异波折板复合厌氧污水处理试验

基于传质理论和双层分阶段厌氧多生物相(TSMPA),设计了厌氧污泥-生物膜异波折板复合式反应器,进行为期12个月的低浓度生活污水处理试验研究.研究结果表明,在温度(25±2)℃条件下,反应器的最佳水力停留时间(HRT)为6h,此时对COD、TP、TN去除率分别为76.95%、36.56%,39.28%.控制HRT为6h,温度从27℃降至7℃时,相应的COD、TP、TN去除率分别从79.34%、37.16%、39.89%降至63.53%,20.28%、22.35%;最大比甲烷生产率从27℃的2.56 mL·gVSS-1·h-1降至1.92 mL·gVSS-1·h-1;最适厌氧污泥区百分比为45%～65%.研究结果还表明,在北方地区低温度条件下应用该技术处理低浓度生活污水可行.在试验结果基础上,阐明了此厌氧生物处理技术处理低浓度污水的高效机理在于异波折板复合厌氧反应器具有高效传质和双层分阶段多生物相的特点.     

EGSB反应器处理高浓度豆制品废水的研究

在中温(32～37℃)条件下,采用小试规模膨胀污泥床(EGSB)反应器处理高浓度豆制品废水(污水COD为1000～13000mg·L-1),连续运行180d,研究了进水COD、有机负荷(OLR)以及水力停留时间(HRT)等因素对废水处理效果的影响.研究利用好氧污泥接种成功培养出了高活性的厌氧颗粒状污泥.结果表明,EGSB反应器处理高浓度食品废水能够达到很好的效果,当进水COD有机负荷为2～6.75 kg·m3·d-1,HRT为48 h时,COD、BOD,去除率为85%左右;当进水COD为10000mg·L-1,最佳HRT为24h,此时相对应的OLR约为10-2kg·m-3d·d-1.稳定运行期间,厌氧反应器消耗每克COD的CH4产率为0.08～0.14 L·g-1,甲烷含量为60%～75%.试验达到了较好的处理效果和较高的产气率,表明应用EGSB处理高浓度豆制品废水是高效、可行的.     

纤维素乙醇废水处理研究

采用微电解+厌氧折流板反应器(ABR)+上流式厌氧污泥床(UASB)+膜生物反应器(MBR)组合工艺对纤维乙醇滤液进行处理.结果表明,当滤液COD在12 000 mg·L-1左右,该组合工艺中厌氧停留时间(HRT)为48 h时,厌氧COD去除率达到72%,MBR停留时间(HRT)20 h时,COD的去除率在80.8%～87.5%之间,出水COD浓度稳定在301～537mg·L-1,且MBR抗冲击负荷能力较强.     

污泥分级分相厌氧反应器水力特性研究

污泥厌氧生物反应器的结构决定了反应器的流态,从而影响着可能达到的污泥处理效率.为了提高石化水厂剩余污泥的厌氧消化效率,对一种新型的污泥分级分相厌氧反应器的结构进行了优化设计.采用停留时间分布RTD(residence time distribution)的方法研究了反应器的降流区、升流区面积之比、溢流板高度和水力停留时间等参数和反应器水力特性之间的关系.结果表明,分级分相反应器的死区较小(7.51%),远低于传统单级厌氧生物反应器(50%~93%);该反应器流态处于平推流和完全混合之间;降流区、升流区面积之比最佳值为1:2,溢流板高度为450 mm时死区最小;在平均污泥浓度为25 gVSS?L?1的条件下,最佳水力停留时间为24 h.     

气液固三相流化床层膨胀特性实验分析

为分析气液固三相流化床床层特性,选用两种粒径接近、密度不同的颗粒:塑料颗粒(湿堆积密度1 273 kg/m~3,平均直径750μm)和陶粒(湿堆积密度1 680 kg/m~3,平均直径800μm),以常温空气为气相、水为液相。实验装置内径0.13 m,全床高度4.75 m,实验液柱高度3.5 m,床内颗粒有足够的膨胀高度。分别测试了液速0—13 mm/s,气速0—12 mm/s条件下的床层高度,研究气液速对塑料颗粒和陶粒床层膨胀率的影响。研究结果显示液速较低时床层收缩,随着气速增加,收缩率增大;液速较高时,膨胀率大于0,随着表观气速的增加,膨胀率先降低,表观气速大于临界值后,膨胀率将增大;除高气速外,床层膨胀率总是随着液速的升高而增大。相同气速、液速条件下,大密度陶粒的床层膨胀(收缩)率大于塑料颗粒。     

DIC厌氧反应器启动过程中污泥性能的研究

在设计出的机械提升式厌氧双循环反应器中,以絮状污泥为种泥,对反应器启动过程中污泥性能的变化进行了研究。实验在常温下启动,经过40d后污泥开始颗粒化,165d后大部分污泥的粒径介于0.6～1.2mm。所培养出的颗粒污泥的活性相对较好,比产甲烷活性ACT=0.91g/(g.d),VSS/TSS为0.67,SVI达到了15.2mL/g,颗粒污泥平均沉速为45.1m/h。并且在CODCr容积负荷=20kg/(m3.d),HRT=16.0h的情况下,CODCr的去除率超过了80%。     

改良型外循环厌氧反应器处理黑水特性研究

采用改良型外循环厌氧反应器( UASB),在中温条件下对黑水进行处理,探讨其对黑水中有机物、SS以及病原菌的去除效果.结果表明,用改良型UASB反应器处理黑水能加快反应器的启动,促进絮体污泥颗粒化,提高反应器抗冲击负荷;当COD污泥负荷为0.15～0.36 kg·kg-1·d-1时,反应器的最佳上升流速为1.15～1.27m·h-1,此时反应器对COD、SS的平均去除率分别为73％、78％;在HRT为10h时,对粪大肠杆菌的去除率为87.4％.     

水解酸化-SBR-混凝工艺处理榨菜废水试验研究

通过水解酸化-SBR-混凝工艺处理榨菜废水试验得出,在水解酸化池HRT为6h,SBR条件为0.5 h进水+10 h好氧+4 h厌氧+1 h沉淀+0.5 h闲置(曝气量6 L·min-1,污泥浓度4 000 mg·L-1),混凝试验PAC和PAM投加量分别为300mg·L-1和6mg·L-1条件下,COD、SS、氨氮和总磷平均去除率分别为96%、85.03%、84.9%和95.32%,出水水质达到污水综合排放标准二级标准.     

二元混合铜颗粒流化床电极的研究

以两种不同粒径的铜颗粒构成的二元混合颗粒为阴极颗粒,浓度低于1 g/L的硫酸铜溶液为电解液,在横截面为50 mm×15 mm的流化床电极中探讨床层膨胀率、混合颗粒粒径比及质量比对铜沉积速率、电流效率的影响.研究结果表明,二元混合颗粒可以显著的强化传质过程,提高铜的沉积速率;混合颗粒床层膨胀率、粒径比和质量比对铜沉积速率、电流效率有重要影响,都存在一最佳值,即膨胀率约20%、大颗粒质量分率约75%、粒径比为 2.09.在此条件下沉积速率最大,为 1.6 g/(m2·h),约为单粒径颗粒床层的 2.5倍,电流效率最高,达到约88%.     

浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器的污泥特性研究

研究了新型浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器(SDRAnMBR)处理模拟啤酒废水的污泥特性.结果表明,SDRAnMBR的污泥活性高,旋转剪切力没有对厌氧颗粒污泥的性质造成破坏并具有性能良好的絮体;而且能有效减轻污泥浓度、EPS、污泥粘度,污泥颗粒粒径的变化对膜污染的影响,使之能在较高的MLSS(18～19.5 g·L-1),较高的EPS浓度(50.9～63.9 mg·gMLSS-1)、较小的污泥颗粒粒径(4.00～36.54μm)和较大的污泥粘度(6.6～7.5mPa·s-1)时稳定运行.SDRAnMBR中由膜旋转形成的三相旋转流和厌氧颗粒污泥的协同作用,使SDRAnMBR具有性能良好的活性污泥,同时强化了膜组件的抗污染性能.     

厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)的工艺特征与运行性能

分析了颗粒污泥膨胀床（ＥＧＳＢ） 的工艺特征以及特殊条件下的处理性能。ＥＧＳＢ采用处理水回流技术与较高的上升速度,使颗粒污泥床处于膨胀状态,强化了传质速率,减少了水力停留时间,提高了处理效率。适用于超高浓度和含有毒物质的工业废水,也特别适用于低温和低浓度的有机废水的处理。     

超高效厌氧生物反应器能耗特征

采用厌氧颗粒污泥和实验室模拟产气,研究了超高效厌氧生物反应器的能耗特征,建立了反应器分离单元、反应单元、布水单元以及反应器整体能耗模型。各能耗模型的模拟值与实测值吻合较好,可用于指导同类反应器能耗状况的优化。测定结果表明：反应器整体能耗的最大值为110.56×10^-4W,其中反应单元占83.0%,布水单元占17.0%,分离单元能耗可忽略不计。气液固三相时反应单元的能耗大于液固两相时的能耗。低表观液速时反应单元的能耗大于布水单元的能耗;反之,高表观液速时布水单元的能耗大于反应单元的能耗。反应器整体能耗对各参数的敏感性依次为ρ_p、u_l、V_p、u_g和d_p。     

Analysis of the effect of small amounts of liquid on gas–solid fluidization using CFD‐DEM simulations

Gas–solid fluidization involving small amounts of liquid is simulated using a CFD‐DEM model. The model tracks the amount of liquid on each particle and wall element and incorporates finite rates of liquid transfer between particles and pendular liquid bridges which form between two particles as well as between a particle and a wall element. Viscous and capillary forces due to these bridges are modeled. Fluidization–defluidization curves show that minimum fluidization velocity and defluidized bed height increase with Bond number (Bo), the ratio of surface tension to gravitational forces, due to cohesion and inhomogeneous flow structures. Under fluidized conditions, hydrodynamics and liquid bridging behavior change dramatically with increasing Bo, and to a lesser extent with capillary number, the ratio of viscous to surface tension forces. Bed fluidity is kept relatively constant across wetting conditions when one maintains a constant ratio of superficial velocity to minimum fluidization velocity under wet conditions. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 5290–5302, 2017     

单组分颗粒振动流化床的流体力学研究（2）──床层膨胀和起始流化速度

本文在振动流化床中研究床层膨胀和颗粒的起始流化速度,分别研究颗粒物性、振动特性（频率、振幅）和静止床层高度对它们的影响,根据不同的振动条件下Ｇｅｌｄａｒｔ’Ａ、Ｂ、Ｄ类１３种物料起始流化速度的实验结果,关联了实验条件下起始流化速度的计算式,此计算式对振动流化床的设计具有指导意义。     

铁基载氧体与干化市政污泥二元混合物流化特性

化学链燃烧技术处置污泥可有效抑制有害气体排放,但干化污泥与铁基载氧体的物理性质相差较大,在流化床内会产生混合分离等问题。在内径(φ)为100 mm的有机玻璃冷态流化床装置上,进行了干化污泥与载氧体二元颗粒流化实验,讨论了颗粒粒径大小、干化污泥与载氧体质量比和操作风速对二元颗粒流化特性的影响。结果表明,污泥与平均粒径为0.66 mm的载氧体能实现混合流化,最小流化速度 和最小混合操作风速Um相等;污泥与平均粒径为1.46 mm的载氧体流化时,随操作风速增大,逐渐由分离流化状态过渡到混合流化状态,Um? ;污泥与平均粒径为2.43 mm的载氧体流化时,始终保持分离流化状态。基于提出的表征混合/分离流化状态的无量纲数Gd,当00.8时处于分离流化。     

新型厌氧反应器COD去除影响因素研究

以模拟高浓度有机废水为研究对象,采用新型厌氧反应器对COD去除影响因素进行了为期4个月的试验研究,考察了污泥负荷、水力停留时间(HRT)、容积负荷、进水COD、VFA、出水SS等因素对COD去除的影响。结果表明,影响COD去除的主要因素是污泥负荷、HRT和容积负荷,次要因素是进水COD、VFA和出水SS,当反应器内COD污泥负荷在0.297 2～0.464 7 kg.kg-1.d-1之间、HRT=7 h时,COD的去除效率维持在72%～90%。     

CSTR和ACR丁酸型发酵制氢系统的运行特性比较

为寻求更好的连续流发酵生物制氢反应器模式,以稀释糖蜜为底物,控制反应系统为丁酸型发酵,比较研究了搅拌槽式反应器（CSTR）和厌氧接触式反应器（ACR）的启动运行特性。结果表明,以经曝气培养的下水道污泥为接种物,在接种量4.8 g MLVSS·L^-1、进水COD 5000 mg·L^-1、HRT 12 h、温度（35±1）℃和pH 5.5～6.0等相同条件下,CSTR系统可以更快地达到稳定的丁酸型发酵状态,而ACR系统因其有效的生物持有能力而在产氢性能方面更具优势。在稳定运行状态下,ACR系统的底物酸化率、产氢速率和污泥的比产氢速率分别为44%、9 L·d^-1和0.15 L·(g MLVSS·d)^-1,分别是CSTR系统的1.62、2.05和1.15倍。     

Hydrodynamic behaviour of a magneto airlift column in a transverse magnetic field

The hydrodynamics of a three‐phase airlift reactor of magnetic particles has been investigated in the presence of a transverse magnetic field. Experiments were carried out in two modes: applying the magnetic field to a static bed then increasing the field flow, and applying the magnetic field to a fluidized bed then increasing the magnetic field intensity. In magnetizing the first mode and parallel to the increasing gas superficial velocity, several bed regimes were observed, including: initial packed, stabilized, and fluidized beds. On the other hand, in magnetizing last mode and while increasing the magnetic field intensity, the fluidized bed changes from a fluidized to a stabilized to frozen bed. Bed expansion before the onset of fluidization increases as the magnetic field intensity increases. Minimum fluidization velocity was found to be strongly dependent on the magnetic field intensity and the minimum stabilization intensity was also strongly dependent on the gas velocity. The magnetic field intensity also affects the bed expansion hysteresis and the liquid circulation velocity. A photocell was used to measure the water circulation rate in the downcomer of the reactor.     

大差异双组分混合颗粒的最小流化特性

在一套f260 mm′2000 mm的有机玻璃实验装置中,对大差异双组分混合颗粒的最小流化特性进行了实验研究,得到了混合颗粒的流化曲线,由此给出了其起始流化速度、最小流化速度、临界分离速度、完全流化速度等特征速度. 实验结果表明,流化过程可分为4个阶段,即完全流化、大小颗粒分离、大颗粒静止小颗粒流化、固定床阶段,对应混合颗粒的3个状态：完全混合、部分混合部分分离、完全分离状态;混合颗粒的特征速度随小颗粒质量分率的增加而减小,且在小颗粒质量分率达到0.4~0.5后其减小的趋势减缓;混合颗粒的固定床阶段和完全流化阶段的床层空隙率及混合颗粒的体积收缩比在小颗粒质量分率为0.4时达到极值.     

Bed expansion in high velocity fluidization

Bed expansion of fine powders was investigated in two high aspect ratio fluid beds, an expanded top bed and a circulating system. The range of gas velocities (0.07 – 8 m/s) spanned the bubbling/slugging, turbulent, fast, and dense conveying fluidization regimes. The two-phase theory was shown generally not to apply in the slugging and the higher velocity fluidization regimes. A modified Richardson-Zaki approach, using an ‘effective’ cluster terminal velocity, was shown to adequately describe bed expansion. Changes in slope of the expansion curve were associated with regime changes, and can prove useful for the analysis of large diameter fluid beds. The effect of particle size distribution was shown to be considerable.