复合垂直流人工湿地氧调控条件优化研究

溶解氧是制约人工湿地净化空间的重要影响因素之一,调控与优化湿地内的氧状态分布,对提高人工湿地的去污效果十分重要.为此,利用复合垂直流人工湿地(IVCW)特有的通气管进行氧调控,选择曝气位置、曝气速率,曝气机运行/停止时间、开始曝气时刻进行正交试验,开展了IVCW氧调控的操作条件优化研究.结果表明,各因素的影响力依次为:曝气机运行/停止时间>曝气位置>曝气速率>开始曝气时刻;较佳的操作条件为:曝气位置为下行池底部,曝气速率0.25m3·h-1,曝气机运行/停止时间为8h/16 h,开始曝气时刻为进水时刻.另外,TN负荷削减量与供氧量呈显著相关,当供氧量为2 m3·d-1时,IVCW对OCD、TN、TP负荷削减量可分别达到16、1.6、0.20g·m-2·d-1.     

纯氧曝气在城市污水处理中的应用前景

文章介绍了纯氧曝气技术的工作原理。由于纯氧的压力高于空气中氧的分压,纯氧曝气可显著提高氧的转移速率。将微孔曝气和纯氧曝气的优点结合起来。应用于敞开曝气池,可显著提高污泥浓度和改善污泥沉降性能。此外,由于占地面积小、运行成本低,故特别适用于现有活性污泥处理厂的升级改造。     

高原地区曝气池氧传质的影响因素研究

为提高高原地区污水生物处理曝气过程的效率,对比研究了气压分别为96 kPa和72 kPa时,不同曝气量下,曝气方式和污泥含量对曝气池氧传质的影响规律。结果表明,曝气量从150 mL/min提高至600 mL/min,不同气压下2种曝气方式的氧总传质系数(K_La)和气压降低的负面影响均增大,相同条件时微孔曝气盘的K_La总是大于微孔曝气软管;气压降低使2种曝气方式最高动力效率和氧转移效率对应的适宜曝气量均呈下降趋势;对K_La的影响程度为曝气量大气压力MLSS含量,K_La与大气压力和曝气量呈正相关,与MLSS含量呈负相关;微生物耗氧速率会因气压降低有不同程度的提高,72 kPa下的比耗氧速率比96 kPa下平均高43.8%。     

不同曝气压力下MABR反应器污染物去除效率研究

通过膜曝气生物膜反应器处理医院污水中试实验研究，对比不同曝气压力下MABR池溶解氧浓度变化，以及不同压力下COD、氨氮和总氮的去除效果变化情况，探索MABR工艺处理医院污水的启动挂膜及最佳运行参数。结果表明：采用低曝气压力和A2O循环挂膜方式启动，MABR工艺能在40天内实现膜表面快速挂膜。MABR池中溶解氧浓度随曝气压力的增加而增加；曝气压力变化对COD去除率影响较小，前期成正比例缓慢增加，后期逐渐趋于平缓；曝气压力对氨氮去除效果成正相关，随着曝气压力持续升高，氨氮去除率出现明显增加趋势；随着曝气压力的增加去除总氮的效果前期呈缓慢增长趋势，压力超过25 kPa时总氮去除效率反而下降，曝气压力过高成为反硝化脱氮的制约因素。中试研究表明：MABR工艺在压力为25 kPa和HRT为12 h情况下运行效果较好，该工艺适用于医院污水处理领域。     

基于旋转浮阀的复合曝气器在曝气池中的应用及CFD模拟

基于气体通过阀片后能在阀盖四周形成旋转流场的特点，本文将旋转浮阀应用于曝气池中，以提高其充氧性能。在旋转浮阀四周均匀排布6个气泡石，即旋转浮阀-气泡石复合曝气器；在长宽高为800mm×600mm×910mm的透明有机玻璃池内，以空气-清水为体系，进行曝气实验。为了考察旋转浮阀形成的旋转流场对曝气的影响，以塔内件领域常见的F1浮阀以及气泡石为基准进行实验比较。结果表明，与F1浮阀-气泡石复合曝气器相比，旋转浮阀-气泡石复合曝气器的中心测量点与边界测量点的溶解氧浓度更接近，充氧均匀性指数也更小，说明了旋转浮阀能促进气泡分布均匀，减少传质死区。相比于F1浮阀-气泡石复合曝气器，旋转浮阀气泡石复合曝气器提高了氧总传质系数、氧传质速率、氧传质效率和曝气效率；相比于气泡石曝气器，旋转浮阀-气泡石复合曝气器提高了氧总传质系数、氧传质速率，但降低了氧传质效率和曝气效率。本文还利用CFD模拟流场分布，解释了旋转流场的产生及其提高曝气充氧能力的原因。     

膜法富氧曝气提高生物反应器效能的研究

强化O2在废水处理中的溶解度及总传质系数是提高好氧生物处理技术效能的重要课题之一。采用富氧膜法制备O2体积浓度为28．8％的富氧气作为曝气源,研究了富氧气在水中的传质特性,考察了富氧气曝气对有机物降解的效果,研究了污水浓度、曝气量等因素对生物反应器效能的影响。结果表明,富氧曝气的生物降解效能显著高于空气曝气,并且存在最佳的反应时间及气体用量。     

活性污泥法中的曝气控制问题

本文从活性污泥法中微生物的好氧呼吸过程出发,依据耗氧速率应与供氧速率相匹配的原则,简述了曝气控制的几种形式。这些曝气控制方式和以往的经验式控制不同,它可以较少的能耗使曝气池内呈好气状态,对提高活性污泥系统的处理效率、降低运行费用有一定的实用意义。     

高溶解氧浓度抗有机物冲击的运行实践

高溶解氧浓度,可使纯氧曝气系统中活性污泥的絮体颗粒保持好氧活性,因而使其COD去除率、污泥沉降性能都有很大提高．在抗高有机物冲击时,可保持良好的出水合格率。     

膜生物反应器中铁含量对活性污泥性能的影响

通过分析膜生物反应器中铁含量对活性污泥性能的影响,得知在一定条件下,随着污泥中铁含量的升高,污泥的脱氢酶活性随之上升,上清液含铁量对污泥脱氢酶活性的影响跟污泥中含铁量影响相反;污泥含铁量对污泥比耗氧速率的影响与对脱氢酶活性的影响相反,其原因在于污泥浓度增加及污泥絮体变大影响了溶解氧和基质从反应器混合液向絮体内部的扩散,导致污泥内部氧气不足,从而使微生物的耗氧活性随之降低;随着上清液中铁含量的增加,污泥比耗氧速率随之升高,上清液中铁离子浓度的增高会使生物铁污泥性能劣化,导致生物铁污泥絮体的解絮,污泥颗粒变小,污泥内部溶解氧上升,从而使污泥耗氧活性增高,因此合理投加一定量的生物铁才能使污泥性能达到最佳。     

控制溶解氧浓度和pH的设备和方法（Mitsubishi Hwavy Industies，Ltd．，Japan）日本公开特许公报JP 2002 96，076 2002，4，24页（日文）

该设备包括一个安装有恒温器和含有pH调节剂的罐、在恒温器下有提供恒定数量的pH调节剂的泵。水中溶解氧浓度和pH由脱气装置事先除氧，然后加pH调节剂来控制。pH调节剂可以是HCI、HNO^3、H2SO^4、CH3COOH、NaOH、KOH和NH4OH。氧浓度的控制可在pH控制的同时稳定地进行，不受氧气压力的影响。     

溶解氧对一体式膜生物反应器(IMBR)的影响

针对溶解氧(DO)和气水比对IMBR工艺出水效果的影响及能耗问题,从气水比对DO的影响和DO对COD与NH3-N去除效果的影响着手,探讨研究气水比、溶解氧以及污水处理效果之间的最佳工作点。试验结果表明,在ρ(MLSS)分别为4.23,4.09,3.70g/L的运行条件下,MBR的最佳运行气水比相应为35∶1,25∶1,17∶1;溶解氧变化速率随污泥浓度的下降而升高;DO的变化对COD的去除效果并不显著;在高污泥浓度下,DO的质量浓度保持在2.63～4.85mg/L之间时,氨氮的去除率随溶解氧浓度的上升而下降,氨氮去除率达90%以上;但DO浓度过低时,氨氮去除效果不佳。     

低溶解氧膨胀污泥沉降性能的恢复研究

溶解氧是影响丝状菌污泥膨胀的重要因素之一.以石化废水和啤酒废水为处理对象,对低溶解氧污泥膨胀进行了污泥沉降性能恢复的试验研究.结果表明,在较高的DO浓度下运行,能使膨胀污泥的沉降性能恢复到良好状态,且恢复时间及恢复速率均与污泥膨胀程度呈正相关关系.污泥负荷是影响膨胀污泥沉降性能恢复的因素,在一定低污泥负荷下,通过提高DO浓度并不能使低DO膨胀污泥的沉降性能得到有效恢复.     

Pro‐oxidant activity of Fe2+ in oxidation of cod phospholipids in liposomes

This work examines how different factors such as temperature, amount of injected Fe²⁺, lipid concentration, pH, concentration of NaCl and concentration of dissolved oxygen influenced the lipid oxidation rate of liposomes made from cod phospholipids. The rate of lipid oxidation was measured by consumption of dissolved oxygen by liposomes in a closed vessel. The rate of oxygen consumption in liposomes was proportional to the concentration of iron and the lipid concentration in the assay mixture. The oxygen consumption rate was dependent on pH, with a maximum observed between pH 4 and 5. The addition of salt (final concentration 0.04–0.8 M) decreased the rate of oxygen consumption. The rate of oxidation was independent of the concentration of dissolved oxygen (in the range of 230–5 μM). The oxygen consumption rate followed Arrhenius kinetics, and the variation in activation energy found (60–87 kJ/moles×K) might be due to variations in the composition of raw materials used in the experiments and different susceptibility to oxidation.     

Dynamic measurement of KLa with oxygen-enriched air during fermentation

A method of K_La estimation, utilising gassing with oxygen-enriched air, was applied to fermentations of Escherichia coli and Saccharomycopsis lipolytica. The method consists of sudden inlet oxygen concentration increase while total inlet gas flow rate is held constant. Dissolved oxygen concentrations are measured by an oxygen electrode, the response of which is assumed to be first order. K_La can be estimated from the slope of the semilogarithmic plot of the electrode response versus time. The method seems to be valid as long as the dissolved oxygen concentration is higher than the critical oxygen concentration below which oxygen uptake rate is dependent on dissolved oxygen concentration.     

人工肝生物反应器中溶解氧浓度动态分布的模型与数值分析

研究了人工肝生物反应器的结构特点,并在对反应器内部液体流动与气液传质规律进行分析的基础上,结合反应器的实际需要,建立了基于一维轴向扩散模型的人工肝专用生物反应器溶解氧浓度动态分布的数学机理模型. 利用有限差分方法对模型离散化求解,得到了流动速度、氧传质系数及细胞耗氧速率对反应器内部溶解氧浓度分布的影响规律. 通过对模型数值解的分析得到了特定条件下反应器内的优化参数为液体流速0.55 mm/s,传质系数0.31 s-1,扩散系数0.02 mm2/s. 最后,通过仿真数据与实测实验的对比验证了该模型的正确性,其平均误差在±5%以内. 本模型的建立在理论上验证了该专用生物反应器可以提供稳定且均匀的溶解氧浓度分布,同时也为下一代新型反应器的优化设计提供了参考数据和理论依据.     

圆柱状人工肝生物反应器中溶解氧浓度动态分布模型及其氧浓度变化速率

从人工肝治疗的需要出发,建立了圆柱状专用生物反应器中溶解氧浓度动态分布的数学机理模型,并分析了反应器内部实时氧浓度变化速率,设计出了溶氧变化的在线检测方法,结合模型推导出反应器内部总氧浓度变化量与实时氧浓度变化速率之间的关系. 通过仿真数据与实测实验的对比验证了该模型的正确性,其平均误差在±5%以内,氧浓度变化速率误差在±1%以内,验证了总氧浓度变化量dDO与实时氧浓度变化速率R之间满足dDO=MNDhR/V.     

一种新型自吸式喷嘴喷射性能初步研究

建立实验装置,研究一种带凸形圆环结构的新型自吸式气液二相喷嘴的吸气溶氧性能。以吸上真空度和溶解氧为目标,考察喷射口直径、凸形圆环缩颈直径与喷射口直径比、锥形喷射口与凸形圆环缩颈上端间距离等参数对喷嘴喷射性能的影响,并与普通喷嘴对比。结果表明:上述3个参数均能影响溶氧能力,而喷射口直径、凸形圆环缩颈直径与喷射口直径比则主要影响吸上真空度;相同液体流量下,新型喷嘴吸上真空度和溶氧能力均好于普通喷嘴;较优的结构参数是喷射口直径D、凸形圆环缩颈直径与喷射口直径比为1.2、锥形喷射口与凸形圆环缩颈上端间距离则为4D。     

溶氧对生物转化螺旋霉素的影响

研究了溶氧对生米加链霉菌变株生物转化螺旋霉素的影响,确定这种生物转化反应是显著的需氧过程,发酵过程具有与一般抗生素发酵不同的两个摄氧率高峰．根据溶氧对菌体生长和转化反应的双重影响,初步建立了分阶段溶氧控制的发酵过程,终转化率提高了８％,并将发酵时间缩短了约１／６．     

射流鼓泡反应器中液相体积传质系数的测定

羰基合成反应一般采用射流鼓泡反应器,该类反应器气液混合的方式采用射流而非机械搅拌,其主要优点是结构简单、制作简便、维护费用低。研究该类型反应器的传质系数对于其设计、优化及放大操作均具有重要意义。本研究采用缩颈式圆形喷嘴,以动态溶氧法对射流鼓泡反应器内的液相体积传质系数进行测定,考察了表观气速、射流雷诺数对液相体积传质系数的影响。研究发现,随气速增大液相体积传质系数的变化规律为先增大而后保持不变。维持表观气速不变,随雷诺数增加液相体积传质系数增大,但当表观气速小于0.0012 m/s时,雷诺数对传质改善较小。建立了液相体积传质系数的经验关联式,当气体输入功率占总功率56%时,液相体积传质系数最大,气体鼓泡和液体射流的协同作用最强。     

新型钻井液用除氧剂的研制与评价

钻井液中在循环过程中,有大量氧气溶解其中,溶解氧对钻具产生腐蚀。通过大量实验,室内研制出新型钻井液用除氧剂。在静态和动态的条件下,对不同的除氧剂浓度下除氧效率100%所需时间和溶氧浓度0.1 mg/L的持续时间进行测试实验,并根据现场实际工况制作出模拟井筒实验装置,进行除氧评价实验。最终确定此除氧剂具有除氧效率高、作用时间长、配伍性好等特点。