%和82%、78.9%、85.7%。

分置式膜生物反应器应用于城市污水回用中试研究

采用中试规模的(处理水量为1.5t/h)缺氧-好氧(anoxic_oxicprocess,A/O)分置式膜生物反应器(membraneBio_reactor,MBR)处理回用城市污水.试验结果表明,系统对化学需氧量(chemicaloxygendemand,COD)的去除率达到90%以上,对氨氮(NH3N)的去除率达到95%以上,出水COD的质量浓度小于20mg/L、NH3 N的质量浓度小于1mg/L,浊度小于0.1NTU,且无色、无悬浮物(suspendedsolid,SS)及大肠杆菌检出,系统出水水质完全符合城市污水再生利用、城市杂用水和城市污水再生利用景观环境用水水质标准.

膜生物反应器用于居民区生活污水处理与回用

采用缺氧/厌氧-生物膜技术,结合活性炭过滤、紫外线氯消毒的组合工艺深度处理居民区生活污水,分别以冲洗厕所和景观用水为目标,考察再生水的水质状况和主要参数;对比研究以混合生活污水和灰水分别作为中水源的技术和经济适用性.中试研究结果表明,以居住区生活污水(化粪池出水)作为中水源,运行条件停留时间8h、污泥质量浓度3 500～7 500mg.L-1、出水无色无味,化学需氧量质量浓度低于30mg.L-1,五日生化需氧量质量浓度低于3 mg.L-1,氨氮质量浓度低于3.0mg.L-1,可以稳定达到杂用水标准,但总氮、总磷浓度无法满足景观用水要求;模拟原污水(化粪池进水)的污染物浓度比例,运行条件为停留时间10h、污泥龄50d、回流比为200%、污泥质量浓度5 500～6 000mg.L-1、外加聚合铝(有效铝)4～5mg.L-1时,再生水的水质均优于冲厕和景观用水标准.在达到相同的再生水水质条件下,居住区的生活污水混合收集处理比灰水单独收集处理的工艺流程复杂,处理费用比后者高0.32元.m-3.居民区污水资源化采用何种收集和再生方式不仅要考虑技术经济合理性,还需结合居民区再生水的用途和用水量、当地气候条件等因素综合确定.

一体化生物膜反应器处理生活污水试验研究

根据传统好氧硝化和缺氧反硝化生物脱氮的工艺原理 ,开发了一体化生物膜反应器 ,并对其进行了处理生活污水的试验研究。试验结果表明 ,在有机负荷提高的前提下 ,通过对进水方式和曝气速率的调节 ,反应器对 COD和 TN的去除率达到 97%和82 % ;污泥活性测定表明 ,硝化反应和反硝化反应分别在反应器的好氧区和缺氧区占优势 ,但由于生物膜内部微环境的存在 ,反应器不同区域均有同时硝化和反硝化 ( SND)现象的发生。

不同载体填充率下一体化A/O生物膜反应器的启动特性

以聚氨酯泡沫和聚丙烯空心环为生物膜载体,考察不同载体填充率下采用一体化缺氧/好氧(A/O)生物膜反应系统R1和R2处理低C与N质量浓度之比(ρ(C)/ρ(N))生活污水的启动特性。系统R1中,缺氧、好氧区载体填充率分别为45%和20%;系统R2中,缺氧区和好氧区载体填充率分别为60%和30%。研究结果表明:R1和R2系统启动周期分别为27d和24d,R1更宜进行实际应用;启动完成后,R1和R2好氧区内生物膜含量分别为87.8%和79.5%,为减小一体化反应器的沉淀区体积和在后续运行中取消污泥回流提供了可能;缺氧区中,聚氨酯泡沫填充率60%时较45%时更有利于前置反硝化对有机物的利用。载体流化加强了好氧区生物膜的同步硝化反硝化(SND)能力和水力负荷适应性,但延长了启动周期,SND效果可模糊反映生物膜的形成过程;固定载体缩短了好氧区的启动周期,但形成的生物膜易受水力负荷冲击。