厌氧内循环反应器研究进展

介绍厌氧内循环(IC)反应器的基本结构和原理,并从工艺的角度对该反应器进行了分析,即IC反应器是现有废水处理工艺成果与内循环技术相结合的产物。它在处理土豆加工废水时的COD容积负荷约为35～50kg/(m3·d),处理啤酒废水时的COD容积负荷达到了15～30kg /(m3·d),是一种值得推广应用的新技术。     

IC反应器处理造纸废水运行参数的研究

通过内循环厌氧(IC)反应器处理造纸废水,研究了容积负荷及HRT、液体上升流速,pH对COD去除率的影响,研究了容积负荷、产气量及内回流水量之间的关系。结果表明,IC反应器的最佳承受负荷在21.8 kg/(m3·d)左右,优化HRT为4.62 h,此时COD去除率为75%左右;实验中液体上升流速在9.24~20.28 m/h变化,而且随着上升流速的增加,COD去除率也随之增加。原废水pH在7.5左右变化,而且最终COD去除率也能达到70%以上,考虑到经济因素,故可以不用控制pH且在实际工程应用中,勿须设置外回流。容积负荷与产气量和内循环水量的关系为产气量和内循环水量随着容积负荷的增加而增加,产气量由0.8 m3/h增至2 m3/h,内循环水量由6.42 m3/h增至7.6 m3/h。     

厌氧内循环反应器内循环量与产气率数学模型构建

厌氧内循环反应器(IC)的技术核心是利用反应器内所产沼气形成的气提作用实现无附加外动力的内循环,达到改善反应器内部水力条件、强化过程传质的目的,从而保障反应器的高效运行。研究了反应器内循环量与沼气产率之间的关系,通过研究发现:在进水COD的质量浓度为7135～9980mg/L,反应器有效容积负荷为21.4～40g/(L·d)条件下,运用灰色系统建模理论建立了内循环量与沼气产率之间典型二元参数间数学模型,该模型可为反应器的自动控制运行打下基础。     

新型IC反应器处理餐厨垃圾废水的实验研究

采用内循环厌氧反应器(IC)处理餐厨垃圾废水。结果表明:采用快速提升负荷至5 kg/(m3·d)并稳定运行19 d这一启动方式有利于提高污泥的活性。负荷提升中后期,出水pH高于进水pH。IC处理餐厨垃圾废水的最大容积负荷为25.2 kg/(m3·d),此时COD去除率下降到86%。稳定运行期,当进水COD达到22.4 mg/L,出水COD稳定在1 650~1 950 mg/L,COD去除率高达91.8%。     

内循环厌氧反应器的启动研究

内循环(IC)反应器的启动控制较复杂,控制因素与水质条件密切相关.总结了郑州大学实际工程经验,对不同水质条件下IC反应器的启动进行了比较、讨论.启动结果表明:金霉素废水和酒精废水采用的初始COD污泥负荷分别为0.050、0.075 kg/(kg·d),每周分别将负荷提高到上一周的1.118、1.230倍,分别经过168、112 d完成启动,启动完成后COD容积负荷分别达到5.02、11.48 kg/(m3·d),COD去除率分别达到80%、95%.     

UASB处理山梨醇废水的试验研究

利用厌氧反应器在中温条件下处理高COD浓度的山梨醇废水。当反应器稳定运行时,容积负荷可达到13kgCOD/(m3?d),COD去除率可以达到96%以上,出水COD浓度小于250mg/L。通过本试验取得的良好试验效果,为利用厌氧技术处理山梨醇废水提供了设计依据。     

内循环厌氧反应器的运行特性研究

采用配制的废水对内循环厌氧反应器进行了小试研究,考察了其运行状况和影响运行的特征参数。研究表明,内循环厌氧反应器处理的最高有机负荷为45.26kg[COD]/(m3.d);当控制反应器的碱度(以CaCO3计)为1000～5000mg/L,出水pH值在7.0左右,VFA的质量浓度为800mg/L以下时,可以使反应器正常运行。     

厌氧折流板反应器处理赤糖废水的启动期

采用厌氧折流板反应器(ABR)处理赤糖废水,考察其在不同进水容积负荷下的启动情况。结果表明:在(35±1)℃条件下,经历60天成功地完成对ABR反应器的启动。进水COD容积负荷由1.0kgCOD/(m3·d)增加到6.0kgCOD/(m3·d),COD的去除率达到85%,pH值和氧化还原电位(ORP)也达到要求。通过采用不同进水容积负荷启动ABR,证明ABR成功启动的前提是进水COD容积负荷不宜过高,启动初期过高的COD负荷会使反应器内酸性物质大量积累,导致启动失败。     

多段内循环厌氧反应器处理屠宰废水的中试

多段内循环厌氧反应器设计三段反应室,分别进行废水厌氧反应的三个过程。为探索该反应器处理中、高浓度有机废水的实际运行效果,以屠宰废水为处理对象,考察反应器对COD的去除效果。结果表明,当温度为36～38℃,COD容积负荷为0.5 kgCOD/(m3·d)时,反应器运行16天实现反应器的快速启动。进水COD浓度为1000mg/L,通过缩短水力停留时间(HRT)提高有机负荷,确定最佳的HRT为20h,对应的COD容积负荷为1.21 kgCOD/(m3·d),COD总去除率稳定达到93%。固定HRT=20 h,在COD容积负荷由低至高的提升阶段,分别为1.68,2.40,3.12,3.60和4.00 kg COD/(m3·d),反应器去除COD的总能力由94%降至80%,单位容积反应器产气率分别为0.9,1.4,1.0,1.9和2.1m3/(m3·d),去除单位COD产生的气体体积分布在0.29～0.33 m3/kg COD之间。     

两级UASB反应器处理制药废水的试验研究

在中温(37±2℃)条件下,采用有效容积为3 L的UASB厌氧反应器处理含高浓硫酸盐的制药废水,采用两级厌氧处理,一级主要脱除SO42-,二级主要去除COD,经过3个月的驯化,水力停留时间为24 h,一级厌氧在COD/SO42-=2.5～3条件下,COD容积负荷可达到9.5 kgCOD/(m3·d),SO42-容积负荷可达到3.6 kgCOD/(m3·d),COD去除率约20%,SO42-去除去除率能达到65%,出水COD/SO42-比值约为7～8;二级厌氧COD容积负荷可达到7.5 kgCOD/(m3·d),COD去除率能达到75%;系统COD总去除率可达到80%,SO42-总去除率可达到65%以上;本试验研究为利用UASB厌氧反应器处理制药废水提供参考依据。     

生活污水最佳污泥负荷确定研究

污泥负荷（ Ns）是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的有机污染物的量,单位kgCOD/（ kgMLSS·d）。利用泰州市紫光水业污水处理厂初沉池出水和曝气池的活性污泥制作一定浓度的污泥混合液,并在0.1~0.3 kgCOD/（ kgMLSS·d）污泥负荷中选择5个实验点,改变停留时间进行好氧生化反应,分别测COD, TP, NH3-N, TN的去除率,讨论不同污泥负荷不同停留时间对污水处理效果的影响,综合考虑污泥沉降性能和去除污水COD和脱氮除磷的效果,确定最佳污泥负荷为0.20 kgCOD/（ kgMLSS·d）。     

循环型高通量输送床的建立与控制

密相输送床气化和双流化床气化是基于循环型流化床反应器发展起来的两种新型煤和生物质气化技术,根据这两种技术对流动的要求,提出了在循环流化床的下行床底部耦合一段移动床,为输送床内的流动提供足够高的驱动压力而提高颗粒循环量的技术思想。在根据该思想而建立的直径90 mm的输送床实验装置上的实验研究表明,利用所提出的床型构造可在表观气速9.6 m•s^-1下实现400 kg•m^-2•s^-1的颗粒循环量。输送床的一次风速和移动床松动风速是影响颗粒循环量和输送床内颗粒浓度的主要因素,但循环量随输送床一次风速的增大而增加的走势弱于普通循环流化床。移动床松动风速在小于颗粒最小流化速度的范围内轻微变动即可显著改变颗粒循环量和输送床内颗粒浓度。在保持输送床总气速不变的前提下,通过二次风可在40%的比例范围内调节颗粒循环量,且调节作用随二次风位置的增高而减弱。     

厌氧内循环反应器的结构、应用与优化

厌氧内循环（IC）反应器是第三代厌氧反应器的典型代表之一,具有容积效能高、节省能源、占地面积小、高径比大等特点,近年来逐渐在我国高浓度有机废水处理领域崭露头角。本文阐述了IC反应器的结构原理和水力特性,其结构相当于两个升流式污泥床（UASB）反应器串联,并具有内循环结构,水力特性包括升流速度和系统压降两个重要参数;概述了IC反应器的启动,其启动周期一般为3~6个月,增加污泥浓度可实现快速启动;介绍了IC反应器的底物抑制特性,其表现出一定氨氮耐受性;综述了该反应器的工程应用,论述了其在畜禽类高氨氮废水的处理潜力,并提出了IC反应器结构与工艺的优化方向。     

CFD simulation of the hydrodynamics in an internal air-lift reactor with two different configurations

Computational fluid dynamics (CFD) was used to investigate the hydrodynamic parameters of two internal airlift bioreactors with different configurations. Both had a riser diameter of 0.1 m. The model was used to predict the effect of the reactor geometry on the reactor hydrodynamics. Water was utilized as the continuous phase and air in the form of bubbles was applied as the dispersed phase. A two-phase flow model provided by the bubbly flow application mode was employed in this project. In the liquid phase, the turbulence can be described using the k-? model. Simulated gas holdup and liquid circulation velocity results were compared with experimental data. The predictions of the simulation are in good agreement with the experimental data.     

低浓度焦化废水启动EGSB反应器试验对比研究

采用低浓度焦化废水对EGSB反应器分别在厌氧以及微氧条件下进行启动对比试验研究。试验结果表明,微量氧的加入,能够快速驯化EGSB反应器中的颗粒污泥,缩短EGSB反应器启动的时间。在焦化废水质量浓度为548mg/L~818mg/L,进水量为1.0L/h、有机负荷为1.1kgCOD/(m3·d)~1.6kgCOD/(m3·d)、回流比为22.25∶1.00,上升流速为3.0m/h的条件下,微氧反应器对COD的去除率达到85%以上,相对厌氧反应器的去除率提高了41%。污泥性质测定结果显示,2种条件下污泥浓度、颗粒化程度、颗粒污泥内部菌群有差异。     

无纺布膜生物反应器膜污染分析及其控制技术

利用自行开发的无纺布膜生物反应器（NWMBR）处理洗浴废水。结果表明,在有机负荷0.64 kgCOD/(m3?d)、污泥浓度5 g/L、水力停留时间6.3 h和膜通量13 L/(m2?h)条件下,出水可始终稳定在COD<20 mg/L,BOD5<3 mg/L,LAS<0.3 mg/L,NH3-N<0.5 mg/L以及浊度<0.5 NTU。在13 L/(m2?h)通量下膜表面形成松散的泥饼层,反应器稳定运行约50天后泥饼层泥量达到9.3 g/m2时导致膜污染的发生;当通量升至18 L/(m2?h)时迅速形成密实的泥饼层导致膜污染。经过分析发现,膜表面污染物主要由亲水有机物、羧酸类、多糖类、蛋白质类等有机物质组成,也存在少量的由Na、Ca、Si、Al等元素形成的无机污染。采用次氯酸钠反冲式清洗,可使无纺布膜的清水通量恢复率达98%,膜平均孔径可从8.25 μm恢复至47.2 μm。